具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非特别说明,本发明所用的试剂、耗材和设备均为本技术领域的常规试剂、耗材和设备。除非特别说明,以下实施例所用的试剂和耗材均为市购。
本发明所用的引物、探针、tracrRNA均在南京金斯瑞生物科技有限公司订购。
除非另有说明,本发明所用的涉及免疫学、生物化学、化学、分子生物学、微生物学、细胞生物学、基因组学等学科的技术均是本领域的常规技术。
实施例1:使用本发明检测RNA靶标。
选用大肠杆菌MG1655菌株lacZ基因的mRNA(Target 1)作为靶标序列,Target 1序列如SEQ ID NO.1所示;
靶标RNA的制备方法如下:
(1)PCR扩增转录模板
a)设计引物
上游引物F1,如SEQ ID NO.2所示;
下游引物R1(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.3所示;
b)PCR扩增
利用上述上下游引物,以大肠杆菌MG1655基因组为模板,使用高保真DNA聚合酶(NEB#M0530)对目的片段进行PCR扩增。用胶回收试剂盒(Thermo#K0691)对PCR产物进行纯化。
(2)体外转录靶标RNA
a)以上述胶回收纯化产物为模板,用T7 RNA聚合酶(NEB#M0251)在37℃过夜反应转录靶标RNA。
b)用RNA纯化试剂盒(Zymo#R1013)对转录产物进行纯化,纯化产物保存于-20℃。用NanoDrop(Thermo#ND-ONE-W)测定RNA纯化产物的浓度。用计算工具(NEBioCalculator)将RNA浓度换算成拷贝数。
等温检测所用的引物、探针和tracrRNA序列如下:
上游引物F2(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.4所示;
下游引物R2(含间隔序列),如SEQ ID NO.5所示;
DNA探针P1(5’端用FAM标记,3’端用BHQ1标记),如SEQ ID NO.6所示;
tracrRNA如,SEQ ID NO.7所示;
扩增和检测反应体系配制如下:
将纯化的靶标RNA用无核酸酶水进行梯度稀释,得到不同浓度的待检测样品(105拷贝/μl,104拷贝/μl,102拷贝/μl,10拷贝/μl,5拷贝/μl,2拷贝/μl,1拷贝/μl)。
20μl反应体系:1μl不同浓度的待检测样品,4μl无核酸酶水,5μl酶混合液,5μl核酸混合液,5μl缓冲液。设置阴性对照组,在阴性对照组中,将1μl待检测样品换成1μl无核酸酶水。
酶混合液配方为:1.5μl稀释的RNase H(0.5U/μl),2.5μl ProtoScript II逆转录酶(200U/μl)(NEB#M0368),1.3μl T7 RNA聚合酶(1000U/μl)(NEB#M0460),5μl RNA酶抑制蛋白(40U/μl)(NEB#M0314),1.2μl BSA(20mg/ml),16μl缓冲液(不含DMSO),加无核酸酶水将体积补足至50μl。
稀释的RNase H配方为:5μl RNase H(5U/μl)(NEB#M0297),1.2μl BSA(20mg/ml),16μl缓冲液(不含DMSO),加无核酸酶水将体积补足至50μl。
核酸混合液配方为:5μl tracrRNA(10μM),8μl DNA探针(10μM),0.5μl上游引物F2(10μM),0.5μl下游引物F2(10μM),0.2μl dATP(100mM)(YEASEN#10118ES74),0.2μl dGTP(100mM)(YEASEN#10121ES74),0.2μl dCTP(100mM)(YEASEN#10119ES74),0.2μl dTTP(100mM)(YEASEN#10120ES74),0.8μl rATP(100mM)(YEASEN#10129ES03),0.8μl rGTP(100mM)(YEASEN#10132ES03),0.8μl rCTP(100mM)(YEASEN#10130ES03),0.8μl rUTP(100mM)(YEASEN#10131ES03),加无核酸酶水将体积补足至50μl。
缓冲液配方为:120μl Tris-HCl(1M,pH 8.4),20μl MgCl2(2M),113μl KCl(2M),30μl DTT(1M),450μl DMSO,加无核酸酶水将体积补足至1ml。
缓冲液(不含DMSO)配方为:120μl Tris-HCl(1M,pH 8.4),20μl MgCl2(2M),113μlKCl(2M),30μl DTT(1M),加无核酸酶水将体积补足至1ml。
扩增和检测反应在PCR管中进行,反应温度41℃,时间1.5小时。
反应结束后,在反应液中加入180μl无核酸酶水,然后将全部液体转移至酶标板中,用酶标仪(Biotek#Synergy H1)检测荧光值。激发波长494nm,发射波长522nm。
检测结果如图3所示。应用此方法可以检测到5个拷贝的RNA分子。
实施例2:使用本发明检测单链DNA靶标。
选用大肠杆菌MG1655菌株lacZ基因的有义链DNA(Target 2)作为靶标序列,Target 2序列如SEQ ID NO.8所示
靶标DNA由南京金斯瑞生物科技有限公司合成。
等温检测所用的引物、探针和tracrRNA序列如下:
上游引物F2(含T7启动子),如SEQ ID NO.4所示;
下游引物R2(含间隔序列),如SEQ ID NO.5所示;
DNA探针P1(5’端用FAM标记,3’端用BHQ1标记),如SEQ ID NO.6所示;
