普通 Taq 酶改不掉的“强迫症小尾巴”:为什么它总爱在 DNA 末端凭空加个 A,还催生了 TA 克隆?
1988 年 10月25日 · pMD18-T / pGEM-T 载体(TA 克隆试剂盒)与普通 Taq 聚合酶加 A 反应
你知道吗?
三流工匠抱怨工具的缺陷,一流科学家看到 Taq 酶改不掉乱加‘A’的强迫症后,顺手给质粒焊了个‘T’,省下了全人类买限制性内切酶的几亿美金。
做过传统分子克隆的同学都知道一个奇怪的规律:如果你用高保真的 Pfu 或 Q5 酶跑完 PCR,产物末端是齐整整的“平末端(Blunt end)”;但如果你用最便宜的普通 Taq 酶跑完 PCR,想直接拿去做平末端连接,十有八九会彻底失败!
1988 年 10 月,英国生化学家 James M. Clark 在《Nucleic Acids Research》上揭示了这个困扰无数人的怪癖:缺乏 外切校对活性的聚合酶(尤其是水生栖热菌 Taq 酶),在顺着模板把双链 DNA 抄写到最后一个碱基、准备收工脱落的瞬间,会突然触发一种“不依赖模板的末端转移酶活性”——就像一个有强迫症的画家画完画非要在右下角多点一个点一样,悬空往新合成链的 羟基末端凭空多接上一个脱氧核苷酸!
而且由于空间位阻和碱基堆积力极强的偏好,它 90% 以上的概率挑中的都是“腺嘌呤(dATP,即 A)”。起初大家恨透了这个让平末端连接报废的“小尾巴 A”(这也就是为什么 PCR 程序最后往往要设一步 72°C 延伸 10 分钟,其实就是给足时间让慢吞吞的 Taq 酶把所有尾巴 A 加齐);直到 1990–1991 年,Mead 与 Holton 等人反向思考:既然 Taq 酶非要给 PCR 产物留个 -A 小尾巴,那我们干脆把线性化质粒载体的两端人工加上互补的 -T(胸腺嘧啶)突出端不就行了?
不用买昂贵的限制性内切酶,也不用算酶切位点,“TA 克隆(T-Vector)”从此风靡全球实验室!