DK175778B1 - Kit for amplification and detection of specific nucleic acid sequences - used to characterise or detect sequences associated with infectious diseases, genetic disorders and cellular disorders - Google Patents

Kit for amplification and detection of specific nucleic acid sequences - used to characterise or detect sequences associated with infectious diseases, genetic disorders and cellular disorders Download PDF

Info

Publication number
DK175778B1
DK175778B1 DK200401109A DKPA200401109A DK175778B1 DK 175778 B1 DK175778 B1 DK 175778B1 DK 200401109 A DK200401109 A DK 200401109A DK PA200401109 A DKPA200401109 A DK PA200401109A DK 175778 B1 DK175778 B1 DK 175778B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
nucleic acid
sequence
dna
primers
kit
Prior art date
Application number
DK200401109A
Other languages
Danish (da)
Inventor
Randall Keichi Saiki
Kary Banks Mullis
Stephen Joel Scharf
Glenn Thoman Horn
Henry Anthony Ehrlich
Norman Arnheim
Original Assignee
Hoffmann La Roche
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/791,308 external-priority patent/US4683202A/en
Priority claimed from US06/828,144 external-priority patent/US4683195A/en
Priority claimed from DK13296A external-priority patent/DK175469B1/en
Application filed by Hoffmann La Roche filed Critical Hoffmann La Roche
Publication of DK200401109A publication Critical patent/DK200401109A/en
Application granted granted Critical
Publication of DK175778B1 publication Critical patent/DK175778B1/en

Links

Abstract

A kit (I) for the amplification and detection of at least 1 specific nucleic acid in a sample comprises in a packaged multicontainer unit form: (a) primers for each specific nucleic acid, that are complementary to both strands, such that the extension prod. of a primer can serve as a template for the complementary strand; (b) means for synthesising primer extension prods.; and (c) means for detecting amplified seuqence or sequences.

Description

i DK 175778 B1in DK 175778 B1

Den foreliggende opfindelse angår et kit til anvendelse til multiplikation af eksisterende nukleinsyresekvenser, hvis disse er til stede i en testprøve, og påvisning af dem, hvis de er til stede, under anvendelse af en probe. Nærmere bestemt tillader oligonukleotiderne frembringelsen af en hvilken som helst bestemt nukleinsyresekvens 5 ud fra en given sekvens af DNA eller RNA i mængder, som er store sammenlignet med den oprindeligt tilstedeværende mængde, således at påvisning af sekvenserne lettes.The present invention relates to a kit for use in multiplying existing nucleic acid sequences if present in a test sample and to detect them if present using a probe. In particular, the oligonucleotides allow the production of any particular nucleic acid sequence 5 from a given sequence of DNA or RNA in amounts that are large compared to the amount initially present, so that detection of the sequences is facilitated.

DNA'et og RNA'et kan være enkeltstrenget eller dobbeltstrenget og kan enten foreligge i relativt ren form eller som en komponent af en blanding af nukleinsyrer. Fremgangsmåden udnytter en gentagen omsætning til udførelse af multiplikationen af den 10 ønskede nukleinsyresekvens.The DNA and RNA may be single-stranded or double-stranded and may be either in relatively pure form or as a component of a mixture of nucleic acids. The process utilizes a repeated reaction to perform the multiplication of the desired nucleic acid sequence.

Navnlig til diagnostiske anvendelser kan mål-nukleinsyresekvensen være blot en lille del af det pågældende DNA eller RNA, således at det kan være vanskeligt at påvise dets tilstedeværelse under anvendelse af ikke-isotopisk mærkede eller ende-mærkede 15 oligonukleotidprober. Der bruges mange kræfter på at forøge sensitiviteten af probe-detektionssystemerne, men der er ikke udført megen forskning på at multiplicere målsekvensen, således at den er til stede i mængder, der er tilstrækkelig til let at kunne påvises under anvendelse af de metoder, der for tiden er til rådighed.Particularly for diagnostic applications, the target nucleic acid sequence may be only a small portion of the DNA or RNA concerned, so that it may be difficult to detect its presence using non-isotopically labeled or end-labeled oligonucleotide probes. A great deal of effort is used to increase the sensitivity of the probe detection systems, but not much research has been done on multiplying the target sequence to be present in amounts sufficient to be easily detectable using the methods used for time is available.

( 20 Flere metoder er blevet beskrevet i litteraturen vedrørende de novo syntese af nukle insyrer eller syntese af nukleinsyrer ud fra en eksisterende sekvens. Disse metoder er i stand til at frembringe store mængder af en given nukleinsyre med fuldstændig specificeret sekvens.(20 Several methods have been described in the literature on de novo synthesis of nucleic acids or synthesis of nucleic acids from an existing sequence. These methods are capable of generating large amounts of a given nucleic acid with fully specified sequence.

25 Én kendt metode til de novo syntetisering af nukleinsyrer omfatter organisk syntese af en nukleinsyre ud fra nukleosidderivater. Denne syntese kan udføres i opløsning eller på et fast bæremateriale. Én type af organisk syntese er phosphotriestermetoden, som er blevet anvendt til fremstilling af genfragmenter eller korte gener. I phosphotriestermetoden fremstilles oligonukleotider, som derefter kan sammenføjes til dan-30 nelse af lange nukleinsyrer. For en beskrivelse af denne metode se Narang, S.A. et al.,One known method for de novo synthesis of nucleic acids involves organic synthesis of a nucleic acid from nucleoside derivatives. This synthesis can be carried out in solution or on a solid support. One type of organic synthesis is the phosphotriester method, which has been used to produce gene fragments or short genes. In the phosphotriester method, oligonucleotides are prepared which can then be joined to form long nucleic acids. For a description of this method see Narang, S.A. et al.,

Meth. Enzvmol.. 68. 90 (1979) og US patent nr. 4.356.270. I patentet beskrives syntesen og kloningen af somatostatingenet.Meth. Enzymol. 68. 90 (1979) and US Patent No. 4,356,270. The patent describes the synthesis and cloning of the somatostatin gene.

' En anden type af organisk syntese er phosphodiestermetoden, som er blevet anvendt 35 til fremstilling af et tRNA-gen. Se Brown, E.L. et al., Meth. Enzvmol.. 68. 109 (1979) for en beskrivelse af denne metode. Som i phosphotriestermetoden omfatter phosphodiestermetoden syntese af oligonukleotider, som efterfølgende sammenføjes til dannelse af den ønskede nukleinsyre.Another type of organic synthesis is the phosphodiester method, which has been used to produce a tRNA gene. See Brown, E.L. et al., Meth. Enzvmol .. 68. 109 (1979) for a description of this method. As in the phosphotriester method, the phosphodiester method comprises synthesis of oligonucleotides which are subsequently joined to form the desired nucleic acid.

40 Skønt ovennævnte fremgangsmåder for de novo syntese kan anvendes til syntese af lange strenge af nukleinsyre, er de ikke særligt praktiske at anvende til syntese af store mængder af en nukleinsyre. Begge fremgangsmåder er arbejdskrævende ogAlthough the aforementioned de novo synthesis methods can be used for the synthesis of long strands of nucleic acid, they are not very practical to use for the synthesis of large amounts of a nucleic acid. Both approaches are labor intensive and

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I II I

tidsrøvende, kræver dyrt udstyr og dyre reagenser og har en lav samlet effektivitet.time consuming, requires expensive equipment and expensive reagents and has a low overall efficiency.

I Den lave samlede effektivitet kan skyldes ineffektiviteter i syntesen af oligonukleoti- HI The low overall efficiency may be due to inefficiencies in the synthesis of oligonucleotide H

I derne og i sammenføjningsreaktionerne. 1 syntesen af en lang nukleinsyre eller endog HIn there and in the joining reactions. 1 the synthesis of a long nucleic acid or even H

i syntesen af en stor mængde af en kort nukleinsyre vil det være nødvendigt at synte- Hin the synthesis of a large amount of a short nucleic acid it will be necessary to synthesize- H

I 5 tisere mange oligonukleotider, og der vil være behov for mange sammenføjningsreak- HMany oligonucleotides are present in 5, and many joining reactions will be needed

I tioner. Som følge heraf vil disse metoder ikke være praktiske til syntese af store HIn tions. As a result, these methods will not be practical for the synthesis of large H

I mængder af en hvilken som helst ønsket nukleinsyre. HIn amounts of any desired nucleic acid. H

I Der eksisterer også fremgangsmåder til fremstilling af nukleinsyrer i store mængder IMethods for the preparation of nucleic acids in large quantities also exist

I 10 ud fra små mængder af den oprindeligt foreliggende nukleinsyre. Disse fremgangsmå- HIn 10 from small amounts of the initially present nucleic acid. These methods- H

I der omfatter kloning af en nukleinsyre i et passende værtssystem, hvor den ønskede HIn which, cloning of a nucleic acid comprises a suitable host system wherein the desired H

I nukleinsyre indsættes i en passende vektor, som anvendes til transformering af vær- HIn nucleic acid is inserted into a suitable vector which is used to transform weather H

H ten. Nar værten dyrkes, replikeres vektoren, og således frembringes flere kopier af HH ten. As the host is grown, the vector is replicated, thus producing multiple copies of H

den ønskede nukleinsyre. For en kort beskrivelse af subkloning af nukleinsyrefrag- Ithe desired nucleic acid. For a brief description of the subcloning of nucleic acid fragments I

15 menter se Maniatis T. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring I15 See Maniatis T. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring I

I Harbor Laboratory, s. 390-401 (1982). Se også teknikkerne beskrevet i US patent nr. IIn Harbor Laboratory, pp. 390-401 (1982). See also the techniques described in U.S. Patent No. I

I 4.416.988 og nr. 4.403.036. II 4,416,988 and No. 4,403,036. IN

I En tredie fremgangsmåde til syntetisering af nukleinsyrer, som er beskrevet i US pa- II A third method for synthesizing nucleic acids described in U.S. Pat

I 20 tent nr. 4.293.652, er en hybrid mellem den ovenfor beskrevne organiske syntese og HIn Tent No. 4,293,652, a hybrid is between the organic synthesis described above and H

I metoder til molekylær kloning. I denne fremgangsmåde bliver et passende antal HIn Methods of Molecular Cloning. In this process, a suitable number of H is obtained

oligonukleotider til dannelse af den ønskede nukleinsyresekvens syntetiseret organisk Holigonucleotides to form the desired nucleic acid sequence synthesized organic H

I og indsat sekventielt i en vektor, som multipliceres ved vækst forud for hver efterføl- HI and inserted sequentially into a vector that is multiplied by growth prior to each successive H

I gende indsætning. IIn the past insert. IN

I II I

I Fremgangsmåderne som kan udføres under anvendelse af kittet ifølge den forelig- IThe methods which can be performed using the kit of the present invention

I gende opfindelse bærer nogen lighed med metoden til molekylær kloning, men den IThe present invention bears some resemblance to the method of molecular cloning, but it does

I omfatter imidlertid ikke formering af nogen organisme og undgår derved de mulige IHowever, you do not include the propagation of any organism, thereby avoiding the possible I

farer eller upraktiske forhold, som dette medfører. Fremgangsmåden kræver heller Hhazards or impractical conditions that result. The process also requires H

30 ikke syntese af nukleinsyresekvenser, som er ubeslægtede med den ønskede sekvens, H30 non-synthesis of nucleic acid sequences unrelated to the desired sequence, H

og derved undgår man behovet for omfattende oprensning af produktet ud fra en Hthereby avoiding the need for extensive purification of the product from an H

kompliceret biologisk blanding. Icomplicated biological mixing. IN

I J. Mol. Bio!.. 56. s. 341-361 (1971) diskuterer Kleppe et al. primerforlængelsesreak- IIn J. Mol. Bio .. 56, pp. 341-361 (1971) discusses Kleppe et al. primer extension reaction- I

35 tioner under anvendelse af templates, der svarer til dele af et tRNA-gen, i hvilke reak- I35 using templates corresponding to portions of a tRNA gene in which the reaction I

tioner de anvendte primere er komplementære til væsentlige dele af tilsvarende tem- Itions the primers used are complementary to essential parts of corresponding tem

plates og forlænges langs med disse for at frembringe duplex-DNA'er. Disse template- Iplates and extended along these to produce duplex DNAs. These templates- I

kopireaktioner, som involverer simpel primerforlængelse, benævnes "repair replica- Icopy reactions involving simple primer extension are referred to as repair replicas

I tion” af forfatterne. I det sidste afsnit af artiklen fremsættes der teorier om, at hvis II tion ”by the authors. The last section of the article puts forward theories that if you

I 40 duplex-DNA-denaturering påvirkes af tilstedeværelsen af egnede primere, ville der IIn 40 duplex DNA denaturation affected by the presence of suitable primers, I would

I kunne frembringes to strukturer bestående af templatestrenge med fuld længde i IYou could create two structures consisting of full-length template strings in I

I kompleks med en primer efter afkøling og "repair replikation" opnået ved tilsætning af IIn complex with a primer after cooling and "repair replication" obtained by the addition of I

I i II i I

I II I

3 DK 175778 B1 DNA-polymerase. Det foreslås i det pågældende afsnit, at fremgangsmåden ville kunne gentages.3 DK 175778 B1 DNA polymerase. It is proposed in that section that the procedure could be repeated.

Imidlertid er der ingen detaljeret forklaring af nøjagtigt hvilke teknikker, der kan an-5 vendes, eller nogen diskussion af hvilke primere, der er "egnede”, og muligheden for at der opstår et problem med template-renaturering (gendannelse af en duplex) diskuteres med forslaget om, om nødvendigt, at separation af strenge nødvendigvis må omgøres med efterfølgende "repair replication".However, no detailed explanation of exactly which techniques can be used or any discussion of which primers are "suitable" and the possibility of a template renaturation problem (recovery of a duplex) is discussed with the suggestion, if necessary, that separation of strings must necessarily be reversed with subsequent "repair replication".

10 Kittet ifølge den foreliggende opfindelse anvendes i fremgangsmåder til multiplickation af en eller flere specifikke nukleinsyresekvenser tilstede i en nukleinsyre eller blanding deraf under anvendelse af primere og midler til polymerisering og derefter påvisning af den multiplicerede sekvens. Forlængelsesproduktet af én primer bliver, når den hy-bridiseres til den anden, en template for produktionen af den ønskede specifikke nuk-15 leinsyresekvens og vice versa, og fremgangsmåden kan gentages så ofte som nødvendigt for at producere den ønskede mængde af sekvensen. Denne fremgangsmåde forventes at være mere effektiv end de ovenfor beskrevne metoder til dannelse af store mængder nukleinsyre ud fra en mål-sekvens og til produktion af sådanne nukleinsyrer på en ved sammenligning kort tid. Fremgangsmåden er navnlig nyttig til 20 multiplicering af sjældne nukleinsyrer, der er til stede i en blanding af nukleinsyrer, til effektiv påvisning af sådanne sjældne nukleinsyrer.The kit of the present invention is used in methods for multiplication of one or more specific nucleic acid sequences present in a nucleic acid or mixture thereof using primers and agents for polymerization and then detecting the multiplied sequence. The hybrid product of one primer, when hybridized to the other, becomes a template for the production of the desired specific nucleic acid sequence and vice versa, and the process can be repeated as often as necessary to produce the desired amount of the sequence. This method is expected to be more effective than the methods described above for generating large amounts of nucleic acid from a target sequence and for producing such nucleic acids in a comparatively short time. The method is particularly useful for multiplying rare nucleic acids present in a mixture of nucleic acids for efficient detection of such rare nucleic acids.

Nærmere bestemt tilvejebringer den foreliggende opfindelse et eksponentielt multipli-cerings- og påvisningskit til multiplicering og påvisning af en specifik template-nukle-25 insyresekvens eller specifikke template-nukleinsyresekvenser, der er indeholdt i en enkelt- eller dobbeltstrenget nukleinsyre eller i en blanding af sådanne nukleinsyrer i en prøve, hvilket kit i samlet form omfatter: (a) i det mindste en første og en anden oligonukleotidprimer, der er indbyrdes for-30 skellige, hvori I (aa) den ene af primerne er i det væsentlige komplementær til den enkelt- strengede nukleinsyre eller til en streng i den dobbeltstrengede nukleinsyre, (ab) den anden af primerne er i det væsentlige komplementær til et komplement af den enkeltstrengede nukleinsyre eller til den anden streng i den 35 dobbeltstrengede nukleinsyre, og hvori (ac) primerne afgrænser enderne af den specifikke nukleinsyresekvens, der skal multipliceres og detekteres; (b) et polymeriseringsmiddel; og (c) midler til detektering af den multiplicerede specifikke nukleinsyresekvens.Specifically, the present invention provides an exponential multiplication and detection kit for multiplying and detecting a specific template nucleic acid sequence or specific template nucleic acid sequences contained in a single or double stranded nucleic acid or in a mixture of such nucleic acids. in a sample, the kit comprising: (a) at least one first and second oligonucleotide primer which are mutually different, wherein I (aa) one of the primers is substantially complementary to the single (ab) the second of the primers is substantially complementary to a complement of the single-stranded nucleic acid or to the second strand of the double-stranded nucleic acid, and wherein (ac) the primers delineate the ends of the specific nucleic acid sequence to be multiplied and detected; (b) a polymerizing agent; and (c) means for detecting the multiplied specific nucleic acid sequence.

Foretrukne udførelsesformer af opfindelsen fremgår af kravene 2 til 12.Preferred embodiments of the invention are set forth in claims 2 to 12.

4040

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

Opfindelsen tilvejebringer endvidere anvendelsen af kittet som beskrevet ovenfor til HThe invention further provides the use of the kit as described above to H

muliggøring af detektering og/eller karakterisering af specifikke nukleinsyresekvenser, Henabling detection and / or characterization of specific nucleic acid sequences, H

der er associeret med infektiøse sygdomme, såsom de, der forårsages af bakterier, Hwhich are associated with infectious diseases, such as those caused by bacteria, H

vira og protozoparasitter, genetiske lidelser, såsom de, der forårsages af specifikke Iviruses and protozoparasites, genetic disorders such as those caused by specific I

5 deletioner og/eller mutationer i genomisk DMA eller cellulære lidelser, såsom cancer. H5 deletions and / or mutations in genomic DMA or cellular disorders such as cancer. H

Den verserende europæiske patentansøgning nr. 201184 beskriver fremgangsmåder HPending European Patent Application No. 201184 discloses methods H

til multiplikation af nukleinsyresekvenser, og denne ansøgning er afdelt fra den euro- Ifor the multiplication of nucleic acid sequences and this application is derived from the Euro-I

pæiske patentansøgning nr. 86 302298.4. IEuropean Patent Application No. 86 302298.4. IN

Fig.l viser en 94 basepar lang sekvens af human β-globin, der ønskes multipliceret. HFig. 1 shows a 94 base pair sequence of human β-globin desired to be multiplied. H

Enkeltbasepar-ændringen, som følger med seglcelleanæmi, er angivet under 94-me- IThe single base pair change that accompanies sickle cell anemia is indicated under 94-me

ren. Hclean. H

15 Fig. 2 viser et fotografi af en ethidiumbromidfarvet polyacrylamidgel demonstrerende HFIG. 2 shows a photograph of an ethidium bromide stained polyacrylamide gel demonstrating H

multiplikation af 94-meren, der indeholdes i human vildtype-DNA og i et plasmid, der Hmultiplication of the 94 mer contained in human wild-type DNA and in a plasmid containing H

indeholder et 1,9 kb BamHI fragment af det normale β-globingen (betegnet Hcontains a 1.9 kb BamHI fragment of the normal β-globin gene (designated H

pBR328:HbA). IpBR328: HbA). IN

20 Fig. 3 viser et fotografi af en ethidiumbromidfarvet polyacrylamidgel demonstrerende HFIG. 3 shows a photograph of an ethidium bromide stained polyacrylamide gel demonstrating H

multiplikation af enhver af de specifikke 94-mere målsekvenser, der er til stede imultiplying any of the specific 94-more target sequences present in

pBR328:HbA, et plasmid, der indeholder et 1,9 kb BamHI-fraoment af seglcellealJelen IpBR328: HbA, a plasmid containing a 1.9 kb Bam HI fragment of the sickle cell allele I

af β-globin (betegnet pBR328:HbS), pBR328:HbA, hvor sekvensen, der skal multipli- Iof β-globin (designated pBR328: HbS), pBR328: HbA, wherein the sequence to be multiplied

ceres, er spaltet med Mstll. og pBR328:HbS, hvor sekvensen, der skal multipliceres, Iceres, is cleaved with Mstll. and pBR328: HbS, wherein the sequence to be multiplied is I

25 er blevet behandlet med, men ikke spaltet med Mstll. H25 have been treated with but not digested with Mstll. H

Fig.4 viser i detaljer trinnene og produkterne af polymerasekædereaktionen til multi* HFig. 4 shows in detail the steps and products of the polymerase chain reaction for multi * H

plicering af den ønskede 94-mere sekvens af human β-globin i 3 cyklusser under an- Iapplication of the desired 94-mer sequence of human β-globin for 3 cycles under an-I

vendelse af to oligonukleotidprimere. Ireversal of two oligonucleotide primers. IN

Fig. 5 viser et fotografi af en ethidiumbromidfarvet polyacrylamidgel demonstrerendeFIG. 5 shows a photograph of an ethidium bromide stained polyacrylamide gel demonstrating

multiplikation efter 4 cyklusser af en 240-mer sekvens i pBR328:HbA, hvor alikvoterne Imultiplication after 4 cycles of a 240-mer sequence in pBR328: HbA, where the aliquots I

er fordøjet med Ncol (bane 3), Mstll (bane 4) eller Hinfl (bane 5). Bane 1 er molekyl- His digested with Ncol (lane 3), Mstll (lane 4) or Hinfl (lane 5). Lane 1 is molecular H

vægtsstandarden, og bane 2 indeholder det intakte 240 bp lange produkt. Hthe weight standard, and lane 2 contains the intact 240 bp product. H

Fig. 6 viser sekvensen af de normale (βΑ) og seglcelle (β5) β-globingener i Ddel og HFIG. 6 shows the sequence of the normal (βΑ) and sickle cell (β5) β-globin genes in Ddel and H

Hinfl restriktionsstedområdet, hvor de enkelte linier for βΑ markerer positionen af INext, the restriction site area, where the individual lines for βΑ marks the position of I

Ddel-stedet (CTGAG) og dobbeltstregerne for βΑ og β5 markerer positionen for Hinfl-The Ddel site (CTGAG) and the double dashes for βΑ and β5 mark the position of Hinfl

stedet (GACTC). Ithe site (GACTC). IN

, DK 175778 B1 5, DK 175778 B1 5

Fig. 7 viser resultaterne af sekventiel fordøjelse af normal β-globin under anvendelse af en 40-mer probe og Ddel-restriktionsenzvmet efterfulgt af Hinfl-restriktionsenzv-met.FIG. Figure 7 shows the results of sequential digestion of normal β-globin using a 40-mer probe and the Ddel restriction enzyme, followed by the Hinfl restriction enzyme.

5 Fig. 8 viser resultaterne af sekventiel fordøjelse af seglcelle β-globin under anvendelse af den samme 40-mere probe som i fig. 7 og Ddel-restriktionsenzymet efterfulgt af Hinfl-restriktionsenzymet.FIG. 8 shows the results of sequential digestion of sickle cell β-globin using the same 40-mer probe as in FIG. 7 and the Ddel restriction enzyme, followed by the Hinfl restriction enzyme.

Fig. 9 viser et fotografi af en ethidiumbromidfarvet polyacrylamidgel demonstrerende 10 anvendelsen af den samme 40-mere probe som i fig. 7 til specifik karakterisering af tilstedeværende beta-globinalleler i prøven af hel human DIMA, som er blevet udsat for multiplikation, hybridisering med proben og sekventiel fordøjelse med Ddel og Hinfl.FIG. 9 shows a photograph of an ethidium bromide stained polyacrylamide gel demonstrating the use of the same 40-mer probe as in FIG. 7 for specific characterization of beta globin alleles present in the sample of whole human DIMA, which has been subjected to multiplication, probe hybridization and sequential digestion with Ddel and Hinfl.

Fig. 10 viser et fotografi afen 6% NuSieve agarosegel visualiseret ved anvendelse af 15 ethidiumbromid og UV-lys. Dette fotografi demonstrerer multiplikationen af et sub-fragment af et 110-bp multiplikationsprodukt, hvilket sub-fragment er en indre beliggende del af 110-bp fragmentet.FIG. Figure 10 shows a photograph of a 6% NuSieve agarose gel visualized using 15 ethidium bromide and UV light. This photograph demonstrates the multiplication of a sub-fragment of a 110-bp multiplication product, which sub-fragment is an inner portion of the 110-bp fragment.

Udtrykket "oligonukleotid" som her anvendt under henvisning til primere, prober, oli-20 gomerfragmenter, der skal påvises, oligomerkontroller og umærkede blokerende oli-gomerer, er defineret som et molekyle, der består af 2 eller flere deoxyribonukleotider eller ribonukleotider, fortrinsvis mere end tre. Dets eksakte størrelse vil afhænge af mange faktorer, som på sin side anhænger af den ultimative funktion eller anvendelse af oligonukleotidet.The term "oligonucleotide" as used herein with reference to primers, probes, oligomer fragments to be detected, oligomer controls, and unlabeled blocking oligomers is defined as a molecule consisting of 2 or more deoxyribonucleotides or ribonucleotides, preferably more than three. Its exact size will depend on many factors which in turn depend on the ultimate function or use of the oligonucleotide.

2525

Udtrykkét "primer" som her anvendt refererer til et oligonukleotid, hvad enten dette forekommer naturligt, som i en oprenset restriktionsfordøjelse, eller er produceret syntetisk, hvilken oligonukleotid er i stand til at virke som et initieringspunkt for syntese, når den placeres under betingelser, i hvilke syntese af et primerforlængelsespro-30 dukt, som er komplementært til en nukleinsyrestreng, er induceret, dvs. under tilstedeværelse af nukleotider og et middel for polymerisering, såsom DNA-polymerase, og ved en egnet temperatur og pH. Primeren er for maximal effektivitet ved multiplikation fortrinsvis enkeltstrenget, men kan alternativt være dobbeltstrenget. Hvis den er dobbeltstrenget, behandles primeren først til separering af dets strenge, før den an-35 vendes til dannelse af forlængelsesprodukter. Primeren er fortrinsvis et oligodeoxyri-bonukleotid. Primeren må være tilstrækkelig lang til at prime syntesen af forlængelsesprodukterne under tilstedeværelse af polymerisationsmidlet. De eksakte længder af primerne vil afhænge af mange faktorer, inklusiv temperatur og primerkilden. Afhængig af kompleksiteten af målsekvensen indeholder oligonukleotidprimeren f.eks. typisk 40 15-25 eller flere nukleotider, omend den kan indeholde færre nukleotider. Korte primermolekyler kræver generelt set lavere temperaturer for at danne tilstrækkeligt stabile hybridkomplekser med templaten.The term "primer" as used herein refers to an oligonucleotide, whether naturally occurring, as in a purified restriction digest, or produced synthetically, which oligonucleotide is capable of acting as an initiation point for synthesis when placed under conditions. which synthesis of a primer extension product complementary to a nucleic acid strand is induced, i.e. in the presence of nucleotides and an agent for polymerization, such as DNA polymerase, and at a suitable temperature and pH. The primer is preferably single-stranded for maximum efficiency by multiplication, but may alternatively be double-stranded. If double stranded, the primer is first treated to separate its strands before being used to form extension products. The primer is preferably an oligodeoxyribonucleotide. The primer must be long enough to prime the synthesis of the extension products in the presence of the polymerization agent. The exact lengths of the primers will depend on many factors, including temperature and the primer source. Depending on the complexity of the target sequence, the oligonucleotide primer contains e.g. typically 40 to 25 or more nucleotides, although it may contain fewer nucleotides. Short primer molecules generally require lower temperatures to form sufficiently stable hybrid complexes with the template.

