具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明方法制备DNA探针的一种实施例(DNA探针的制备原理示意图如图1),制备方法如下:
1、含有目标片段的Minicircle质粒制备:
(1)、使用引物1:ccatgtaccaatgttgcagt(SEQ ID NO.3)和引物2:ggatcctttgccccagtgtt(SEQ ID NO.4),通过PCR的方法,从pBR322-HPV16(购于ATCC,商品名:human papilloma virus type 16
45113
TM)中克隆得到HPV16全长片段;PCR体系如表1。KAPA HiFi Hot Start Ready Mix购于Roche公司。
表1 HPV16全长片段扩增PCR体系
组分 |
用量 |
pBR322-HPV16质粒 |
1μL |
引物1(10μM) |
1μL |
引物2(10μM) |
1μL |
KAPAHiFi Hot Start Ready Mix(2×) |
25μL |
水 |
22μL |
总体积 |
50μL |
反应程序为:
反应产物通过PCR产物纯化试剂盒(购于全式金,型号
PCRPurification Kit)进行纯化,即得到pBR322-HPV16 PCR产物。
(2)、使用引物3:CCTCggaattccgcgcccgg(SEQ ID NO.5)和引物4:cccaactggggtaacctttgagt(SEQ ID NO.6),通过对PCR的方法,扩增得到minicircle质粒片段;体系如表2(minicircle质粒购于System Biosciences)。
表2 minicircle质粒片段PCR体系
组分 |
用量 |
minicircle质粒(SEQ ID NO.1) |
1μL |
引物3(10μM) |
1μL |
引物4(10μM) |
1μL |
KAPAHiFi Hot Start Ready Mix(2×) |
25μL |
水 |
22μL |
总体积 |
50μL |
反应程序为:
反应产物通过PCR产物纯化试剂盒(购于全式金,型号
PCRPurification Kit)进行纯化,即得到minicircle质粒PCR产物。
(3)、取100ng步骤(1)纯化后的片段与600ng步骤(2)纯化后的片段通过Gibsonassembly的方法进行连接,配制体系如下:
表3 Gibson assembly体系
组分 |
用量 |
pBR322-HPV16 PCR产物 |
100ng |
minicircle质粒PCR产物 |
600ng |
Gibson Assembly Master Mix(2×) |
10μL |
水 |
补足至20μL |
50℃,孵育60min。
(4)、将步骤(3)的连接产物转入大肠杆菌感受态DH5α中,通过卡那霉素抗性平板,培养过夜,挑取单克隆,并进行Sanger测序验证,得到含有目标片段的转化菌;
(5)、进一步扩大培养所述转化菌,提取质粒。
2、滚环扩增和纯化
按下表配制反应体系。(相关试剂购于诺唯赞,商品号Phi29 MAX DNAPolymerase)
表4 反应体系
组分 |
用量 |
Phi29缓冲液(10×) |
1μL |
RCA primer(SEQ ID NO.2) |
2.5μL |
待扩增样品 |
5ng |
无酶水 |
补水至6.25μL |
95℃孵育3min,冰上放置5min。
在上述反应体系中加入下表成分,得到总体积为10μL的混合物。相关试剂购于赛默飞,商品号Biotin-11-dUTP Solution(1mM),dNTP Set(100mM)。
表5 其他成分
组分 |
用量 |
10mM dATP |
0.25μL |
10mM dGTP |
0.25μL |
10mM dCTP |
0.25μL |
1mM dTTP |
1.667μL |
1mM biotin-11-dUTP |
0.883μL |
Phi29DNA聚合酶 |
0.5μL |
30℃孵育16h,65℃灭活10min,得到扩增产物。
纯化:14,000g离心20min,取上清转移至新管,即得到原始的全长探针。
取纯化后的部分产物进行凝胶电泳,结果如图2(第一道为marker,区域泳道为RCA产物胶图)。
3、超声打断
利用Biorupter超声打断仪进行探针打断,参数设置为:开启30s,停止30s,45个循环,通过QubitTM ssDNA Assay Kit(Thermo Fisher,货号Q10212)试剂检测探针浓度,并通过凝胶电泳确定探针长度(电泳结果如图3,第一泳道为marker,第二泳道为打断后的探针,打断后的探针长度约为200nt)。
实施例2本发明探针进行液相捕获的方法
一、样品准备阶段
基因组DNA打断
1)将基因组DNA按照以上体系转移至0.6mLMaxyClear Snap lockMicrocentrifuge Tube内,充分混匀,短暂离心后置于冰上待用;
2)提前打开超声打断仪Bioruptor Pico,待冷循环仪温度降至4℃后,设置参数ON30s,OFF30s为1个循环,每10cycles为一轮,共进行3轮,每轮结束后将样品置于振荡器上充分混匀,短暂离心后进行下一轮打断(混匀越充分,打断样品片段大小越集中);打断后样品检测主峰约在150bp-200bp。
二、文库构建阶段
1、末端修复、3’端加“A”