tracrRNA如,SEQ ID NO.7所示;
扩增和检测反应体系配制如下:
将合成的靶标DNA用无核酸酶水进行梯度稀释,得到不同浓度的待检测样品(105拷贝/μl,104拷贝/μl,102拷贝/μl,10拷贝/μl,5拷贝/μl,2拷贝/μl,1拷贝/μl)。
20μl反应体系:1μl不同浓度的待检测样品,4μl无核酸酶水,5μl酶混合液,5μl核酸混合液,5μl缓冲液。设置阴性对照组,在阴性对照组中,将1μl待检测样品换成1μl无核酸酶水。
酶混合液配方同实施例1。
核酸混合液配方同实施例1。
缓冲液配方为同实施例1。
扩增和检测反应在PCR管中进行,反应温度41℃,时间1.5小时。
反应结束后,在反应液中加入180μl无核酸酶水,然后将全部液体转移至酶标板中,用酶标仪(Biotek#Synergy H1)检测荧光值。激发波长494nm,发射波长522nm。
检测结果如图4所示。应用此方法可以检测到5个拷贝的单链DNA分子。
实施例3:使用本发明检测双链DNA靶标。
选用大肠杆菌MG1655菌株lacZ基因(Target 3)作为靶标序列,Target 3序列如SEQ ID NO.9所示;
靶标DNA采用PCR制备,制备方法如下:
(1)设计引物
上游引物F3,如SEQ ID NO.10所示;
下游引物R3,如SEQ ID NO.11所示;
(2)PCR扩增
利用上述上下游引物,以大肠杆菌MG1655基因组为模板,使用高保真DNA聚合酶(NEB#M0530)对目的片段进行PCR扩增。用胶回收试剂盒(Thermo#K0691)对PCR产物进行纯化。
将合成的靶标DNA用无核酸酶水进行梯度稀释,得到不同浓度的待检测样品(2×105拷贝/μl,2×104拷贝/μl,2×102拷贝/μl,20拷贝/μl,10拷贝/μl,4拷贝/μl,2拷贝/μl)。
等温检测所用的引物、探针和tracrRNA序列如下:
上游引物F2(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.4所示;
下游引物R2(含间隔序列),如SEQ ID NO.5所示;
DNA探针P1(5’端用FAM标记,3’端用BHQ1标记),如SEQ ID NO.6所示;
tracrRNA,如SEQ ID NO.7所示;
扩增和检测反应体系配制如下:
DNA单链化反应:向待检测样品中加入1/10体积的氢氧化钠(5M)进行碱变性,再加入1/10体积的盐酸(5M)进行中和,最后加入4/5体积的无核酸酶水,这时待检测样品的浓度分别为105拷贝/μl,104拷贝/μl,102拷贝/μl,10拷贝/μl,5拷贝/μl,2拷贝/μl,1拷贝/μl)。
20μl反应体系:1μl不同浓度的待检测样品,4μl无核酸酶水,5μl酶混合液,5μl核酸混合液,5μl缓冲液。设置阴性对照组,在阴性对照组中,将1μl待检测样品换成1μl无核酸酶水。
酶混合液配方同实施例1。
核酸混合液配方同实施例1。
缓冲液配方同实施例1。
缓冲液(不含DMSO)配方为:120μl Tris-HCl(1M,pH 8.4),20μl MgCl2(2M),113μlKCl(2M),30μl DTT(1M),加无核酸酶水将体积补足至1ml。
扩增和检测反应在PCR管中进行,反应温度41℃,时间1.5小时。
反应结束后,在反应液中加入180μl无核酸酶水,然后将全部液体转移至酶标板中,用酶标仪(Biotek#Synergy H1)检测荧光值。激发波长494nm,发射波长522nm。
检测结果如图5所示。应用此方法可以检测到10个拷贝的双链DNA分子。
实施例4:使用本发明检测新冠病毒SARS-Cov-2的orf1a/b基因RNA。
选用体外转录的orf1a/b基因(Target 4)作为靶标序列,Target 4序列如SEQ IDNO.12所示;
靶标RNA的制备方法如下:
(1)PCR扩增转录模板
a)设计引物
上游引物F4,如SEQ ID NO.13所示;
下游引物R4(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.14所示;
b)PCR扩增
利用上述上下游引物,以含有orf1a/b基因的质粒pXSP-15A(SEQ ID NO.15所示)为模板,使用高保真DNA聚合酶(NEB#M0530)对目的片段进行PCR扩增。用胶回收试剂盒(Thermo#K0691)对PCR产物进行纯化。
(2)体外转录靶标RNA
a)以上述胶回收纯化产物为模板,用T7 RNA聚合酶(NEB#M0251)在37℃过夜反应转录靶标RNA。
b)用RNA纯化试剂盒(Zymo#R1013)对转录产物进行纯化,纯化产物保存于-20℃。用NanoDrop(Thermo#ND-ONE-W)测定RNA纯化产物的浓度。用计算工具(NEBioCalculator)将RNA浓度换算成拷贝数。
等温检测所用的引物、探针和tracrRNA序列如下:
上游引物F5(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.16所示;
下游引物R5,如SEQ ID NO.17所示;
DNA探针P1(5’端用FAM标记,3’端用BHQ1标记),如SEQ ID NO.6所示;
tracrRNA,如SEQ ID NO.7所示;
扩增和检测反应体系配制如下:
将纯化的靶标RNA用无核酸酶水进行梯度稀释,得到不同浓度的待检测样品(105拷贝/μl,104拷贝/μl,102拷贝/μl,10拷贝/μl,5拷贝/μl,2拷贝/μl,1拷贝/μl)。
20μl反应体系:1μl不同浓度的待检测样品,4μl无核酸酶水,5μl酶混合液,5μl核酸混合液,5μl缓冲液。设置阴性对照组,在阴性对照组中,将1μl待检测样品换成1μl无核酸酶水。