I I DK 175778 B1 II I DK 175778 B1 I

I 6 II 6 I

I De her omtalte primere udvælges til at være "i alt væsentligt" komplementære til de ΗIn the primers referred to herein, are selected to be "substantially" complementary to the Η

I forskellige strenge af hver specifik sekvens, der skal multipliceres. Dette betyder, at IIn different strings of each specific sequence to be multiplied. This means that you

I primerne må være tilstrækkeligt komplementære til at hybridisere med deres respek- HIn the primers must be sufficiently complementary to hybridize with their respect- H

I 5 tive strenge. Primersekvensen behøver derfor ikke at reflektere den eksakte sekvensIn 5 tive strings. Therefore, the primer sequence does not need to reflect the exact sequence

I af templaten. F.éks. kan et ikke-komplementært nukleotidfragment være tilhæftet til IIn of the template. Eg. For example, a non-complementary nucleotide fragment may be attached to I

I 5'-enden af primeren, medens resten af primersekvensen er komplementær til stren- HAt the 5 'end of the primer, while the rest of the primer sequence is complementary to strand H

gen. Alternativt kan ikke-komplementære baser eller længere sekvenser være anbragt Hgene. Alternatively, non-complementary bases or longer sequences may be located H

I spredt i primeren, forudsat at primersekvensen har tilstrækkelig komplementaritet HIn scattered in the primer, provided that the primer sequence has sufficient complementarity H

I 10 med sekvensen af den streng, der skal multipliceres til at hybridisere dermed og der- HI 10 with the sequence of the string to be multiplied to hybridize therewith and there- H

ved danne en template for syntese af forlængelsesproduktet af den anden primer. Hby forming a template for the synthesis of the extension product of the second primer. H

HH

Som anvendt her betegner “restriktionsendonukleaser” og “restriktionsenzymer" bak-As used herein, "restriction endonucleases" and "restriction enzymes" denote

I terieenzymer, der hver skærer dobbeltstrenget DNA ved eller nær en specifik nukleo- HIn terry enzymes, each cutting double-stranded DNA at or near a specific nucleo-H

15 tidsekvens. I15 time sequence. IN

I Som anvendt her betegner “DNA-polymorfisme" det forhold, i hvilket to eller flere for- HI As used herein, "DNA polymorphism" refers to the relationship in which two or more forms of H

I skellige nukleotidsekvenser kan forekomme på et bestemt sted i DNA'et. IVarious nucleotide sequences may occur at a particular site in the DNA. IN

I 20 Betegnelsen "restriktionsfragmentlængdepolymorfi" ("RFLP") betegner forskellene hos HIn the term "restriction fragment length polymorphism" ("RFLP") denotes the differences in H

H forskellige individer i længderne af restriktionsfragmenter, der dannes ved fordøjelse HH different individuals in the lengths of restriction fragments formed by digestion H

I med en speciel restriktionsendonuklease. II with a special restriction endonuclease. IN

I Den foreliggende opfindelse er rettet mod et kit til multiplikation og detektion af en- IThe present invention is directed to a kit for multiplication and detection of one-I

I 25 hver af en eller flere ønskede specifikke nukleinsyresekvenser, der formodes at være IIn each of one or more desired specific nucleic acid sequences presumed to be I

I tilstede i en nukleinsyre. Fordi store mængder af en specifik sekvens kan produceres IYou are present in a nucleic acid. Because large quantities of a specific sequence can be produced

I ved kittet, kan den foreliggende opfindelse anvendes til forbedring af effektiviteten af IIn the kit, the present invention can be used to improve the efficiency of I

DNA- eller mRNA-kloning og til multiplikation af en målsekvens for at lette påvisnin- I gen heraf.DNA or mRNA cloning and for multiplying a target sequence to facilitate its detection.

I 30 II 30 I

Generelt set omfatter fremgangsmåden, der kan udføres under anvendelse af kittet, IIn general, the method which can be performed using the kit comprises I

H en kædereaktion for i eksponentielle mængder i forhold til antallet af de involverede IH a chain reaction for in exponential quantities relative to the number of I involved

omsætningstrin at producere mindst én specifik nukleinsyresekvens under forsætning Ireaction step to produce at least one specific nucleic acid sequence under part I

af, at (a) enderne af den krævede sekvens er kendt i tilstrækkelige detaljer til at Iin that the (a) ends of the required sequence are known in sufficient detail to

35 oligonukleotider, som vil hybridisere med dem, kan syntetiseres og (b) at en lille I35 oligonucleotides which will hybridize with them can be synthesized and (b) a small I

mængde af sekvensen er tilgængelige til initiering af kædereaktionen. Produktet fra Iamount of the sequence is available to initiate the chain reaction. The product from I

kædereaktionen vil være en adskilt nukleinsyreduplex med ender, der svarer til en- Ithe chain reaction will be a separated nucleic acid duplex with ends corresponding to one-

I derne af de anvendte specifikke primere. IIn there of the specific primers used. IN

I 40 Enhver kilde af nukleinsyre kan i oprenset eller ikke-oprenset form anvendes som ud-Any source of nucleic acid may be used in purified or non-purified form as

I gangsnukleinsyre eller -syrer, forudsat at den formodes at indeholde den ønskede, HIn gait nucleic acid or acids, provided it is believed to contain the desired, H

I specifikke nukleinsyresekvens. Fremgangsmåden kan f.eks. således anvende DNA el- HIn specific nucleic acid sequence. The method may e.g. thus using DNA or H

7 DK 175778 B1 ler RNA, inklusiv mRNA, hvilket DNA eller RNA kan være enkeltstrenget eller dobbeltstrenget. Desuden kan en DNA-RNA-hybrid, som indeholder en streng af hver, anvendes. En blanding af enhver af disse nukleinsyrer kan også anvendes, eller nukleinsy-rerne, der er produceret ud fra en heri tidligere anvendt multiplikationsreaktion, under 5 anvendelse af den samme eller forskellige primere, kan anvendes således. Den specifikke nukleinsyresekvens, der skal multipliceres, kan være blot en fraktion af et større molekyle eller kan være initielt til stede som et særskilt molekyle, således at den specifikke sekvens udgør hele nukleinsyren. Det er ikke nødvendigt, at sekvensen, der skal multipliceres, i begyndelsen er til stede i ren form; det kan være en mindre frak-10 tion af en kompleks blanding, såsom en del af f5-globingenet, der findes i hel human DNA, eller en del af en nukleinsyresekvens på grund af en speciel mikroorganisme, hvilken organisme blot kan udgøre en meget lille del af en speciel biologisk prøve. Ud-gangsnukleinsyren kan indeholde mere end én ønsket specifik nukleinsyresekvens, som kan være den samme eller forskellig. Den foreliggende fremgangsmåde er derfor 15 ikke blot anvendelig til produktion af store mængder af en specifik nukleinsyresekvens, men også til samtidig multiplicering af mere end én forskellig, specifik nukleinsyresekvens, der er lokaliseret på samme eller forskellige nukleinsyremolekyler.7 DK 175778 B1 clays RNA, including mRNA, which DNA or RNA may be single-stranded or double-stranded. In addition, a DNA-RNA hybrid containing one strand of each can be used. A mixture of any of these nucleic acids may also be used, or the nucleic acids produced from a previously used multiplication reaction using the same or different primers may be used thus. The specific nucleic acid sequence to be multiplied may be merely a fraction of a larger molecule or may be initially present as a separate molecule such that the specific sequence constitutes the entire nucleic acid. It is not necessary that the sequence to be multiplied is initially present in pure form; it may be a minor fraction of a complex mixture, such as a portion of the f5 globin gene found in whole human DNA, or a portion of a nucleic acid sequence due to a particular microorganism, which organism may constitute only a very small part of a special biological sample. The starting nucleic acid may contain more than one desired specific nucleic acid sequence, which may be the same or different. The present method is therefore not only applicable to the production of large amounts of a specific nucleic acid sequence, but also to simultaneously multiply more than one different specific nucleic acid sequence located on the same or different nucleic acid molecules.

Nukleinsyren eller -syrerne kan være opnået fra enhver kilde, f.eks. fra plasmider såsom pBR322, fra klonet DNA eller RNA, eller fra naturlig DNA eller RNA fra en hvilken 20 som helst kilde, inklusiv bakterier, gær, vira eller højere organismer, såsom planter eller dyr. DNA eller RNA kan være ekstraheret fra blod, vævsmateriale, såsom cho-rion-villi eller amniumceller ved forskellige metoder, såsom den, der beskrives af Maniatis et al., Molecular Clonino. (1982), 280-281.The nucleic acid or acids may be obtained from any source, e.g. from plasmids such as pBR322, from cloned DNA or RNA, or from natural DNA or RNA from any source, including bacteria, yeast, viruses or higher organisms such as plants or animals. DNA or RNA may be extracted from blood, tissue material such as chorionic villi or amnium cells by various methods such as that described by Maniatis et al., Molecular Clonino. (1982), 280-281.

25 En hvilket som helst specifik nukleinsyresekvens kan produceres under anvendelse af det foreliggende kit. Det er kun nødvendigt, at et tilstrækkeligt antal baser ved begge ender af sekvensen er kendt i tilstrækkelige detaljer, således at der kan fremstilles to oligonukleotidprimere, som vil hybridisere til forskellige strenge af den ønskede sekvens og på relative positioner langs sekvensen, således at et forlængelsesprodukt, 30 der er syntetiseret fra en primer, kan tjene som template, når den er separeret fra dens template (komplement), for forlængelse af den anden primer i en nukleinsyre af defineret længde. Jo større viden man har om baserne ved begge ender af sekvensen, jo mere specifik kan primeren for målnukleinsyresekvensen gøres og jo mere effektiv kan fremgangsmåden derfor være. Det vil forstås, at betegnelsen "primer", som an-35 vendt her, henviser til mere end én primer, navnlig i det tilfælde, hvor der er nogen tvetydighed i informationen vedrørende endesekvenserne af fragmentet, der skal multipliceres. I tilfældet, hvor en nukleinsyresekvens f.eks. er udledt fra proteinse-kvensinformation, vil en samling af primere, der indeholder sekvenser, som repræsenterer alle mulige codonvariationer baseret på degenereringen af den genetiske 40 kode, anvendes for hver streng. Én primer fra denne samling vil være homolog med enden af den ønskede sekvens, der skal multipliceres.Any specific nucleic acid sequence can be produced using the present kit. It is only necessary that a sufficient number of bases at both ends of the sequence be known in sufficient detail so that two oligonucleotide primers can be prepared which will hybridize to different strands of the desired sequence and at relative positions along the sequence so that an extension product , Synthesized from one primer, can serve as a template, when separated from its template (complement), to extend the second primer into a defined length nucleic acid. The greater knowledge one has of the bases at both ends of the sequence, the more specific the primer for the target nucleic acid sequence can be made and the more efficient the method can be. It will be understood that the term "primer" as used herein refers to more than one primer, especially in the case where there is any ambiguity in the information regarding the end sequences of the fragment to be multiplied. In the case where a nucleic acid sequence e.g. When derived from protein sequence information, a collection of primers containing sequences representing all possible codon variations based on the degeneration of the genetic code will be used for each strand. One primer from this collection will be homologous to the end of the desired sequence to be multiplied.

IIN

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I s II s I

H Oligonukleotidprimeme kan fremstilles under anvendelse af en hvilken som helst eg- HH The oligonucleotide primers can be prepared using any eg H

net fremgangsmåde, såsom f.eks. de ovenfor beskrevne phosphotriester- og phos- Inet method such as e.g. the above-described phosphotriester and phos- I

H phodiestermetoder, eller automatiserede udførelsesformer deraf. 1 én således auto-H phodiester methods, or automated embodiments thereof. 1 thus one

matiseret udførelsesform er diethylphosphoramiditer anvendt som udgangsmateriale HIn the modified embodiment, diethylphosphoramidites are used as starting material H

I 5 og kan syntetiseres som beskrevet af Beaucage et al., Tetrahedron Let- ters (1981), HI and can be synthesized as described by Beaucage et al., Tetrahedron Letters (1981), H

H 22: 1859-1862. Én fremgangsmåde til syntetisering af oligonukleotider på et modifi- IH 22: 1859-1862. One method for synthesizing oligonucleotides on a modifier

I ceret, fast bæremateriale er beskrevet i US patent nr. 4.458.066. Det er også muligt HCertain solid support material is disclosed in U.S. Patent No. 4,458,066. It is also possible H

I at anvende en primer, som er blevet isoleret fra en biologisk kilde (såsom ved en re- IIn using a primer which has been isolated from a biological source (such as by a re-I

striktionsendonukleasefordøjelse). Hstriktionsendonukleasefordøjelse). H

I i° II i ° I

Den specifikke nukleinsyresekvens produceres ved anvendelse af nukleinsyren, derThe specific nucleic acid sequence is produced using the nucleic acid that

I indeholder denne sekvens som en template. Hvis nukleinsyren indeholder to strenge, IYou contain this sequence as a template. If the nucleic acid contains two strands, I

H er det nødvendigt at separere strengene af nukleinsyren, før den kan anvendes som IH, it is necessary to separate the strands of the nucleic acid before it can be used as I

template, enten ved et separat trin eller samtidigt med syntese af primerforlængel- Itemplate, either at a separate step or simultaneously with the synthesis of primer extension I

15 sesprodukterne. Denne strenge-separation kan udføres ved en hvilken som helst eg- I15 products. This strand separation can be performed by any eg

net denatureringsmetode, inklusiv fysiske, kemiske eller enzymatiske metoder. Én fy- Inet denaturation method, including physical, chemical or enzymatic methods. One five- I

sisk metode til separering af strengene af nukleinsyren involverer opvarmning af nu- Isical method of separating the strands of the nucleic acid involves heating the nucleus

kleinsyren, til den er fuldstændig (>99%) denatureret. Typisk varmedenaturering kan Ithe small acid until completely (> 99%) denatured. Typical heat denaturation can be

omfatte temperaturer i området på fra 80 til 105°C i tidsperioder på fra ca. 1 til 10 Hinclude temperatures in the range of from 80 to 105 ° C for time periods of from about 1 to 10 H

20 minutter. Strenge-separation kan også induceres med et enzym fra den klasse af en- H20 minutes. String separation can also be induced with an enzyme of the class of one-H

zymer, der kendes som helicaser, eller enzymet RecA, som har helicaseaktivitet, og Henzymes known as helicases, or the enzyme RecA, which has helicase activity, and H

som ved tilstedeværelse af riboATP vides at denaturere DNA. De egnede omsætnings- Hwhich in the presence of riboATP is known to denature DNA. The appropriate turnover H

H betingelser for separering af nukleinsyrestrengene ved hjælp af helicaser er beskrevet HH conditions for separating the nucleic acid strands by helicases are described H

af Kuhn Hoffmann-Berlino. CSH-Ouantitative Bioloov. 43: 63 Π978) og der gives en Iby Kuhn Hoffmann-Berlino. CSH-Ouantitative Biologist. 43: 63 (1978) and an I is given

25 oversigt over metoderne ved anvendelse af RecA i C.Radding, Ann.Rev.Genetics.. 16: I25 Summary of Methods Using RecA in C.Radding, Ann.Rev.Genetics .. 16: I

405-37 (1982). I405-37 (1982). IN

H Hvis den oprindelige nukleinsyre, der indeholder sekvensen, der skal multipliceres, er IH If the original nucleic acid containing the sequence to be multiplied is I

enkeltstrenget, syntetiseres dens komplementære streng ved at tilføre en eller to Isingle strand, its complementary strand is synthesized by adding one or two I

H 30 oligonukleotidprimeme dertil. Hvis en passende enkelt-primer tilsættes, syntetiseres IH oligonucleotide primers thereto. If a suitable single primer is added, I is synthesized

et primerforlængelsesprodukt under tilstedeværelse af primeren, et polymeriserings- Ia primer extension product in the presence of the primer, a polymerization I

I middel og de 4 nedenfor beskrevne nukleotider. Produktet vil være delvis komple- I IIn the medium and the 4 nucleotides described below. The product will be partially complete

mentaert til den enkeltstrengede nukleinsyre og vil hybridisere med nukleinsyrestren- Imentored to the single-stranded nucleic acid and will hybridize with the nucleic acid strain

gen til dannelse af en duplex af strenge med ulige længde, som derefter kan separe- Igene to form a duplex of odd lengths which can then be separated

35 res til enkeltstrenge, som beskrevet ovenfor til dannelse af to enkelte, separerede I35 to single strands, as described above to form two single, separated I

komplementære strenge. Alternativt kan to passende primere tilsættes til den enkelt- Icomplementary strings. Alternatively, two suitable primers may be added to the single I

strengede nukleinsyre, og omsætningen udføres.stranded nucleic acid and the reaction is carried out.

Hvis den oprindelige nukleinsyre udgør sekvensen, der skal multipliceres, vil det pro- IIf the original nucleic acid constitutes the sequence to be multiplied, it will pro- I

40 ducerede primerforiængelsesprodukt (de producerede primerforlængelsesprodukter) I40 induced primer extension products (the primer extension products produced) I

være fuldstændig komplementært til strengene af den oprindelige nukleinsyre og vil Ibe completely complementary to the strands of the original nucleic acid and will

* 9 DK 175778 B1 hybridisere dermed til dannelse af en duplex af strenge med samme længde, som kan J separeres til enkeltstrengede molekyler.Thus, hybridisers hybridize to form a duplex of the same length strands which can be J separated into single stranded molecules.

Nar de komplementære strenge af nukleinsyren eller -syrerne er separeret - hvad 5 enten nukleinsyren oprindelig var dobbeltstrenget eller enkeltstrenget - er strengene parate til at blive anvendt som en template for syntesen af yderligere nukleinsyre-strenge. Denne syntese kan udføres ved at anvende en hvilken som helst egnet metode. Generelt set foregår det i en puffret vandig opløsning, fortrinsvis ved et pH på 7-9, mest fortrinsvis ca. 8. Det foretrækkes, at et molært overskud (for klonet nuk-10 leinsyre almindeligvis 1000:1 primer: template, og for genomisk nukleinsyre almindeligvis ca. 106:1 primer: template) af de to oligonukleotidprimere tilsættes til pufferen, der indeholder de separerede tempiatestrenge. Det skal imidlertid forstås, at mængden af komplementær streng ikke nødvendigvis, hvis den her angivne frem-t gangsmåde anvendes til diagnostiske anvendelser, således at mængden af primer i 15 forhold til mængden af komplementær streng ikke kan bestemmes med sikkerhed. Af praktiske grunde vil mængden af tilsat primer imidlertid generelt set være i molært overskud i forhold til mængden af komplementær streng (template), når sekvensen, der skal multipliceres, findes i en blanding af komplicerede, langkædede nuklein-syrestrenge. Et stort molært overskud foretrækkes til forbedring af fremgangsmådens 20 effektivitet.When the complementary strands of the nucleic acid (s) are separated - whether the nucleic acid was originally double-stranded or single-stranded - the strands are prepared to be used as a template for the synthesis of additional nucleic acid strands. This synthesis can be carried out using any suitable method. Generally, it takes place in a buffered aqueous solution, preferably at a pH of 7-9, most preferably ca. 8. It is preferred that a molar excess (for cloned nucleic acid usually 1000: 1 primer: template, and for genomic nucleic acid generally about 106: 1 primer: template) of the two oligonucleotide primers be added to the buffer containing the separated tempiatestrenge. However, it should be understood that the amount of complementary strand is not necessarily if the method described herein is used for diagnostic applications, so that the amount of primer relative to the amount of complementary strand cannot be determined with certainty. However, for practical reasons, the amount of primer added will generally be in molar excess relative to the amount of complementary strand (template) when the sequence to be multiplied is found in a mixture of complicated, long chain nucleic acid strands. A large molar excess is preferred to improve the efficiency of the method.

Deoxyribonukleosidtriphosphaterne dATP, dCTP, dGTP og TTP tilsættes også til synteseblandingen i tilstrækkelige mængder, og den resulterende opløsning opvarmes til ca. 90-100°C i fra ca. 1 til 10 minutter, fortrinsvis fra 1 til 4 minutter. Efter denne op-25 varmningsperiode får opløsningen lov at afkøle til 20-40°C, hvilket er foretrukket for primerhybridisering. Til den afkølede blanding tilsættes et polymeriseringsmiddel, og omsætningen får lov at foregå under betingelser, som er kendte inden for fagområdet.The deoxyribonucleoside triphosphates dATP, dCTP, dGTP and TTP are also added to the synthesis mixture in sufficient amounts and the resulting solution is heated to ca. 90-100 ° C for approx. 1 to 10 minutes, preferably 1 to 4 minutes. After this warm-up period, the solution is allowed to cool to 20-40 ° C, which is preferred for primer hybridization. To the cooled mixture is added a polymerizing agent and the reaction is allowed to proceed under conditions known in the art.

Denne synteseomsætning kan foregå ved fra stuetemperatur op til en temperatur over hvilken polymeriseringsmidlet ikke længere fungerer effektivt. Hvis DNA-poly-30 merasen således f.eks. anvendes som polymeriseringsmiddel, er temperaturen generelt det ikke højere end ca. 45°C. En mængde dimethylsulfoxid (DMSO) er fortrinsvis til stede, hvilket er effektivt til påvisning af signalet, eller temperaturen er 35-40°C.This synthesis reaction can be carried out at from room temperature up to a temperature above which the polymerizing agent no longer functions effectively. Thus, if the DNA polymerase is e.g. When used as a polymerizing agent, the temperature is generally no higher than approx. 45 ° C. An amount of dimethyl sulfoxide (DMSO) is preferably present which is effective for detecting the signal or the temperature is 35-40 ° C.

Mest foretrukken er tilstedeværelse af 5-10 volumenprocent DMSO, og temperaturen er 35-40°C. Til visse anvendelser, hvor sekvenserne, der skal multipliceres, er over I 35 110 basepar lange fragmenter, såsom HLA DQ-α- eller -β-gener, tilsættes en effektiv mængde (f.eks. 10 volumenprocent) DMSO til multiplikationsbiandingen, og omsætningen udføres ved 35-40°C for at opnå påviselige resultater eller for at muliggøre kloning.Most preferred is the presence of 5-10% by volume of DMSO and the temperature is 35-40 ° C. For certain applications where the sequences to be multiplied are over I 110 110 base pairs of fragments, such as HLA DQ-α or β genes, an effective amount (e.g., 10% by volume) of DMSO is added to the multiplication mixture and the reaction is performed at 35-40 ° C to obtain detectable results or to enable cloning.

40 Polymeriseringsmidlet kan være en hvilket som helst forbindelse eller system, som vil fungere til udførelse af syntese af primerforlængelsesprodukter, inklusiv enzymer. Egnede enzymer til dette formål indbefatter f.eks. E.coli DNA polymerase I, Klenow i iThe polymerizing agent may be any compound or system which will function to perform the synthesis of primer extension products, including enzymes. Suitable enzymes for this purpose include, e.g. E.coli DNA polymerase I, Klenow i i

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I II I

B fragment af E.coli DNA polymerase I, T4 DNA polymerase, andre tilgængelige DNA- BB fragment of E. coli DNA polymerase I, T4 DNA polymerase, other available DNA-B

B polymeraser, revers transkriptase og andre enzymer, inklusiv varmestabile enzymer, BB polymerases, reverse transcriptase and other enzymes, including heat-stable enzymes, B

B som vil lette kombinationen af nukleotiderne på en korrekt måde til dannelse af pri- BB which will facilitate the combination of the nucleotides in a correct manner to form pri- B

B merforlængelsesprodukter, som er komplementære til hver nukleinsyrestreng. Gene* BB elongation products that are complementary to each nucleic acid strand. Gene * B

5 relt set vil syntesen blive initieret ved 3'-enden af hver primer og forløbe i 5'-retnin- B5, the synthesis will be initiated at the 3 'end of each primer and proceed in 5' direction B

gen langs templatestrengen, indtil syntesen ender, frembringende molekyler af for- Bgene along the template strand until synthesis ends, producing molecules of Form B

B skellige længder. Der kan imidlertid være midler, som initierer syntesen ved 5’-enden BB different lengths. However, there may be agents that initiate the synthesis at the 5 'end B

B og forløber i den anden retning under anvendelse af den samme fremgangsmåde som BB and proceeds in the other direction using the same procedure as B

ovenfor beskrevet. Bdescribed above. B

I 10 II 10 I

Den nysyntetiserede streng og dens komplementære nukleinsyrestreng danner et BThe newly synthesized strand and its complementary nucleic acid strand form a B

dobbeltstrenget molekyle, som anvendes i de efterfølgende trin af fremgangsmåden. 1 Bdouble stranded molecule used in the subsequent steps of the process. 1 B

det næste trin separeres strengene af det dobbeltstrengede molekyle under anven- Bin the next step, the strands of the double-stranded molecule are separated during application B

delse af et hvilket som helst af de ovenfor beskrevne procedurer til dannelse af en- Bany of the above-described procedures for forming one-B

15 keltstrengede molekyler. B15 cell-stranded molecules. B

B Ny nukleinsyre syntetiseres på de enkeltstrengede molekyler. Yderligere inducerende BB New nucleic acid is synthesized on the single-stranded molecules. Further Inducing B

B middel, nukleotider og primere kan tilsættes, hvis det er nødvendigt, for at processen BB agent, nucleotides and primers can be added, if necessary, to process B

B kan forløbe under de ovenfor foreskrevne betingelser. Syntesen vil igen blive initieret BB may proceed under the conditions prescribed above. The synthesis will again be initiated B

B 20 ved én ende af oligonukleotidprimerne og vil forløbe langs templatens enkelte streng BB 20 at one end of the oligonucleotide primers and will extend along the single strand B of the template

B til frembringelse af yderligere nukleinsyre. Efter dette trin vil halvdelen af forlængel- BB to generate additional nucleic acid. After this step, half of the extension B

B sesproduktet bestå af den specifikke nukleinsyresekvens afgrænset af de to primere. BThe synthesis product consists of the specific nucleic acid sequence bounded by the two primers. B

B Trinnene vedrørende strengeseparation og forlængelsesproduktsyntese kan gentages BB The steps of strand separation and extension product synthesis can be repeated B

B 25 så ofte, som det behøves til frembringelse af en ønsket mængde af den specifikke BB 25 as often as needed to produce a desired amount of the specific B

B nukleinsyresekvens. Som det vil blive beskevet i yderligere detaljer nedenfor, vil BB nucleic acid sequence. As will be discussed in further detail below, B

B mængden af den producerede specifikke nukleinsyresekvens akkumulere på flB the amount of specific nucleic acid sequence produced accumulate on fl

eksponentiel måde. Bexponential way. B

30 Når det ønskes at producere mere end én specifik nukleinsyresekvens ud fra den før- BWhen it is desired to produce more than one specific nucleic acid sequence from the prior B

ste nukleinsyre eller blanding af nukleinsyrer, anvendes et passende antal af forskel- BIn the case of nucleic acid or mixture of nucleic acids, an appropriate number of differences is used

lige oligonukleotidprimere. Hvis f.eks. to forskellige specifikke nukleinsyresekvenser Bstraight oligonucleotide primers. For example, two different specific nucleic acid sequences B

skal produceres, anvendes 4 primere. To af primerne er specifikke for én af de speci- Bto be produced, 4 primers are used. Two of the primers are specific to one of the specific B

fikke nukleinsyresekvenser, og de to andre primere er specifikke for den anden speci- Bhave nucleic acid sequences, and the other two primers are specific for the other specific B

35 fikke nukleinsyresekvens. På denne måde kan hver af de to forskellige specifikke se- B35 nucleic acid sequence. In this way, each of the two different specific se- B

kvenser produceres eksponentielt ved den foreliggende fremgangsmåde. Bsequences are produced exponentially by the present method. B

Den foreliggende opfindelse kan udføres på trinvis måde, hvor nye reagenser tilsættes HThe present invention can be carried out in a stepwise manner where new reagents are added H

efter hvert trin, eller samtidigt, hvor alle reagenser tilsættes i begyndelsestrinnet, el- Hafter each step, or at the same time that all reagents are added in the initial step, or H

I 40 ler delvist trinvis og delvis samtidigt, hvor frisk reagens tilsættes efter et givent antal HFor 40 clays, partially incrementally and partially simultaneously, where fresh reagent is added after a given number of H

trin. Hvis der anvendes en fremgangsmåde til strengeseparation der, som f.eks. j Hstep. If a method of string separation is used there, e.g. j H

B varme, vil inaktivere polymeriseringsmidlet, hvilket er tilfældet med et varmelabilt en- BB heat, will inactivate the polymerizer, as is the case with a heat-labile one- B

11 DK 175778 B1 zym, er det nødvendigt at tilføre polymeriseringsmidlet igen efter hvert strenge-separationstrin. Den samtidige metode kan anvendes, nir et antal oprensede komponenter, inklusiv et enzymatisk middel såsom helicase, anvendes til strengeseparationstrinnet. I den samtidige fremgangsmåde kan reaktionsblandingen ud over nuklein-5 syrestrengen (-strengene), der indeholder den ønskede sekvens, også indeholde det strengeseparerende enzym (f.eks. helicase), en passende energikilde for det strengeseparerende enzym, såsom rATP, de fire nukleotider, oligonukleotidprimerne i molært overskud og det inducerende middel, f.eks. Klenow-fragment af E.coli DNA polymerase 1. Hvis varme anvendes til denaturering i en samtidig proces kan der anvendes et 10 varmestabilt, inducerende middel, såsom en termostabil polymerase, som vil fungere ved hævede temperaturer, fortrinsvis 65-90°C, afhængig af det inducerende middel, ved hvilken temperatur nukleinsyrer vil består af enkelt- og dobbeltstrenge i ligevægt.It is necessary to add the polymerizer again after each strand separation step. The simultaneous method can be used when a number of purified components, including an enzymatic agent such as helicase, are used for the strand separation step. In the simultaneous process, in addition to the nucleic acid strand (s) containing the desired sequence, the reaction mixture may also contain the strand separating enzyme (e.g. helicase), an appropriate source of energy for the strand separating enzyme such as rATP, the four nucleotides. , the oligonucleotide primers in molar excess and the inducing agent, e.g. Klenow fragment of E. coli DNA polymerase 1. If heat is used for denaturation in a simultaneous process, a heat-stable inducing agent such as a thermostable polymerase which will operate at elevated temperatures, preferably 65-90 ° C, may be used depending of the inducing agent at which temperature nucleic acids will consist of single and double strands in equilibrium.

