脫氧核糖核酸酶I（DNase I）是一種內切核酸酶，它的應用不僅可以用於維持RNA的完整性，還可以用於DNA足跡分析、隨機DNA文庫的生成、降低細胞裂解物或蛋白質萃取物中的黏性等。 總之，DNase I幾乎可以用於任何需要酶切DNA的應用。以下就DNase I進行詳細介紹以及其具體的應用。

1.什麼是DNase I？
2. DNase I 用於製備無 DNA RNA 萃取物
3. DNase I 用於體外轉錄，去除模板 DNA
4. DNase I 用於去除 rRNA
5. DNase I 用於 DNA 標記
6. 其他應用
7. DNase I 產品選擇指南

1.什麼是DNase I？

去氧核糖核酸酶 I (DNase I) 是一種非特異性的內切酶，可以消化單鍊或雙股DNA，存在於不同的組織和體液中。它可以水解磷酸二酯鍵，產生含有 5'-磷酸基團和 3'-OH 基團的單脫氧核苷酸和寡脫氧核苷酸。 DNase I最適工作pH範圍為7～8，其活性依賴於Ca2+，也可被Mn2+、Mg2+、Zn2+等二價金屬離子激活，在Mg2+存在下，DNase I隨機剪切雙股DNA的任意位點；在Mn2+存在下，DNase I可以剪切同一位置的雙股DNA，形成平端或1-2個核苷酸的黏端突出。

圖 1. 在 Mg2+ 和 Mn2+ 存在下 DNase I 切割 dsDNA 的示意圖。

雖然一般認為DNase I的切割屬於非特異性切割，但DNase I更可能作用於某些特定的序列片段，如小溝區域，而且更容易對嘌呤-嘧啶序列進行切割。然而，當DNase I作用於異質性dsDNA時，4個鹼基都會被切割，且對特定鹼基的作用不會比其他鹼基大3倍以上。

2. DNase I 用於製備無 DNA RNA 萃取物

在生物學實驗中，第一步是製備核酸，以研究RNA的各種功能。但由於細胞裂解過程中DNA和RNA常常一起釋放，無論使用何種萃取溶液都無法避免兩者的干擾，因此需要使用特定的酵素來去除乾擾。為了提取高品質的 RNA，使用 DNase I 去除樣本中的殘留 DNA。

DNase I可以將雙股和單股DNA降解為寡核苷酸和單核苷酸，並且可以有效降解RNA製備產物中的DNA。然後透過用終止緩衝液加熱來使 DNase I 失活。在加熱過程中，RNA分子的髮夾結構可以打開，有利於RNA直接進入逆轉錄過程。
RNA的品質在很大程度上會直接影響實驗數據。一般來說，RNA萃取過程中無法完全避免gDNA殘留，因此，通常建議在進行下游應用（例如mRNA表達分析、轉錄組分析等）之前用DNase I處理RNA樣品以消化殘留的gDNA。消化gDNA的步驟可以在RNA萃取期間、RNA萃取之後或RNA逆轉錄之前進行。根據產品定位，提供的產品 Yeasen 如下：

表1：RNA萃取或逆轉錄前DNA去除相關產品列表

3. DNase I 用於體外轉錄，去除模板 DNA

體外轉錄（IVT）主要以DNA為模板，加上對應的底物和緩衝液，經由體外轉錄獲得RNA。在體外轉錄實驗中，RNA聚合酶如T7，T3和SP6通常用於RNA合成。合成的RNA可能含有DNA殘基。消除DNA殘留有利於下游實驗的進行。例如，在mRNA疫苗研發階段，殘留物的移除是關鍵步驟，可降低下游純化的難度，提高產品的純度。通常使用重組 DNase I（無 RNase）去除 DNA 模板。根據mRNA合成過程， Yeasen 如下：