酶混合液配方同实施例1。
核酸混合液配方同实施例1。
缓冲液配方同实施例1。
扩增和检测反应在PCR管中进行,反应温度41℃,时间1.5小时。
反应结束后,在反应液中加入180μl无核酸酶水,然后将全部液体转移至酶标板中,用酶标仪(Biotek#Synergy H1)检测荧光值。激发波长494nm,发射波长522nm。
检测结果如图6所示。应用此方法可以检测到5个拷贝的新冠病毒SARS-Cov-2的orf1a/b基因RNA分子。
实施例5:使用本发明检测新冠病毒SARS-Cov-2的N基因RNA。
选用体外转录的N基因(Target 5)作为靶标序列,Target 5序列入SEQ ID NO.18所示;
靶标RNA的制备方法如下:
(1)PCR扩增转录模板
a)设计引物
上游引物F6,如SEQ ID NO.19所示;
下游引物R6,(含T7启动子序列)如SEQ ID NO.20所示;
b)PCR扩增
利用上述上下游引物,以含有orf1a/b基因的质粒pXSP-15B(SEQ ID NO.21所示)为模板,使用高保真DNA聚合酶(NEB#M0530)对目的片段进行PCR扩增。用胶回收试剂盒(Thermo#K0691)对PCR产物进行纯化。
(2)体外转录靶标RNA
a)以上述胶回收纯化产物为模板,用T7 RNA聚合酶(NEB#M0251)在37℃过夜反应转录靶标RNA。
b)用RNA纯化试剂盒(Zymo#R1013)对转录产物进行纯化,纯化产物保存于-20℃。用NanoDrop(Thermo#ND-ONE-W)测定RNA纯化产物的浓度。用计算工具(NEBioCalculator)将RNA浓度换算成拷贝数。
等温检测所用的引物、探针和tracrRNA序列如下:
上游引物F7,(含T7启动子序列)如SEQ ID NO.22所示;
下游引物R7,如SEQ ID NO.23所示;
DNA探针P1(5’端用FAM标记,3’端用BHQ1标记),如SEQ ID NO.6所示;
tracrRNA,如SEQ ID NO.7所示;
扩增和检测反应体系配制如下:
将纯化的靶标RNA用无核酸酶水进行梯度稀释,得到不同浓度的待检测样品(105拷贝/μl,104拷贝/μl,102拷贝/μl,10拷贝/μl,5拷贝/μl,2拷贝/μl,1拷贝/μl)。
20μl反应体系:1μl不同浓度的待检测样品,4μl无核酸酶水,5μl酶混合液,5μl核酸混合液,5μl缓冲液。设置阴性对照组,在阴性对照组中,将1μl待检测样品换成1μl无核酸酶水。
酶混合液配方同实施例1。
核酸混合液配方同实施例1。
缓冲液配方同实施例1。
扩增和检测反应在PCR管中进行,反应温度41℃,时间1.5小时。
反应结束后,在反应液中加入180μl无核酸酶水,然后将全部液体转移至酶标板中,用酶标仪(Biotek#Synergy H1)检测荧光值。激发波长494nm,发射波长522nm。
检测结果如图7所示。应用此方法可以检测到5个拷贝的新冠病毒SARS-Cov-2的N基因RNA分子。
实施例6:使用本发明检测新冠病毒SARS-Cov-2的S基因RNA。
选用体外转录的S基因(Target 6)作为靶标序列,Target 6序列SEQ ID NO.24所示;
靶标RNA的制备方法如下:
(1)PCR扩增转录模板
a)设计引物
上游引物F8,如SEQ ID NO.25所示;
下游引物R8(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.26所示;
b)PCR扩增
利用上述上下游引物,以含有S基因的质粒pHCY-146(SEQ ID NO.27所示)为模板,使用高保真DNA聚合酶(NEB#M0530)对目的片段进行PCR扩增。用胶回收试剂盒(Thermo#K0691)对PCR产物进行纯化。
(2)体外转录靶标RNA
a)以上述胶回收纯化产物为模板,用T7 RNA聚合酶(NEB#M0251)在37℃过夜反应转录靶标RNA。
b)用RNA纯化试剂盒(Zymo#R1013)对转录产物进行纯化,纯化产物保存于-20℃。用NanoDrop(Thermo#ND-ONE-W)测定RNA纯化产物的浓度。用计算工具(NEBioCalculator)将RNA浓度换算成拷贝数。
等温检测所用的引物、探针和tracrRNA序列如下:
上游引物F9(含T7启动子序列),如SEQ ID NO.28所示;
下游引物R9,如SEQ ID NO.29所示;
DNA探针P1(5’端用FAM标记,3’端用BHQ1标记),如SEQ ID NO.6所示;
tracrRNA,如SEQ ID NO.7所示;
扩增和检测反应体系配制如下:
将纯化的靶标RNA用无核酸酶水进行梯度稀释,得到不同浓度的待检测样品(105拷贝/μl,104拷贝/μl,102拷贝/μl,10拷贝/μl,5拷贝/μl,2拷贝/μl,1拷贝/μl)。
20μl反应体系:1μl不同浓度的待检测样品,4μl无核酸酶水,5μl酶混合液,5μl核酸混合液,5μl缓冲液。设置阴性对照组,在阴性对照组中,将1μl待检测样品换成1μl无核酸酶水。
酶混合液配方同实施例1。
核酸混合液配方同实施例1。
缓冲液配方同实施例1。
扩增和检测反应在PCR管中进行,反应温度41℃,时间1.5小时。
反应结束后,在反应液中加入180μl无核酸酶水,然后将全部液体转移至酶标板中,用酶标仪(Biotek#Synergy H1)检测荧光值。激发波长494nm,发射波长522nm。
检测结果如图8所示。应用此方法可以检测到5个拷贝的新冠病毒SARS-Cov-2的S基因RNA分子。