For mindre længder af nukleinsyre kan lavere temperaturer på ca. 50°C anvendes.For smaller lengths of nucleic acid, lower temperatures of approx. 50 ° C is used.

Den øvre temperatur vil afhænge af temperaturen, ved hvilken enzymet vil nedbry-15 des, eller den temperatur, over hvilken primerhybridisering vil ske i utilstrækkeligt omfang. Et sådant varmestabilt enzym er beskrevet, f.eks. af A.S.Kaledin et al.,The upper temperature will depend on the temperature at which the enzyme will degrade or the temperature above which primer hybridization will be insufficient. Such a heat-stable enzyme is described, e.g. by A.S.Kaledin et al.,

Biokhimiva. 35, 644-651 (1980). Hvert trin af processen vil foregå sekventielt uanset den initielle tilstedeværelse af alle reagenserne. Yderligere materialer kan tilsættes om nødvendigt. Efter at en passende tid er forløbet til dannelse af den ønskede mængde 20 af den specifikke nukleinsyresekvens, kan reaktionen standses ved inaktivering af enzymerne på en hvilken som helst kendt måde eller ved separering af komponenterne i reaktionen.Biokhimiva. 35, 644-651 (1980). Each step of the process will proceed sequentially regardless of the initial presence of all the reagents. Additional materials can be added if necessary. After a suitable time has elapsed to produce the desired amount of the specific nucleic acid sequence, the reaction can be stopped by inactivating the enzymes in any known manner or by separating the components of the reaction.

Fremgangsmåden, der kan udføres under anvendelse af kittet ifølge den foreliggende 25 opfindelse, kan udføres kontinuerligt. I én udførelsesform af en automatiseret proces kan reaktionen føres i cyklus gennem et denaturerende område, et reagenstilsætningsområde og et omsætningsområde. 1 en anden udførelsesform kan enzymet, der anvendes til syntese af primerforlængelsesprodukterne, immobiliseres i en søjle. De andre omsætningskomponenter kan ved hjælp af en pumpe cirkuleres kontinuerligt 30 gennem søjlen og en varmespiral i serie, og de producerede nukleinsyrer kan således blive denatureret gentagne gange uden inaktivering af enzymet.The process that can be performed using the kit of the present invention can be performed continuously. In one embodiment of an automated process, the reaction can be cycled through a denaturing region, a reagent addition region, and a reaction region. In another embodiment, the enzyme used for the synthesis of the primer extension products can be immobilized in a column. The other reaction components can be continuously circulated through the column and a heat coil in series by means of a pump and thus the nucleic acids produced can be denatured repeatedly without inactivation of the enzyme.

Fremgangsmåden, der kan udføres under anvendelse af kittet ifølge den foreliggende opfindelse demonstreres skematisk nedenfor, hvor dobbeltstrenget DNA, der indehol-35 der den ønskede sekvens [S] bestående af komplementære strenge [S^jog [S'], anvendes som nukleinsyren. Under den første og hver efterfølgende omsætningscyklus vil forlængelse af hver oligonukleotidprimer på den oprindelige template producere ét nyt ssDNA-molekyleprodukt af ikke nærmere bestemt længde, som terminerer med kun en af primerne. Disse produkter, der herefter henvises til som "lange produkter", ! 40 vil akkumulere på liniær måde, dvs. at mængden, der er til stede efter et vilkårligt antal cyklusser, vil være proportional med antallet af cyklusser.The method that can be carried out using the kit of the present invention is schematically illustrated below, where double-stranded DNA containing the desired sequence [S] consisting of complementary strands [S ^ jog [S '] is used as the nucleic acid. During the first and each subsequent turnover cycle, elongation of each oligonucleotide primer on the original template will produce one new unspecified length ssDNA molecule product that terminates with only one of the primers. These products, hereinafter referred to as "long products",! 40 will accumulate in a linear fashion, i.e. that the amount present after any number of cycles will be proportional to the number of cycles.

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I 12 II 12 I

De lange produkter, der således er produceret, vil virke som templater for den ene IThe long products thus produced will act as templates for the one

eller den anden af oligonukleotidprimerne i efterfølgende cyklusser og vil producere Ior the other of the oligonucleotide primers in subsequent cycles and will produce I

I molekyler af den ønskede sekvens [S'] eller [S']. Disse molekyler vil også fungere som templater for den ene eller den anden af oligonukleotidprimerne, frembringendeIn molecules of the desired sequence [S '] or [S']. These molecules will also act as templates for one or the other of the oligonucleotide primers, producing

I 5 yderligere [S+] og [S ], og en kædereaktion kan således vedligeholdes, som vil resul- IIn another [S +] and [S], a chain reaction can thus be maintained which will result in

tere i akkumuleringen af [S] med en eksponentiel hastighed i forhold til antallet af I cyklusser.ters in the accumulation of [S] at an exponential rate with respect to the number of I cycles.

I Biprodukter dannet ved andre oligonukleotidhybridiseringer end de tilsigtede er ikke I selv-katalytiske (undtagen i sjældne tilfælde) og akkumulerer således med liniær ha-By-products formed by oligonucleotide hybridizations other than those intended are not self-catalytic (except in rare cases) and thus accumulate with linear ha

I 10 stighed. IIn 10 stages. IN

Den specifikke sekvens, der skal multipliceres, [S] kan angives skematisk som:The specific sequence to be multiplied [S] can be indicated schematically as:

I [S+] 5’ AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCC 3’ II [S +] 5 'AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCCC 3' I

I 15 [S] 3’ ΙΙΊΙΙ I Ti I I mYYYYYYYGGGGGGGGGG 5’ II 15 [S] 3 'ΙΙΊΙΙ I Ti I I mYYYYYYYGGGGGGGGGG 5' I

De passende oligonukleotidprimere ville være:The appropriate oligonucleotide primers would be:

Primer 1: GGGGGGGGGG IPrimer 1: GGGGGGGGGG I

20 Primer 2: AAAAAAAAAA IPrimer 2: AAAAAAAAAA I

således at hvis DNA, der indeholder [SJ Iso that if DNA containing [SJ I

.. .zzzzzzzzzzzzzzzzAAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzz... I... .zzzzzzzzzzzzzzzzzzAAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzzzz ... I

I 25 ...zzzzzzzzzzzzzzzzTl i I I I rTTTyYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzzzz... II 25 ... zzzzzzzzzzzzzzzzTl i I I I rTTTyYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzzzz ... I

I separeres i enkeltstrenge og dets enkeltstrenge hybridiseres til primere 1 og 2, kan deYou are separated into single strands and its single strands hybridized to primers 1 and 2, they can

efterfølgende forlængelsesreaktioner katalyseres ved DNA-polymerase under tilstede- Isubsequent elongation reactions are catalyzed by DNA polymerase during the present I

værelse af de fire deoxyribonukleosidtriphosphater: Iroom of the four deoxyribonucleoside triphosphates: I

I 30 II 30 I

I II I

forlængelse <-—— GGGGGGGGGG primer 1 Iextension <-—— GGGGGGGGGG primer 1 I

I —ZZZZZZZZZZZZZZZZAAAAAAAAAAXXXXXXXXXX CCCCCCCCCCZZZZZZZZZZZZZZZZ.... II —ZZZZZZZZZZZZZZZZAAAAAAAAAAXXXXXXXXXX CCCCCCCCCCZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ .... I

oprindelig template-streng+ Ioriginal template string + I

35 I35 I

oprindelig template-streng* Ioriginal template string * I

....zzzzzzzzzzzzzzzzTTTTTTTTTTYYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzzzzz.... I.... zzzzzzzzzzzzzzzzTTTTTTTTTTYYYYYYYYYYGGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzzzzz .... I

primer 2 AAAAAAAAAA--—> forlængelse Iprimer 2 AAAAAAAAAA - -> extension I

I 40 5' 3' II 40 5 '3' I

ί Iί I

13 DK 175778 B113 DK 175778 B1

Efter denaturering af de to dannede duplexer er produkterne: 3‘ S’ ....ZZZZZZZZZZZZZZZZ Π I I I I I I I I VYYYYYYYVYG6GGGGGGGG 5 nylig syntetiseret langt produkt 1 5' ... .ZZZZZZZZZZZZZZZZ AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzz.... oprindelig templatestreng* 10 3' ....zzzzzzzzzzzzzzzz ΙΎΓΙ f I I 11 I YYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzzzz.... oprindelig templatestreng 15 5’ 3’ AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzz.... nylig syntetiseret langt produkt 2After denaturation of the two duplexes formed, the products are: 3 'S' .... ZZZZZZZZZZZZZZZZ Π IIIIIIII VYYYYYYYVYG6GGGGGGGG 5 newly synthesized long product 1 5 '... .ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZAZ zzzzzzzzzzzzzzzz ΙΎΓΙ f II 11 I YYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzzzz .... original template string 15 5 '3' AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzz .... recently synthesized long product 2

Hvis disse 4 strenge får lov at rehybridisere med primere 1 og 2 i den næste cyklus, 20 vil polymeriseringsmidlet katalysere de følgende reaktioner:If these 4 strands are allowed to re-hybridize with primers 1 and 2 in the next cycle, the polymerizing agent will catalyze the following reactions:

Primer 2 5' AAAAAAAAAA-> forlængelse hertil 3’... .ζζζζζζζζζζζζζζζζ'Π' I I I I I I I IYYYYYYYYYYGGGGGGGGGG 5’ nyligt syntetiseret langt produkt 1 25 forlængelse <-GGGGGGGGGG 5’ primer 1 5'....zzzzzzzzzzzzzzzzAAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzz....3’ oprindelig templatestreng 30 Primer 2 5' AAAAAAAAAA--> forlængelse 3’...zzzzzzzzzzzzzzzz i i i i i i i i i I YYYYYYYYVYGGGGGGGGGGzzzzzzz....5' oprindelig templatestreng*Primer 2 5 'AAAAAAAAAA-> extension thereto 3' ... .ζζζζζζζζζζζζζζζζ'Π 'IIIIIII IYYYYYYYYYYGGGGGGGGGGG 5' newly synthesized long product 1 25 extension <-GGGGGGGGGGG 5 'primer 1 5' .... zzzzzzzzzzzzzzzzAXAXXAXAXXAXAX original template string 30 Primer 2 5 'AAAAAAAAAA -> extension 3' ... zzzzzzzzzzzzzzzz iiiiiiiii I YYYYYYYYVYGGGGGGGGGzzzzzzz .... 5 'original template string *

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I II I

forlængelse hertil < — — - GGGGGGGGGG 5' primer 1extension thereto <- - - GGGGGGGGGG 5 'primer 1

I 5’ AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCZZZZZZZZZ2ZZZ....3’ II 5 'AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCZZZZZZZZZ2ZZZ .... 3' I

nyligt syntetiseret langt produkt 2 Hnewly synthesized long product 2 H

I 5 Hvis strengene af de fire duplexer ovenfor separeres, findes følgende strenge: II 5 If the strings of the four duplexes above are separated, the following strings are found:

I 5’ AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCC 3' II 5 'AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCC 3' I

I nyligt syntetiseret [S4] 10In newly synthesized [S4] 10

I 3' ... .Z2ZZZ2ZZZZZZZZZZ1111111 μ i YYYYYYYWYGGGGGGGGGG 5' II 3 '... .Z2ZZZ2ZZZZZZZZZZ1111111 µ in YYYYYYYWYGGGGGGGGGG 5' I

I første-cyklus-synthetiseret langt produkt 1 HIn first-cycle synthesized long product 1H

I 3’ —zzzzzzzzzzzzzzzzI I I I II I I I I YYYYYYYYYYGGGGGGGGGG 5'I 3 '—zzzzzzzzzzzzzzzzzzI I I I I II I I I I YYYYYYYYYYGGGGGGGGGG 5'

I 15 nyligt syntetiseret langt produkt 1 HIn 15 recently synthesized long product 1 H

I 5' ....zzzzzzzzzzzzzzzzAAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzz....3’ II 5 '.... zzzzzzzzzzzzzzzzAAAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzz .... 3' I

I oprindelig templatestreng+ IIn original template string + I

I 20 5’AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCZZZZZZZZZZZZZZZZ....3· II 5'AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCZZZZZZZZZZZZZZZZ .... 3 · I

nyligt syntetiseret langt produkt 2 Inewly synthesized long product 2 I

I 3’....zzzzzzzzzzzzzzzz i i i μ i μ I i TYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzz____5' II 3 '.... zzzzzzzzzzzzzzzz i i i μ i μ I TYYYYYYYYYGGGGGGGGGGzzzzzzzzzzzzzz____5' I

I oprindelig templatestreng HIn original template string H

I 25 II 25 I

3’ TI I ΙΤΠ 111YYYYYYYYYYGGGGGGGGGG 5’ I3 'TI I ΙΤΠ 111YYYYYYYYYYGGGGGGGGGG 5' I

I nyligt syntetiseret [S ] IIn newly synthesized [S] I

I 5’ AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzz....3' II 5 'AAAAAAAAAAXXXXXXXXXXCCCCCCCCCCzzzzzzzzzzzzzzzz .... 3' I

I 30 første-cyklus-syntetiseret langt produkt 2 IIn 30 first-cycle synthesized long product 2 I

I Det ses, at hver streng, som ender med oligonukleotidsekvensen af én primer og den HIt will be seen that each strand ending with the oligonucleotide sequence of one primer and the H

I komplementære sekvens af den anden, er den specifikke nukleinsyresekvens [S], som IIn the complementary sequence of the other, the specific nucleic acid sequence [S] which I

I det ønskes at producere. IIn it is desired to produce. IN

I II I

I Trinnene i denne fremgangsmåde kan gentages uendeligt, og er kun begrænset af HThe steps of this procedure can be repeated infinitely, and are limited only by H

I mængden af primere 1 og 2, polymeriseringsmidlet og tilstedeværende nukleotider. IIn the amount of primers 1 and 2, the polymerizing agent and nucleotides present. IN

I Antallet af cyklusser anvendt til påvisning er de, der kræves til frembringelse af et på-In the number of cycles used for detection, those required to produce an

I viselig signal, en mængde, som f.eks. vil afhænge af prøvens natur. Hvis f.eks. prøven IIn visual signal, a quantity, e.g. will depend on the nature of the test. For example, the sample I

I 40 er ren eller fortyndet, kan færre cyklusser være krævet, end hvis den er en kompleks IIn 40 is clean or diluted, fewer cycles may be required than if it is a complex I

15 DK 175778 B1 blanding. Hvis proven er human genomisk DNA er antallet af cyklusser fortrinsvis fra ca. 10 til 30.15 DK 175778 B1 mixture. If the sample is human genomic DNA, the number of cycles is preferably from ca. 10 to 30.

Mængden af oprindelig nukleinsyre forbliver konstant i hele fremgangsmåden, fordi 5 den ikke replikeres. Mængden af de lange produkter forøges liniært, fordi de kun produceres ud fra den oprindelige nukleinsyre. Mængden af den specifikke sekvens forøges eksponentielt. Den specifikke sekvens vil således blive den dominerende. Dette vises i den følgende tabel, som indicerer de relative mængder af de teoretiske typer, der er til stede efter n cyklusser, idet 100% effektivitet antages for hver cyklus: I 10 ! Antal af dobbeltstreng efter 0 til n cyklerThe amount of original nucleic acid remains constant throughout the process because it is not replicated. The amount of long products increases linearly because they are produced only from the original nucleic acid. The amount of the specific sequence increases exponentially. Thus, the specific sequence will become the dominant one. This is shown in the following table, which indicates the relative amounts of theoretical types present after n cycles, assuming 100% efficiency for each cycle: I 10! Number of double strand after 0 to n cycles

Specifikspecific

Cyklus antal Template Lange produkter sekvens [S] 15 0 1 1 1 1 0 2 12 1 3 13 4 5 1 5 26 - 20 10 1 10 1013 15 1 15 32.752 20 1 20 1.048.555 η 1 n (2n-n-l) 25 Nar en enkeltstrenget nukleinsyre anvendes som templaten dannes kun 1 langt produkt pr. cyklus.Cycle Number Template Long Products Sequence [S] 15 0 1 1 1 1 0 2 12 1 3 13 4 5 1 5 26 - 20 10 1 10 1013 15 1 15 32,752 20 1 20 1,048,555 η 1 n (2n-nl) When a single-stranded nucleic acid is used as the template, only 1 long product per cycle.

Oligonukleotiderne heri kan anvendes til kloning af en speciel nukleinsyresekvens for indføjelse i en egnet ekspressionsvektor. Vektoren kan derefter anvendes til transfor-30 mering af en passende værtsorganisme til dannelse af genproduktet af sekvensen ved standardmetoder af rekombinant DNA teknologi.The oligonucleotides herein can be used to clone a particular nucleic acid sequence for insertion into a suitable expression vector. The vector can then be used to transform an appropriate host organism to generate the gene product of the sequence by standard methods of recombinant DNA technology.

Normalt vil sådan kloning enten involvere direkte ligering i en vektor eller tilsætningen af oligonukleotidlinkere efterfulgt af restriktionsenzymspaltning. Begge disse metoder 35 involverer imidlertid den ineffektive stump-endede ligeringsreaktion. Ingen af teknikkerne vil desuden styre orienteringen eller multipliceringen af indføjelsen af det multiplicerede produkt i kloningsvektoren.Normally, such cloning will either involve direct ligation into a vector or the addition of oligonucleotide linkers followed by restriction enzyme cleavage. However, both of these methods 35 involve the ineffective blunt-ended ligation reaction. In addition, none of the techniques will control the orientation or multiplication of the insertion of the multiplied product into the cloning vector.

Multiplikationsprocessen, der kan udføres under anvendelse af kittet heri, kan give en 40 blanding af nukleinsyrer, hidrørende fra den oprindelige template-nukleinsyre, de forventede målmultiplikationsprodukter og forskellige ikke-mål-baggrundsprodukter. Det multiplicerede produkt kan også være en blanding, hvis den Oprindelige template-DNAThe multiplication process, which can be performed using the kit herein, can provide a mixture of nucleic acids, derived from the original template nucleic acid, the expected target multiplication products, and various non-target background products. The multiplied product may also be a mixture if the original template DNA

I DK 175778 B1 ! II DK 175778 B1! IN

I II I

I indeholder multiple målsekvenser, såsom i et heterozygotisk diploidgenom, eller når HI contains multiple target sequences, such as in a heterozygous diploid genome, or when H

der er en familie af beslægtede gener. Hthere is a family of related genes. H

De heri beskrevne primere kan være modificeret til at hjælpe til hurtig og specifik klo- HThe primers described herein may be modified to aid in rapid and specific cleavage

I 5 ning af blandingen af DNA, der produceres ved multiplikationsreaktion. 1 en sådan HIn the mixture of the DNA produced by multiplication reaction. 1 such a H

modifikation er den samme eller forskellige restriktionssteder inkorporeret ved 5’-en- . i Hmodification is the same or different restriction sites incorporated at 5'-one-. I h

derne af primerne, hvilket resulterer i restriktionssteder ved de to ender af det multi- | Hof the primers, resulting in restriction sites at the two ends of the multi- | H

plicerede produkt. Nar det udskæres med de passende enzymer, kan det multiplice- ' Icomplicated product. When excised with the appropriate enzymes, it can multiply

I rede produkt derefter let indsættes i plasmid- eller virusvektorer og klones. Denne ! HThe prepared product is then readily inserted into plasmid or virus vectors and cloned. This ! H

10 kloning tillader analyse eller ekspression af individuelle multiplicerede produkter, ikke H10 cloning allows analysis or expression of individual multiplied products, not H

en blanding. Ha mixture. H

Skønt det samme restriktionsstéd kan anvendes for begge primere, tillader anvendel- ! HAlthough the same restriction site can be used for both primers, use permits! H

sen af forskellige restriktionssteder indsætning af produktet i vektoren med en specifik i Hthe insertion of the product into the vector by a specific restriction site with a specific one in H

15 orientering og undertrykker multiple indsætninger såvel som indsætninger, der stam- H15 orientation and suppresses multiple insertions as well as insertions that stem H

mer fra multiplikationer, der kun er baseret på en af de to primere- Den specifikke Hmore from multiplications based on only one of the two primers- The specific H

orientering er nyttig, når der klones i enkeltstrengsekventerende vektorer, når enkelt- Horientation is useful when cloned into single-strand sequencing vectors when single-H

strenghybridiseringsprober anvendes eller når det klonede produkt udtrykkes. Hstrand hybridization probes are used or when the cloned product is expressed. H

20 Én metode til fremstilling af primerne er at vælge en primersekvens, som adskiller sig HOne method for producing the primers is to select a primer sequence that differs from H

H minimalt fra målsekvensen. Områder, i hvilke hver af primerne skal placeres, bliver HH minimal from the target sequence. Areas in which each of the primers must be placed will be H

I screenet for homologi til restriktionssteder, der er passende for den ønskede vektor. HIn screened for homology to restriction sites appropriate for the desired vector. H

I Målsekvensen "CAGTATCCGA..." adskiller sig f.eks. med kun en base fra en, der inde- IIn the target sequence "CAGTATCCGA ...", e.g. with only one base from one containing

I holder et BamHI-sted. En primersekvens udvælges til at passe målet præcist ved dets HYou hold a BamHI place. A primer sequence is selected to fit the target precisely at its H

H 25 3' ende og at indeholde den ændrede sekvens og restriktionssted nær dets 5’-ende HH 25 3 'end and containing the altered sequence and restriction site near its 5' end H

I (f.eks. "CAGgATCCGA...”, hvor det lille bogstav symboliserer en enhed, der ikke pas- II (e.g. "CAGgATCCGA ...", where the lowercase symbolizes a device that does not fit.

I ser med målsekvensen). Denne minimalt ændrede sekvens vil ikke interferere med HYou see with the target sequence). This minimally altered sequence will not interfere with H

I primerens evne til at hybridisere til den originale målsekvens og til initiering af poly- HIn the ability of the primer to hybridize to the original target sequence and to initiate poly-H

I meriseringen. Efter den første multiplikationscyklus kopieres primeren, bliver selv IIn the merger. After the first multiplication cycle the primer is copied, even I

I 30 målet og parrer eksakt med nye primere. Efter multiplikationsprocessen spaltes pro- HIn the 30 target and pair exactly with new primers. After the multiplication process, pro- H is cleaved

I dukterne med passende restriktionsenzymer, der eventuelt er separeret fra ligati- HIn the ducts with appropriate restriction enzymes optionally separated from ligation H

I onsinhibitorer, såsom nukleotidtriphosphater og salte ved passage over en afsaltende HIn onion inhibitors such as nucleotide triphosphates and salts upon passage over a desalting H

søjle eller molekylvægtkromatografisøjle og indsættes ved ligering i en klonende vek- Hcolumn or molecular weight chromatography column and inserted by ligation into a cloning growth H

I tor, såsom bakteriofag M13. Genet kan derefter sekventeres og/eller udtrykkes under HIn tor, such as bacteriophage M13. The gene can then be sequenced and / or expressed under H

35 anvendelse af kendte metoder.35 using known methods.

I Den anden metode til fremstilling af primerne involverer at tage 3'-enden af primerne IIn The second method of preparing the primers involves taking the 3 'end of the primers I

fra målsekvensen og tilsætte det ønskede restriktionssted (-steder) til 5'-enden af Hfrom the target sequence and adding the desired restriction site (s) to the 5 'end of H

I primeren. For det ovenfor anførte eksempel kunne et Hindlll-sted tilsættes til dan- HIn the primer. For the example given above, a HindIII site could be added to dan-H

40 nelse af sekvensen "cgaagcttCAGTATCCGA...”, hvor små bogstaver er som beskrevet IIn the sequence "cgaagcttCAGTATCCGA ...", where lowercase letters are as described in

ovenfor. De tilsatte baser ville ikke bidrage til hybridiseringen i den første multiplikati- Iabove. The added bases would not contribute to the hybridization of the first multiplication I

onscyklus, men ville passe i efterfølgende cyklusser. De endelige multiplicerede pro- Hon-cycle, but would fit in subsequent cycles. The final multiplied pro- H

i i i 17 DK 175778 B1 dukter udskæres derefter med restriktionsenzym (-enzymer), klones og udtrykkes som beskrevet ovenfor. Genet, der multipliceres, kan f.eks. være human p-hæmoglo-bin eller human HLA DQ, DR eller DP-α og -β-gener.Then, in restriction enzyme (s), clones are expressed and expressed as described above. The gene that is multiplied can e.g. be human β-hemoglobin or human HLA DQ, DR or DP-α and -β genes.

5 Kittet heri kan desuden anvendes til in vitro mutagenisering. Oligodeoxyribonucleotid-primerne behøver ikke at være præcis komplementære til DNA-sekvensen, som skal multipliceres. Det er blot nødvendigt, at de er i stand til at hybridisere tilstrækkeligt godt til sekvensen til at blive forlænget af polymeraseenzymet eller ved et hvilket som helst andét anvendt inducerende middel. Produktet af en polymerasekædereaktion, 10 hvor de anvendte primere ikke er præcis komplementære til den oprindelige template vil indeholde sekvensen af primeren snarere end sekvensen af templaten, og derved indføre en in vitro mutation. I yderligere cyklusser vil denne mutation blive multipliceret med en ubegrænset effektivitet, fordi ingen yderligere ikke-parrede primerreaktioner kræves. Den således fremstillede mutant kan indsættes i en passende vektor 15 ved molekylærbiologiske standardteknikker og kan eventuelt overføre mutantegenskaber til denne vektor, såsom produktionspotentialet af et ændret protein.In addition, the kit herein may be used for in vitro mutagenization. The oligodeoxyribonucleotide primers need not be exactly complementary to the DNA sequence to be multiplied. It is only necessary that they be capable of hybridizing sufficiently well to the sequence to be elongated by the polymerase enzyme or by any other inducing agent used. The product of a polymerase chain reaction in which the primers used are not exactly complementary to the original template will contain the sequence of the primer rather than the sequence of the template, thereby introducing an in vitro mutation. In further cycles, this mutation will be multiplied by an unlimited efficiency because no additional unpaired primer reactions are required. The mutant thus produced may be inserted into a suitable vector by standard molecular biological techniques and may optionally transfer mutant properties to this vector, such as the production potential of an altered protein.

Fremgangsmåden til fremstilling af en ændret DNA-sekvens som beskrevet ovenfor kan gentages på det ændrede DNA under anvendelse af forskellige primere for således 20 at inducere yderligere sekvensændringer. På denne måde kan en serie af muterede sekvenser gradvis produceres, hvori hver ny tilføjelse til serierne kan adskille sig fra den forrige i ringe grad, men fra den oprindelige DNA-kildes sekvens i stadig større grad. Pa denne måde kan der i sidste ende laves ændringer, som ikke er mulige i et enkelt trin på grund af den manglende funktionsevne hos en meget alvorlig fejlpar-25 rende primer.The method of producing an altered DNA sequence as described above can be repeated on the altered DNA using different primers thus to induce further sequence changes. In this way, a series of mutated sequences can be produced gradually, in which each new addition to the series may differ slightly from the previous one but from the sequence of the original DNA source to an ever greater extent. In this way, changes can eventually be made that are not possible in a single step due to the inability of a very serious mismatch primer.

Primeren kan desuden som en del af dens sekvens indeholde en ikke-komplementær sekvens, forudsat at en tilstrækkelig mængde af primeren indeholder en sekvens, som er komplementær til strengen, som skal multipliceres. En nukleotidsekvens, som ikke 30 er komplementær til templatesekvensen (såsom f.eks. en promotor, linker, kodende i sekvens osv) kan f.eks. blive tilføjet til 5’-enden af en eller begge primerne og derved tilhæftet til produktet fra multiplikationsprocessen. Efter at forlængelsesprimeren er tilsat gennemføres tilstrækkeligt mange cyklusser til opnåelse af den ønskede mængde af ny template, der indeholder den ikke-komplementære nukleotidindføjelse. Dette 35 tillader produktion af store mængder af de kombinerede fragmenter på relativ kort tid (f.eks. to timer eller mindre) under anvendelse af en simpel teknik.Additionally, as part of its sequence, the primer may contain a non-complementary sequence, provided that a sufficient amount of the primer contains a sequence complementary to the string to be multiplied. A nucleotide sequence which is not complementary to the template sequence (such as, for example, a promoter, linker, coding in sequence, etc.) can be e.g. be added to the 5 'end of one or both primers and thereby attached to the product of the multiplication process. After the extension primer is added, sufficient cycles are performed to obtain the desired amount of new template containing the non-complementary nucleotide insert. This allows the production of large amounts of the combined fragments in a relatively short time (e.g., two hours or less) using a simple technique.

