DE102005029721A1 - Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide) - Google Patents

Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide) Download PDF

Info

Publication number
DE102005029721A1
DE102005029721A1 DE200510029721 DE102005029721A DE102005029721A1 DE 102005029721 A1 DE102005029721 A1 DE 102005029721A1 DE 200510029721 DE200510029721 DE 200510029721 DE 102005029721 A DE102005029721 A DE 102005029721A DE 102005029721 A1 DE102005029721 A1 DE 102005029721A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plasmids
loop
stem
construction
insert
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE200510029721
Other languages
English (en)
Inventor
Markus von Dr. Nickisch-Rosenegk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE200510029721 priority Critical patent/DE102005029721A1/de
Publication of DE102005029721A1 publication Critical patent/DE102005029721A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/64General methods for preparing the vector, for introducing it into the cell or for selecting the vector-containing host

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Funktionalisierte Plasmide (Ankerplasmide) mit klonierbaren und spontan selbstorganisierenden Haltestrukturen für die Immobilisierung an Oberflächen oder die Hybridisierung an Funktionalisierungen sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung beschreibt maßgeblich vier Verfahrensschritte (Klonierung, Generierung heterologer DNA-Einzelstränge, Hybridisierung und Ligation), die in ihrer Kombination zu klonierungsfähigen, spontan selbstorganisierenden Halte-Strukturen ("Stem-Loops") an Standardplasmiden führen. Diese Strukturen sind in der Lage das funktionalisierte Plasmid, über eine einzelsträngige Loop-Sequenz, ortsaufgelöst an Oberflächen zu immobilisieren.
  • In der Nanobiotechnologie oder Molekularbiotechnologie werden unter anderem Biomoleküle, wie Nukleinsäuren oder Proteine oder Teile dieser Moleküle, in vielfältiger Weise genutzt. So können in inzwischen etablierten Analyseverfahren Analyte in Form von Peptiden oder kurzen Nukleinsäuremolekülen an Glasoberflächen (Biochips) ortsaufgelöst immobilisiert werden, um an ihnen intermolekulare Kinetiken mit entsprechenden Liganden in Form von Antikörpern oder DNA-Sonden zu beobachten bzw. auszuwerten (Peptid- oder DNA-Microarrays, Expressionsanalysen).
  • Längere DNA-Moleküle, deren Nukleotidsequenz bekannt ist, können als Struktur dienen, wenn man sie beispielsweise gerichtet auf einer Glasoberfläche immobilisiert. Einzelne kleinere Sequenzbereiche können so ortsaufgelöst adressiert werden.
  • Die Bindung all dieser Nukleinsäuren, wie auch der o. g. Proteine bzw. Peptide auf diesen Biochip-Glasoberflächen, erfolgt in der Regel über endständige Modifikationen, die während der Synthese an diese Moleküle angefügt wurden. Hierbei werden über eine Wechselwirkung mit einem auf der Chipoberfläche befindlichen Reaktionspartner affine oder kovalente Kopplungen erzeugt.
  • Bei komplexeren DNA-Molekülen, wie Plasmiden, lässt sich eine, wie zuvor beschriebene Modifikation, die sich für eine Immobilisierung dieses Moleküls eignet, nur mit sehr großem Aufwand bewerkstelligen und stellt ein einmaliges Ereignis für jedes einzelne Plasmid dar, d. h. diese Modifikation geht nach einer Transfektion des entsprechenden Plasmids mit einer anschließender Klonierung verloren. Um die einzelnen Funktionen bzw. die Komplexität als Solches von Plasmiden in-vitro auf Biochip-Oberflächen zu erhalten, können diese nicht unspezifisch an Oberflächen gekoppelt werden, sondern müssen gezielt und an bestimmten Stellen immobilisiert sein. Nur so ist gewährleistet, dass beispielsweise Enzymwechselwirkungen ungehindert ablaufen können. Auch das Quasi-Fixieren in Gelen oder Polymermatrizes ist den einzelnen Funktionen von Plasmiden abträglich, da Reaktionen durch eine erhöhte Viskosität bzw. eine verlangsamte Diffusion erheblich eingeschränkt sind.