将打断后的样品完全转移至PCR管中,按如下表格配置反应体系(此操作需在冰盒上进行,相关试剂购于艾吉泰康,商品号AI-HPV-Cap Enrichment Kit):
表6 末端修复、3’端加“A”体系
将配好混合物置于PCR仪中,设置PCR程序如下(盖温85℃):
4℃ 1min,
20℃ 30min,
65℃ 30min,
4℃∞。
2、接头连接
在上述step2反应的PCR管中,按如下表格配置反应体系(相关试剂购于艾吉泰康,商品号AI-HPV-Cap Enrichment Kit)。
表7 连接体系
组分 |
用量 |
步骤1的产物 |
50μL |
Adapter(15μM) |
5μL |
Nuclease-free water |
15μL |
5×Ligation Buffer |
20μL |
Ligase |
15μL |
总体积 |
100μL |
20℃连接15min,4℃保存。
3、连接后纯化
1)将诺维赞纯化磁珠提前半小时拿至室温,震荡混匀备用;
2)将0.8×体积的纯化磁珠混合加入至将步骤2的PCR中,并混合均匀;
3)室温静置孵育5~15min,置于磁力架上3min使溶液澄清;移除上清,将PCR管继续放置在磁力架上,并加入200μL80%乙醇溶液,静置30s后移除上清;
4)重复步骤3);
5)尽量去除乙醇,室温静置3~5min,使残留乙醇彻底挥发;
6)加入22μL的Nuclease-free water,把PCR管从磁力架取下,轻轻吸打重悬磁珠,避免产生气泡,室温静置5~10min;
7)将PCR管置于磁力架上2min使溶液澄清;
8)用移液器吸取20μL上清液,转移到新的PCR管中,4℃保存。
4、Pre-PCR反应
参照下表配制体系(此操作需在冰盒上进行)(相关试剂购于艾吉泰康,商品号AI-HPV-Cap Enrichment Kit)。
表8 Pre-PCR体系
组分 |
体积 |
步骤3的连接产物 |
20μL |
PCR Master Mix |
25μL |
PCR primer mix |
5μL |
总体积 |
50μL |
将样品置于PCR仪上,反应程序如下(盖温105℃):
反应结束后加入1×磁珠,参考步骤4方法进行纯化(乙醇洗涤晾干后一般用30μL无酶水进行核酸重溶),即得样品文库。样品文库通过
3.0Fluorometer(QubitdsDNA HS Assay Kit)进行文库浓度测定,记录文库浓度,如下游进行液相捕获,则需文库浓度>25ng/uL;并使用Qsep100进行片段长度测定,测得文库长度约在270bp-320bp间。
三、捕获实验操作流程
1、样品、探针杂交
文库准备(相关试剂购于艾吉泰康,商品号AI-HPV-Cap Enrichment Kit)
先将2×的HybBuffer(buffer A)置于室温融化,融解之后会有沉淀出现,混匀后置于65℃恒温混匀仪内预热,完全溶解(无沉淀及浑浊物)。加等体积的无酶水稀释至1×备用
1)按照下面所对应的体系进行配制杂交体系:(探针为根据本发明的方法制备)
表9 杂交体系
组分 |
用量 |
样品文库 |
750ng |
human block cot-1(1μg/μL) |
5μL |
Blocker1(200μM) |
3μL |
Blocker2(200μM) |
1μL |
探针 |
500ng |
反应结束后加入2×磁珠,参考步骤4方法进行纯化,乙醇洗涤晾干后一般用12μLHybBuffer(buffer A,目前配置的为2x,需提前稀释)进行核酸重溶。将纯化后的产物置于PCR仪上,95℃孵育10min,60℃孵育16h(盖温105℃)。
2、捕获磁珠平衡(相关试剂购于赛默飞,商品号Dynabeads MyOne StreptavidinT1)
1)将T1磁珠(DynabeadsMyOne Streptavidin T1磁珠)从4℃取出,涡旋震荡重悬,室温平衡30min;
2)取50μL磁珠置于新的PCR管内,置于磁力架上1min使溶液澄清,移除上清;
3)从磁力架上取下PCR管,加入200μL Binding Buffer轻轻吸打数次混匀,重悬磁珠;
4)置磁力架上1min,移除上清;
5)重复步骤3-4两次,共清洗磁珠3次;
6)从磁力架上取下PCR管,加入10μL1×的HybBuffer(buffer A)轻轻吸打6次重悬磁珠待用。
3、捕获目标区域DNA文库(相关试剂购于艾吉泰康,商品号AI-HPV-CapEnrichment Kit)
1)保持杂交产物在PCR仪上,将前述重悬后的10μL捕获磁珠加入到杂交产物中,用移液器吸打6次混匀,置于旋转混匀仪上室温结合30min;
2)将PCR管置于磁力架上2min使溶液澄清,移除上清液;
3)向杂交产物内加入200μL的WashBuffer1,轻轻吸打6次混匀,置于旋转混匀仪上清洗15min,然后短暂离心,将PCR管放于磁力架上2min,使溶液澄清,移除上清;
4)加入200μL的65℃预热的WashBuffer2,轻轻吸打6次混匀,置于恒温振荡混匀仪上65℃孵育10min,800转/min进行清洗;
5)短暂离心,将PCR管放于磁力架上2min,移除上清。使用WashBuffer2清洗2次,共计3次。最后一次彻底移除WashBuffer2(可用10μL移液器移除残留);
6)保持样品在磁力架上,向PCR管内加入200ul 80%乙醇,静置30s后彻底移除乙醇溶液(可用10μL移液器移除残留),室温晾干;