Kittet heri kan desuden anvendes til at syntetisere et nukleinsyrefragment ud fra et eksisterende nukleinsyrefragment, som er kortere end dets produkt (kaldet kerneseg-40 mentet) under anvendelse af visse primere, hvis 3'-ender er komplementære til eller i alt væsentligt komplementære til 3’-enderne af enkeltstrengene, som er frembragt ved at separere strengene af de oprindelige, kortere nukleinsyrefragmenter, og hvorThe kit herein can further be used to synthesize a nucleic acid fragment from an existing nucleic acid fragment shorter than its product (called the core segment) using certain primers whose 3 'ends are complementary to or substantially complementary to 3 'ends of the single strands produced by separating the strands of the original shorter nucleic acid fragments, and wherein

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I II I

I 5’-enderne af primerne indeholder sekvensinformation, som skal tilføjes til kerneseg- HAt the 5 'ends of the primers contain sequence information to be added to the core sequence H

I mentet. Fremgangsmåden omfatter: IIn the ment. The method comprises:

I (a) behandling af strengene af det eksisterende fragment med 2 oligonukleotid- HIn (a) treating the strands of the existing fragment with 2 oligonucleotide-H

I 5 primere under sådanne betingelser, hvor der syntetiseres et forlængelsesprodukt af HIn 5 primers under such conditions where an extension product of H is synthesized

I hver primer, som er komplementær til hver nukleinsyrestreng, og hvor primerne ud- HIn each primer which is complementary to each nucleic acid strand and in which the primers out- H

I vælges således, at de i alt væsentligt er komplementære til 3'-enden af hver streng af HYou are chosen so as to be substantially complementary to the 3 'end of each strand of H

I det eksisterende fragment, således at forlængelsesproduktet, der er syntetiseret fra HIn the existing fragment, so that the extension product synthesized from H

H en primer, når det er adskilt fra dets komplement, kan tjene som en template for HH a primer, when separated from its complement, can serve as a template for H

H 10 syntese af forlængelsesproduktet af den anden primer, og hvor hver primer i dets 5‘- HH 10 synthesis of the extension product of the second primer, and wherein each primer in its 5 '- H

ende indeholder en sekvens af nukleotider, som ikke er komplementære til det eksi- Hend contains a sequence of nucleotides which are not complementary to the ex H

I sterende fragment, og som svarer til de to ender af nukleinsyrefragmentet, som skal HIn sterile fragment, corresponding to the two ends of the nucleic acid fragment which is to be H

I syntetiseres; HI synthesized; H

15 (b) adskillelse af primerforlængelsesprodukterne fra templaterne, på hvilke de blev H(B) separating the primer extension products from the templates on which they became H

syntetiseret, til frembringelse af enkeltstrengede molekyler; og Isynthesized, to produce single-stranded molecules; and in

(c) behandling af de enkeltstrengede molekyler, der frembragtes i trin (b), med I(c) treating the single-stranded molecules produced in step (b) with I

I primerne fra trin (a) under sådanne betingelser, at et primerforlængelsesprodukt HIn the primers of step (a) under such conditions that a primer extension product H

I 20 syntetiseres under anvendelse af hver af enkeltstrengene, der er frembragt i trin (b), HI 20 is synthesized using each of the single strings generated in step (b), H

H som en template, for således at frembringe to intermediære, dobbeltstrengede nukle- IH as a template, so as to produce two intermediate, double-stranded nuclear I

insyremolekyler, hvori der i hver er blevet inkorporeret nukleotidsekvensen, der er til Hacidic molecules wherein each nucleotide sequence of H

stede i 5'-enden af en af oligonukleotidprimerne, og to dobbeltstrengede nukleinsyre- Hpresent at the 5 'end of one of the oligonucleotide primers, and two double-stranded nucleic acid H

molekyler af fuld længde, hvor der i hver af disse er blevet inkorporeret nukleotidse- Hfull-length molecules where nucleotide H has been incorporated into each of these

25 kvensen, der er til stede i 5’-enderne af begge oligonukleotidprimerne; IThe sequence present at the 5 'ends of both oligonucleotide primers; IN

(d) gentagelse af trinnene (b) og (c) et tilstrækkeligt antal gange til frembringelse I(d) repeating steps (b) and (c) a sufficient number of times to produce I

af de dobbeltstrengede molekyler af fuld længde i en effektiv mængde; Hof the full-length double-stranded molecules in an effective amount; H

30 (e) behandling af strengene af produktet ifølge trin (d) med to primere for således H(E) treating the strands of the product of step (d) with two primers, thus H

I at forlænge produktet fra trin (d) i begge ender; og HIn extending the product of step (d) at both ends; and H

I (f) gentagelse af trinnene (a)-(d) under anvendelse af produktet fra trin (d) som II (f) repeating steps (a) - (d) using the product of step (d) as I

I kernefragmentet og to oligonukleotidprimere, som er komplementære eller i alt væ- IIn the nuclear fragment and two oligonucleotide primers which are complementary or in total

35 sentligt komplementære til 3'-enderne af enkeltstrengene, som er produceret ved at I35 late complementary to the 3 'ends of the single strings produced by I

separere strengene af produktet fra trin (d). Iseparating the strands of the product from step (d). IN

Trinnene (b) og (c) gentages så ofte som nødvendigt, almindeligvis mindst 5 gange, til ISteps (b) and (c) are repeated as often as necessary, usually at least 5 times, to I

I frembringelse af den krævede mængde af det dobbeltstrengede produkt af fuld læng- IIn producing the required amount of the double stranded full length product

40 de til syntetisering af slutproduktet (dvs. den effektive mængde). Kernesegmentet40 for synthesizing the final product (i.e., the effective amount). The core segment

kan yderligere opnås som produktet af en tidligere multiplikationscyklus. Produktet Hcan be further obtained as the product of a previous multiplication cycle. The product H

DK 175778 B1 I 19 ! frembragt i trin (d) kan oprenses før en ny forlængelses- og multiplikationscyklus eller kan anvendes direkte ved at anvende reaktionsblandingen, der indeholder produktet.DK 175778 B1 I 19! generated in step (d) may be purified prior to a new extension and multiplication cycle or may be used directly using the reaction mixture containing the product.

Hvis 3'-enderne af primerne ikke er præcis komplementære til 3’-enderne af de en-5 kelte strenge af den oprindelige, kortere nukleinsyre, vil kernefragmentet af produktet ikke være præcis det samme som sekvensinformationen, der er nedlagt i den oprindelige, kortere nukleinsyre. Mutanter af den oprindelige nukleinsyre kan derfor laves ved at anvende primere, som i alt væsentligt er komplementære ved deres 3'-ender til 3'-enderne af enkeltstrengene af den oprindelige, kortere nukleinsyre.If the 3 'ends of the primers are not exactly complementary to the 3' ends of the single strands of the original shorter nucleic acid, the core fragment of the product will not be exactly the same as the sequence information deposited in the original shorter nucleic acid. Therefore, mutants of the original nucleic acid can be made by using primers which are substantially complementary at their 3 'ends to the 3' ends of the single strands of the original shorter nucleic acid.

1010

Hvis restriktionsstedlinkere inkorporeres i primerne, kan de multiplicerede, dobbeltstrengede produkter fordøjes med de passende restriktionsenzymer og ligeres direkte i en M13-vektor til hurtig kloning og sekventering. M13-plaques, der indeholder de specifikke multiplicerede målsekvenser, kan identificeres ved at hybridisere plaque-15 løftefiltrere med en probe, som er specifik for målsekvensen.If restriction site linkers are incorporated into the primers, the multiplied double-stranded products can be digested with the appropriate restriction enzymes and ligated directly into an M13 vector for rapid cloning and sequencing. M13 plaques containing the specific multiplied target sequences can be identified by hybridizing plaque lift filters with a probe specific to the target sequence.

Kittet heri kan også anvendes til at muliggøre påvisning og/eller karakterisering af specifikke nukleinsyresekvenser, der er associeret med infektiøse sygdomme, genetiske lidelser eller cellulære sygdomme, såsom kræft, f.eks. oncogener. Multiplicering er 20 nyttig, når den mængde nukleinsyre, der er tilgængelig for analyser, er meget lille, som f.eks. ved prænatal diagnose af seglcelleanæmi under anvendelse af DNA opnået j fra føtale celler. Multiplikation er navnlig nyttig, hvis en sådan analyse skal udføres på et lille prøvemateriale under anvendelse af ikke-radioaktive påvisningsmetoder, som måske er iboende insensitiv, eller hvor radioaktive metoder anvendes, men hvor hur-25 tig påvisning er ønskelig.The kit herein may also be used to enable detection and / or characterization of specific nucleic acid sequences associated with infectious diseases, genetic disorders or cellular diseases such as cancer, e.g. oncogenes. Multiplication is useful when the amount of nucleic acid available for analysis is very small, e.g. in prenatal diagnosis of sickle cell anemia using DNA obtained j from fetal cells. Multiplication is particularly useful if such analysis is to be performed on a small sample using non-radioactive detection methods which may be inherently insensitive or where radioactive methods are used but where rapid detection is desirable.

For denne opfindelses formål kan genetiske sygdomme omfatte specifikke deletioner og/eller mutationer i genomisk DNA fra enhver organisme, såsom f.eks. seglcelleanæmi, cystisk fibrose, a-thalassæmi, β-thalassæmi og lignende. Seglcelleanæmi kan 30 let påvises ved oligomerrestriktionsanalyse eller en RFLP-lignende analyse efter multiplikation af den passende DNA-sekvens ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen. α-Thalassæmi kan påvises ved fravær af en sekvens, og β-thalassæmi kan påvises ved tilstedeværelse af et polymorft restriktionssted tæt koblet til en mutation, som forårsager sygdommen.For purposes of this invention, genetic diseases may comprise specific deletions and / or mutations in genomic DNA from any organism, such as, for example. sickle cell anemia, cystic fibrosis, α-thalassemia, β-thalassemia and the like. Sickle cell anemia can easily be detected by oligomer restriction analysis or an RFLP-like analysis after multiplying the appropriate DNA sequence by the method of the invention. α-Thalassemia can be detected in the absence of a sequence, and β-Thalassemia can be detected in the presence of a polymorphic restriction site closely linked to a mutation causing the disease.

3535

Alle disse genetiske sygdomme kan påvises ved multiplicering af den passende sekvens og analyse af det ved Southern blot teknik uden anvendelse af radioaktive prober. I en sådan fremgangsmåde kan f.eks. en lille prøve af DNA fra f.eks. amnionvæ-ske indeholdende et meget lavt niveau af den ønskede sekvens multipliceres, skæres 40 med et restriktionsenzym og analyseres med Southern blotting teknik. Anvendelsen af ikke-radioaktive prober lettes ved det høje niveau af det multiplicerede signal.All of these genetic diseases can be detected by multiplying the appropriate sequence and analyzing it by Southern blot technique without the use of radioactive probes. In such a method, e.g. a small sample of DNA from e.g. amniotic fluid containing a very low level of the desired sequence is multiplied, cut with a restriction enzyme and analyzed by Southern blotting technique. The use of non-radioactive probes is facilitated by the high level of the multiplied signal.

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I 20 II 20 I

] en anden udførelsesform kan en lille prøve af DNA multipliceres til et passende ni* H] In another embodiment, a small sample of DNA can be multiplied to a suitable nine * H

veau, og derefter kan der udføres en yderligere cyklus af forlængelsesreaktioner, hvor Hveau, and then a further cycle of elongation reactions can be performed, where H

H nukleotidderivater, som er let påviselige (såsom 32P-mærkede eller biotinmærkede HH nucleotide derivatives which are readily detectable (such as 32 P-labeled or biotin-labeled H

nukleosidtriphosphater) inkorporeres direkte i slut-DNA-produktet, som kan analyse- Inucleoside triphosphates) are directly incorporated into the final DNA product which can be assayed for analysis

5 res ved restriktionsanalyse og elektroforetisk separation eller en hvilken som helst an- I5 by restriction analysis and electrophoretic separation or any other

den passende metode. Et eksempel på denne teknik i et modelsystem demonstreres Ithe appropriate method. An example of this technique in a model system is demonstrated

på figur 5. Iin Figure 5. I

I endnu en udførelsesform, der er demonstreret i et modelsystem i figur 3, kan nu-In yet another embodiment, demonstrated in a model system of Figure 3,

10 kleinsyren udsættes for en særlig restriktionsendonuklease forud for multipliceringen. IThe small acid is subjected to a special restriction endonuclease prior to multiplication. IN

Eftersom en sekvens, som er blevet skåret op, ikke kan multipliceres, medfører fore- ISince a sequence that has been cut up cannot be multiplied, it results in the formation of a sequence

komsten af et multipliceret fragment fraværet af et sted for endonukleasen i den mul- Ithe occurrence of a multiplied fragment in the absence of a site for the endonuclease in the multiple

tiplicerede sekvens, på trods af forudgående restriktion af DNA-prøven. Tilstedeværel- Ityped sequence, despite prior restriction of the DNA sample. Presence- I

sen eller fraværet af en multipliceret sekvens kan påvises ved en passende metode. Ithe late or absence of a multiplied sequence can be detected by an appropriate method. IN

I 15 II 15 I

I En praktisk anvendelse af denne teknik kan illustreres ved dets anvendelse til at lette IA practical application of this technique can be illustrated by its use to facilitate I

I påvisningen af seglcelleanæmi ved hjælp af den her og i Saiki et al., Biotechnology IIn the detection of sickle cell anemia using this and in Saiki et al., Biotechnology I

I 2:1008-1012 (1985) beskrevne oligomerrestriktionsteknik. Seglcelleanæmi er en IOligomer restriction technique described in 2: 1008-1012 (1985). Sickle cell anemia is an I

hæmoglobinsygdom, som er forårsaget af en ændring af et enkelt basepar i den Ihemoglobin disease caused by a change of a single base pair in the I

I 20 6. codon af β-giobingenet. Figur 6 viser sekvenserne af normale β-globingener og IIn the 6th codon of the β-giobene gene. Figure 6 shows the sequences of normal β-globin genes and I

seglcelle-p-globingener i området for deres polymorfisme, hvor de enkelte streger Isickle cell β-globin genes in the region of their polymorphism, with the individual lines I

I markerer placeringen af et Ddel-sted. der kun er til stede i det normale gen, og hvor dobbeltstregen markerer placeringen af et Hinfl-sted. som er ikke-polymorft og I således er til stede i både normale alleler og seglcellealleler. Figur 7 viser oligomer- fl I 25 restriktionsprocessen for normal β-globin DNA under anvendelse af en probe, derYou mark the location of a Ddel location. that is present only in the normal gene and where the double strand marks the location of a Hinfl site. which are non-polymorphic and thus are present in both normal and sickle cell alleles. Figure 7 shows the oligomeric fl I restriction process for normal β-globin DNA using a probe which

I spænder over begge restriktionssteder, og som er mærket, hvor der er angivet en IYou span both restriction sites and are marked where an I is indicated

H stjerne. (Proben er fortrinsvis mærket i den ende, som er færre basepar fra restrik- IH star. (The probe is preferably labeled at the end which is fewer base pairs from the restriction

tionsstedet end i den anden ende af proben). DNA'et, der er multipliceret som anvist Ilocation at the other end of the probe). The DNA multiplied as directed

heri, denatureres og anneales til den mærkede probe. Multiplikationen kan udføres Iherein, denatured and annealed to the labeled probe. The multiplication can be performed I

I 30 ved hævede temperaturer (35-40°C) under tilstedeværelse af dimethylsulfoxid til II at elevated temperatures (35-40 ° C) in the presence of dimethyl sulfoxide to I

minimisering af dannelsen af sekundær struktur. Enzymet Ddel spalter DNA'et ved det Iminimizing the formation of secondary structure. The enzyme Ddel cleaves the DNA at it

gendannede Ddel-sted og danner en mærket octamer. Under de betingelser, som er Irecovered Ddel site and forms a labeled octamer. Under the conditions which you are

anvendt i prøven, er octameren kort nok til at dissociere fra duplexen. En efter-used in the sample, the octamer is short enough to dissociate from the duplex. An afterthought

H følgende tilsætning af enzymet Hinfl har ingen virkning på den nu enkeltstrengede IH following addition of the enzyme Hinfl has no effect on the now single stranded I

H 35 octamer. Figur 8 viser den samme proces anvendt på seglcelleallelet af β-globin DNA. IH 35 octamer. Figure 8 shows the same process applied to the sickle cell allele of β-globin DNA. IN

I Enzymet Ddel kan ikke spalte duplexen, der er dannet af det multiplicerede DNA ogIn the Enzyme Ddel, the duplex formed by the multiplied DNA and

I den mærkede probe, fordi A-A baseparret fejlparrer. Enzymet Hinfl begrænser IIn the labeled probe because the A-A base pair mismatches. The enzyme Hinfl limits I

H imidlertid hybriden, og der produceres en mærket trimer. I praksis kan metoden IH however, the hybrid and a labeled trimer is produced. In practice, the method I

I diagnosticere DNA’et hos et individ som enten homozytisk for vildtypen, homozygotisk IIn diagnosing the DNA of an individual who is either homocytic to the wild type, homozygous I

I 40 for seglcelletypen eller heterozygotisk bærer af seglcelleanlægget, eftersom et II 40 for the sickle cell type or heterozygous carrier of the sickle cell plant, since an I

specifikt signal er forbundet med tilstedeværelsen af hvert allel. Anvendelse af den Ispecific signal is associated with the presence of each allele. Use of the I

ovenfor beskrevne metode til multiplicering af den relevante sekvens tillader hurtig IThe method described above for multiplying the relevant sequence allows rapid I

i Ii

IIN

DK 175778 B1 21 analyse af et gen i enkelt kopi under anvendelse af en probe med kun et enkelt 32P-mærke.DK 175778 B1 21 single copy gene analysis using a single 32P label probe.

Forskellige infektiøse sygdomme kan diagnosticeres ved tilstedeværelsen i kliniske 5 prøver af specifikke DNA-sekvenser, der er karakteristiske for mikroorganismen, der forårsager infektionen. Disse inkluderer bakterier, såsom Salmonella, Chlamydia,Various infectious diseases can be diagnosed by the presence in clinical samples of specific DNA sequences characteristic of the microorganism causing the infection. These include bacteria such as Salmonella, Chlamydia,

Neisseria, virus, såsom hepatitisvirus, og parasitter, såsom Plasmodium, der forårsager malaria. US patent nr. 4.358.535 udstedt til Falkow beskriver anvendelsen af specifikke DNA-hybridiseringsprober til diagnose af infektiøse sygdomme. Et iboende 10 problem i Falkow-proceduren er, at et relativt lille antal pathogene organismer kan være til stede i en klinisk prøve fra en inficeret patient, og at DNA’et, der ekstraheres fra disse, kan udgøre en kun meget lille fraktion af det totale DNA i prøven. Specifik multiplicer!ng af mistænkte sekvenser forud for immobiliserings- og hybridiseringspå-visning af DNA-prøverne kunne i høj grad forøge følsomheden og specificiteten af 15 disse procedurer.Neisseria, viruses such as hepatitis viruses, and parasites such as Plasmodium causing malaria. U.S. Patent No. 4,358,535 to Falkow discloses the use of specific DNA hybridization probes for the diagnosis of infectious diseases. An inherent problem in the Falkow procedure is that a relatively small number of pathogenic organisms may be present in a clinical sample of an infected patient and that the DNA extracted from these may constitute only a very small fraction of it. total DNA in the sample. Specific multiplication of suspected sequences prior to immobilization and hybridization detection of the DNA samples could greatly increase the sensitivity and specificity of these procedures.

Kliniske rutineanvendelser af DNA-prober til diagnose af infektiøse sygdomme ville blive betragteligt simplificeret, hvis ikke-radioaktivt mærkede prober kunne anvendes som beskrevet i EP 63.879 til Ward. I denne fremgangsmåde påvises biotin-indehol-20 dende DNA-prober med chromogene enzymer, der er koblet til avidin eller biotinspecifikke antistoffer. Denne påvisningstype er bekvem, men relativ ufølsom. Kombinationen af specifik DNA-multiplicering ved den foreliggende fremgangsmåde og anvendelse af stabilt mærkede probér kunne tilvejebringe den nemhed og følsomhed, som kræves for at gøre Falkow- og Ward-fremgangsmåderne nyttige i klinisk rutinear-25 bejde.Clinical routine applications of DNA probes to diagnose infectious diseases would be considerably simplified if non-radiolabelled probes could be used as described in Ward 63 of EP 63,879. In this method, biotin-containing DNA probes with chromogenic enzymes linked to avidin or biotin-specific antibodies are detected. This type of detection is convenient, but relatively insensitive. The combination of specific DNA multiplication by the present method and the use of stably labeled probes could provide the simplicity and sensitivity required to make the Falkow and Ward methods useful in clinical routine work.

Desuden kan proben være en biotinyleret probe, hvori biotinet er påhæftet til en afstandsarm med formlen: 30In addition, the probe may be a biotinylated probe wherein the biotin is attached to a spacer arm of the formula:

KK

’ "t-fCHj)£-()-[(CHjJ^Oj^-CHjCHp-N1- 35 hvor Y er 0, NH eller N-CHO, x er en tal fra 1 til 4, og y er et tal fra 2 til 4. Afstandsarmen er selv påhæftet til en psoralenenhed med formlen: i X? CKr 40 ~jT-fCH 2) - () - [(CH 2 J 2 O 2 - -CH 2 CH 2 -N 1 - where Y is 0, NH or N-CHO, x is a number from 1 to 4, and y is a number from 2 to 4. The spacer arm is itself attached to a psoralen unit of the formula: in X? CKr 40 ~ j

i C κι Jin C κι J

CH3 .CH3.

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I 22 II 22 I

Psoralenenheden interkalerer ind i og krydsforbinder en probe med "hullet cirkel" som IThe psoralen unit intercalates into and cross-connects a probe with a "hole circle" as I

beskrevet af Courage-Tebbe et al., Biochem. BioDhvs. Acta (1982) 697. 1-5, hvori det Idescribed by Courage-Tebbe et al., Biochem. Biophys. Acta (1982) 697. 1-5 wherein it I

I enkeltstrengede hybridiseringsområde af den hullede cirkel spænder over området, HIn single-stranded hybridization region of the hollow circle, the region, H

5 der er indeholdt i primerne. H5 contained in the primers. H

Kittet heri kan også anvendes til fremstilling af tilstrækkelige mængder af DNA ud fra HThe kit herein may also be used to prepare sufficient amounts of DNA from H

I et humant gen i enkelt kopi, således at påvisning af en simpel ikke-specifik DNA-farv- HIn a single-copy human gene, so as to detect a simple non-specific DNA stain- H

H ning, såsom ethidiumbromid, kan udføres for således at udføre en DNA-diagnose på IHing, such as ethidium bromide, may be performed so as to perform a DNA diagnosis of I

I 10 direkt måde. IIn 10 direct ways. IN

Ud over at påvise infektiøse sygdomme og sygelige abnormaliteter i genomet hos or- HIn addition to detecting infectious diseases and morbid abnormalities in the genome of or- H

H ganismer, kan kittet som beskrevet her også anvendes til påvisning af DNA-polymor- HH anisms, the kit as described herein can also be used for the detection of DNA polymor- H

fisme, som ikke behøver at være forbundet med nogen sygelig tilstand. Hfism, which need not be associated with any morbid condition. H

I 15 II 15 I

I De efterfølgende eksempler gives til illustration af opfindelsen og har ikke til hensigt HThe following examples are given to illustrate the invention and are not intended H

I at begrænse denne på nogen måde. I disse eksempler er alle procenter vaegtprocen- HIn limiting this in any way. In these examples, all percentages are weight percent- H

I ter, hvad angår faste stoffer, og volumenprocenter, hvad angår væsker, og alle tem- HIn terms of solids, and volume percentages, of liquids, and all tem- H

peraturer er i grader Celsius med mindre andet angives. Hperatures are in degrees Celsius unless otherwise stated. H

20 I20 I

I Eksempel 1 HIn Example 1 H

I En 25-baseparsekvens med nukletidsekvensen II A 25 base pair sequence with the nucleotide sequence I

I 5’ CCTCGGCACCGTCACCCTGGATGCT 3’ II 5 'CCTCGGCACCGTCACCCTGGATGCT 3' I

I 25 3’ GGAGCCGTGGCAGTGGGACCTACGA 5’ II 3 'GGAGCCGTGGCAGTGGGACCTACGA 5' I

I indeholdt på et 47 basepar Fokl-restriktionsfraament af pBR322, som var opnået fra II contained on a 47 base pair Fok1 restriction fragment of pBR322 obtained from I

H ATCC, blev fremstillet som følger. En Fokl-fordøielse af pBR322 indeholdende det 47 IH ATCC, was prepared as follows. An Fokl digest of pBR322 containing it 47 l

bp lange fragment blev fremstillet ved at fordøje pBR322 med Fokl i overensstem- Hbp long fragment was prepared by digesting pBR322 with Fok1 in accordance with H

I 30 melse med betingelserne, som er foreslået af leverandøren, New England Biolabs Inc. IIn accordance with the terms proposed by the supplier, New England Biolabs Inc. IN

I Primerne, som blev anvendt, var 5* d(CCTCGGCACCG) 3’ og 5’ d(AGCATC- IIn the primers used, 5 * d (CCTCGGCACCG) was 3 'and 5' d (AGCATC-I)

I CAGGGTG) 3' og blev· fremstillet under anvendelse af traditionelle metoder. De efter- HIn CAGGGTG) 3 'and was prepared using traditional methods. The after- H

I følgende ingredienser tilsattes til 33 μΙ puffer, som bestod af 25 mM kaliumphosphat, : IThe following ingredients were added to 33 μΙ buffer consisting of 25 mM potassium phosphate:

10 mM magnesiumchlorid og 100 mM natriumchlorid ved pH 7,5: 2433 pmol af hver I10 mM magnesium chloride and 100 mM sodium chloride at pH 7.5: 2433 pmol of each I

35 af de ovenfor beskrevne primere, 2,4 pmol af det Fokl-fordøjede pBR322, 12 nmol I35 of the primers described above, 2.4 pmol of the Fok1 digested pBR322, 12 nmol I

I dATP, 22 nmol dCTP, 19 nmol dGTP og 10 nmol TTP. IIn dATP, 22 nmol dCTP, 19 nmol dGTP and 10 nmol TTP. IN

I Blandingen blev opvarmet til 85eC i 5 minutter og fik lov at afkøle til omgivelsestem- IThe mixture was heated to 85 ° C for 5 minutes and allowed to cool to ambient temperature.

I peratur. Fem enheder Klenow-fragment af E.coli DNA polymerase 1 tilsattes, og tem- IIn perature. Five units of Klenow fragment of E. coli DNA polymerase 1 were added and tem

I 40 peraturen blev holdt i 15 minutter. Efter denne tid blev blandingen igen opvarmet til IAt 40 the temperature was kept for 15 minutes. After this time, the mixture was again heated to 1

I 85°C i 5 minutter og fik lov at afkøle. Fem enheder Klenow-fragment blev igen tilsat, IAt 85 ° C for 5 minutes and allowed to cool. Five units of Klenow fragment were again added, I

I HI H

H 1 I iH 1 I i

1 I1 I

23 DK 175778 B1 og reaktionen blev udført i 15 minutter. Opvarmnings-, afkølings- og syntesetrinnene blev gentaget yderligere 11 gange.The reaction was carried out for 15 minutes. The heating, cooling and synthesis steps were repeated an additional 11 times.

Efter den sidste gentagelse blev en 5 fil delprøve udtaget fra reaktionsblandingen.After the last repeat, a 5 µl aliquot was taken from the reaction mixture.

5 Denne blev opvarmet til 85°C i 3 minutter og fik lov at afkøle til omgivelsestempera-tur. 12,5 pmol u-P32-deoxycytidintriphosphat og 5 enheder Klenow-fragment blev til- sat, og reaktionen fik lov at forløbe i 15 minutter. De mærkede produkter blev undersøgt ved polyacrylamidgelelektroforese. Fokl-fordøielsen blev mærket på lignende måde og tjente som kontrol og molekylvægtmarkører. Det eneste stærkt mærkede 10 bånd, der var synligt efter de 13 cyklusser, var den tilsigtede 25-basepar lange sekvens.This was heated to 85 ° C for 3 minutes and allowed to cool to ambient temperature. 12.5 pmol of u-P32 deoxycytidine triphosphate and 5 units of Klenow fragment were added and the reaction allowed to proceed for 15 minutes. The labeled products were investigated by polyacrylamide gel electrophoresis. The fokl digest was similarly labeled and served as control and molecular weight markers. The only strongly labeled 10 band visible after the 13 cycles was the intended 25-base pair sequence.

Eksempel 2Example 2

Sekvensen, som ønskedes multipliceret, var en 94 basepar lang sekvens, der var in-15 deholdt i det humane β-globingen og spændte over Mstll-stedet. der er involveret i seglcelleanæmi. Sekvensen har den i figur 1 viste nukleotidsekvens.The sequence that was wanted to be multiplied was a 94 base pair long sequence contained in the human β-globin and spanning the MstII site. who are involved in sickle cell anemia. The sequence has the nucleotide sequence shown in Figure 1.