  • Im Folgenden wird eine Verfahren beschrieben, wie Plasmide, durch Einfügen neuer bestimmter Sequenzabschnitte, auf diese Weise als Matritze für eine Polymerase dienen können, die in einer isothermalen, linearen und stetigen Vervielfältigung einen Einzelstrang in Form eines Konkatamers (aneinandergekettete Einzelmoleküle) generiert, das dann in den entsprechenden Sequenzabschnitten (s. o.) klonierbare, selbstorganisierende Halte-Strukturen ("Stem-Loop"-Strukturen) ausbildet. In einer analogen Polymerasereaktion an einem homologen aber unmodifizierten Plasmid als Matritze wird der komplementäre Gegenstrang erzeugt, der nach Hybridisierung mit dem erstgenannten Molekül die neuen Plasmide, zunächst noch als Konkatamere, zum linearen Doppelstrang, vervollständigt und gleichzeitig die "Stem-Loop"-Struktur stabilisiert. Nach einer Verdauung der Konkatamere (vor oder nach der Hybridisierung der Einzelstränge) mit spezifischen Restriktionsendonukleasen in Einzelmoleküle, können diese zu zirkulären, "Stem-Loop"-tragenden Ankerplasmiden ligiert werden.
  • Standardplasmide werden in der Art modifiziert, dass sie in der Lage sind, spontan zwei sich gegenüberliegende Stem-Loop-Strukturen auszubilden (Doppel-Ankerplasmide). Diese Stem-Loop-Strukturen ermöglichen zum Einen die Immobilisierung der Plasmide an einer mit zur Loop-Sequenz komplementären Oligonukleotid-modifizierten Chipoberfläche, als auch die spezifische Detektion dieser Plasmide als Kontrollfunktion der diskreten örtlichen Fixierung auf der Chipoberfläche mittels zur zweiten Loop-Sequenz komplementärer Sonden. Die modifizierten Plasmide werden, nachdem sie mit einem beliebigen zu untersuchenden Gen ligiert wurden, dem unten beschriebenen Verfahren aus heterolog linearer "Rolling-Circle-Amplifikation" und Hybridisierung der heterologen Einzelstränge, mit anschließender Ligation unterzogen. Die im Plasmidgenom intergrierte Stem-Loop-Funktionalität ermöglicht die ortsgebundene Immobilisierung der Plasmide ohne weitere aufwendige Verfahren, wie etwa einer Biotinylierung. Diese Plasmide sind in ihrer Funktion uneingeschränkt.
  • Funktionalisierte Plasmide (Ankerplasmide)
  • Konstruktion von immobilisierbaren Plasmiden (Ankerplasmide) mit Hilfe eines klonierten, teilweise palindromischen Inserts zur Ausprägung von sogenannten Stem-Loop-Strukturen.
  • a) Konstruktion der Oligonukleotide als Bausteine für ein doppelsträngiges DNA-Insert mit dem Potential, eine Stem-Loop-Struktur auszubilden.
  • Um zu vermeiden, dass die palindromischen Oligonukleotid-Moleküle für den Bau des doppelsträngigen DNA-Inserts bereits vor der Klonierung mit sich selbst hybridisieren können, werden zunächst 4 Teil-Oligonukleotide hergestellt:
  • Oligonukleotid 1 besteht, abgelesen in 5'-3'-Richtung, aus einem Teilbereich (geschnitten) einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonukleasen (I), gefolgt von einer variierten repetitiven Sequenz, die als Komplement einen Teilbereich der Stem-Loop-Struktur darstellt (II), gefolgt von einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (III), gefolgt von einer repetitiven Sequenz, die die einzelsträngige Schleife der Stem-Loop-Struktur darstellt (IV) und einem Teilbereich einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (V)(s. Beispiel 1). Die Triphosphate, insbesondere der repetitiven Bereiche werden so gewählt, dass keine interne Hybridisierung des Moleküls auf Grund komplementärer Abschnitte erfolgen kann. Zudem stehen die Basen G und C der repetitiven palindromischen Sequenz in einem speziell ausgewogenen Verhältnis, das eine Kontrollsequenzierung des Klonierungserfolges zulässt (keine langen "Stretches").