7)向PCR管加入30μLNuclease-free water,从磁力架上取下PCR管,轻轻吸打6次重悬磁珠待用。
4、Post-PCR反应
1.实验前准备(相关试剂购于艾吉泰康,商品号AI-HPV-Cap Enrichment Kit)
预先从-20℃保存的试剂盒中取出PCR Master Mix和MGIAd_PCR primer mix,放置冰上溶解,溶解混匀后置于冰上待用。捕获后需要对DNA文库进行富集,根据下表配制反应体系:
表10 Post-PCR体系
将配好的体系立即置于PCR仪上,设置程序如下(盖温105℃):
反应结束后加入55μL磁珠,参考步骤4方法进行纯化,乙醇洗涤晾干后一般用25μLNuclease-free water进行核酸重溶。使用Qubit dsDNA HS Assay Kit进行定量,记录文库浓度,文库浓度约在1-10ng/μL,使用Qsep100进行片段长度测定,文库长度约在270bp-320bp间。使用华大高通量测序平台进行测序。
实施例3
本发明方法制备RNA探针的一种实施例(RNA探针的制备原理示意图如图1),除滚环扩增和纯化部分,其余过程与实施例1相同(注意:RCT后的产物为RNA,所有实验过程中使用的耗材,包括枪头、离心管、打断管等都需要保持无RNA酶。操作过程中勤换手套,避免RNA酶污染。)。
滚环扩增和纯化:
按下表配制反应体系(相关试剂购于NEB,商品号T7 RNA聚合酶)。
表11 反应体系
组分 |
用量 |
10×T7 RNA聚合酶缓冲液 |
2μL |
RCA primer |
2.5μL |
待扩增样品 |
5ng |
无酶水 |
补水至14.2μL |
95.C孵育3min,冰上放置5min。
在上述反应体系中加入下表成分(相关试剂购于赛默飞,商品号Biotin-11-dUTPSolution(1mM),dNTP Set(100mM)),得到总体积为20μL的混合物。
表12 其他成分
组分 |
用量 |
10mM ATP |
0.25μL |
10mM GTP |
0.25μL |
10mM CTP |
0.25μL |
1mM TTP |
1.667μL |
1mM biotin-UTP |
0.883μL |
T7 RNA聚合酶 |
2μL |
RNA酶抑制剂 |
0.5μL |
30℃孵育4h,65℃灭活10min,得到扩增产物。
14,000g离心20min,取上清转移至新管,即得到原始的全长探针。
实施例3
本发明方法制备不同长度的探针杂交测试,根据实施例1的方法,通过调节超声的参数,得到不同长度的探针。根据实施例2的方法,使用不同长度的探针对同一基因组进行测序,数据分析结果如下表13。
表13 不同探针的测序结果比较
其中,组1~10为本发明方法制备探针,组11、12为商品化产品,分别为艾吉泰康HPV捕获试剂盒和联川捕获试剂盒,按照相关说明书使用。
由表13可得,本发明制备的探针能较好地捕获目标序列,测序的效果较佳,且当探针长度为200bp时效果最好。
实施例4
本发明方法制备HBV探针的测序结果。其中,HBV片段的制备方法为基因合成得到,探针制备方法参考实施例1,制备得到长度为200bp的探针。
参考实施例2的方法,使用该探针对HBV type C阳性的HepG2.2.15细胞进行检测,测序结果如下表14。
表14 不同探针检测HBV的测序结果比较
由表14可得,本发明制备的探针能较好地捕获HBV序列,捕获的均一性最好、捕获效率最高,最重要的是HBV的断点数量也是最多的。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 广州鼓润医疗科技有限公司
<120> 一种检测探针、其制备方法及应用
<160> 6
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 4128
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
cccaactggg gtaacctttg agttctctca gttgggggta atcagcatca tgatgtggta 60
ccacatcatg atgctgatta taagaatgcg gccgccacac tctagtggat ctcgagttaa 120
taattcagaa gaactcgtca agaaggcgat agaaggcgat gcgctgcgaa tcgggagcgg 180
cgataccgta aagcacgagg aagcggtcag cccattcgcc gccaagctct tcagcaatat 240
cacgggtagc caacgctatg tcctgatagc ggtccgccac acccagccgg ccacagtcga 300
tgaatccaga aaagcggcca ttttccacca tgatattcgg caagcaggca tcgccatggg 360
tcacgacgag atcctcgccg tcgggcatgc tcgccttgag cctggcgaac agttcggctg 420
gcgcgagccc ctgatgctct tcgtccagat catcctgatc gacaagaccg gcttccatcc 480
gagtacgtgc tcgctcgatg cgatgtttcg cttggtggtc gaatgggcag gtagccggat 540