1. Syntese af primere Følgende to oligodeoxyribonukleotidprimere fremstilledes ved den nedenfor beskrevne 20 metode: 5' CACAGGGCAGTAACG 3’ Primer A og1. Synthesis of Primers The following two oligodeoxyribonucleotide primers were prepared by the method described below: 5 'CACAGGGCAGTAACG 3' Primer A and

5' TTTGCTTCTGACACA 3’ Primer B5 'TTTGCTTCTGACACA 3' Primer B

2525

Automatiseret synteseprocedure: Diethylphosphoramiditer, der er syntetiseret ifølge Beaucage og Caruthers (Tetrahedron Letters (1981) 22:1859-1862) blev kondenseret sekventielt til et nukleosidderivatiseret styret poreglasbæremateriale under anvendelse afen Biosearch SAM-1. Fremgangsmåden inkluderede detritylering med trichlo-30 reddikesyre i dichlormethan, kondensering under anvendelse af benzotriazol som aktiverende protondonor og afdækning (eng: capping) med eddikesyreanhydrid og di-methylaminopyridin i tetrahydrofuran og pyridin. Cyklustid var ca. 30 minutter. Udbytte ved hvert trin var i alt væsentligt kvantitativt og blev bestemt ved opsamling og spektroskopisk undersøgelse af dimethoxytritylalkohol frigjort under detritylering.Automated Synthesis Procedure: Diethylphosphoramidites synthesized according to Beaucage and Caruthers (Tetrahedron Letters (1981) 22: 1859-1862) were sequentially condensed into a nucleoside derivatized guided pore glass support using Biosearch SAM-1. The process included detritylation with trichloroacetic acid in dichloromethane, condensation using benzotriazole as activating proton donor, and capping with acetic anhydride and dimethylaminopyridine in tetrahydrofuran and pyridine. Cycle time was approx. 30 minutes. Yield at each step was essentially quantitative and was determined by the collection and spectroscopic examination of dimethoxytrityl alcohol released during detritylation.

3535

Oligodeoxyribonukleotid-afbeskyttelses- og -oprensningsprocedurer: Det faste bæremateriale blev fjernet fra søjlen og eksponeret til 1 ml koncentreret ammoniumhydroxid ved stuetemperatur i 4 timer i et lukket rør. Bærematerialet blev derefter fjernet ved filtrering, og opløsningen, der indeholdt det delvis beskyttede oligodeoxynukleo-40 tid, blev opvarmet til 55°C i 5 timer. Ammoniak blev fjernet, og resten blev påsat en præparativ polyacrylamidgel. Elektroforese blev udført ved 30 volt/cm i 90 minutter, hvorefter båndet, der indeholdt produktet, blev identificeret ved UV-skygning af enOligodeoxyribonucleotide deprotection and purification procedures: The solid support was removed from the column and exposed to 1 ml of concentrated ammonium hydroxide at room temperature for 4 hours in a closed tube. The support was then removed by filtration and the solution containing the partially protected oligodeoxynucleotide was heated to 55 ° C for 5 hours. Ammonia was removed and the residue was applied to a preparative polyacrylamide gel. Electrophoresis was performed at 30 volts / cm for 90 minutes, after which the band containing the product was identified by UV shading of a

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

I II I

fluorescensplade. Båndet blev udskåret og elueret med 1 ml destilleret vand natten Ifluorescensplade. The strip was cut and eluted with 1 ml of distilled water overnight

H over ved 4°C. Denne oplosning blev påført en Altech RP18 søjle og elueret med en IH above at 4 ° C. This solution was applied to an Altech RP18 column and eluted with an I

1 7-13% gradient af acetonitril i 1% ammoniumacetatbuffer ved pH 6,0. Eluatet blev I1 7-13% gradient of acetonitrile in 1% ammonium acetate buffer at pH 6.0. The eluate became I

målt ved UV-absorption ved 260 nm, og en passende fraktion opsamledes, kvantifi- Imeasured by UV absorption at 260 nm and an appropriate fraction collected, quantified

5 ceredes ved UV-absorbans i et fastlagt volumen og inddampedes til tørhed ved I5 was UV-absorbed in a fixed volume and evaporated to dryness at 1

stuetemperatur i en vakuumcentrifuge. Iroom temperature in a vacuum centrifuge. IN

Karakterisering af oligodeoxyribonukleotider: Testalikvoter af de oprensede oligo- ICharacterization of Oligodeoxyribonucleotides: Test Aliquots of the Purified Oligo-I

nukleotider blev mærket med 32P med polynukleotidkinase og γ-32Ρ-ΑΤΡ. De mærkede Inucleotides were labeled with 32 P with polynucleotide kinase and γ-32Ρ-ΑΤΡ. They labeled you

10 forbindelser blev undersøgt ved autoradiografi af 14-20% polyacrylamidgeler efterTen compounds were examined by autoradiography of 14-20% polyacrylamide gels after

elektroforese i 45 minutter ved 50 volt/cm. Denne fremgangsmåde verificerer mole- Ielectrophoresis for 45 minutes at 50 volts / cm. This method verifies the molecular I

kylvægten. Basesammensætningen blev bestemt ved fordøjelse af oligodeoxyribo- Ikylvægten. The base composition was determined by digestion of oligodeoxyribolo

nukleotidet til nukleosider under anvendelse af gift-diesterase og bakteriel, alkalisk Ithe nucleotide to nucleosides using poison diesterase and bacterial, alkaline I

phosphatase og efterfølgende separation og kvantificering af de afledte nukleosider Iphosphatase and subsequent separation and quantification of the deduced nucleosides I

15 under anvendelse af en HPLC-søjle med omvendt fase og en 10% acetonitril, 1% am- I15 using a reverse phase HPLC column and a 10% acetonitrile, 1% am-I

moniumacetat mobil fase. Imonium acetate mobile phase. IN

I II. DNA-kilde II II. DNA source I

20 A. Ekstraktion af hel, human vildtvpe-DNA IA. Extraction of Whole Human Wild DNA DNA I

Human genomisk DNA, der er homozygotisk for normal β-globin, blev ekstraheret fra IHuman genomic DNA, homozygous for normal β-globin, was extracted from I

I cellelinien Molt4 (opnået fra Human Genetic Mutant Cell Repository og identificeret IIn the cell line Molt4 (obtained from the Human Genetic Mutant Cell Repository and identified I

som GM22l9c) under anvendelse af teknikken beskrevet af Stetler et al., Ias GM229c) using the technique described by Stetler et al., I

I Proc.Natl.Acad.Sci. (19821. 79:5966-5970. IIn Proc.Natl.Acad.Sci. (19821. 79: 5966-5970)

I 25 II 25 I

I B. Konstruktion af klonede olobrnoener IIn B. Construction of Cloned Olobronos

H Et 1,9 kb langt BamHI-fraament af det normale β-globingen isoleredes fra cosmidetH A 1.9 kb BamHI fragment of the normal β globin was isolated from the cosmid

pFCll og indsattes i BamHI-stedet af pBR328 (Soberon et al., Gene (1980) 2^287- IpFCII and inserted into the BamHI site of pBR328 (Soberon et al., Gene (1980) 2

305). Dette fragment, som omfatter regionen, som hybridiserer til den syntetiske 40- I305). This fragment, comprising the region hybridizing to the synthetic 40-I

I 30 mer probe, inkluderer den første og anden exon, den første intron og de 5'-flanke- IFor 30 mer probe, the first and second exons, the first intron and the 5 'flank I include

rende sekvenser af genet (Lawn et al., Cell (1978), 15:1157-1174). Denne klon be- Isequencing of the gene (Lawn et al., Cell (1978), 15: 1157-1174). This clone I-

I tegnedes pBR328:HbA og blev deponeret under ATCC nr. 39.698 25.maj 1984. II signed pBR328: HbA and was deposited under ATCC No. 39,698 May 25, 1984. I

H Det tilsvarende 1,9 kb lange BamHI-fragment af seglcelleallelet af β-globin isoleredes IH The corresponding 1.9 kb BamHI fragment of the sickle cell allele of β-globin was isolated in I

35 fra cosmidet pFCl2 og klonedes som ovenfor beskrevet. Denne klon blev betegnet I35 from the cosmid pFC122 and cloned as described above. This clone was designated I

I pBR328:HbS og deponeredes under ATCC nr. 39.699 25. maj, 1984. IIn pBR328: HbS and deposited under ATCC No. 39,699 May 25, 1984. I

Hver rekombinantplasmid blev transformeret ind i og opformeret i E.coli MM294 (ATCC IEach recombinant plasmid was transformed into and propagated in E. coli MM294 (ATCC I

I nr. 39.607). IIn No. 39,607). IN

I 40 II 40 I

25 DK 175778 B1DK 175778 B1

C. Fordøjelse af klonede alobinoener med MstHC. Digestion of Cloned Allobinos with MstH

Et total på 100 |tg af hver af pBR328:HbA og pBR328:HbS blev individuelt fordøjet met 20 enheder MstH (New England Biolabs) i 16 timer ved 37°C i 200 μΙ 150 mM NaCI, 12 mM Tris HCI (pH 7,5), 12 mM MgCI2, 1 mM dithiothreitol (DTT), og 100 pg/ml 5 bovinserumalbumin (BSA). Produkterne blev betegnet pBR328:HbA/MstIl henholdsvis pBR328:HbS/MstII.A total of 100 µg of each of pBR328: HbA and pBR328: HbS was individually digested with 20 units of MstH (New England Biolabs) for 16 hours at 37 ° C in 200 μΙ 150 mM NaCl, 12 mM Tris HCl (pH 7, 5), 12 mM MgCl 2, 1 mM dithiothreitol (DTT), and 100 pg / ml bovine serum albumin (BSA). The products were designated pBR328: HbA / MstIl and pBR328: HbS / MstII, respectively.

III. PolvmerasekædereaktionIII. Polymerase chain reaction

Til 100 μΙ buffer bestående af 60 mM natriumacetat, 30 mM Trisacetat og 10 mM 10 magnesiumacetat ved pH 8,0 tilsattes 2 μΙ af en opløsning indeholdende 100 picomol Primer A (med sekvensen d(CACAGGGCACTAACG)), 100 picomol af Primer B (med sekvensen d(TTTGCTTCTGACACA)) og 1000 picomol af hver af dATP, dCTP, dGTP og TTP. Desuden tilsattes en af følgende ovenfor beskrevne DNA-kilder: 15 10 μς hel, human, vildtype DNA (reaktion ]) 0,1 picomol pBR328:HbA (reaktion II).To 100 μΙ buffer consisting of 60 mM sodium acetate, 30 mM Trisacetate and 10 mM 10 magnesium acetate at pH 8.0 was added 2 μΙ of a solution containing 100 picomol of Primer A (with the sequence d (CACAGGGCACTAACG)), 100 picomol of Primer B (with sequence d (TTTGCTTCTGACACA)) and 1000 picomoles of each of dATP, dCTP, dGTP and TTP. In addition, one of the following DNA sources described above was added: 10 µm of whole human wild type DNA (reaction]) 0.1 picomol pBR328: HbA (reaction II).

0,1 picomol pBR328:HbS (reaktion III).0.1 picomol pBR328: HbS (reaction III).

0,1 picomol pBR328:HbA/MstII (reaktion IV).0.1 picomol pBR328: HbA / MstII (reaction IV).

0,1 picomol pBR328:HbS/MstII (reaktion V).0.1 picomol pBR328: HbS / MstII (reaction V).

20 Intet mål-DNA (reaktion VI)No Target DNA (Reaction VI)

Hver resulterende opløsning opvarmedes til 100°C i 4 minutter og fik lov at afkøle til I stuetemperatur i 2 minutter, hvorefter 1 μΙ indeholdende 4 enheder Klenow-fragment af E.coli DNA polymerase tilsattes. Hver reaktion fik lov at forløbe i 10 minutter, hvor-25 efter cyklussen med tilsætning af primere, nukleotider og DNA, opvarmning, afkøling, tilsætning af polymerase og reaktion blev gentaget 19 gange for reaktion I og 4 gange for reaktionerne II-VI.Each resulting solution was heated to 100 ° C for 4 minutes and allowed to cool to room temperature for 2 minutes, then 1 μΙ containing 4 units of Klenow fragment of E. coli DNA polymerase was added. Each reaction was allowed to proceed for 10 minutes, after which the cycle of addition of primers, nucleotides and DNA, heating, cooling, addition of polymerase and reaction was repeated 19 times for reaction I and 4 times for reactions II-VI.

Alikvoter på 4 mikroliter af reaktionerne I og II, der var fjernet før den første cyklus 30 og efter den sidste cyklus af hver reaktion, blev påsat en 12% polyacrylamidgel 0,089 M i Tris-borat-buffer ved pH 8,3 og 2,5 mM i EDTA. Gelen blev elektroforesebehandlet ved 25 volt/cm i 4 timer, overført til en nylonmembran, der tjente som fast-fase-bæ-remateriale og probebehandlet med et syntetisk 5’-32P-mærket 40 bp langt fragment, der var fremstillet ved standardteknik, med sekvensen: 5’ d(TCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAG)3’ i 30% formamid, 3 x SSPE, 5 x Denhardt's, 5% natriumdodecylsulfat ved pH 7,4. Figur 2 er et autoradiogram af den probebehandlede nylonmembran for reaktionerne I 40 og II. Bane 1 er 0,1 picomol af en 58 bp langt syntetisk fragmentkontrol, hvor 1 streng er komplementær til den ovennævnte probe. Bane 2 er 4 μΙ af reaktion I forud for den første multiplikationscyklus. Bane 3 er 4 μΙ af reaktion 1 efter den 20. multipli- DK 175778 B1Aliquots of 4 microliters of reactions I and II removed before the first cycle 30 and after the last cycle of each reaction were loaded with a 12% polyacrylamide gel 0.089 M in Tris-borate buffer at pH 8.3 and 2.5 mM in EDTA. The gel was electrophoresed at 25 volts / cm for 4 hours, transferred to a nylon membrane which served as solid phase support material and probed with a synthetic 5'-32P-labeled 40 bp fragment prepared by standard technique. sequence: 5 'd (TCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAG) 3' in 30% formamide, 3 x SSPE, 5 x Denhardt's, 5% sodium dodecyl sulfate at pH 7.4. Figure 2 is an autoradiogram of the probe-treated nylon membrane for reactions I 40 and II. Lane 1 is 0.1 picomol of a 58 bp synthetic fragment control, with 1 strand complementary to the above probe. Lane 2 is 4 μΙ of reaction I prior to the first multiplication cycle. Lane 3 is 4 μΙ of reaction 1 after the 20th multiplier

I II I

kationscyklus. Bane 4 er 4 μΙ af reaktion II efter fem multiplikationscyklusser. Bane 5 Ikationscyklus. Lane 4 is 4 μΙ of reaction II after five multiplication cycles. Lane 5 I

er en molekylvægtstandard, der består af en Fokl (New England Biolabs) fordøjelse af Iis a molecular weight standard consisting of a Fokl (New England Biolabs) digestion of I

pBR322 (New England Biolabs) mærket med a-32P-dNTP’er og polymerase. Bane 3 vi- IpBR322 (New England Biolabs) labeled with α-32P-dNTPs and polymerase. Lane 3 vi- I

ser, at efter 20 cyklusser indeholdt reaktionsblanding I en stor mængde af den sped- Isee that after 20 cycles, reaction mixture I contained a large amount of the diluent

5 fikke sekvens af den passende molekylvægt og ingen andre påviselige produkter. Re- I5 is a sequence of the appropriate molecular weight and no other detectable products. Re- I

aktionsblanding II efter 5 cyklusser indeholdt også dette produkt, såvel som udgangs- Iaction mixture II after 5 cycles also contained this product, as well as starting I

nukleinsyren og andre produkter, som vist ved bane 4. Ithe nucleic acid and other products, as shown by lane 4. I

H Til 5,0 μΙ alikvoter af reaktionerne II-VI efter den 4. cyklus tilsattes 5 pmol af hver af IH To 5.0 μΙ aliquots of reactions II-VI after the 4th cycle, 5 pmol of each of I was added

H 10 de ovenfor beskrevne primere. Opløsningerne blev opvarmet til 100°C i 4 minutter og IH 10 the primers described above. The solutions were heated to 100 ° C for 4 minutes and 1 hour

H fik lov at ækvilibrere til stuetempeatur. 3 pmol af hver af a-32P-dATP, a-32P-dCTP, IH was allowed to equilibrate to room temperature. 3 pmol of each of α-32P-dATP, α-32P-dCTP, I

H «-32P-dGTP, a-32P-dTTP og 4 enheder Klenow-fragment blev tilsat. Reaktionen fik i et IH «-32P-dGTP, α-32P-dTTP and 4 units of Klenow fragment were added. The reaction was obtained in an I

slutvolumen på 10 μΙ og ved de ovenfor angivne saltkoncentrationer lov at forløbe i 10 Ifinal volume of 10 μΙ and allowed to proceed at 10 l at the salt concentrations indicated above

H minutter. Polymeraseaktiviteten blev afsluttet ved opvarmning i 20 minutter ved 60°C. IH minutes. The polymerase activity was terminated by heating for 20 minutes at 60 ° C. IN

15 Alikvoter på 4 μΐ af reaktionerne Il-Vi blev ladet på en 12% polyacrylamidgel 0,089 Μ I15 aliquots of 4 μΐ of reactions II-Vi were loaded on a 12% polyacrylamide gel 0.089 Μ I

i Tris-borat-buffer ved pH 8,3 og 2,5 mM i EDTA. Gelen blev elektroforesebehandlet Iin Tris-borate buffer at pH 8.3 and 2.5 mM in EDTA. The gel was electrophoresed

ved 25 volt/cm i 4 timer, hvorefter autoradiografi blev udført. Iat 25 volts / cm for 4 hours, after which autoradiography was performed. IN

Figur 3 er et autoradiogram af elektroforesen. Bane 1 er en molekylvægtstandard, IFigure 3 is an autoradiogram of the electrophoresis. Lane 1 is a molecular weight standard, I

20 bane 2 er reaktion II, bane 3 er reaktion III, bane 4 er reaktion IV og bane 5 er reak- ILane 2 is reaction II, lane 3 is reaction III, lane 4 is reaction IV and lane 5 is reaction I

tion V. En anden bane for reaktion VI som kontrol og uden tilsat DNA havde ingen Ition V. Another pathway for reaction VI as control and without added DNA had no I

markeringer i nogen af banerne. Det kan ses ud fra tegningen, at de 94 bp lange Imarkings in any of the lanes. It can be seen from the drawing that the 94 bp long I

fragment, som var forudsagt ud fra mål-DNA, kun var til stede, hvor intakt β-globin- Ifragment predicted from target DNA was present only where intact β-globin-I

DNA-sekvenser var tilgængelige for multiplicering, dvs. pBR328:HbA (bane 2), IDNA sequences were available for multiplication, i.e. pBR328: HbA (lane 2), I

I 25 pBR328:HbS (bane 3) og pBR328:HbS/MstII (bane 5). MstII-fordøjelse skærer IIn pBR328: HbS (lane 3) and pBR328: HbS / MstII (lane 5). MstII digestion cuts I

H pBR328:HbA i den 94-mere sekvens, og gør den derved ude af stand til at blive multi- IH pBR328: HbA in the 94-mer sequence, thereby making it unable to become multi-

pliceret, og det 94-mere bånd viser sig ikke i bane 4. I modsætning hertil udskæres Ipleated, and the 94-more band does not appear in lane 4. In contrast, you are cut

den 94-mere sekvens i pBR328:AbS ikke, når plasmidet fordøjes med MstI I. og er så- Ithe 94-mer sequence in pBR328: AbS does not when the plasmid is digested with MstI I.

ledes tilgængelig for multiplicering som vist i bane 5. Ibe made available for multiplication as shown in lane 5. I

I 30I 30

H Figur 4 viser kædereaktionen for 3 cyklusser i multiplicering af den 94 bp lange se- : IH Figure 4 shows the chain reaction for 3 cycles in multiplying the 94 bp sequence: I

kvens. PC01 og PC02 er primere A og B. Tallene på højre side indicerer cyklusserne, Ifrequency. PC01 and PC02 are primers A and B. The numbers on the right hand side indicate the cycles, I

hvorimod tallene på venstre side indicerer cyklustallene, i hvilke et specielt molekyle Iwhereas the numbers on the left indicate the cycle numbers in which a particular molecule I

I blev produceret. IYou were produced. IN

3535

Dette eksempel viser multiplikationen af en 110 bp sekvens spændende over det alleleThis example shows the multiplication of a 110 bp sequence spanning the allele

MstI I-sted i det humane hæmoglobingen.MstI I site in the human hemoglobin.

I 40 Et total på 1,0 mikrogram hel, human DNA, 100 picomol d(ACACAACTGTGTTCAC- I TAGC) og 100 picomol d(CAACTTCATCCACGTTCACC), hvor primerne var blevet frem- 27 DK 175778 B1 stillet ved metoden ifølge eksempel 2, blev opløst i 100 pi af en opløsning, som bestod af: 1,5 mM af hver af de fire deoxyribonukleosidtriphosphater 5 30 mM Trisacetatbuffer ved pH 7,9 60 mM natriumacetat 10 mM magnesiumacetat 0,25 mM dithiothreitol.I A total of 1.0 micrograms of whole human DNA, 100 picomol d (ACACAACTGTGTTCAC-I TAGC) and 100 picomol d (CAACTTCATCCACGTTCACC) where the primers obtained by the method of Example 2 were dissolved in 100 µl of a solution consisting of: 1.5 mM of each of the four deoxyribonucleoside triphosphates 5 30 mM Trisacetate buffer at pH 7.9 60 mM sodium acetate 10 mM magnesium acetate 0.25 mM dithiothreitol.

10 Opløsningen opvarmedes til 100°C i 1 minut og bragtes hurtigt til 25°C i 1 minut, hvorefter der tilsattes 2,5 enheder Klenow-fragment af DNA-polymerase. Polymera-sereaktionen fik lov at forløbe i 2 minutter ved 25°C, hvorefter cyklussen bestående af opvarmning, afkøling, tilsætning af Klenow-fragment og reaktion blev gentaget så ofte som ønsket.The solution was heated to 100 ° C for 1 minute and rapidly brought to 25 ° C for 1 minute, after which 2.5 units of Klenow fragment of DNA polymerase were added. The polymerase reaction was allowed to proceed for 2 minutes at 25 ° C, after which the cycle of heating, cooling, addition of Klenow fragment and reaction was repeated as often as desired.

1515

Men en 70% effektivitet ved hver cyklus resulterede 15 cyklusser i syntese af 1,4 femtomol af det ønskede 110 bp fragment af β-globingenet.However, a 70% efficiency at each cycle resulted in 15 cycles of synthesis of 1.4 femtomoles of the desired 110 bp fragment of the β-globin gene.

Eksempel 4 20 Dette eksempel viser multiplikationen af en 240 bp sekvens, der spænder over det allete Mstll-sted i det humane hæmoglobingen. Denne sekvens indeholder Ncol. Hinfl og Mstll restriktionsstederne.Example 4 20 This example shows the multiplication of a 240 bp sequence spanning the all MstII site of the human hemoglobin. This sequence contains Ncol. Hinfl and Mstll restriction sites.

Til 100 pi af en blanding af 60 mM natriumacetat, 30 mM Tris-acetat og 10 mM mag-25 nesiumacetat ved pH 8,0 indeholdende 0,1 pmol pBR328:HbA tilsattes 2 pi opløsning A, der indeholdt: 100 picomol d(GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG) primer.To 100 µl of a mixture of 60 mM sodium acetate, 30 mM Tris acetate and 10 mM magnesium acetate at pH 8.0 containing 0.1 pmol of pBR328: HbA was added 2 µl of solution A containing: 100 picomol d (GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG ) primer.

100 picomol d(TAACCTTGATACCAACCTGCCC) primer 30 1000 pmol af hver af dATP, dCTP, dGTP og TTP.100 picomol d (TAACCTTGATACCAACCTGCCC) primes 30 1000 pmol of each of dATP, dCTP, dGTP and TTP.

De to primere blev fremstillet ved metoden beskrevet i eksempel 2. Opløsningen blev opvarmet til 100°C i 4 minutter og fik lov at afkøle i omgivelsesluft i 2 minutter, hvorefter der tilsattes 1 pi indeholdende fire enheder Klenow fragment af E.coli DNA poly-35 merase. Reaktionen fik lov at forløbe i 10 minutter, hvorefter cyklussen bestående af tilsætning af opløsning A, opvarmning, afkøling, tilsætning af polymerase og reaktion blev gentaget 3 gange. Til en delmængde på 5,0 pi af reaktionerne tilsattes 5 picomol af hver af ovennævnte oligonukleotidprimere. Opløsningen blev opvarmet til 100°C i 4 minutter og fik lov at indstille sig til omgivelsestemperatur, hvorefter 3 picomol af 40 hver af de a-32P-mærkede deoxyribonukleosidtriphosphater og 4 enheder Klenow-fragment titsattes. Reaktionen fik i et slutvolumen på 10 pi og ved de ovenfor givne saltkoncentrationer lov at forløbe i 10 minutter. Polymeraseaktiviteten blev afsluttetThe two primers were prepared by the method described in Example 2. The solution was heated to 100 ° C for 4 minutes and allowed to cool in ambient air for 2 minutes, then 1 µl containing four units of Klenow fragment of E. coli DNA poly was added. 35 merase. The reaction was allowed to proceed for 10 minutes, after which the cycle consisting of addition of solution A, heating, cooling, addition of polymerase and reaction was repeated 3 times. To a subset of 5.0 µl of the reactions, 5 picomoles of each of the above oligonucleotide primers were added. The solution was heated to 100 ° C for 4 minutes and allowed to set to ambient temperature, then titrated 3 picomoles of 40 each of the α-32P-labeled deoxyribonucleoside triphosphates and 4 units of Klenow fragment. The reaction was allowed to proceed at a final volume of 10 µl and at the salt concentrations given above for 10 minutes. The polymerase activity was terminated

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

Η IΗ I

ved opvarmning i 20 minutter ved 60eC. 2 jil alikvoter blev fordøjet med Ncol. MstI Iby heating for 20 minutes at 60 ° C. 2 µl aliquots were digested with NcoI. MstI I

eller Hinfl og sat på en 12% polyacrylamidgel 0,089 M i Tris-Borat-buffer ved pH 8,3 Ior Hinfl and applied to a 12% polyacrylamide gel 0.089 M in Tris-Borate buffer at pH 8.3 L

og 2,5 mM i EDTA. Gelen blev elektroforesebehandlet ved 25 volt/cm i 4 timer, og Iand 2.5 mM in EDTA. The gel was electrophoresed at 25 volts / cm for 4 hours, and 1

H autoradiografi blev udført. Figur 5 viser autoradiogrammet af elektroforesen, hvor IH autoradiography was performed. Figure 5 shows the autoradiogram of the electrophoresis, where I

H 5 bane 1 er den molekylvægtstandard, bane 2 er uden fordøjelse med enzym (240 bp IH 5 lane 1 is the molecular weight standard, lane 2 is without digestion with enzyme (240 bp I

H intakt), bane 3 er fordøjelse med Ncol (131 og 109 bp), bane 4 er fordøjelse med IH intact), lane 3 is digestion with NcoI (131 and 109 bp), lane 4 is digestion with I

NlStll (149 og 91 bp) og bane 5 er fordøjelse med Hinfl (144 og 96 bp). Autoradio- INlStll (149 and 91 bp) and lane 5 are digestive with Hinfl (144 and 96 bp). Car Radio I

H grammet er i overensstemmelse med multiplikationen af den 240 bp lange sekvens. IThe h gram is consistent with the multiplication of the 240 bp sequence. IN

10 Eksempel 5 IExample 5 I

Dette eksempel viser anvendelsen af fremgangsmåden beskrevet heri til påvisning af IThis example demonstrates the use of the method described herein for detecting I

H seglcelleanæmi ved sekventiel fordøjelse. IH sickle cell anemia in sequential digestion. IN

Syntese oa phosphorvlerina af oliQodeoxvribonukleotider ISynthesis and Phosphorvlerina of Oil Code Vribonucleotides I

15 En mærket DNA-probe, RS06, med sekvensen: IA labeled DNA probe, RS06, with the sequence: I

I 5’ * CTGACT CCT G AG GAG AAGT CTGCCGTTACTGCCCT GTGGG 3' II 5 '* CTGACT CCT G AG GAG AAGT CTGCCGTTACTGCCCT GTGGG 3' I

hvor * indicerer mærkningen, og en umærket, blokerende oligomer, RS10, med se- Iwherein * indicates the label, and an unlabeled blocking oligomer, RS10, with se- I

20 kvensen: IThe phrase: I

3’ GACAGAGGTCACCTCTTCAGACGGCAATGACGGGACACCC 5’ I3 'GACAGAGGTCACCTCTTCAGACGGCAATGACGGGACACCC 5' I

som har 3 basepar fejlparrede med RS06, blev syntetiseret ifølge fremgangsmåderne, Iwhich has 3 base pairs mismatched with RS06 was synthesized according to methods I

25 som blev angivet i eksempel 2(1). Proben RS06 blev mærket ved at kontakte 5 pmol I25 as set forth in Example 2 (1). Probe RS06 was labeled by contacting 5 pmol I

heraf med 4 enheder T4 polynukieotidkinase (New England Biolabs) og 50 pmol γ-32Ρ- Ithereof with 4 units of T4 polynucleotide kinase (New England Biolabs) and 50 pmol γ-32Ρ-I

ATP (New England Nuclear, ca. 7200 Ci/mmol) i et 40 μΙ reaktionsvolumen indehol- IATP (New England Nuclear, about 7200 Ci / mmol) in a 40 μΙ reaction volume

I dende 70 mM Tris-buffer (pH 7,6), 10 mM MgCl2, 1,5 mM spermin og 2,5 mM dithi- IIn this 70 mM Tris buffer (pH 7.6), 10 mM MgCl 2, 1.5 mM spermine and 2.5 mM dithi-I

othreitol i 90 minutter ved 37°C. Det totale volumen blev derefter indstillet til 100 μΙothreitol for 90 minutes at 37 ° C. The total volume was then set to 100 μΙ

30 med 25 mM EDTA og oprenset ifølge fremgangsmåden af Maniatis et al., Molecular I30 with 25 mM EDTA and purified according to the method of Maniatis et al., Molecular I

I Clonino (1982), 464-465 over en 1 ml Bio Gel P-4 spindialysesøjle fra BioRad ækvi- IIn Clonino (1982), 464-465 over a 1 ml Bio Gel P-4 spin dialysis column from BioRad equiv.