  • Oligonukleotid 2 ist komplementär zu Oligonukleotid 1 und besteht, abgelesen in 5'-3'-Richtung des Molekülsinns, aus einer repetitiven Sequenz, die die Hälfte der Schleifensequenz von Oligonukleotid 1 umfasst (i), gefolgt von einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (ii), gefolgt von einer variierten repetitiven Sequenz, die als Komplement einen Teilbereich der Stem-Loop-Struktur darstellt (iv), gefolgt von einem Teilbereich einer Restriktions-Endonukleasen-Erkennungsstelle (v)- s. Beispiel 2.
  • Oligonukleotid 3 besteht, abgelesen in 5'-3'-Richtung des Molekülsinns, aus einem Teilbereich einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (A), gefolgt von einer variierten repetitiven Sequenz, die als Komplement einen Teilbereich der Stem-Loop-Struktur darstellt (B), gefolgt von einem Teilbereich einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (C)- s. Beispiel 3.
  • Oligonukleotid 4 ist komplementär zu Oligonukleotid 3 und besteht, abgelesen in 5'-3'-Richtung des Molekülsinns, aus einem Teilbereich einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (a), gefolgt von einer variierten repetitiven Sequenz, die als Komplement einen Teilbereich der Stem-Loop-Struktur darstellt (b), gefolgt von einer Erkennungsstelle für eine Restriktionsendonuklease (c), gefolgt von einer repetitiven Sequenz, die die einzelsträngige Schleife der Stem-Loop-Struktur darstellt (d) – siehe Beispiel 4.
  • b) Konstruktion eines teilweise palindromischen Inserts mit Schleifensequenz aus oben beschriebenen Oligonukleotiden
  • Um die Konstruktion des Stem-Loop-Inserts abzuschließen, werden die Oligonukleotide 1 und 2 zu einem doppelsträngigen Molekül hybridisiert; der gleichen Prozedur werden die beiden Oligonukleotide 3 und 4 unterzogen. Die beiden Oligonukleotide 2 und 3 sind an ihren 5'-Enden phosphoryliert, um die nun folgende Ligation der beiden doppelsträngigen Teil-Moleküle aus 1 und 2 bzw. 3 und 4 zum kompletten Insert zu ermöglichen; die beiden Oligonukleotide 1 und 4 sind nicht am 5'-Ende phosphoriliert, um zu verhindern, dass zwei Teilinserts des selben Typs an den Klonierungsstellen, die für die spätere Klonierung in das Plasmid benötigt werden, ligieren. Bei der endgültigen Klonierung des kompletten Inserts in das Plasmid genügen die Phosphate an den offenen Schnittstellen des Vektors. Die langen 3'-Überhänge der doppelsträngigen Ligationspartner erlauben, neben den Standard-Protokollen, eine stringente und zuverlässige Ligation bei Temperaturen > 30 °C mit thermostabilen Ligasen. Das fertig ligierte Insert weist nun 2 die Loop-Sequenz flankierende Restriktionsschnittstellen auf, die es ermöglichen, diese Loop-Sequenz, später, im ligierten Plasmid auszutauschen.
  • Insertkonstrukt mit o. g. Beispiel-Oligonukleotiden
  • Das Insert kann hier über die Restriktionsschnittstellen Kpn I und Sal I gerichtet in ein Plasmid kloniert werden (s. Beispiel 5).
  • Bei der Konstruktion der zugrundeliegenden Oligonukleotide (siehe a)) werden die letztgenannten Erkennungssequenzen der Restriktions-Endonukleasen entsprechend berücksichtigt, d. h. diese werden zuvor bei der Linearisierung des Ursprungsplasmides eliminiert, bzw. sind nicht vorhanden, um die Einmaligkeit der Schnittstellen zu wahren. Die endgültige gerichtete Ligation in ein entsprechend linearisiertes Plasmid erfolgt nach Standard-Protokollen. Hierfür werden konventionelle gentechnische Sicherheits-Plasmide aus bakteriellen, Hefe- oder eukaryontischen Zellen in ihrer Multicloning-Site über einen Restriktionsverdau mit zwei unterschiedlichen Restriktions-Endonukleasen linearisiert, um das Insert gerichtet hinein zu ligieren. Der Doppelverdau des Plasmids erleichtert zudem die Klonierung, da eine Religation der linearisierten Plasmide verhindert wird.