caagcgtatg cagccgccgc attgcatcag ccatgatgga tactttctcg gcaggagcaa 600
ggtgtagatg acatggagat cctgccccgg cacttcgccc aatagcagcc agtcccttcc 660
cgcttcagtg acaacgtcga gcacagctgc gcaaggaacg cccgtcgtgg ccagccacga 720
tagccgcgct gcctcgtctt gcagttcatt cagggcaccg gacaggtcgg tcttgacaaa 780
aagaaccggg cgcccctgcg ctgacagccg gaacacggcg gcatcagagc agccgattgt 840
ctgttgtgcc cagtcatagc cgaatagcct ctccacccaa gcggccggag aacctgcgtg 900
caatccatct tgttcaatca tgcgaaacga tcctcatcct gtctcttgat cagagcttga 960
tcccctgcgc catcagatcc ttggcggcga gaaagccatc cagtttactt tgcagggctt 1020
cccaacctta ccagagggcg ccccagctgg caattccggt tcgcttgctg tccataaaac 1080
cgcccagtct agctatcgcc atgtaagccc actgcaagct acctgctttc tctttgcgct 1140
tgcgttttcc cttgtccaga tagcccagta gctgacattc atccggggtc agcaccgttt 1200
ctgcggactg gctttctacg tgctcgaggg gggccaaacg gtctccagct tggctgtttt 1260
ggcggatgag agaagatttt cagcctgata cagattaaat cagaacgcag aagcggtctg 1320
ataaaacaga atttgcctgg cggcagtagc gcggtggtcc cacctgaccc catgccgaac 1380
tcagaagtga aacgccgtag cgccgatggt agtgtggggt ctccccatgc gagagtaggg 1440
aactgccagg catcaaataa aacgaaaggc tcagtcgaaa gactgggcct ttcgttttat 1500
ctgttgtttg tcggtgaacg ctctcctgag taggacaaat ccgccgggag cggatttgaa 1560
cgttgcgaag caacggcccg gagggtggcg ggcaggacgc ccgccataaa ctgccaggca 1620
tcaaattaag cagaaggcca tcctgacgga tggccttttt gcgtttctac aaactctttt 1680
gtttattttt ctaaatacat tcaaatatgt atccgctcat gaccaaaatc ccttaacgtg 1740
agttttcgtt ccactgagcg tcagaccccg tagaaaagat caaaggatct tcttgagatc 1800
ctttttttct gcgcgtaatc tgctgcttgc aaacaaaaaa accaccgcta ccagcggtgg 1860
tttgtttgcc ggatcaagag ctaccaactc tttttccgaa ggtaactggc ttcagcagag 1920
cgcagatacc aaatactgtc cttctagtgt agccgtagtt aggccaccac ttcaagaact 1980
ctgtagcacc gcctacatac ctcgctctgc taatcctgtt accagtggct gctgccagtg 2040
gcgataagtc gtgtcttacc gggttggact caagacgata gttaccggat aaggcgcagc 2100
ggtcgggctg aacggggggt tcgtgcacac agcccagctt ggagcgaacg acctacaccg 2160
aactgagata cctacagcgt gagctatgag aaagcgccac gcttcccgaa gggagaaagg 2220
cggacaggta tccggtaagc ggcagggtcg gaacaggaga gcgcacgagg gagcttccag 2280
ggggaaacgc ctggtatctt tatagtcctg tcgggtttcg ccacctctga cttgagcgtc 2340
gatttttgtg atgctcgtca ggggggcgga gcctatggaa aaacgccagc aacgcggcct 2400
ttttacggtt cctggccttt tgctggcctt ttgctcacat gttctttcct gcgttatccc 2460
ctgattctgt ggataaccgt attaccgcct ttgagtgagc tgataccgct cgccgcagcc 2520