I libreret med Tris-EDTA (TE) buffer (10 mM Tris-buffer, 0,1 mM EDTA, pH 8,0). Den mærkede probe blev yderligere oprenset ved elektroforese på en 18% polyacrylamid-I librated with Tris-EDTA (TE) buffer (10 mM Tris buffer, 0.1 mM EDTA, pH 8.0). The labeled probe was further purified by electrophoresis on an 18% polyacrylamide.

I gel (19:1 acrylamid:BIS, BioRad) i Tris-borsyre-EDTA (TBE) buffer (89 mM Tris, IIn gel (19: 1 acrylamide: BIS, BioRad) in Tris-boric acid EDTA (TBE) buffer (89 mM Tris, I

I 35 89 mM borsyre, 2,5 mM EDTA, pH 8,3) i 500 vhr. Efter lokalisering ved autoradiografi blev den del af gelen, der indeholdt den mærkede probe, udskåret, knust og elueret i 0,2 ml TE puffer natten over ved 4°C. TCA-præcipitation af reaktionsproduktet viste, at den specifikke aktivitet var 4,9 Ci/mmol, og slutkoncentrationen var 20 pmol/ml.In 89 mM boric acid, 2.5 mM EDTA, pH 8.3) for 500 hr. After localization by autoradiography, the portion of the gel containing the labeled probe was excised, crushed and eluted in 0.2 ml of TE buffer overnight at 4 ° C. TCA precipitation of the reaction product showed that the specific activity was 4.9 Ci / mmol and the final concentration was 20 pmol / ml.

40 Den umærkede RS10 blokerende oligomer blev anvendt ved en koncentration på 200 pmol/ml.The unlabeled RS10 blocking oligomer was used at a concentration of 200 pmol / ml.

29 DK 175778 B129 DK 175778 B1

Isolering af human oenomisk DNA fra cellelinierIsolation of human oenomic DNA from cell lines

Genomisk DIMA med høj molekylvægt blev isoleret fra lymfoidcellelinierne Molt4, SC-1 og GM2064 under anvendelse af i alt væsentligt den metode, der beskrives af Stetler et al. i PNAS (1982) 22; 5966-5970 (for Molt4) og Maniatis et al. i Molecular Cloning 5 (1982), 280-281.High molecular weight genomic DIMA was isolated from the lymphoid cell lines Molt4, SC-1 and GM2064 using essentially the method described by Stetler et al. in PNAS (1982) 22; 5966-5970 (for Molt4) and Maniatis et al. in Molecular Cloning 5 (1982), 280-281.

Molt4 (Human Mutant Cell Repository, GM2219C) er en T-cellelinie, der er homozygot for normal p-globin, og SC-1, deponeret hos ATCC 19. marts 1985, er en EBV-trans-formeret B-cellelinie, der er homozygot for seglcelleallelet. GM2064 (Human Mutant 10 Cell Repository, GM2064) blev oprindeligt isoleret fra en individuel homozygot med arvelig persistens af føtalhæmoglobin (HPFH) og indeholeer ingen beta- eller deltaglo-bingensekvenser. Alle cellelinier blev opretholdt i RPM1-1640 med 10% føtal kalveserum.Molt4 (Human Mutant Cell Repository, GM2219C) is a T cell line homozygous for normal β-globin, and SC-1, deposited with ATCC on March 19, 1985, is an EBV trans-propagated B cell line that is homozygous for the sickle cell allele. The GM2064 (Human Mutant 10 Cell Repository, GM2064) was initially isolated from an individual homozygous with hereditary persistence of fetal hemoglobin (HPFH) and does not contain any beta or participant lobing sequences. All cell lines were maintained in RPM1-1640 with 10% fetal calf serum.

15 Isolering af human oenomisk DNA fra kliniske blodprøver15 Isolation of human oenomic DNA from clinical blood samples

En klinisk blodprøve, betegnet CH12, fra en kendt seglcellebærer (AS) blev opnået fra Dr. Bertram Lubin fra Children’s Hospital i Oakland, Californien. Genomisk DNA blev fremstillet ud fra "buffy-coat"-fraktionen, som primært er sammensat af perifer blodlymfocytter, under anvendlese af en modifikation af fremgangsmåden, som er beskre-20 vet af Nunberg et al. i Proc.Nat.Acad.Sci. 75. 5553-5556 (1978).A clinical blood sample, designated CH12, from a known sickle cell carrier (AS) was obtained from Dr. Bertram Lubin from Children's Hospital in Oakland, California. Genomic DNA was prepared from the "buffy coat" fraction, which is composed primarily of peripheral blood lymphocytes, using a modification of the method described by Nunberg et al. in Proc.Nat.Acad.Sci. 75, 5553-5556 (1978).

Cellerne blev resuspenderet i 5 ml Tris-EDTA-NaCI (TEN) buffer (10 mM Tris buffer pH 8, 1 mM EDTA, 10 mM NaCI) og indstillet til 0,2 mg/ml proteinase K, 0,5% SDS, og inkuberet natten over ved 37eC. Natriumperchlorat blev derefter tilsat til 0,7 M, og ly-25 satet blev forsigtigt rystet i 1-2 timer ved stuetemperatur. Lysatet blev ekstraheret med 30 ml phenol/chloroform (1:1), derefter med 30 ml chloroform og efterfulgt af ethanolpræcipitering af nukleinsyrerne. Pelleten blev resuspenderet i 2 ml TE-buffer og RNase A blev tilsat til 0,005 mg/ml. Efter fordøjelse i 1 time ved 37°C blev DNA’et ekstraheret en gang med hver af lige volumener phenol, phenol/ chloroform og chlo-30 roform og blev ethanolpræcipiteret. DNA'et blev resuspenderet i 0,5 ml TE-puffer, og koncentrationen blev bestemt ved absorbtion ved 260 nm.The cells were resuspended in 5 ml Tris-EDTA-NaCl (TEN) buffer (10 mM Tris buffer pH 8, 1 mM EDTA, 10 mM NaCl) and adjusted to 0.2 mg / ml proteinase K, 0.5% SDS, and incubated overnight at 37 ° C. Sodium perchlorate was then added to 0.7 M and the lysate was gently shaken for 1-2 hours at room temperature. The lysate was extracted with 30 ml of phenol / chloroform (1: 1), then with 30 ml of chloroform and followed by ethanol precipitation of the nucleic acids. The pellet was resuspended in 2 ml TE buffer and RNase A was added to 0.005 mg / ml. After digestion for 1 hour at 37 ° C, the DNA was extracted once with each of equal volumes of phenol, phenol / chloroform and chloroform and ethanol precipitated. The DNA was resuspended in 0.5 ml of TE buffer and the concentration determined by absorption at 260 nm.

Polvmeasekædereaktion til selektiv multiplicerina af B-olobinsekvenser To mikrogram genomisk DNA blev multipliceret i et initielt 100 pi reaktionsvolumen 35 indeholdende 10 mM Tris-puffer (pH 7,5), 50 mM NaCI, 10 mM MgCI2, 150 pmol Primer A med sekvensen d(CACAGGGCACTAACG) og 150 pmol af Primer B med sekvensen d(Ll i iGCΓΙCTGACACA) og dækket med ca. 100 μΙ mineralolie for at forhindre fordampning.Polymeasure Chain Reaction for Selective Multiplication of B-Olobin Sequences Two micrograms of genomic DNA were multiplied into an initial 100 µl of reaction volume 35 containing 10 mM Tris buffer (pH 7.5), 50 mM NaCl, 10 mM MgCl 2, 150 pmol Primer A with the sequence d ( CACAGGGCACTAACG) and 150 pmol of Primer B with the sequence d (L1 in iGCΓΙCTGACACA) and covered by ca. 100 μΙ mineral oil to prevent evaporation.

40 Hver DNA-prøve undergik 15 multiplikationscykiusser, hvor en cyklus er sammensat af 3 trin:Each DNA sample underwent 15 multiplication cycles, in which a cycle is composed of 3 steps:

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I 30 II 30 I

, 1) denaturering i et varmebloksæt ved 95°C i 2 minutter, I, 1) denaturation in a heat block set at 95 ° C for 2 minutes;

2) umiddelbar overføring til et varmebloksæt ved 30°C i 2 minutter for at tillade pri- I2) immediate transfer to a heat block set at 30 ° C for 2 minutes to allow pri- I

mere og genomisk DNA at anneale, Imore and genomic DNA to anneal, I

I 5 II 5 I

H 3) tilsætning af 2 |il af en opløsning indeholdende 5 enheder Klenow- IH 3) adding 2 µl of a solution containing 5 units of Klenow-I

fragment af E.coli DNA-polymerase 1 (New England Biolabs), 1 nmol af hver af dATP, Ifragment of E. coli DNA polymerase 1 (New England Biolabs), 1 nmol of each of dATP, I

dCTP, dGTP og TTP i en puffer, der er sammensat af 10 mM Tris (pH 7,5), 50 mM IdCTP, dGTP and TTP in a buffer composed of 10 mM Tris (pH 7.5), 50 mM I

NaCI, 10 mM MgCI2 og 4 mM dithiothreitol. Denne forlængelsesreaktion fik lov at for- INaCl, 10 mM MgCl 2 and 4 mM dithiothreitol. This extension reaction was allowed to extend

-10 løbe i 10 minutter ved 30°C. I-10 run for 10 minutes at 30 ° C. IN

Efter slutcyklussen blev reaktionen afsluttet ved opvarmning ved 95°C i 2 minutter. IAfter the final cycle, the reaction was terminated by heating at 95 ° C for 2 minutes. IN

Mineralolien blev ekstraheret med 0,2 ml chloroform og bortkastet. Slutreaktionsvo- IThe mineral oil was extracted with 0.2 ml of chloroform and discarded. End reaction vo

lumenet var 130 μΙ. Ithe lumen was 130 μΙ. IN

I 15 II 15 I

I Hvbridisering/fordøjelse af multipliceret, genomisk DNA med prober IIn Hybridization / Digestion of Multiple Genomic DNA with Probes I

I oo Ddel/Hinfl ' II oo Ddel / Hinfl 'I

45 ml af det multiplicerede, genomiske DNA blev ethanolpraecipiteret og resuspende- I45 ml of the multiplied genomic DNA was ethanol precipitated and resuspended

ret i samme volumen TE-buffer. 10 μΙ (indeholdende den præ-multiplicerede ækviva- ι Iright in the same volume of TE buffer. 10 μΙ (containing the pre-multiplied equiv- ι I

I 20 lent til 154 ng af genomisk DNA) blev overført til et 1,5 ml Microfuge-rør og 20 μΙ TE- , IFor 20 liters to 154 ng of genomic DNA) was transferred to a 1.5 ml Microfuge tube and 20 μΙ TE, I

buffer til et slutvoiumen på 30 μ). Prøven blev dækket med mineralsk olie og denatu- j Ibuffer to a final volume of 30 μ). The sample was covered with mineral oil and denatu I

I reret ved 95°C i 10 minutter. 10 μΙ 0,6 M NaCI indeholdende 0,02 pmol mærket R206- . IStir at 95 ° C for 10 minutes. 10 μΙ 0.6 M NaCl containing 0.02 pmol labeled R206-. IN

probe blev tilsat til røret, blandet let og straks overført til en 56°C varm varmeblok i 1 IProbe was added to the tube, mixed lightly and immediately transferred to a 56 ° C hot block in 1 L

I time. Fire mikroliter umærket RSlO-blokerende oligomer (0,8 pmol) blev tilsat, og hy- IFor hours. Four microliters of unlabeled RS10 blocking oligomer (0.8 pmol) was added and hy-I

25 bridiseringen fortsattes i yderligere 10 minutter ved samme temperatur. 5 μΙ 60 mM IThe bridging was continued for a further 10 minutes at the same temperature. 5 μΙ 60 mM I

I MgCI2/0,l% BSA og 1 μΙ Ddel (10 enheder, New England Biolabs) tilsattes, og det re- IIn MgCl 2/0, 1% BSA and 1 μΙ Ddel (10 units, New England Biolabs) were added and

annealede DNA blev fordøjet i 30 minutter ved 56°C. 1 μΙ Hinfl (10 enheder, New Iannealed DNA was digested for 30 min at 56 ° C. 1 µΙ Hinfl (10 units, New I

England Biolabs) blev derefter tilsat og inkuberet i yderligere 30 minutter. Reaktionen IEngland Biolabs) were then added and incubated for a further 30 minutes. Reaction I

I blev stoppet ved tilsætning af 4 μΙ 75 mM EDTA og 6 μΙ sporfarve til et slutvoiumen på II was stopped by the addition of 4 μΙ 75 mM EDTA and 6 μΙ tracer to a final void of I

30 61 μΙ. I30 61 μΙ. IN

Mineralolien blev ekstraheret med 0,2 ml chloroform og 18 μΙ af reaktionsblandingen IThe mineral oil was extracted with 0.2 ml of chloroform and 18 μΙ of the reaction mixture I

(45 ng genomisk DNA) blev sat på en 30% polyacrylamid-minigel (19:1, Bio Rad) i et I(45 ng genomic DNA) was loaded onto a 30% polyacrylamide minigel (19: 1, Bio Rad) in a

Hoeffer SE200 apparat. Gelen blev elektroforesebehandlet ved ca. 300 volt i 1 time, IHoeffer SE200 device. The gel was electrophoresed at ca. 300 volts for 1 hour, I

35 indtil bromphenolblå-farvefronten var vandret 3,0 cm fra påsætningsstedet. De øver- I35 until the bromophenol blue color front was horizontal 3.0 cm from the site of application. They practice

ste 1,5 cm af gelen fjernedes, og den resterende gel blev eksponeret i 4 dage med en I1.5 cm of the gel was removed and the remaining gel was exposed for 4 days with an I

intensificeringsskærm ved -70°C. Iintensifier screen at -70 ° C. IN

Diskussion af fotografi ffia.9) IDiscussion of photography ffia.9) I

40 Hver bane indeholder 45 ng multipliceret, genomisk DNA. Bane A indeholder Molt4 I40 Each lane contains 45 ng of multiplied genomic DNA. Lane A contains Molt4 I

DNA; bane B, CH12; bane C, SC-1 og bane D, GM2064. Molt4 repræsenterer genoty- IDNA; lane B, CH 12; lane C, SC-1 and lane D, GM2064. Molt4 represents genotype I

pen af et normalt individ med 2 kopier af pA-genet pr. celle (AA), CH12 er en klinisk Ipen of a normal individual with 2 copies of the pA gene per cell (AA), CH12 is a clinical I

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

prøve fra en seglcellebærer med et |jA- og et ps-gen pr. celle (AS), og SCI repræsen- Isample from a sickle cell carrier with one µA and one ps gene per cell (AS), and SCI repre- I

terer genotypen for et seglcelleindivid med to kopier af ps-genet pr. celle (SS). Ithe genotype of a sickle cell individual with two copies of the ps gene per cell (SS). IN

GM2064, som ikke indeholder beta- eller deltaglobinsekvenser, er tilstede som en ne- IGM2064, which does not contain beta or participant lobby sequences, is present as a ne-I

gativ kontrol. Igative control. IN

Som det ses på fotografiet er den Ddel-spaltede. pA-specifikke octamer kun tilstede i IAs seen in the photograph, the Ddel is split. pA-specific octams only present in I

de DNA'er, der indeholder pA-genet (baner A og B) og den Hinfl-spaltede, p5-specifikke Ithe DNAs containing the pA gene (lanes A and B) and the Hinfl cleaved p5 specific I

trimer er kun tilstede i de DNA'er, der indeholder ps-genet (banerne B og C). Tilstede- Itrimer is present only in the DNAs containing the ps gene (lanes B and C). Present- I

værelsen af både trimer og octamer (bane B) er diagnostisk for en seglcellebærer og Ithe room of both the trimer and the octamer (lane B) is diagnostic for a sickle cell carrier and I

10 kan skelnes fra et normalt individ (bane A) med octameren alene og fra et seglcelle- I10 can be distinguished from a normal individual (lane A) by the octamer alone and from a sickle cell.

plaget individ (bane C) med trimer alene. Itormented individual (lane C) with trims alone. IN

Gentagelsen af det ovenfor beskrevne forsøg under anvendelse af ikke-multipliceret, IRepeating the above-described experiment using non-multiplied, I

genomisk DNA viste til sammenligning at multiplikationen forøgede påvisningsfølsom- 115 heden mindst 1000 gange.By comparison, genomic DNA showed that the multiplication increased detection sensitivity at least 1000 times.

Eksempel 6Example 6

Dette eksempel illustrerer direkte påvisning af et fuldstændigt uoprenset, enkeltkopi-gen i hel, human DNA på geler uden behov for en mærket probe.This example illustrates direct detection of a completely uncleaned, single-copy whole human DNA on gels without the need for a labeled probe.

Under anvendelse af den i eksempel 3 beskrevne metode blev et 110 bp langt fragment fra en sekvens i det første exonområde af betaglobingenet multipliceret ud fra 10 mikrogram hel, human DNA efter 20 cyklusser. Dette 110 bp fragment, der var frembragt efter 20 cyklusser, kunne let ses på geler, der var farvet med ethidiumbro-25 mid.Using the method described in Example 3, a 110 bp fragment from a sequence in the first exon region of the beta-globin gene was multiplied from 10 micrograms of whole human DNA after 20 cycles. This 110 bp fragment produced after 20 cycles could easily be seen on gels stained with ethidium bromide.

Sekvensen multipliceredes ikke, når det først var skåret med restriktionsenzymet Ddel. undtagen, som i beta-globin-S-allelen, hvis sekvensen ikke indeholdt restriktionsstedet som enzymet genkender.The sequence was not multiplied once cut by the restriction enzyme Ddel. except, as in the beta-globin S allele, if the sequence did not contain the restriction site that the enzyme recognizes.

Eksempel 7 A. Et total på 100 fmol pBR328, der indeholdt et 1,9 kb langt indsat stykke fra det humane beta-globin A allel, 50 nmol af hver af ct-32P-dNTP ved 500 Ci/mol og 1 nmol af hver af primerne, der anvendtes i eksempel 3, blev opløst i en opløsning indehol-35 dende 100 μΙ 30 mM Tris-acetat ved pH 7,9, 60 mM natriumacetat, 100 mM dithi-othreitol og 10 mM magnesiumacetat. Opløsningen bragtes til 100eC i 2 minutter og afkøledes til 25°C i 1 minut. Et total på 1 μΙ indeholdende 4,5 enheder Klenow-frag- ' ment af E.coli DNA polymerase I og 0,09 enheder uorganisk pyrophosphatase tilsattes for at forhindre den mulige ophobning af pyrophosphat i reaktionsblandingen, og re-40 aktionen fik lov at forløbe i 2 minutter ved 25°C, hvorefter cyklussen med opvarmning, afkøling, enzymtilsætning og reaktion blev gentaget 9 gange. 10 μΙ delprøver udtoges og tilsattes til 1 μΙ 600 mM EDTA efter hver syntesecyklus. Hver blev analy- I i DK 175778 B1Example 7 A. A total of 100 µmol of pBR328 containing a 1.9 kb insert of the human beta-globin A allele, 50 nmol of each of ct-32P-dNTP at 500 Ci / mol and 1 nmol of each of the primers used in Example 3 were dissolved in a solution containing 100 μΙ 30 mM Tris-acetate at pH 7.9, 60 mM sodium acetate, 100 mM dithi-othreitol and 10 mM magnesium acetate. The solution was brought to 100 ° C for 2 minutes and cooled to 25 ° C for 1 minute. A total of 1 μΙ containing 4.5 units of Klenow fragment of E. coli DNA polymerase I and 0.09 units of inorganic pyrophosphatase was added to prevent the possible accumulation of pyrophosphate in the reaction mixture and the reaction was allowed to run for 2 minutes at 25 ° C, after which the cycle of heating, cooling, enzyme addition and reaction was repeated 9 times. 10 μΙ subsamples were taken and added to 1 μΙ 600 mM EDTA after each synthesis cycle. Each was analyzed in DK 175778 B1

seret på en 14% polyacrylamidgel i 90 mM Tris-borat og 2,5 mM EDTA ved pH 8,3 og IServed on a 14% polyacrylamide gel in 90 mM Tris-borate and 2.5 mM EDTA at pH 8.3 and I

24 volt/cm i 2,5 timer. Den færdige gel blev opblødet i 20 minutter i den samme puf-fer med tilsætning af 0,5 pg/ml ethidiumbromid, vasket med det oprindelige puffer og fotograferet i UV-lys under anvendelse af et rødt filter.24 volts / cm for 2.5 hours. The finished gel was soaked for 20 minutes in the same buffer with the addition of 0.5 µg / ml ethidium bromide, washed with the original buffer and photographed under UV light using a red filter.

Det fremstillede 110 bp lange fragment blev udskåret fra gelen under ultraviolet lys, og det inkorporerede 32P måltes ved Cerenkov-bestråling. Et forsøg på at indpasse re-sultaterne i ligningen med formen:pmol/lO pi = 0,01 [(l+y)N- yN - 1], hvor N angiver ^R antallet af cyklusser og y er fraktionsudbyttet pr. cyklus, var optimal med y = 0,619.The 110 bp fragment produced was excised from the gel under ultraviolet light and the incorporated 32 P was measured by Cerenkov irradiation. An attempt to fit the results into the equation of the form: pmol / 10 pi = 0.01 [(1 + y) N- yN - 1], where N denotes ^ R the number of cycles and y is the fraction yield per day. cycle, was optimal with γ = 0.619.

10 Dette indicerer, at en signifikant multiplicering opnåedes.This indicates that a significant multiplication was obtained.

^R B. Det ovenfor angivne forsøg gentoges med undtagelse af, at 100 nmol af hver dNTP^ R B. The above experiment was repeated except that 100 nmol of each dNTP

H tilsattes til en 100 pi reaktion, ingen radioaktiv mærkning blev anvendt og delprøver H blev ikke fjernet ved hver cyklus. Efter 10 cyklusser afsluttedes reaktionen ved kog- 15 ning i 2 minutter og rehybridiseringen blev udført ved 57°C i 1 time. Sekvensen af det H 110 bp lange produkt blev bekræftet ved at udsætte 8 pi delprøver for restriktions- H analyse ved tilsætning af 1 pi bovinserumalbumin (25 mg/ml) og 1 pi af det passende H restriktionsenzym (Hinfl, Mnll. Mstll, Ncol) og ved omsætning ved 37°C i 15 timer.H was added to a 100 µl reaction, no radioactive labeling was used and subsamples H were not removed at each cycle. After 10 cycles, the reaction was terminated by boiling for 2 minutes and the re-hybridization was carried out at 57 ° C for 1 hour. The sequence of the H 110 bp product was confirmed by subjecting 8 µl of partial samples to restriction H analysis by adding 1 µl bovine serum albumin (25 mg / ml) and 1 µl of the appropriate H restriction enzyme (Hinfl, Mnll. Mstll, Ncol). and by reaction at 37 ° C for 15 hours.

I PAGE blev udført som ovenfor beskrevet.In PAGE was performed as described above.

Eksempel 8Example 8

Dette eksempel illustrerer anvendelsen af forskellige primere til multiplicering af for- skellige fragmenter af pBR328 og 322.This example illustrates the use of different primers for multiplying different fragments of pBR328 and 322.

25 A. Forsøget, der er beskrevet i eksempel 7A, blev gentaget med undtagelse af, at der anvendtes følgende primere: d(TTTGCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGC) og I d(GCCTCACCACCAACTTCATCCACGTTCACC) til fremstilling af et 130 bp langt fragment af pBR328.A. The experiment described in Example 7A was repeated except that the following primers were used: d (TTTGCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGC) and I d (GCCTCACCACCAACTTCATCCACGTTCACC) to produce a 130 bp fragment of pBR328.

30 B. Forsøget, der er beskrevet i eksempel 7A, blev gentaget med undtagelse af, at I der anvendtes følgende primere: d(GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG) og I d(TGGTCTCCTTAAACCTGTCTTG) til fremstilling af et 262 bp langt fragment af I pBR328. Omsætningstiden var 20 minutter pr. cyklus.B. The experiment described in Example 7A was repeated except that the following primers were used: d (GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG) and I d (TGGTCTCCTTAAACCTGTCTTG) to produce a 262 bp fragment of I pBR328. The turnover time was 20 minutes per minute. cycle.

I 35 C. Forsøget, der er beskrevet i eksempel 8A, blev gentaget med undtagelse af, at 100 fmol af en Mstll-fordøjelse af pBR328 indeholdende et 1,9 kb langt indskud fra I det humane beta-globin S allel blev anvendt som initiel template. Dette plasmid blev I spaltet flere gange med Mstll. men ikke indeni sekvensen, der skulle multipliceres.In 35 C. The experiment described in Example 8A was repeated except that 100 fmol of a MstII digest of pBR328 containing a 1.9 kb insert from the human beta-globin S allele was used as initial template. This plasmid was digested several times with MstII. but not within the sequence to be multiplied.

I Desuden var de anvendte primere følgende: d(GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG) og I 40 d(TAACCTTGATACCAACCTGCCC) til dannelse af et 240 bp langt fragment.In addition, the primers used were the following: d (GGTTGGCCAATCTACTCCCAGG) and I 40 d (TAACCTTGATACCAACCTGCCC) to form a 240 bp fragment.

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

D. Forsøget, der er beskrevet i eksempel 7B, blev gentaget med undtagelse af, at ID. The experiment described in Example 7B was repeated except that I

100 fmol af en Nrul-fordøjelse af pBR328 blev anvendt som template, 200 nmol af100 fmol of a Nrul digest of pBR328 was used as template, 200 nmol of

i hver dNTP blev anvendt i 100 pi omsætningen og primerne var: Iin each dNTP was used in the 100 µl reaction and the primers were: I

d(TAGGCGTATCACGAGGCCCT) og d{ CTT CCCCAT CGGT GAT GT CG) til dannelse af etd (TAGGCGTATCACGAGGCCCT) and d {CTT CCCCAT CGGT GAT GT CG) to form a

5 500 bp langt fragment fra pBR328. Omsætningstider var 20 minutter pr. cyklus ved I5,500 bp fragment from pBR328. Turnover times were 20 minutes per minute. cycle at 1

j' 37°C. Slut-rehybridisering var 15 timer ved 57°C. Elektroforese var på en 4% agaro- Iat 37 ° C. Final re-hybridization was 15 hours at 57 ° C. Electrophoresis was on a 4% agarol

segel. Isegel. IN

Eksempel 9 IExample 9 I

10 Dette eksempel illustrerer fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvorved en in vitro IThis example illustrates the method of the invention, wherein an in vitro I

mutation introduceres i det multiplicerede segment. Imutation is introduced in the multiplied segment. IN

A. Et total på 100 fmol pBR322 lineariseret med IMruI. 1 nmol af hver af primerne: IA. A total of 100 fmol pBR322 linearized with IMruI. 1 nmol of each of the primers: I

d(CGCATTAAAGCTTATCGATG) og d(TAGGCGTATCACGAGGCCCT) udformet til frem- Id (CGCATTAAAGCTTATCGATG) and d (TAGGCGTATCACGAGGCCCT) designed to produce

15 bringelse af et 75 bp langt fragment, 100 nmol af hver af dNTP, i 100 pi 40 mM Tris IProducing a 75 bp fragment, 100 nmol of each of dNTP, in 100 µl of 40 mM Tris I

ved pH 8, 20 mM i MgCh, 5 mM i dithiothreitol og 5 mg/ml bovinserumalbumin blev Iat pH 8, 20 mM in MgCl, 5 mM in dithiothreitol and 5 mg / ml bovine serum albumin

I kombineret. Blandingen blev bragt til 100“C i 1 minut, afkølet i 0,5 minutter i et vand- IIn combined. The mixture was brought to 100 ° C for 1 minute, cooled for 0.5 minutes in an aqueous one

bad ved 23°C, hvorefter 4,5 enheder Klenow-fragment og 0,09 enheder uorganisk Ibath at 23 ° C, after which 4.5 units of Klenow fragment and 0.09 units of inorganic I

pyrophosphatase blev tilsat, og en omsætning fik lov at forløbe i 3 minutter. Cyklus- Ipyrophosphatase was added and a reaction allowed to proceed for 3 minutes. Cycle I

20 sen med opvarmning, afkøling, tilsætning af enzymer og omsætning blev gentaget 9 IThe heating, cooling, enzyme addition and reaction were repeated 9 L

gange. Den 10. omsætningscyklus blev afsluttet ved nedfrysning og en 8 pi delprøve Itimes. The 10th turnover cycle was completed by freezing and an 8 µl sub-sample I

af reaktionsblandingen blev sat på en 4% agarosegel visualiseret med ethidiumbro- Iof the reaction mixture was put on a 4% agarose gel visualized with ethidium bromide

25 B. Forsøget som er beskrevet i eksempel 9A blev gentaget med undtagelse af, at de anvendte oligonukleotidprimere var: d(CGCATTAAAGCTTATCGATG) og d(AATTAATACGACTCACTATAGGGAGATAGGCGTAT-CACGAGGCCCT) 30 Disse primere er udformet til at producere et 101 bp langt fragment, hvoraf 26 nucle-otider (i den primer, der er angivet som nummer to), ikke er til stede i pBR322. Disse nukleotider repræsenterer sekvensen i T7-promotoren, som blev tilføjet til den 75 bp lange sekvens fra pBR322 ved at anvende primeren med 20 komplementære baser og en 26 base lang S’-forlængelse. Proceduren krævede mindre end 2 timer og produce-35 rede to picomol af det relativt rene 101 bp lange fragment fra 100 fmol af pBR322.B. The experiment described in Example 9A was repeated except that the oligonucleotide primers used were: d (CGCATTAAAGCTTATCGATG) and d (AATTAATACGACTCACTATAGGGAGATAGGCGTAT-CACGAGGCCCT) 30, primers of -times (in the primer listed as number two) are not present in pBR322. These nucleotides represent the sequence of the T7 promoter, which was added to the 75 bp sequence from pBR322 using the primer with 20 complementary bases and a 26 base long S 'extension. The procedure required less than 2 hours and produced two picomoles of the relatively pure 101 bp fragment from 100 fmol of pBR322.