  • c) Konstruktion der Doppel-Stem-Loop-Plasmide aus 2 aneinanderligierten, wie unter b) beschriebenen "Stem-Loop-Plasmiden"
  • Analog der unter b) beschriebenen Methode wird ein zweites Stem-Loop-Plasmid (B) erzeugt, mit dem Unterschied, dass im mittleren Bereich des Inserts (Loop-Sequenz) der GT-Repeat des ersten Stem-Loop-Plasmids (A, siehe b)) im Sense-Strang durch ein gleich langen GA-Repeat ersetzt wird sowie im komplementären Bereich der CA-Repeat durch einen CT-Repeat.
  • Beide Stem-Loop-Plasmide werden nach folgendem Schema ligiert (s. 1).
  • Drei benachbarte Restriktionsschnittstellen der Multicloning-Site der Plasmide werden in der Form verwendet, dass Plasmid A über den Verdau der Schnittstellen 1 und 2 linearisiert wird, Plasmid B über die Schnittstellen 2 und 3, wobei bei einem der beiden Plasmide die Multicloning-Site dabei bestmöglich entfernt wird. Hierdurch wird die Einmaligkeit einer gewissen Anzahl von Restriktionsschnittstellen in dem neuen "Doppelplasmid" gewährleistet (beachte: spätere Klonierung zu exprimierender Gene).
  • Die erste Ligation erfolgt jeweils an den beiden Schnittstellen 2 der beiden Plasmide. Die zyklisierende Ligation erfolgt mit Hilfe eines Linkers (2 hybridisierte komplementäre Oligonukleotide, die durch entsprechende Konstruktion als kurzer Doppelstrang an seinen Enden eine Schnittstelle 1 und 3 anbietet). Nur die A-B-Ligationsprodukte lassen sich über den Linker zyklisieren. Bei zwei ligierten Plasmiden des gleichen Typs fehlt jeweils eine zum Linker passende Schnittstelle. Zusätzlich kann die erfolgreiche Ligation des heterogenen Doppel-Stem-Loop-Plasmids (C) über die Schnittstellen a und b bzw. alle nur noch einfach vorhandenen Schnittstellen (s. o.) überprüft werden. Das Doppel-Plasmid lässt sich durch einen Restriktionsverdau an a oder b linearisieren. Diese Konstruktion gewährleistet die maximale Entfernung der beiden Stem-Loop-Sequenzen (X) an sich gegenüberliegenden Seiten.
  • d) Gewinnung und Isolation von Stem-Loop-tragenden Plasmiden
    • d.1) Die, wie beschrieben, durch Ligation veränderten Plasmide können für verschiedene Transfektionsexperimente nach Standard-Protokollen in entsprechende Wirtszellen transformiert und vermehrt werden (Klonierung).
  • Nach einer Ligation mit einem spezifischen Zielgen werden diese rekombinanten Plasmide in entsprechend großen und verwertbaren Molaritäten über NaOH-Denaturierung in einzelsträngige DNA-Moleküle getrennt und in diesem Zustand durch Vakuumtrocknung konserviert. Ein unverändertes Ursprungs-Plasmid, in das das gleiche Zielgen kloniert wurde (ohne o. g. Stem-Loop-Insert), wird auf die gleiche Art denaturiert und parallel zu dem Stem-Loop-Plasmid weiterverarbeitet.