序列表
<110> 山东启邦汇康生物技术有限公司
<120> 一种基于CRISPR-Cas9的等温核酸检测系统及其方法和应用
<141> 2021-09-06
<160> 29
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 418
<212> RNA
<213> 大肠杆菌MG1655(Escherichia coli MG1655)
<400> 1
gcuaaucacg acgcgcugua ucgcuggauc aaaucugucg auccuucccg cccggugcag 60
uaugaaggcg gcggagccga caccacggcc accgauauua uuugcccgau guacgcgcgc 120
guggaugaag accagcccuu cccggcugug ccgaaauggu ccaucaaaaa auggcuuucg 180
cuaccuggag agacgcgccc gcugauccuu ugcgaauacg cccacgcgau ggguaacagu 240
cuuggcgguu ucgcuaaaua cuggcaggcg uuucgucagu auccccguuu acagggcggc 300
uucgucuggg acugggugga ucagucgcug auuaaauaug augaaaacgg caacccgugg 360
ucggcuuacg gcggugauuu uggcgauacg ccgaacgauc gccaguucug uaugaacg 418
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
cgttcataca gaactggcga 20
<210> 3
<211> 51
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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accgccaaga ctgttaccca tcgcgtgggc gctaatcacg acgcgctgta t 51
<210> 4
<211> 51
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
aattctaata cgactcacta tagggagaag gtattcgcaa aggatcagcg g 51
<210> 5
<211> 36
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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agcatagctc taaaacccga tattatttgc ccgatg 36
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<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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tccaccgata ttatttgccc gatg 24
<210> 7
<211> 67
<212> RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
agcauagcaa guuaaaauaa ggcuaguccg uuaucaacuu gaaaaagugg caccgagucg 60
gugcuuu 67
<210> 8
<211> 127
<212> DNA
<213> 大肠杆菌MG1655(ESCHERICHIA coli MG1655)
<400> 8
ccgatattat ttgcccgatg tacgcgcgcg tggatgaaga ccagcccttc ccggctgtgc 60
cgaaatggtc catcaaaaaa tggctttacc tcgctggaga gacgcgcccg ctgatccttt 120
gcgaata 127
<210> 9
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<212> DNA
<213> 大肠杆菌MG1655(ESCHERICHIA coli MG1655)
<400> 9
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catttcggca cagccgggaa gggctggtct tcatccacgc gcgcgtacat cgggcaaata 120
atatcgg 127
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<212> DNA
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<400> 10
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 11
ccgatattat ttgcccgatg 20
<210> 12
<211> 475
<212> RNA
<213> 新冠病毒SARS-Cov-2(New Coronavirus SARS-Cov-2)
<400> 12
