Multidisplacement Amplification

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Übersicht

Die Multi Displacement Amplification (MDA) bzw. Isothermal Multi Displacement Amplification (IMDA) ist eine Methode zur Vermehrung von geringen Mengen an DNA als Ausgangsmaterial. Im Vergleich zur Polymerase-Kettenreaktion eignet sie sich besonders für die Vermehrung von langen DNA-Sequenzen (mehr als 2.000 bis 100.000 Basenpaare). Ein weiterer Vorteil ist auch, dass es bei Gemischen von DNA durch die Amplifikation keine Verzerrung (Bias)gibt, d.h. dass bei Gemischen nicht einzelne DNA-Sequenzen bevorzugt werden bzw. andere benachteiligt.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich diese Methode besonders zur Vermehrung von z.B. hochkomplexen Gemischen genomischer DNA. Als Ausgangsmaterial reichen wenige Nanogramm (z.B. die DNA von einigen hundert Zellen), welches durch die MDA etwa 1000 bis 10.000 fach vermehrt wird.

Prinzip

Die MDA wird im Vergleich zur Polymerase-Kettenreaktion bei gleichbleibender Temperatur durchgeführt. Zum Anfang wird die doppelsträngige Ausgangs-DNA mittels eines Denaturierungsreagens in Einzelstränge zerlegt. Nach Neutralisation wird phi29 DNA-Polymerase und ein Gemisch aus Desoxynukleotiden hinzugefügt. Die phi29 DNA-Polymerase lagert sich an die Einzelstränge der DNA an stellt danach den zweiten komplementären Strang her. Der komplementäre Strang wird dabei pro Sekunde etwa 25 bis 50 Basen mit einer Fehlerrate von 1 Fehler auf 3 x 10⁶ Basen verlängert. Im Vergleich dazu: bei einer konventionellen PCR mit Taq-Polymerase rechnet man mit einer Geschwindigkeit von 1000 bis 2000 Basen pro Minute und einer Fehlerrate von 1 Fehler auf 2 x 10³ Basen.

Literatur

• Rajyalakshmi Luthra und L. Jeffrey Medeiros: Isothermal Multiple Displacement Amplification - A Highly Reliable Approach for Generating Unlimited High Molecular Weight Genomic DNA from Clinical Specimens in JMD 2004; 6(3)

• Frank B. Dean et al.: Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification in PNAS 2002; 99(8): 5261-5266