  • Diese trockene DNA beider Plasmide wird in einem im Folgenden beschriebenen Reaktionsansatz resuspendiert und selektiv linear vermehrt:
    Es erfolgt ein Annealing mit nur einem Primer (Standard-Primer des entsprechenden Plasmids) an den NaOH-denaturierten Einzelsträngen, mit anschließender Synthese des DNA-Gegenstranges. Hierbei wird eine Polymerase eingesetzt, die über eine sogn. Strand-Displacement-Aktivität verfügt (Bsp.: rBst-Polymerase, Vent-Polymerase, rTth-Polymerase, phi29- Polymerase). Dadurch wird am zirkulären Plasmid ein lineares einzelsträngiges Konkatamer des Gegenstranges synthetisiert. Ein komplementäres Oligonukleotid "CC" (CC = complementary cutter), das über eine entsprechend gewählte Restriktionsschnittstelle hybridisiert und so an der Stelle eine (s. u.) doppelsträngige Restriktionsschnittstelle erzeugt, ermöglicht die Generierung linearer Einzelstränge des ursprünglichen Matrizenplasmids aus dem vorliegenden synthetisierten Konkatamer. In den meisten Fällen erfolgt ein Restriktionsverdau an den entsprechenden Schnittstellen auch ohne CC, da doppelsträngige Schnittstellen auch dadurch erzeugt werden, dass sich homologe Schnittstellensequenzen (Palindrome) aus benachbarten Molekülen des Konkatamereinzelstrangs komplementär anlagern (hybridisieren). Dabei entsteht eine kurze, doppelsträngige Erkennungssequenz für eine Restriktionsendonuklease und es kann dann dort mit dem passenden Restriktionsenzym geschnitten werden.
  • In einem weiteren Reaktionsansatz werden die aus dem o. g. Konkatamer durch Restriktion erzeugten, linearen Stem-Loop-Plasmid-Einzelstränge mit den auf gleiche Weise aus unveränderten Ursprungsplasmiden unter Verwendung des Gegenprimers generierten linearen und zu den Stem-Loop-Molekülen komplementären Einzelsträngen in gleichen Molaritäten vereinigt (1:1) und nach einer 3-minütigen Erwärmung des Reaktionsansatzes auf 98 °C kontrolliert abgekühlt und dabei hybridisiert. Während des Abkühlvorganges bildet sich die Stem-Loop-Struktur spontan aus, insbesondere auf Grund der räumlichen Nähe der palindromischen Sequenzabschnitte. Das doppelsträngige Stem-Loop-Molekül wird schließlich auch dadurch stabilisiert, dass das Molekül mit dem komplementären Einzelstrang, dem der Sequenzabschnitt für den Stem-Loop fehlt, hybridisiert. Mit der erzeugten Schnittstelle aus dem CC-Oligobereich (s. o.), ist das doppelsträngige Molekül an beiden Enden für eine interne Ligation des Einzelmoleküls vorbereitet. Diese erfolgt über die nun gleichartigen offenen Schnittstellen an den Molekülenden. Um die möglicher Weise die Ligation störenden CC-Oligo-Fragmente, die sich noch aus der o. g. Restriktion an den Enden der Einzelstränge befinden können (nach Verwendung), zu eliminieren, wird vorzugsweise mit einer thermostabilen Ligase gearbeitet.
    • d.2) Die unter d.1) beschriebenen Stem-Loop-Plasmide können auch in einem zweiten, alternativen Reaktionsansatz generiert werden.
  • Die rekombinant erzeugten Doppel-Stem-Loop-Plasmide (siehe c)) werden in ausreichenden Mengen (ca. 1–5 μg) linearisiert. Das homologe Doppel-Plasmid ohne die Stem-Loop-Sequenzen wird in gleicher Menge mit der gleichen Restriktionsendonuklease linearisiert.
  • Beide Ansätze werden in gleichen Molaritäten vereinigt (1:1) und nach einer 3-minütigen Erwärmung des Reaktionsansatzes auf 98 °C kontrolliert abgekühlt und dabei re-hybridisiert. Während des Abkühlvorganges bildet sich die Stem-Loop-Struktur spontan aus, insbesondere auf Grund der räumlichen Nähe der palindromischen Sequenzabschnitte. Das doppelsträngige Stem-Loop-Molekül wird schließlich auch dadurch stabilisiert, dass der eben genannte Einzelstrang mit dem komplementären Einzelstrang, dem der Sequenzabschnitt für den Stem-Loop fehlt, hybridisiert. Insgesamt entstehen drei bzw. vier Zustände aus den zuvor Hitze-denaturierten linearen Plasmidmolekülen:
    Die beiden ursprünglichen Formen, d. h. die Doppelplasmide jeweils mit oder ohne die zusätzliche Stem-Loop-Sequenz und Mischformen aus einem Stem-Loop-Einzelstrangmolekül und einem komplementären Einzelstrangmolekül aus dem unveränderten Ursprungsplasmid. Dies ist nur eine Alternative, da hier die Selektion des gewünschten Doppel-Stem-Loop-Plasmids aus dem eben beschriebenen Gemenge einen zusätzlichen Aufwand benötigt.