cguugccaca uagaucaucc aaauccuaaa ggauuuugug acuuaaaagg uaaguaugua 60
caaauaccua caacuugugc uaaugacccu guggguuuua cacuuaaaaa cacagucugu 120
accgucugcg guauguggaa agguuauggc uguaguugug aucaacuccg cgaacccaug 180
cuucagucag cugaugcaca aucguuuuua aacggguuug cgguguaagu gcagcccguc 240
uuacaccgug cggcacaggc acuaguacug augucguaua cagggcuuuu gacaucuaca 300
augauaaagu agcugguuuu gcuaaauucc uaaaaacuaa uuguugucgc uuccaagaaa 360
aggacgaaga ugacaauuua auugauucuu acuuuguagu uaagagacac acuuucucua 420
acuaccaaca ugaagaaaca auuuauaauu uacuuaagga uuguccagcu guugc 475
<210> 13
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 13
gcaacagctg gacaatcctt 20
<210> 14
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 14
cgcccacgcg atgggtaaca gtcttggcgg tcgttgccac atagatcatc c 51
<210> 15
<211> 2813
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 15
aggattaaac aacctaaata gaggtatggt acttggtagt ttagctgcca cagtacgtct 60
acaagctggt aatgcaacag aagtgcctgc caattcaact gtattatctt tctgtgcttt 120
tgctgtagat gctgctaaag cttacaaaga ttatctagct agtgggggac aaccaatcac 180
taattgtgtt aagatgttgt gtacacacac tggtactggt caggcaataa cagttacacc 240
ggaagccaat atggatcaag aatcctttgg tggtgcatcg tgttgtctgt actgccgttg 300
ccacatagat catccaaatc ctaaaggatt ttgtgactta aaaggtaagt atgtacaaat 360
acctacaact tgtgctaatg accctgtggg ttttacactt aaaaacacag tctgtaccgt 420
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gtcagctgat gcacaatcgt ttttaaacgg gtttgcggtg taagtgcagc ccgtcttaca 540
ccgtgcggca caggcactag tactgatgtc gtatacaggg cttttgacat ctacaatgat 600
aaagtagctg gttttgctaa attcctaaaa actaattgtt gtcgcttcca agaaaaggac 660
gaagatgaca atttaattga ttcttacttt gtagttaaga gacacacttt ctctaactac 720
caacatgaag aaacaattta taatttactt aaggattgtc cagctgttgc taaacatgac 780
ttctttaagt ttagaataga cggtgacatg gtaccacata tatcacgtca acgtcttact 840
aaatacacaa tggcagacct cgtctatgct ttaaggcatt ttgatgaagg taattgtgac 900
acattaaaag aaatacttgt cacatacaat tgttgtgatg atgattattt caataaaaag 960
gactggtatg attttgtaga aaacccagat atattacgcg gagcaaaagg ccagcaaaag 1020
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gtatttggta tctgcgctct gctgaagcca gttaccttcg gaaaaagagt tggtagctct 1560
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<212> RNA
<213> 新冠病毒SARS-Cov-2(New Coronavirus SARS-Cov-2)
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<212> DNA
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<212> DNA
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