T7-promotoren kan anvendes til at initiere RNA-transkription. T7-polymerase kan tilsættes til det 101 bp lange fragment til frembringelse af enkeltstrenget RNA.The T7 promoter can be used to initiate RNA transcription. T7 polymerase can be added to the 101 bp fragment to produce single-stranded RNA.

40 C. Forsøget som er beskrevet i eksempel 8D blev gentaget med undtagelse af, at de IC. The experiment described in Example 8D was repeated except that the I

anvendte oligonukleotidprimere var som følger: I DK 175778 B1oligonucleotide primers used were as follows: In DK 175778 B1

Η IΗ I

H d(TAGGCGTATCACGAGGCCCT) og d(CCAGCAAGACGTAGCCCAGC) til frembringelse af IH d (TAGGCGTATCACGAGGCCCT) and d (CCAGCAAGACGTAGCCCAGC) to produce I

et 1000 bp langt fragment fra pBR322. Ia 1000 bp fragment from pBR322. IN

D. Forsøget som er beskrevet i eksempel 9C blev gentaget med undtagelse af, at de ID. The experiment described in Example 9C was repeated except that the I

5 anvendte oligonukleotidprimere var som følger: I5 oligonucleotide primers used were as follows: I

d(TAGGCGTATCACGAGGCCCT) og d(AATTAATACGACTCACTATAGGGAGATAGGCGTAT·d (TAGGCGTATCACGAGGCCCT) and d (AATTAATACGACTCACTATAGGGAGATAGGCGTAT ·

CACGAGGCCCT) for således at frembringe et 1026 bp langt fragment, hvoraf 26 ICACGAGGCCCT) to produce a 1026 bp fragment, of which 26 I

nukleotider (i den primer, der er angivet som nummer to) ikke er til stede i pBR322 Inucleotides (in the primer listed as second) are not present in pBR322 I

og repræsenterer den ovenfor beskrevne T7-promotor. Promotoren er blevet indføjet Iand represents the T7 promoter described above. The promoter has been inserted

10 naboliggende til et 1000 bp langt fragment fra pBR322.10 adjacent to a 1000 bp fragment from pBR322.

H Resultaterne indicerer, at en primer, som ikke er en perfekt parring til templatese- H kvensen, som ikke desto mindre er i stand til at hybridisere tilstrækkeligt til at blive H enzymatisk forlænget, producerer et langt produkt, som indeholder sekvensen af pri- H 15 meren snarere end den tilsvarende sekvens af den oprindelige template. Det lange produkt tjener som template for den anden primer til introducering af en in vitro mu- tation. Denne mutation multipliceres i yderligere cyklusser med en uformindsket ef- fektivitet, fordi ingen yderligere fejlparrede priminger kræves. I dette tilfælde blev en H primer, som bærer en ikke-komplementær forlængelse på dets 5’-ende anvendt til 20 indføjelse af en ny sekvens i produktet, der er naboliggende til templatesekvensen, der kopieres.H The results indicate that a primer which is not a perfect pairing for the template H sequence, which is nonetheless capable of hybridizing sufficiently to be H enzymatically extended, produces a long product containing the sequence of pri- H 15 rather than the corresponding sequence of the original template. The long product serves as a template for the second primer to introduce an in vitro mutation. This mutation is multiplied in further cycles with an undiminished efficiency because no additional mismatched primings are required. In this case, an H primer bearing a non-complementary extension at its 5 'end was used to insert a new sequence into the product adjacent to the template sequence being copied.

Eksempel 10Example 10

Dette eksempel illustrerer anvendelsen af indskudte sæt af primere for at nedsætte H 25 baggrunden i multiplikationen af enkeltkopigener.This example illustrates the use of interleaved sets of primers to reduce the background of the single copy multiplication.

Hel, human DNA, som er homozygotisk for vildtype β-globinallelet, blev udsat for 20 multiplikationscyklusser på følgende måde: Ialt 10 pg DNA, 200 pmol af hver af pri- merne: d (ACACAACT GT GTT C ACTAGC) og d (C AACTT CAT CC ACGTT C ACC) og 100 nmol,Whole human DNA, homozygous for the wild-type β-globin allele, was subjected to 20 multiplication cycles as follows: A total of 10 µg DNA, 200 pmol of each of the primers: d (ACACAACT GT GTT C ACTAGC) and d (C AACTT CAT CC ACGTT C ACC) and 100 nmol,

I 30 af hver dNTP i 100 μΙ af 30 mM Tris-acetat pH 7,9, 60 mM natriumacetat, 10 mMIn 30 of each dNTP in 100 μΙ of 30 mM Tris-acetate pH 7.9, 60 mM sodium acetate, 10 mM

I dithiothreitol og 10 mM magnesiumacetat blev opvarmet til 100°C i 1 minut, afkølet til H 25°C i 1 minut og behandlet med 2 enheder Klenow-fragment i 2 minutter. Cyklussen med opvarmning, afkøling og tilsætning af Klenow-fragment blev gentaget 19 gange.In dithiothreitol and 10 mM magnesium acetate were heated to 100 ° C for 1 minute, cooled to H 25 ° C for 1 minute and treated with 2 units of Klenow fragment for 2 minutes. The cycle of heating, cooling and adding Klenow fragment was repeated 19 times.

En delprøve på 10 μΙ blev fjernet fra reaktionsblandingen og udsat for yderligere 10 35 multiplikationscyklusser under anvendelse af hver af primerne: d(CAGACACCATGGTGCACCTGACTCCTG) og d(CCCCACAGGGCAGTAACGGCA-GACTTCTCC), hvilket multiplicerer et 58 bp langt fragment indeholdt i det ovenfor fremstillede 110 bp lange fragment. Disse sidste 10 multiplikationscyklusser blev udført ved at fortynde 10 μ! delprøven i 90 μΙ frisk Tris-acetatpuffer beskrevet ovenfor 40 indeholdende 100 nmol af hver dNTP og 200 pmol af hver primer. Reaktionsbetingelserne var som ovenfor anført. Efter 10 cyklusser blev en 10 μΙ delprøve (svarende tilA sub-sample of 10 μΙ was removed from the reaction mixture and subjected to an additional 10 multiplication cycles using each of the primers: d (CAGACACCATGGTGCACCTGACTCCTG) and d (CCCCACAGGGCAGTAACGGCA-GACTTCTCC), which multiplied a 58 bp fragment. These last 10 multiplication cycles were performed by diluting 10 μ! the sub-sample in 90 μΙ fresh Tris-acetate buffer described above 40 containing 100 nmol of each dNTP and 200 pmol of each primer. The reaction conditions were as stated above. After 10 cycles, a 10 μΙ sub-sample (corresponding to

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

100 ng af det oprindelige DIMA) påsat en 6% NuSieve (FMC Corp.) agarosegel og blev H100 ng of the original DIMA) was applied to a 6% NuSieve (FMC Corp.) agarose gel and was H

visualiseret under anvendelse af ethidiumbromid.visualized using ethidium bromide.

Figur 10 illustrerer denne gel belyst med UV-lys og fotograferet gennem et rødt filter, IFigure 10 illustrates this gel illuminated with UV light and photographed through a red filter, I

5 hvilket er kendt inden for fagområdet. Bane 1 er molekylvægtsmarkører. Bane 2 er en I5 which is known in the art. Lane 1 is molecular weight markers. Lane 2 is an I

delprøve af den ovenfor beskrevne reaktions. Bane 3 er en delprøve af en reaktionpartial sample of the reaction described above. Lane 3 is a partial sample of a reaction

identisk med den ovenfor beskrevne med undtagelse af, at det oprindelige vildtype- Iidentical to the one described above except that the original wild type I

DNA blev spaltet med Ddel forud for multiplikationen. Bane 4 er en delprøve af en re- IDNA was digested with Ddel prior to multiplication. Lane 4 is a sub-sample of a re- I

aktion identisk med den ovenfor beskrevne med undtagelse af, at human DIMA ho- Iaction identical to that described above except that human DIMA ho- I

10 mozygot for seglcellebetaglobinallelet blev behandlet med Ddel før multiplikationen I10 mozygotes for the sickle cell beta-globin allele were treated with Ddel before multiplication I

{seglcelleallelet indeholder ikke et Ddel-restriktionssted i det fragment, som bliver IThe {sickle cell allele does not contain a Ddel restriction site in the fragment which becomes I

multipliceret her). Bane 5 er en delprøve af en reaktion identisk med den ovenfor be- I skrevne med undtagelse af, at laksesperm-DNA blev anvendt i stedet for human DNA.multiplied here). Lane 5 is a sub-sample of a reaction identical to that described above except that salmon sperm DNA was used instead of human DNA.

Bane 6 er en delprøve af en reaktion identisk med den ovenfor beskrevne med undta-15 gelse af, at delprøven blev behandlet med Ddel efter multiplikation {Ddel skulle omdanne det 58 bp lange vildtypeprodukt til 27 og 31 bp lange fragmenter). Bane 7 er en delprøve af materialet fra bane 4 behandlet med Ddel efter multiplikation (det 58 bp lange seglcelleprodukt indeholder intet Ddel-restriktionssted).Lane 6 is a sub-sample of a reaction identical to the one described above except that the sub-sample was treated with Ddel after multiplication (Ddel was to convert the 58 bp wild-type product into 27 and 31 bp long fragments). Lane 7 is a sub-sample of the material from Lane 4 treated with Ddel after multiplication (the 58 bp sickle cell product contains no Ddel restriction site).

20 Påvisning af et 58 bp langt fragment, som er repræsentativt for et enkeltkopigen, fra 1 mikrogram human DNA under anvendelse af udelukkende ethidiumbromidfarvning af en agarosegel kræver en multiplikation på ca. 500.000 gange. Dette blev opnået ved at anvende de to indskudte sæt af oligonukleotidprimere beskrevet her. Det første sæt multiplicerer det 110 bp lange fragment og det i det indre indskudte sæt multipli-25 cerer et subfragment af dette produkt op til et niveau, som er hensigtsmæssigt til påvisning, som vist i figur 10. Denne fremgangsmåde med at anvende primere, som multiplicerer en lille sekvens indeholdt i den sekvens, som er multipliceret i den tidligere multiplikationsproces og som er indeholdt i forlængelsesprodukter af de andre primere, gør det muligt at skelne vildtypen fra seglcelleallelet ved p-globinlocusset 30 uden at ty til hverken radioisotopiske eller ikke-radioisotopiske probehybridiserings-metoder, såsom beskrevet af Conner et al., PNAS (USA), 80:278 (1983) og Leary et al., PNAS (USA), SQ:4045 (1983).Detection of a 58 bp fragment, representative of a single copy gene, from 1 microgram of human DNA using only ethidium bromide staining of an agarose gel requires a multiplication of about 500,000 times. This was achieved by using the two inserted sets of oligonucleotide primers described herein. The first set multiplies the 110 bp fragment and the inner insert set multiplies a sub-fragment of this product up to a level suitable for detection, as shown in Figure 10. This method of using primers which multiplying a small sequence contained in the sequence multiplied in the previous multiplication process and contained in extension products of the other primers allows the wild type to be distinguished from the sickle cell allele by the β-globin locus 30 without resorting to either radioisotopic or non-radioisotopic probe hybridization methods such as described by Conner et al., PNAS (USA), 80: 278 (1983) and Leary et al., PNAS (USA), SQ: 4045 (1983).

Eksempel 11 35 Det forventes, at den foreliggende fremgangsmåde er nyttig til i en DNA-prøve fra en patient at påvise en specifik sekvens associeret med en infektiøs sygdom, såsom f.eks. Chlamvdia under anvendelse af en biotinyleret hybridiseringsprobe, som spænder over den ønskede multiplicerede sekvens og under anvendelse af den i beskrivelsen til USA 4.358.535, se ovenfor, beskrevne fremgangsmåde. Den biotinylerede hy-40 bridiseringsprobe kan fremstilles ved interkalering og bestråling af et delvis dobbeltstrenget DNA med en 4'-methylensubstitueret 4,5’-8-trimethylpsoralen knyttet til biotin via en afstandsarm med formlen: I DK 175778 B1 Η I -Y-(CH2)2-0-|CH2)x0ly-CH2CH2-N- hvor Y er 0, IMH eller N-CHO, x er et tal på fra 1 til 4 og y er et tal på fra 2 til 4. Pavis-ning af biotinylgrupper på proben kan opnås ved at anvende et streptavidin - sur phosphatase - kompleks, som kan opnås kommercielt fra Enzo Biochem Inc., under anvendelse af de påvisningsmetoder, som foreslås af leverandøren i dennes brochure.Example 11 It is expected that the present method is useful in detecting in a DNA sample from a patient a specific sequence associated with an infectious disease, such as e.g. Chlamydia using a biotinylated hybridization probe spanning the desired multiplied sequence and using the method described in U.S. Patent 4,358,535, see above. The biotinylated hybridization probe can be prepared by intercalating and irradiating a partially double-stranded DNA with a 4'-methylene-substituted 4,5'-8-trimethylpsoralen attached to biotin via a spacer arm of the formula: I DK 175778 B1 Η I -Y- ( CH2) 2-0- | CH2) xlyly-CH2CH2-N- where Y is 0, IMH or N-CHO, x is a number from 1 to 4 and y is a number from 2 to 4. Provision of biotinyl groups on the probe can be obtained by using a streptavidin-acid phosphatase complex commercially available from Enzo Biochem Inc., using the detection methods suggested by the supplier in its brochure.

10 Den hybridiserede prøve ses som en plet af udfældet farve på grund af bindingen af H påvisningskomplekset og den efterfølgende reaktion katalyseret af sur phosphatase, H hvilket frembringer en udfældelig farve.The hybridized sample is seen as a stain of precipitated color due to the binding of the H detection complex and the subsequent reaction catalyzed by acid phosphatase, H which produces a precipitated color.

Eksempel 12 H 15 I dette eksempel anvendes stort set den i eksempel 7 beskrevne fremgangsmåde til at multiplicere et 119 basepar langt fragment på det humane β-hæmoglobingen under anvendelse af primerne: I 5'-CTTCTGcagCAACTGTGTTCACTAGC-3’ (GH18) I 20 5' - CACaAgCTT CAT CC ACGTTCACC- 3' (GH19) H hvor små bogstaver betegner fejlparringer i forhold til vildtypesekvensen for at frem- bringe restriktionsenzymsteder. Det fulde skema vises i tabel I. Tabel I illustrerer et diagram af primerne GH18 og GH19, som anvendes til kloning og sekventering af et 25 119-basepar langt fragment af det humane β-globingen, og som er udformet til at in- deholde indre restriktionssteder. Startcodonnet ATG er understreget. GH18 er et 26 baser langt oligonukleotid, som er komplementær med den negative streng, og som indeholder et indre Pstl-sted. GH19 er et 23 base langt oligonukleotid, som er kom- plementært til plusstrengen, og som indeholder en indre HindHI-aenkendelsesse- I 30 kvens. Pile angiver forlængelsesretningen for DNA-polymerase 1. De indrammede se- H kvenser angiver restriktionsenzymets genkendelsessekvenser på hver primer. Disse I primere blev udvalgt ved først at screene områderne på genet for homologi til Estl og I Hindli] restriktionssteder i bakteriofag M13. Primerne blev derefter fremstillet som I . beskrevet i tidligere eksempler.Example 12 H 15 In this example, the procedure described in Example 7 is broadly used to multiply a 119 base pair fragment on the human β-hemoglobin using the primers: I 5'-CTTCTGcagCAACTGTGTTCACTAGC-3 '(GH18) I 20 5' - CACaAgCTT CAT CC ACGTTCACC-3 '(GH19) H where lowercase letters denote mismatches in relation to the wild-type sequence to produce restriction enzyme sites. The full scheme is shown in Table I. Table I illustrates a diagram of primers GH18 and GH19 used for the cloning and sequencing of a 25,119 base-pair fragment of the human β-globin and designed to contain intrinsic restriction sites. The launch codon ATG is underlined. GH18 is a 26 base long oligonucleotide which is complementary to the negative strand and contains an internal Pst I site. GH19 is a 23 base long oligonucleotide that is complementary to the plus strand and contains an internal HindHI recognition sequence. Arrows indicate the direction of elongation of DNA polymerase 1. The framed sequences indicate the restriction enzyme recognition sequences on each primer. These I primers were selected by first screening the regions of the gene for homology to EstI and I HindIII restriction sites in bacteriophage M13. The primers were then prepared as I. described in previous examples.

I iI i

IIN

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

^ w I^ w I

<_> O O<_> O O

<C H < υ o υ ro o o <£(->< M h < υ o υ t—* -*5 t—·<C H <υ o υ ro o o <£ (-> <M h <υ o υ t— * - * 5 t— ·

E-* < HE- * <H

o o o < E-I < E- < E-*o o o <E-I <E- <E- *

O O OO O O

O O OO O O

i < H <i <H <

t O O Ot O O O

o υ o e—< <; e— t— *2 E-« o o o C H < υ o υo υ o e— <<; e— t— * 2 E- «o o o C H <υ o υ

O O OO O O

o o Io o I

o o o υ O <_> o o H < o o i— co o o υ O <_> o o H <o o i— c

V υ OV υ O

o oIsland Island

<_) O<_) Oh

o υ H < o oo υ H <o o

< H<H

H < E-* <H <E- * <

O OISLAND ISLAND

I O OI O O

O o o oO o o o

H CH C

O oIsland Island

o Gand

O υ Vi < E- « o o eO υ Vi <E- «o o e

H < -HH <-H

►—< o o v-> i—i (_> O Λ η υ| h < vi 0} t3 O O OJ Vi xi ol < v- ω ro o υ c ε E-ι f-ι C -w -H ;►— <o o v-> i — i (_> O Λ η υ | h <vi 0} t3 O O OJ Vi xi ol <v- ω ro o υ c ε E-ι f-ι C -w -H;

O O I—· VIO O I— · VI

O O O.O O O.

c E—. (U Vic E—. (U Vi

(_) O Vi <U(_) O We <U

O <_> jJ J«:O <_> jJ J «:

. c IΛ C. c IΛ C

ου c ηου c η

ol O ILI i—Iol O ILI i — I

E- < >E- <>

<1 H U<1 H U

l_J O CO vi O O «-Ι ·>-»l_J O CO vi O O «-Ι ·> -»

c E-ι Xc E-ι X

o o /\ o x ου σ' υ o co x o o o co H < <o o / \ o x ου σ 'υ o co x o o o co H <<

υ o Hυ o H

o o υ υ < Η < υ < Η υ <c υ ο υ ε-· υ ο υ ο Η Η < 8- c ο Ε— ι Ε— ·< Ε—' Ε- υ , υ ο υ ο υo o υ υ <Η <υ <Η υ <c υ ο υ ε- · υ ο υ ο Η Η <8- c ο Ε— ι Ε— · <Ε— 'Ε- υ, υ ο υ ο υ

. C Ε-* C Η C. C Ε- * C Η C

’ υ ο υ υ υ Ε—I < Η <β 03 υ Ε—ι «2 Ε—· *—· < •-ι Ε~ ο υ ο χ < χ < Ε—· < ε— ο υ ο υ ι ο υ ο οο ί~* -<Ε E—* ro Ε— ο ου υ ε-* c Ε-* <ζ υ < (- < ο οο υ ο υ Ε-· c < Ε— οο υ ro υ Ο ro Ε— < Ε-ι υ Η υ ο υ ο υ < Ε- < Ε-' υ υ ο υ c-· < Η Ε— «S Ε— - - υ ο υ uo ιπ I DK 175778 B1'υ ο υ υ υ Ε — I <Η <β 03 υ Ε — ι «2 Ε— · * - · <• -ι Ε ~ ο υ ο χ <χ <Ε— · <ε— ο υ ο υ ι ο υ ο οο ί ~ * - <Ε E— * ro Ε— ο ου υ ε- * c Ε- * <ζ υ <(- <οου ο υ Ε- · c <Ε- οο υ ro υ Ο ro Ε— <Ε-ι υ Η υ ο υ ο υ <Ε- <Ε- 'υ υ ο υ c- · <Η Ε— «S Ε— - - υ ο υ uo ιπ I DK 175778 B1

Multiplikation oq kloninoMultiplication and clonino

Efter 20 multiplikationscyklusser med 1 mikrogram human genomisk DNA isoleret fra cellelinien Molt 4 som beskrevet i eksempel 2 blev 1/14 af reaktionsproduktet hybridi-seret til den mærkede β-globin specifikke, oligonukleotid probe, RS06, med sekvensen H 5 5’-CTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGG-3’ under anvendelse af de ovenfor beskrevne metoder til oligomer restriktion. Efter opløsningshybridisering blev reaktionsblandingen behandlet med Ddel under restriktionsfordøjelsesbetingelser, som beskrevet ovenfor, til frembringelse af et 8-basepar langt oligonukleotid. Maeng-H den af dette 8-basepar lange produkt er proportionalt med mængden af frembragt H 10 multipliceret produkt. Fordøjelsesprodukterne blev separeret på en 30% polyacryl- H amidgel og visualiseret ved autoradiografi.After 20 multiplication cycles of 1 microgram of human genomic DNA isolated from the Molt 4 cell line as described in Example 2, 1/14 of the reaction product was hybridized to the labeled β-globin specific oligonucleotide probe, RS06, with the sequence H 5 5'-CTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGGT 3 'using the oligomer restriction methods described above. After solution hybridization, the reaction mixture was treated with DdeI under restriction digestion conditions, as described above, to produce an 8-base-pair oligonucleotide. The Maeng-H product of this 8-base pair is proportional to the amount of H 10 multiplied product produced. The digestive products were separated on a 30% polyacrylic H amide gel and visualized by autoradiography.

Analyse af autoradiogrammet afslørede, at multiplikationen var sammenlignelig i ef- fektivitet med multiplikationen af primeren PC03 (S'-ACACAACTGTGTTCACTAGC-S’) og 15 PC04 (5'-CCACTTGCACCTACTTCAAC-3'), som er komplementære med den negative henholdsvis den positive streng i vildtype β-globin.Analysis of the autoradiogram revealed that the multiplication was comparable in efficiency to the multiplication of primer PC03 (S'-ACACAACTGTGTTCACTAGC-S ') and PC04 (5'-CCACTTGCACCTACTTCAAC-3') complementary to the negative and positive strand, respectively. in wild-type β-globin.

Det multiplicerede produkt blev ethanolpræcipiteret for at afsalte og koncentrere prø*The multiplied product was ethanol precipitated to desalinate and concentrate sample *

ven, blev genopløst i en restriktionspuffer af 10 mM Tris pH 8, 10 mM MgCI2, 1 mMfriend, was redissolved in a restriction buffer of 10 mM Tris pH 8, 10 mM MgCl 2, 1 mM

20 DTT, 100 mM NaCI og blev samtidig fordøjet med PstI og Hindlll. Efter fordøjelsen20 DTT, 100 mM NaCl and simultaneously digested with PstI and HindIII. After digestion

blev prøven afsaltet med en Centricon 10 koncentrator og ligeret natten over ved 12°C Ithe sample was desalted with a Centricon 10 concentrator and ligated overnight at 12 ° C

ved 0,3 mikrogram af den PstI/ HindlH-fordøjede vektor M13mpl0w, som er offentlig tilgængelig fra Boehringer-Mannheim.at 0.3 micrograms of the PstI / HindlH digested vector M13mp10w, which is publicly available from Boehringer-Mannheim.

25 Hele ligeringsblandingen blev transformeret i E.coli stamme JM103, som er offentlig tilgængelige fra BRL i Bethesda, MD. Den fremgangsmåde, som blev fulgt til fremstil- ling af den transformerede stamme, er beskrevet i Messing, J. (1981) Third Cleveland I Symposium on Macro-molecules: Recombinant DNA, red. A.Walton, Elsevier, I Amsterdam, 143-153.The entire ligation mixture was transformed into E. coli strain JM103, which is publicly available from BRL in Bethesda, MD. The procedure followed to prepare the transformed strain is described in Messing, J. (1981) Third Cleveland Symposium on Macro-molecules: Recombinant DNA, ed. A. Walton, Elsevier, In Amsterdam, 143-153.

I Transformationsblandingen blev udpladet på x-gal medie til screening ved hjælp af I plaquehybridisering med nylonfiltere. Filtrene blev proberet med en β-globinspecifik oligonukleotidprobe RS24 med sekvensen 5'-CCCACAGGGCAGTAACGGCAGACTTC- I TCCTCAGGAGTCAG-3' for at bestemme antallet af β-globinindføjelser. Filtrene blev I 35 derefter reproberet med primeren PC04 for at bestemme det totale antal af indføjel- ser.In the Transform mixture was plated on x-gal media for screening by means of I plaque hybridization with nylon filters. The filters were probed with a β-globin-specific oligonucleotide probe RS24 with the sequence 5'-CCCACAGGGCAGTAACGGCAGACTTC-I TCCTCAGGAGTCAG-3 'to determine the number of β-globin insertions. The filters were then reprobed with primer PC04 to determine the total number of insertions.

I Udoladnino oq screening I Tabel II opsummerer udpladnings- og plaquehybridiseringsresultater. Filtrene blev I 40 proberet med primeren PC04 for at bestemme procent indføjelse resulterende fra multiplikationen og kloningen; 1206 klare plaque (90% af det totale antal klare plaque) hybridiserede med primeren. 15 plaque hybridiserede med den β-globinsped- 39 DK 175778 B1 fikke probe RS24. Procentdelen af β-globinpositive plaques blandt de multiplicerede primer-positive plaques er ca. 1%.In Udoladnino and screening Table II summarizes the plating and plaque hybridization results. The filters were probed with primer PC04 to determine percent insertion resulting from the multiplication and cloning; 1206 clear plaques (90% of the total clear plaque) hybridized with the primer. 15 plaques hybridized with the β-globin spindle probe RS24. The percentage of β-globin positive plaques among the multiplied primer-positive plaques is approx. 1%.

Tabel IITable II

5 i Blå Ingen β-Globin-5 in Blue No β-Globin-

Plade nr. plaques indføjelser* Indføjelser** indføjelser 1 28 25 246 1 2 29 18 222 2 3 Π 26 180 0 10 4 24 20 192 5 5 22 27 185 5 6 39 21 181 3Plate No. Plaque Inserts * Inserts ** Inserts 1 28 25 246 1 2 29 18 222 2 3 Π 26 180 0 10 4 24 20 192 5 5 22 27 185 5 6 39 21 181 3

Total 158 132 1206 15 15 % plaque indeholdende multiplicerede sekvenser, som indeholder β-globinindføjelse = 15/1206 x 100 = 1,24%.Total 158 132 1206 15 15% plaque containing multiplied sequences containing β-globin insert = 15/1206 x 100 = 1.24%.

% total plaque, som indeholder β-globinindføjelse = 15/1496 x 100 = ca. 1%.% total plaque containing β-globin insert = 15/1496 x 100 = approx. 1%.

% total plaque, som indeholder multiplicerede sekvenser = 1206/1496 x 100 = ca.% total plaque containing multiplied sequences = 1206/1496 x 100 = approx.

20 0,8%.0.8%.

* Klare plaque, som ikke hybridiserer med primer PC04 ** Klare plaque, som hybridiserer med primer PC04.* Clear plaque that does not hybridize with primer PC04 ** Clear plaque that hybridizes with primer PC04.