  • Die bevorzugte Methode zur Erzeugung von Doppel-Stem-Loop-Plasmiden ist unter d.1) beschrieben.
  • Die neue Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die beschrieben Arbeitsweise Sequenzabschnitte kloniert werden können, die ein Potential zur Stem-Loop-Bildung besitzen. Desweiteren kennzeichnet diese Erfindung die spontane Selbstorganisation eben dieser Stem-Loop-Strukturen mit Hilfe des natürlicher Weise vorkommenden Vorgangs der linearen "Rolling-Circle-Amplifikation, die mit einer Polymerase durchgeführt wird, die eine sogenannte Strand-Displacement-Aktivität besitzt. Dadurch kann nach der ersten kompletten Synthese eines zirkulären Nukleinsäuremoleküls, das 5'-Ende des anfänglich eingesetzten Primers abgelöst werden und durch mehrfaches Umrunden der Matrizen-DNA ein vielfaches des ursprünglichen Plasmid-Moleküls linear in einem einzelsträngigen Konkatamer amplifiziert werden, das die Stem-Loop-Strukturen spontan ausbildet.
  • Ein weiteres Kennzeichen dieser Erfindung ist die homologe Synthese des komplementären Gegenstranges zu dem zuvor erzeugten einzelsträngigen Stem-Loop-Nukleinsäure-Konkatamers, zum Zwecke der Stabilisierung des Moleküls in ein doppelsträngiges Stem-Loop-DNA-Molekül. Hierbei kann sowohl das Urprungsplasmid (ohne Stem-Loop-Sequenz), als auch ein geeignetes andersartiges Stem-Loop-Plasmid Verwendung finden, was dazu führt das nur einer der beiden Moleküle des Doppelstranges oder beide eine Stem-Loop-Struktur tragen. Schließlich ist die Erzeugung funktionsfähiger Stem-Loop-tragender, immobilisierbarer und spezifisch detektierbarer Plasmide (Ankerplasmide) als Folge der vorangegangenen Verfahrensschritte und nach einer Ligation von doppelsträngigen Einzelmolekülen, die aus komplementären einzelsträngigen Plasmidsequenz-Konkatameren oder heterologen linearisierten rekombinanten Plasmiden erzeugt wurden, das Hauptalleinstellungsmerkmal dieser Erfindung.
  • Die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren erzeugen sowohl einzelsträngige Konkatamere von Plasmid-DNA mit spontan selbstorganisierenden Stem-Loop-Strukturen, als auch nach Restriktion bzw. Hybridisierung Stem-Loop-tragende einzelsträngige Einzelmoleküle bzw. entsprechende Doppelstränge. Daraus können nach einer Ligation bzw. Religation Stem-Loop-tragende Plasmide erzeugt werden. Diese sind absolut neu und bisher in keiner Weise beschrieben. Diese Plasmide können ohne weitere aufwendige chemische Veränderungen an ihren "mitgebrachten" Haltestrukturen (Stem-Loops, s. o.) immobilisiert werden. Die Plasmide besitzen ihre volle Funktionalität und sind dadurch geeignet auf Biochips oder anderen Oberflächen in-vitro-Experimente an ihnen druchzuführen. Diese immobilisierten Plasmide eröffnen die Möglichkeit ortsaufgelöst auf einem Biochip Transfektionen durchzuführen. Der nach einer Internalisierung des Plasmids in eine Zelle herausragende Stem-Loop ist in seinem Stem-Bereich hinreichen lang, um durch die Zellmembran hindurch zu reichen. Zudem eröffnen die Vorstufen dieser Plasmide, wie die einzelsträngigen Stem-Loop-Konkatamere eine ganze Reihe von Möglichkeiten Nukleinsäurestrukturen auf Oberflächen zu realisieren. Über die Loop-Sequenzen können nach entsprechender Auswahl komplementärer Abschnitte unterschiedliche Moleküle auf vielfältige Weise miteinander verknüpft werden.