gaacgaccga gcgcagcgag tcagtgagcg aggaagcgga agagcgcctg atgcggtatt 2580
ttctccttac gcatctgtgc ggtatttcac accgcatatg gtgcactctc agtacaatct 2640
gctctgatgc cgcatagtta agccagtata cactccgcta tcgctacgtg actgggtcat 2700
ggctgcgccc cgacacccgc caacacccgc tgacgcgccc tgacgggctt gtctgctccc 2760
ggcatccgct tacagacaag ctgtgaccgt ctccgggagc tgcatgtgtc agaggttttc 2820
accgtcatca ccgaaacgcg cgaggcagca gatcaattcg cgcgcgaagg cgaagcggca 2880
tgcataatgt gcctgtcaaa tggacgaagc agggattctg caaaccctat gctactccgt 2940
caagccgtca attgtctgat tcgttaccaa ttatgacaac ttgacggcta catcattcac 3000
tttttcttca caaccggcac ggaactcgct cgggctggcc ccggtgcatt ttttaaatac 3060
ccgcgagaaa tagagttgat cgtcaaaacc aacattgcga ccgacggtgg cgataggcat 3120
ccgggtggtg ctcaaaagca gcttcgcctg gctgatacgt tggtcctcgc gccagcttaa 3180
gacgctaatc cctaactgct ggcggaaaag atgtgacaga cgcgacggcg acaagcaaac 3240
atgctgtgcg acgctggcga ttcttctctc atccgccaaa acagccaagc tggagaccgt 3300
ttgacattac cctgttatcc ctagatacat taccctgtta tcccagatga cataccctgt 3360
tatccctaga tgacattacc ctgttatccc agatgacatt accctgttat ccctagatac 3420
attaccctgt tatcccagat gacataccct gttatcccta gatgacatta ccctgttatc 3480
ccagatgaca ttaccctgtt atccctagat acattaccct gttatcccag atgacatacc 3540
ctgttatccc tagatgacat taccctgtta tcccagatga cattaccctg ttatccctag 3600
atacattacc ctgttatccc agatgacata ccctgttatc cctagatgac attaccctgt 3660
tatcccagat gacattaccc tgttatccct agatacatta ccctgttatc ccagatgaca 3720
taccctgtta tccctagatg acattaccct gttatcccag atgacattac cctgttatcc 3780
ctagatacat taccctgtta tcccagatga cataccctgt tatccctaga tgacattacc 3840
ctgttatccc agatgacatt accctgttat ccctagatac attaccctgt tatcccagat 3900
gacataccct gttatcccta gatgacatta ccctgttatc ccagatgaca ttaccctgtt 3960
atccctagat acattaccct gttatcccag atgacatacc ctgttatccc tagatgacat 4020
taccctgtta tcccagataa actcaatgat gatgatgatg atggtcgaga ctcagcggcc 4080
gcggtgccag ggcgtgccct tgggctcccc gggcgcggaa ttccgagg 4128
<210> 2
<211> 41
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
gctagcataa agccaagaaa tcgaaatact ttcaagttac g 41
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
ccatgtacca atgttgcagt 20
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
ggatcctttg ccccagtgtt 20
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 5
cctcggaatt ccgcgcccgg 20
<210> 6
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 6
cccaactggg gtaacctttg agt 23