Restriktionsenzymanalyse oo Southern Blot Analyse 25 DNA fra fag-DNA minipræparation af 3 β-globinpositive og 2 β-globinnegative (men PC04 primerpositive) plaques blev analyseret ved restriktionsenzymanalyse. MstH-fordøjelse af DNA fra M13-kloner indeholdende det multiplicerede β-globinfragment 1 skulle frembringe et karakteristisk 283 bp langt fragment. Efter Mstll-fordøjelse pro ducerede de tre β-globinpositive kloner alle det forudsagte 283 bp lange fragment, 30 medens de to kloner, som kun var positive med primeren, producerede større fragmenter.Restriction Enzyme Analysis oo Southern Blot Analysis 25 DNA from phage DNA mini-preparation of 3 β-globin positive and 2 β-globin negative (but PC04 primer positive) plaques were analyzed by restriction enzyme analysis. MstH digestion of DNA from M13 clones containing the multiplied β-globin fragment 1 was to produce a characteristic 283 bp fragment. After MstII digestion, the three β-globin positive clones produced all the predicted 283 bp fragment, 30 while the two clones which were only positive with the primer produced larger fragments.

Gelen fra denne analyse blev overført til et MSI-nylonfilter og hybridiseret med en radioaktiv mærket, nick-translateret β-globinprobe fremstillet ved nicktranslationsstan-35 dardmetoder, som beskrevet af Rigby et al., J.Mol.Biol. (1977), 113:237-51. De eneste bånd, som hybridiserede til β-globinproben, var de tre β-globinpositive kloner. De to andre kloner havde indføjelser, som ikke hybridiserede til β-globinproben.The gel from this analysis was transferred to an MSI nylon filter and hybridized with a radiolabelled nick-translated β-globin probe prepared by nick translation standard methods, as described by Rigby et al., J. Mol. Biol. (1977), 113: 237-51. The only bands that hybridized to the β-globin probe were the three β-globin positive clones. The other two clones had insertions that did not hybridize to the β-globin probe.

Sekvensanalvse 40 10 β-globinpositive kloner, som ved restriktionsenzymanalyse blev vist at indeholde β-globinindføjelsen, blev sekventeret under anvendelse af M13-dideoxysekventerings-metoden. Ud af de 10 kloner var 9 identiske med β-globinvildtypesekvensen. Den an-Sequence Analysis 40 10 β-globin positive clones, which were shown by restriction enzyme analysis to contain the β-globin insert, were sequenced using the M13 dideoxy sequencing method. Out of the 10 clones, 9 were identical to the β-globin wild type sequence. The other

I DK 175778 B1 II DK 175778 B1 I

I 40 II 40 I

den klon var identisk med P-globingenet, som er blevet vist at være multipliceret Ithat clone was identical to the β-globin gene, which has been shown to be multiplied I

alene i en lille udstrækning af |j-globinprimerne. Ialone to a small extent by the | j-globin primes. IN

Som konklusion var de modificerede linkerprimere næsten lige så effektive som de IIn conclusion, the modified link primers were almost as effective as those I

5 ikke-modificerede primere til at multiplicere |3-globinsekvensen. Primerne var i stand I5 unmodified primers to multiply the | 3 globin sequence. The primers were capable I

til at lette indføjelsen af multipliceret DNA i kloningsvektorer. På grund af multiplice- Ito facilitate the insertion of multiplied DNA into cloning vectors. Due to multiplicity- I

ringen af andre segmenter af genomet indeholdt kun 1% af klonerne hæmoglobinse- Ithe ring of other segments of the genome contained only 1% of the hemoglobin I clones

kvenser. Iquences. IN

H 10 9 ud af de 10 kloner blev fundet at være identiske med den publicerede |J-globinse- IH 10 9 out of the 10 clones were found to be identical to the published | J-globin I

kvens, hvilket viser, at metoden multiplicerer genomisk DNA med stor nøjagtighed. En Isequence, which shows that the method multiplies genomic DNA with great accuracy. And I

H klon blev fundet at være identisk med den publicerede c-globinsekvens, hvilket be- IH clone was found to be identical to the published c-globin sequence, which was I

H kræfter, at primerne er specifikke for β-globingenet på trods af, at de har en signifi- IH forces that the primers are specific for the β-globin gene despite having a signi

kant sekvenshomologi med δ-globin. Iedge sequence homology with δ-globin. IN

H 15 IH 15 I

H Når kloningen blev udført med et 267 bp langt fragment af β-globin-genet, var klonin- IH When cloning was performed with a 267 bp fragment of the β-globin gene,

gen kun effektiv, når dimethylsulfoxid var tilstede (10 volumen% ved 37°C) i multipli- Igene effective only when dimethyl sulfoxide was present (10% by volume at 37 ° C) in multiply

kationsproceduren. Ikationsproceduren. IN

20 Restriktionsstedmodificerede primere blev også anvendt til at multiplicere og klone og I20 Restriction site modified primers were also used to multiply and clone and I

delvis sekventere det humane N-ras oncogen og til at klone de 240 bp lange seg- Ipartially sequencing the human N-ras oncogene and cloning the 240 bp long sequence

menter af HLA DQ-α og DQ-β generne. Alle disse multiplikationer blev udført i nær- Iments of the HLA DQ-α and DQ-β genes. All of these multiplications were performed in close proximity

værelse af 10 volumenprocent dimethylsulfoxid ved 37°C. Primerne til multiplikation af Iroom of 10 volume percent dimethyl sulfoxide at 37 ° C. The primers for multiplication of I

HLA DQ-α og DQ-β generne var meget mere specifikke for deres beregnede mil end IThe HLA DQ-α and DQ-β genes were much more specific for their calculated miles than I

25 β-globin- og DR-β-primerne, hvilket i stedet for at give adskilte bånd på en ethidium- I25 β-globin and DR-β primers, which instead of giving separate bands on an ethidium I

bromidfarvet agarosegel blot gav et smear. Ydermere frembragte HLA DQ-α primerne Ibromide stained agarose gel merely gave a smear. Furthermore, HLA produced DQ-α primers I

op til 20% kloner med multiplicerede indføjelser, som indeholdt det ønskede HLA mål- Iup to 20% clones with multiplied insertions containing the desired HLA target I

fragment, hvorimod 1% af β-globinklonerne indeholdt målsekvensen. HLA DQ-α- og Ifragment, whereas 1% of the β-globin clones contained the target sequence. HLA DQ-α- and I

DQ-p-genkloningen er kun effektiv, når DMSO var til stede, og temperaturen var hæ- IThe DQ-β gene cloning is effective only when DMSO was present and the temperature was high

I 30 vet. I 1For 30 vet. I 1

Eksempel 13 IExample 13 I

I Dette eksempel illustrerer anvendelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen til at IIn this example, the use of the method of the invention illustrates that I

I fremstille TNF-genet med 494 basepar startende fra 2 oligonukleotider på hver 74 ba- IYou make the TNF gene with 494 base pairs starting from 2 oligonucleotides on every 74 bases.

I 35 separ. IIn 35 separ. IN

DK 175778 B1 IDK 175778 B1 I

Primere IPrimer I

De anvendte primere blev fremstillet ved den i eksempel 2 beskrevne fremgangsmåde IThe primers used were prepared by the method I described in Example 2

og er identificeret neden for som hver værende 74 merer. Iand are identified below as each being 74 meres. IN

(TN10) 5' -CCTCGTCTACTCCCAGGTCCTCTTCAAGGGCCAAGGCTGCCCCGACTATGTGCTCCTCA- I(TN10) 5 '-CCTCGTCTACTCCCAGGTCCTCTTCAAGGGCCAAGGCTGCCCCGACTATGTGCTCCTCA-I

5 CCCACACCGTCAGCC-3'CCCACACCGTCAGCC-3 '

(TN11) 5'-GGCAGGGGCTCTTGACGGCAGAGAGGAGGTTGACCTTCTCCTGGTAGGAGATGGCGAAG- I(TN11) 5'-GGCAGGGGCTCTTGACGGCAGAGAGGAGGTTGACCTTCTCCTGGTAGGAGATGGCGAAG-I

CGGCTGACGGTGTGG-3'CGGCTGACGGTGTGG-3 '

(LL09) 5'-CCTGGCCAATGGCATGGATCTGAAAGATAACCAGCTGGTGGTGCCAGCAGATGGCCTGT- I(LL09) 5'-CCTGGCCAATGGCATGGATCTGAAAGATAACCAGCTGGTGGTGCCAGCAGATGGCCTGT-I

10 i ACCTCGTCTACTCCC-3' I10 of ACCTCGTCTACTCCC-3 'I

I! ’ (LL12) 5*-CTCCCTGATAGATGGGCTCATACCAGGGCTTGAGCTCAGCCCCCTCTGGGGTGTCCTTC- IIN! (LL12) 5 * -CTCCCTGATAGATGGGCTCATACCAGGGCTTGAGCTCAGCCCCCTCTGGGGTGTCCTTC-I

, GGGCAGGGGCTCTTG-31 I, GGGCAGGGGCTCTTG-31 I

(TN08) s’-tgtagcaaaccatcaagttgaggagcagctcgagtggctgagccagcgggccaatgccc- I(TN08) s-tgtagcaaaccatcaagttgaggagcagctcgagtggctgagccagcgggccaatgccc-I

TCCTGGCCAATGGCA-31 ITCCTGGCCAATGGCA-31 I

(TN13) 5’ -GATACTTGGGCAGATTGACCTCAGCGCTGAGTTGGTCACCCTTCTCCA6CTGGAAGACC- I(TN13) 5 '-GATACTTGGGCAGATTGACCTCAGCGCTGAGTTGGTCACCCTTCTCCA6CTGGAAGACC-I

CCT CCCT GAT AGATG-3’ ICCT CCCT GAT AGATG-3 'I

(LL07) 5' -CCTTAAGCTTATGCTCAGATCATCTTCTCAAAACTCGAGTGACAAGCCTGTAGCCCATG- I(LL07) 5 '-CCTTAAGCTTATGCTCAGATCATCTTCTCAAAACTCGAGTGACAAGCCTGTAGCCCATG-I

2o ' TTGT AGCAAACCAT C-3 * I2o 'TTGT AGCAAACCAT C-3 * I

I (TN14) 5'-GCTCGGATCCTTACAGGGCAATGACTCCAAAGTAGACCTGCCCAGACTCGGCAAAGTCG- II (TN14) 5'-GCTCGGATCCTTACAGGGCAATGACTCCAAAGTAGACCTGCCCAGACTCGGCAAAGTCG-I

, AGATACTTGGGCAGA-3' I, AGATACTTGGGCAGA-3 'I

Samlet procedure 25 I. 10 cyklusser af den nedenfor anførte protokol blev udført under anvendelse af primerne TN10 og TN11, som vekselvirker som vist på diagrammet nedenfor, trin (a).Total Procedure 25 I. 10 cycles of the protocol listed below were performed using primers TN10 and TN11, which interact as shown in the diagram below, step (a).

II. Et total på 2 μΙ af reaktionsblandingen fra afsnit I ovenfor blev tilsat til primerne LL09 og LL12. Den nedenfor beskrevne protokol blev udført i 15 cyklusser, således at 30 primerne vekselvirkede med produktet fra afsnit I som vist i diagrammet nedenfor, trin (b).II. A total of 2 μΙ of the reaction mixture from Section I above was added to primers LL09 and LL12. The protocol described below was performed for 15 cycles such that the 30 primers interacted with the product of Section I as shown in the diagram below, step (b).

III. Ialt 2 mikroliter af reaktionsblandingen fra afsnit II ovenfor blev tilsat til primerne TN08 og TN13. Den nedenfor beskrevne protokol blev udført i 15 cyklusser, således at 35 primerne vekselvirkede med produktet fra afsnit II, som vist i diagrammet nedenfor, I trin (c). 2 2III. A total of 2 microliters of the reaction mixture from section II above was added to primers TN08 and TN13. The protocol described below was performed for 15 cycles such that the 35 primers interacted with the product of Section II, as shown in the diagram below, in Step (c). 2 2

Ialt 2 mikroliter af reaktionsblandingen fra afsnit III ovenfor blev tilsat til primerne LL07 og LL14. Den nedenfor beskrevne protokol blev udført i 15 cyklusser, således at ! 40 primerne vekselvirkede med produktet fra afsnit ill som vist i diagrammet nedenfor, . trin (d).A total of 2 microliters of the reaction mixture from section III above was added to primers LL07 and LL14. The protocol described below was performed for 15 cycles such that! The 40 primers interacted with the product from section ill as shown in the diagram below,. step (d).

Η DK 175778 B1 IΗ DK 175778 B1 I

i Ii

Protokol IProtocol I

H Hver reaktion indeholdt 100 fil af: IH Each reaction contained 100 µl of: I

2mM af hver af dATP, dCTP, dGTP og TTP I2mM of each of dATP, dCTP, dGTP and TTP I

5 3 fiM af hver af primerne anvendt på dette trin I5 3 µM of each of the primers used in this step I

Η 1 x polymerasepuffer (30 mM Tris-acetat, 60 mM natriumacetat, 10 mM Mg- IX 1 x polymerase buffer (30 mM Tris-acetate, 60 mM sodium acetate, 10 mM Mg-1

acetat, 2,5 mM dithiothreitol). Iacetate, 2.5 mM dithiothreitol). IN

Hver cyklus bestod af: IEach cycle consisted of: I

Η ίο II ίο I

H 1) 1 minut i kogende vand. IH 1) 1 minute in boiling water. IN

H 2) 1 minut afkøling ved stuetemperatur IH 2) 1 minute cooling at room temperature I

H 3) tilsætning af 1 μ! (5 enheder) af Klenow-fragmentet af DNA-polymerase IH 3) addition of 1 μ! (5 units) of the Klenow fragment of DNA polymerase I

H 4) mulighed for at polymeriseringsreaktionen forløb i 2 minutter. IH 4) the possibility of the polymerization reaction running for 2 minutes. IN

15 For næste cyklus start igen ved trin 1. I15 For the next cycle, start again at step 1. I

43 DK 175778 B143 DK 175778 B1

Diagram a) 5' TN10-> <-5' TN11 5 i —----> xxxxxxx produkt fra afsnit 1 xxxxxxxxxxxx <- b) 5' LL09-> 10 xxxxxxxxx <-5’TNll + 5' TN10-> xxxxxxxx <-5' LL12 i 15 5' LL09-:-»xxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx <-5' TN11 intermediær tilstand + ' 20 5‘TN10—:-> xxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx <-5' LL12 i kun sekvensen mellem 5’ af LL09 og 5' af LL12 vil være 25 fuld længde. Strengene, som indeholder TN10 og TN11, I har ikke voksende 5'-ender.Diagram a) 5 'TN10-> <-5' TN11 5 in ------- xxxxxxx product from section 1 xxxxxxxxxxxx <- b) 5 'LL09-> 10 xxxxxxxxx <-5'TNll + 5' TN10-> xxxxxxxx <-5 'LL12 in 15 5' LL09 -: - »xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx <-5 'TN11 intermediate mode +' 20 5'TN10 -: -> xxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx <-5 'LL12 in only the sequence between 5' of LL09 and 5 'of LL12 will be 25 full length. The strands containing TN10 and TN11, I do not have growing 5 'ends.

På denne måde...In this way...

30 5’ LL09-»xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx<--—-5’ LL1230 5 'LL09- »xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx <--—- 5' LL12

Dette er produktet fra afsnit II.This is the product of Section II.

H DK 175778 B1 Η Η c) 5' ΤΝ08-»H DK 175778 B1 Η Η c) 5 'ΤΝ08- »

χχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχ <-5' LL12 Iχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχ <-5 'LL12 I

Η IΗ I

5’LL09 χχχχχχχχχχχχχχχχ I5'LL09 χχχχχχχχχχχχχχχχ I

Η 5 <-5’ ΤΝ13 IΗ 5 <-5 'ΤΝ13 I

i samme intermediære skema Iin the same intermediate scheme I

som (b) Iwhich (b) I

5' TN08-»xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx I5 'TN08- »xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx I

10 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx <-5' TN13 I10 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx <-5 'TN13 I

Dette er produktet fra afsnit 111. IThis is the product of section 111. I

d) 5' LL07-»d) 5 'LL07- »

15 χχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχ <-5' TN 13 I15 χχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχ <-5 'TN 13 I

I iI i

H 5’ TN08-»χχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχ IH 5 'TN08- »χχχχχχχχχχχχχχχχχχχχχ I

<-5' TN14<-5 'TN14

i samme intermediære skema Iin the same intermediate scheme I

20 som (b) og (c) I20 as (b) and (c) I

H 5’ LL07-»xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx IH 5 'LL07- »xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx I

H xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx<-5’ TN14 IH xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx <-5 'TN14 I

H (TNF-genet) IH (TNF gene) I

I 25I 25

Deponeringer af materialer IDeposits of materials

I Cellelinien SC-1 (CTCC nr. 0082) blev deponeret 19. marts 1985 hos American Type ICell line SC-1 (CTCC No. 0082) was deposited March 19, 1985, with American Type I

I Culture Collection (ATCC) 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 USA med IIn Culture Collection (ATCC) 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 USA with I

ATCC deponeringsnummer CRL nr. 8756. Deponeringen af SC-1 var underlagt en IATCC Deposit No. CRL No. 8756. The deposit of SC-1 was subject to an I

30 kontrakt mellem ATCC og assignatar for den foreliggende ansøgning, Cetus corpora- I30 contract between ATCC and assignatar for the present application, Cetus corpora- I

tion. Kontrakten med ATCC giver offentligheden en permanent mulighed for, at afkom Ition. The contract with ATCC gives the public a permanent opportunity for offspring I

af denne cellelinie er tilgængelig ved udstedelse af det US patent, som beskriver og Iof this cell line is available by issuing the US patent which discloses and I

identificerer deponeringen, eller ved offentliggørelse eller fremlæggelse af en hvilken Iidentifies the deposit, or by the publication or disclosure of which I

som helst US eller fremmed patentansøgning, hvad der nu kommer først, og for at Iany US or foreign patent application, whichever comes first and that you

35 afkom af denne cellelinie er tilgængelig for en person, der af US Commissioner of Pa- I35 offspring of this cell line are available to a person of the US Commissioner of Pat

I tents and Trademarks er udpeget til at være berettiget til dette ifølge 35 CFR §122 og II tents and Trademarks are designated to be eligible for this under 35 CFR §122 and I

I Commissioners regler i medfør heraf (inklusiv 37 CFR §1,14 med speciel henvisning til IIn the Commissioners' Rules pursuant thereto (including § 37.14 CFR with special reference to I

I 886 OG 638). Assignatar for den foreliggende ansøgning har accepteret, at hvis celle- IIn 886 AND 638). The assignee of the present application has accepted that if cell I

I linien, der er deponeret, dør eller går tabt eller bliver ødelagt, når den dyrkes under IIn the line deposited, dies or is lost or destroyed when cultivated under I

I 40 egnede betingelser, vil den straks ved notifikation blive erstattet med en levende kul- IUnder 40 suitable conditions, it will immediately be replaced by a live coal immediately upon notification

I tur af den samme cellelinie. IIn turn by the same cell line. IN

45 DK 175778 B145 DK 175778 B1

Opsummerende fremgår det, at der med den foreliggende opfindelse tilvejebringes en fremgangsmåde til påvisning af sekvenser i nukleinsyrer ved først at multiplicere en eller flere specifikke nukleinsyresekvenser under anvendelse af en kædereaktion, hvorved primerforlængelsesprodukter frembringes, som efterfølgende kan fungere 5 som templater for yderligere primerforlængelsesreaktioner. Fremgangsmåden er især anvendelig til påvisning af nukleinsyresekvenser, som i begyndelsen kun er til stede i meget små mængder. Multiplikationsprocessen kan også anvendes til molekylær kloning.In summary, it is apparent that the present invention provides a method for detecting sequences in nucleic acids by first multiplying one or more specific nucleic acid sequences using a chain reaction, thereby producing primer extension products which can subsequently serve as templates for further primer extension reactions. The method is particularly useful for detecting nucleic acid sequences which are initially present only in very small amounts. The multiplication process can also be used for molecular cloning.

Claims (14)

1. Eksponentielt multiplicerings- og påvisningskit til multiplicering og påvisning af en , I specifik template-nukleinsyresekvens eller specifikke template-nukleinsyresekvenser, j I 5 der er indeholdt i en enkelt- eller dobbeltstrenget nukleinsyre eller i en blanding af så- : I danne nukleinsyrer i en prøve, hvilket kit i samlet form omfatter: . I I (a) i det mindste en første og en anden oligonukleotidprimer, der er indbyrdes for- . i I skellige, hvori 10 (aa) den ene af primerne er i det væsentlige komplementær til den enkelt- I strengede nukleinsyre eller til en streng i den dobbeltstrengede nukleinsyre, (ab) den anden af primerne er i det væsentlige komplementær til et kom- I piement af den enkeltstrengede nukleinsyre eller til den anden streng i den I dobbeltstrengede nukleinsyre, og hvori I 15 (ac) primerne afgrænser enderne af den specifikke nukleinsyresekvens, der I skal multipliceres og detekteres; I H (b) et polymeriseringsmiddel; og : I (c) midler til detektering af den multiplicerede specifikke nukleinsyresekvens. i I I 201. Exponential Multiplication and Detection Kit for Multiplying and Detecting a, I Specific Template Nucleic Acid Sequence or Specific Template Nucleic Acid Sequences Contained in a Single or Double-stranded Nucleic Acid or in a Mixture of So-In Nucleic Acids a sample, comprising in kit form:. In I (a) at least a first and second oligonucleotide primer which are mutually distributed. In several, wherein (aa) one of the primers is substantially complementary to the single-stranded nucleic acid or to a strand of the double-stranded nucleic acid, (ab) the other of the primers is substantially complementary to a complementary nucleic acid. In element of the single-stranded nucleic acid or to the second strand of the double-stranded nucleic acid, wherein the 15 (ac) primers delineate the ends of the specific nucleic acid sequence to be multiplied and detected; In H (b) a polymerizing agent; and: In (c) means for detecting the multiplied specific nucleic acid sequence. i I I 20 2. Kit ifølge krav 1, hvori den specifikke template-nukleinsyresekvens er indeholdt i en I større sekvens. IThe kit of claim 1, wherein the specific template nucleic acid sequence is contained in a larger sequence. IN 3. Kit ifølge krav 1 eller 2, hvori nukleinsyren er DNA eller RNA, herunder mRNA, I hvilket DNA eller RNA kan være enkelt- eller dobbeltstrenget eller er en DNA-RNA- I I 25 hybrid. IThe kit of claim 1 or 2, wherein the nucleic acid is DNA or RNA, including mRNA, wherein DNA or RNA may be single or double stranded or is a DNA-RNA-I hybrid. IN 4. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvori nukleinsyren er genomisk I I DNA. I I 30The kit of any one of claims 1 to 3, wherein the nucleic acid is genomic I in DNA. I I 30 5. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvori primerne indeholder ca. 15 til I 25 nukleotider. IThe kit of any one of claims 1 to 4, wherein the primers contain approx. 15 to I 25 nucleotides. IN 6. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvori mindst den ene af primerne I I har en nukleotidsekvens bundet til sin 5’-ende, hvilken sekvens er ikke-kom- I I 35 plementær til nukleinsyren.The kit of any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the primers I I has a nucleotide sequence bound to its 5 'end, which sequence is non-complementary to the nucleic acid. 7. Kit ifølge krav 6, hvori nukleotidsekvensen, der er bundet til S’-enden af primeren, I I er en promotorsekvens. IThe kit of claim 6, wherein the nucleotide sequence bound to the S 'end of the primer, I I is a promoter sequence. IN 8. Kit ifølge krav 7, hvori promotoren er T7-promotoren. I 47 DK 175778 B1The kit of claim 7, wherein the promoter is the T7 promoter. I 47 DK 175778 B1 9. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, hvori der spredt i det mindste i den ene af primerne er anbragt baser eller en nukleotidsekvens, hvilke baser eller hvilken nukleotidsekvens er ikke-komplementære til den specifikke nukleinsyresekvens, der skal multipliceres og detekteres. 5A kit according to any one of claims 1-5, wherein at least one of the primers dispersed comprises bases or a nucleotide sequence, which bases or nucleotide sequence are non-complementary to the specific nucleic acid sequence to be multiplied and detected. 5 10. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvori den ene primer indeholder et restriktionssted.The kit of any one of claims 1 to 5, wherein said one primer contains a restriction site. 11. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 10, hvori polymeriseringsmidlet er et 10 enzym valgt blandt E. coli polymerase 1, Klenow-fragmentet fra E. coii polymerase I, T4-DNA-polymerase, andre DNA-polymeraser, revers transkriptase og varmestabile enzymer.The kit of any one of claims 1 to 10, wherein the polymerizing agent is an enzyme selected from E. coli polymerase 1, the Klenow fragment of E. coli polymerase I, T4 DNA polymerase, other DNA polymerases, reverse transcriptase and heat-stable enzymes. 12. Kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 11, hvori midlet til detektering af 15 den multiplicerede specifikke template-nukleinsyresekvens eller de multiplicerede specifikke template-nukleinsyresekvenser omfatter en mærket oligonukleotidprobe.The kit of any one of claims 1 to 11, wherein the means for detecting the multiplied specific template nucleic acid sequence or the multiplied specific template nucleic acid sequences comprises a labeled oligonucleotide probe. 13. Anvendelse af et kit ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 12 til multiplikation, detektering og/eller karakterisering af en specifik template-nukleinsyresekvens eller 20 specifikke template-nukleinsyresekvenser indeholdt i en enkelt- eller dobbeltstrenget nukleinsyre eller i en blanding af sådanne nukleinsyrer.Use of a kit according to any one of claims 1 to 12 for multiplication, detection and / or characterization of a specific template nucleic acid sequence or 20 specific template nucleic acid sequences contained in a single or double stranded nucleic acid or in a mixture of such nucleic acids. 14. Anvendelse ifølge krav 13, hvori den specifikke template-nukleinsyresekvens eller de specifikke template-nukleinsyresekvenser er associeret med infektiøse sygdomme 25 såsom dem, der er forårsaget af bakterier, vira og protozoparasitter, genetiske lidelser såsom dem, der er forårsaget af specifikke deletioner og/eller mutationer i genomisk DNA, eller cellulære lidelser såsom cancer.Use according to claim 13, wherein the specific template nucleic acid sequence or specific template nucleic acid sequences are associated with infectious diseases such as those caused by bacteria, viruses and protozoparasites, genetic disorders such as those caused by specific deletions, and / or mutations in genomic DNA, or cellular disorders such as cancer.
DK200401109A 1985-03-28 2004-07-15 Kit for amplification and detection of specific nucleic acid sequences - used to characterise or detect sequences associated with infectious diseases, genetic disorders and cellular disorders DK175778B1 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US71697585A 1985-03-28 1985-03-28
US71697585 1985-03-28
US79130885 1985-10-25
US06/791,308 US4683202A (en) 1985-03-28 1985-10-25 Process for amplifying nucleic acid sequences
US06/828,144 US4683195A (en) 1986-01-30 1986-02-07 Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
US82814486 1986-02-07
DK13296A DK175469B1 (en) 1985-03-28 1996-02-09 Method for Multiplication and Detection of Nucleic Acid Sequences
DK13296 1996-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK200401109A DK200401109A (en) 2004-07-15
DK175778B1 true DK175778B1 (en) 2005-02-14

Family

ID=32872826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK200401109A DK175778B1 (en) 1985-03-28 2004-07-15 Kit for amplification and detection of specific nucleic acid sequences - used to characterise or detect sequences associated with infectious diseases, genetic disorders and cellular disorders

Country Status (1)

Country Link
DK (1) DK175778B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
DK200401109A (en) 2004-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK175469B1 (en) Method for Multiplication and Detection of Nucleic Acid Sequences
DK171160B1 (en) Method for Multiplying a Specific Nucleic Acid Sequence
US4683195A (en) Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
US4800159A (en) Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences
US5629178A (en) Method for enhancing amplification in the polymerase chain reaction employing peptide nucleic acid (PNA)
US6040166A (en) Kits for amplifying and detecting nucleic acid sequences, including a probe
US6197563B1 (en) Kits for amplifying and detecting nucleic acid sequences
US4965188A (en) Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences using a thermostable enzyme
WO1996013611A9 (en) A method for enhancing amplification in the polymerase chain reaction employing peptide nucleic acid (pna)
NO174825B (en) Method of Detecting Nucleotide Sequences, Nucleotide Sequences for Use in this and Diagnostic Set
JPH0467957B2 (en)
DK175778B1 (en) Kit for amplification and detection of specific nucleic acid sequences - used to characterise or detect sequences associated with infectious diseases, genetic disorders and cellular disorders
DK175248B1 (en) Kit for amplification and detection of specific nucleic acid sequences
IE83456B1 (en) Kit for use in amplifying and detecting nucleic acid sequences
IE19930227A1 (en) Kit for use in amplifying and detecting nucleic acid sequences
IE83464B1 (en) Process for amplifying and detecting nucleic acid sequences

Legal Events

Date Code Title Description
PUP Patent expired