Claims (2)

  1. Verfahren zur Konstruktion von funktionalisierten Plasmiden mit klonierbaren und spontan selbstorganisierenden Haltestrukuren für die Immobilisierung an Oberflächen oder die Hybridisierung an Funktionalisierungen (Ankerplasmide), folgende Schritte umfassend: a) Konstruktion der Oligonukleotide als Bausteine für ein doppelsträngiges DNA-Insert mit dem Potential, eine Stem-Loop-Struktur auszubilden; b) Konstruktion eines teilweise palindromischen Inserts mit Schleifensequenz aus den Oligonukleotiden aus Schritt a); c) Konstruktion der Doppel-Stem-Loop-Plasmide aus 2 aneinander ligierten Stem-Loop-Plasmiden aus Schritt b); d) Gewinnung und Isolation von Stem-Loop-tragenden Plasmiden; wobei diese spontan selbstorganisierenden Haltestrukturen in der Lage sind, das funktionalisierte Plasmid über die einzelsträngige Stem-Loop-Sequenz ortsaufgelöst mit Hilfe von einzelsträngigen Nukleinsäuremolekülen oder chemischen Equivalenten an Oberflächen zu immobilisieren oder über diese Loop-Sequenz Funktionalisierungen an das Plasmid zu hybridisieren.
  2. Ankerplasmid, hergestellt mit einem Verfahren nach Anspruch 1.
DE200510029721 2005-06-24 2005-06-24 Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide) Ceased DE102005029721A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510029721 DE102005029721A1 (de) 2005-06-24 2005-06-24 Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510029721 DE102005029721A1 (de) 2005-06-24 2005-06-24 Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005029721A1 true DE102005029721A1 (de) 2006-12-28

Family

ID=37513620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510029721 Ceased DE102005029721A1 (de) 2005-06-24 2005-06-24 Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide)

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005029721A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19826758C1 (de) Darstellung von linearen kovalent geschlossenen DNA-Molekülen als Expressionskonstrukte
DE60116506T2 (de) Methoden und reagenzien für molekulares klonieren
EP1314783B1 (de) Nukleinsäure-Linker und deren Verwendung in der Gensynthese
EP2057176B1 (de) Programmierbare oligonukleotidsynthese
DE10015797B4 (de) Multiplex-Analyse von DNA-Gemischen mittels photolytisch ablesbarer DNA-Chips
DE19953854C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Biopolymeren mit veränderten Eigenschaften
EP1685261B1 (de) Hochparalleler dna-synthesizer auf matrizenbasis
DE69034197T2 (de) Genomische Klonierung und Kartographie
EP3504338B1 (de) Verfahren zur amplifikation von nukleinsäuren und verwendung eines kits zu dessen durchführung
EP2316965B1 (de) Einführung von Sequenzelementen in Nukleinsäuren
WO1999010358A2 (de) Verfahren zum herstellen von nukleinsäurepolymeren
WO2000049142A1 (de) Verfahren zur herstellung von polymeren
DE19812103A1 (de) Verfahren zur Synthese von Nucleinsäuremolekülen
EP1181395A2 (de) Verfahren zur synthese von dna-fragmenten
EP1327682B1 (de) Verfahren zur Herstellung von DNA
EP1668126B1 (de) Verfahren zur in vitro evolution von polypeptiden
EP0534345A2 (de) Verfahren zur spezifischen Herstellung von Ribonukleinsäuren
WO1994029443A1 (de) Analyse von rna sequenzen mittels pcr
WO2019162529A1 (de) Verfahren zur primer-verlängerungsreaktion mit verbesserter spezifität
DE102005029721A1 (de) Verfahren zur Konstruktion klonierbarer und spontan selbstorganisierender Halte-Strukturen in Plasmiden für die Immobilisierung an Oberflächen (Ankerplasmide)
DE60202196T2 (de) Orientationsgerichtete konstruktion von plasmiden
EP3530755B1 (de) Verfahren zum anzeigen des fortschrittes der amplifikation von nukleinsäuren und kit zu dessen durchführung
WO2019162487A1 (de) Verfahren zur selektiven amplifikation von nukleinsäuren und kit zu dessen durchführung
EP2706124B1 (de) Zeitgleicher Nachweis verschiedener Micro-RNA-Biogenese-Formen
EP1123417B1 (de) Verfahren zur exponentiellen amplifikation molekularer matrizen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection