DE102006007778B3 - Method for analyzing multiplex mixtures consisting of nucleic acid amplification products with overlapping detection regions - Google Patents

Method for analyzing multiplex mixtures consisting of nucleic acid amplification products with overlapping detection regions Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der molekularbiologischen Nukleinsäure-Analytik. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Genotypisierung von Nukleinsäuren, insbesondere zur Genotypisierung von Einzelbasenaustauschen ("Single Nucleotide Polymorphisms", SNPs), Mikrosatelliten ("Short Tandem Repeats", STRs) oder Deletions- und Insertionspolymorphismen (DIPs) in Nukleinsäuren aus Amplifikatgemischen, die aus Multiplex-Nukleinsäureamplifikationsverfahren resultieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Kit, mit dem sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen lässt.The present invention relates to the field of molecular biological nucleic acid analysis. In particular, the invention relates to a method for genotyping nucleic acids, in particular for genotyping single base exchanges ("Single Nucleotide Polymorphisms", SNPs), microsatellites ("Short Tandem Repeats", STRs) or deletion and insertion polymorphisms (DIPs) in nucleic acids from amplicon mixtures which result from multiplex nucleic acid amplification procedures. The invention also relates to a kit with which the method according to the invention can be carried out.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der molekularbiologischen Nukleinsäureanalytik. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Genotypisierung von Nukleinsäuren, insbesondere zur Genotypisierung von Einzelbasenaustauschen („Single Nucleotide Polymorphisms", SNPs), Mikrosatelliten („Short Tandem Repeats", STRs) oder Deletions- und Insertionspolymorphismen (DIPs) in Nukleinsäuren aus Amplifikatgemischen, die aus Multiplex-Nukleinsäureamplifikationsverfahren resultieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Kit, mit dem sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen lässt.The The present invention relates to the field of molecular biology Nucleic acid analysis. In particular, the invention relates to a method for genotyping of nucleic acids, in particular for the genotyping of single base exchanges ("Single Nucleotide Polymorphisms ", SNPs), microsatellites ("Short Tandem Repeats ", STRs) or deletion and insertion polymorphisms (DIPs) in nucleic acids Amplification mixtures consisting of multiplex nucleic acid amplification result. Furthermore, the invention relates to a kit with which the inventive method carry out leaves.

In der molekularbiologischen Nukleinsäureanalytik werden Unterschiede in der Sequenz der DNS nachgewiesen. Innerhalb von homologen DNS-Abschnitten zwischen unterschiedlichen Spezies bzw. Individuen einer Spezies (Population) stellen sich diese als längere definierte Sequenzunterschiede, Einzelbasenaustausche („Single Nucleotide Polymorphisms", SNPs), Sequenzinversionen, Chromosomentranslokationen oder DNS-Deletionen bzw. -Insertionen dar. Letztere gehen mit einem Längenunterschied der untersuchten DNS-Region einher und lassen sich wiederum unterteilen in einfache DNS-Deletionen und -insertionen („Deletion Insertion Polymorphisms", DIPs) oder repetitive DNS-Elemente wie Minisatelliten, Mikrosatelliten, SINE, LINE, Telomere. Diagnostisch besonders wichtige Vertreter repetitiver DNS-Elemente sind Mikrosatelliten („Short Tandem Repeats", STRs). STRs sind variable Abschnitte von DNS, die aus direkten, tandemartigen Wiederholungen von 1–10 Basenpaaren (bp) bestehen (Butler, 2005). Die Anzahl der Wiederholungseinheiten von STRs kann zwischen den Individuen einer Art sehr stark variieren, so dass ein STR-Genlokus innerhalb einer Population oft mit mehr als 4 Allelen vertreten ist. Im Gegensatz dazu sind SNPs und DIPs in der Regel nur durch zwei Allele vertreten (biallelisch). In Ausnahmen treten bei SNPs bis zu 4 Allele auf. Durch gleichzeitige Analyse mehrerer genetisch nicht gekoppelter STRs (ca. 8–15) oder SNPs und DIPs (ca. 30–60) können z. B. eindeutige molekulargenetische Identifizierungsmuster (MI, „Genetischer Fingerabdruck") zur Unterscheidung von Individuen erstellt werden. Diese haben sich besonders durchgesetzt in der Forensik (Täternachweis und Gendatenbanken, forensische Spurenanalyse), zur Abstammungsanalyse (Vaterschaftsgutachten), zur Chimerismusanalyse nach Knochenmarktransplantation, in der Tumordiagnostik („Loss of Heterozygosity", LOH) sowie in der Tier- und Pflanzenzucht (z. B. geografische Herkunft und genealogische Abstammung, Inzuchtkontrolle, Unterscheidung von Pflanzensorten). Aus Gründen des Datenschutzes werden für humane MI ausschließlich DNS-Variationen ohne phänotypische Ausprägung genutzt. Die überwiegende Mehrzahl molekulardiagnostischer Anwendungen betrifft jedoch DNS-Variationen, die sich ursächlich oder mittelbar auf einen Phänotyp beziehen lassen. Beispielhaft sei auf den Nachweis von Krankheitserregern oder transgener Organismen, die Tumordiagnostik, die Diagnose von Erbkrankheiten oder Krankheiten mit genetischer Disposition, die Pharmakogenetik bzw. die Charakterisierung von Leistungsmerkmalen in der Tier- und Pflanzenzucht verwiesen.In molecular biology nucleic acid analysis will be different detected in the sequence of DNA. Within homologous DNS sections between different species or individuals of a species (Population) these turn out to be longer defined sequence differences, single base exchanges ("Single Nucleotide Polymorphisms ", SNPs), sequence inversions, chromosome translocations or DNA deletions or -Insertionen. The latter go with a difference in length The investigated DNA region and can be subdivided again into simple DNA deletions and insertions ("deletion insertion polymorphisms", DIPs) or repetitive ones DNA elements such as minisatellites, microsatellites, SINE, LINE, telomeres. Diagnostically particularly important representatives of repetitive DNA elements are microsatellites ("Short Tandem Repeats ", STRs). STRs are variable sections of DNA that result from direct, tandem-like repetitions from 1-10 Base pairs (bp) exist (Butler, 2005). The number of repeat units of STRs can vary greatly between individuals of a species, so that an STR gene locus within a population often with more is represented as 4 alleles. In contrast, SNPs and DIPs usually only represented by two alleles (biallelic). In exceptions up to 4 alleles occur in SNPs. By simultaneous analysis multiple genetically uncoupled STRs (approximately 8-15) or SNPs and DIPs (ca. 30-60) can z. B. unique molecular genetic identification patterns (MI, "Genetics Fingerprint") to distinguish between individuals. These have become particularly enforced in forensics (perpetrator and genetic databases, forensic trace analysis), for parentage analysis (paternity report), for chimerism analysis after bone marrow transplantation, in tumor diagnostics ("Loess of heterozygosity ", LOH) and in animal and plant breeding (eg geographical origin and genealogical descent, inbreeding control, distinction from Plant varieties). For reasons of privacy will be for human MI exclusively DNA variations without phenotypic shaping used. The predominant However, a majority of molecular diagnostic applications involve DNA variations, the causative or indirectly to a phenotype can be obtained. An example is the detection of pathogens or transgenic organisms, tumor diagnosis, diagnosis of Hereditary diseases or diseases with genetic disposition that Pharmacogenetics or the characterization of performance features referenced in animal and plant breeding.

Ein wichtiger Verfahrensschritt zum Nachweis genetischer Variationen besteht in der gezielten Vervielfältigung (Amplifikation) der ausgewählten DNS-Sequenzen, um die Empfindlichkeitsschwelle eines nachgeschalteten physikalisch-chemischen Analysesystems zu erreichen (Prinzip der selektiven Signalverstärkung). Die am häufigsten genutzte Technologie zur DNS-Amplifikation ist die Polymerasenkettenreaktion (PCR) ( US 4,683,195 ). Bei diesem enzymchemischen Verfahren werden die vorbestimmten Zielseguenzen, welche z. B. speziesspezifische Sequenzen oder genetische Variationen enthalten, aus dem DNS-Probenmaterial selektiv unter Verwendung thermostabiler DNS-abhängiger DNS-Polymerasen vervielfältigt. Die Substratspezifität dieser Enzyme setzt voraus, dass eine einzelsträngige DNS-Matrize und ein daran lokalisierter doppelsträngiger DNS-Bereich vorliegt, der durch Basenpaarung zwischen der DNS-Matrize und einem so genannten PCR-Primer ausgebildet wird. Der PCR-Primer ist ein synthetisches Oligonukleotid (mindestens 6, in der Regel 15–40 Basen) und muss über eine freie 3'-Hydroxylgruppe verfügen, an der in Gegenwart von Desoxyribonukleosidtriphosphaten und Magnesiumionen die Synthese des neuen DNS-Stranges in 5' → 3'-Richtung erfolgt. Durch Kombination von zwei PCR-Primern zu einem PCR-Primerpaar, dessen einzelne Primer jeweils an einen Matrizenstrang der DNS-Zielsequenz und in Bezug auf deren Orientierungen in 3'-Richtung versetzt binden können, erfolgt in einer so genannten lokusspezifischen PCR die exponentielle Amplifikation der dazwischen liegenden DNS-Region. Die PCR ist ein zyklischer Prozess, wobei jeder Zyklus aus mindestens zwei Temperaturschritten, dem Aufschmelzen der doppelsträngigen DNS bei ca. 90–95°C und dem Anlagern sowie dem Verlängern der Primer bei ca. 50–75°C, besteht. Hierfür werden Thermocycler verwendet. Beinhaltet das Amplifikat einer lokusspezifischen PCR einen SNP, so muss für dessen Genotypisierung ein weiterer allelspezifischer Schritt wie z. B. „Allele specific Single Base Extension" (SBE), DNS-Sequenzanalyse (z. B. durch statistischen Kettenabbruch nach Sanger oder durch PyrosequencingTM), „Allelspezifische DNS-Hybridiserung", „Allelspezifische DNS-Sondentechnologie" (z. B. Fluoreszenz-Resonanz-Energietransfersonden für die Echtzeit-PCR) oder „Oligospecific Ligation Assay" (OLA) erfolgen. Alternativ kann auch eine allelspezifische PCR durchgeführt werden, bei der zwei Primer an ihren 3'-Enden je eine allelspezifische Sequenz der DNS-Variation (DIP oder SNP) enthalten und in Kombination mit einem oder zwei weiteren lokusspezifischen Primern zu allelspezifischen Amplifikaten führen (z. B. „Amplification Refractory Mutation System"; ARMSTTM, EP 0 332 435 B2 oder Tetraprimer-ARMS, Ye et al., 2001). Die Amplifikation von Ribonukleinsäuren (RNS), z. B. zum Nachweis RNS-haltiger Viren oder von Boten-RNS (mRNS) und deren Variationen (z. B. SNPs oder Splice-Varianten), gelingt, indem die RNS vor der PCR durch reverse Transkription mittels einer reversen Transkriptase in eine zur RNS-Sequenz komplementäre DNS (cDNS) umgeschrieben wird.An important process step for the detection of genetic variations consists in the targeted duplication (amplification) of the selected DNA sequences in order to reach the sensitivity threshold of a downstream physico-chemical analysis system (principle of selective signal amplification). The most widely used technology for DNA amplification is the polymerase chain reaction (PCR) ( US 4,683,195 ). In this enzyme chemical method, the predetermined Zielseguenzen which z. , Species-specific sequences or genetic variations, from which DNA sample material is selectively amplified using thermostable DNA-dependent DNA polymerases. The substrate specificity of these enzymes presupposes that there is a single-stranded DNA template and a double-stranded DNA region located thereon, which is formed by base-pairing between the DNA template and a so-called PCR primer. The PCR primer is a synthetic oligonucleotide (at least 6, usually 15-40 bases) and must have a free 3'-hydroxyl group, in which, in the presence of deoxyribonucleoside triphosphates and magnesium ions, the synthesis of the new DNA strand into 5 '→ 3'-direction takes place. By combining two PCR primers into a PCR primer pair whose individual primers can each bind to a template strand of the DNA target sequence and with respect to their orientations in the 3 'direction, the exponential amplification of the DNA is carried out in a so-called locus-specific PCR intervening DNS region. The PCR is a cyclic process, each cycle consists of at least two temperature steps, the melting of the double-stranded DNA at about 90-95 ° C and the annealing and extending the primer at about 50-75 ° C. For this purpose, thermal cyclers are used. If the amplificate of a locus-specific PCR contains an SNP, its genotyping must include a further allele-specific step, such as, for example, "Allele Specific Single Base Extension" (SBE), DNA sequence analysis (eg, by Sanger statistical chain termination or by Pyrosequencing ), "allele-specific DNA hybridization,""allele-specific DNA probe technology" (eg. Fluorescence resonance energy transfer probes for real-time PCR) or "Oligospecific Ligation Assay" (OLA). Alternatively, an allele-specific PCR can be carried out, in which two primers each have an allele-specific sequence at their 3 'ends DNA variation (DIP or SNP) and in combination with one or two further locus-specific primers lead to allele-specific amplicons (eg "Amplification Refraction Mutation System", ARMST , EP 0 332 435 B2 or tetraprimer ARMS, Ye et al., 2001). The amplification of ribonucleic acids (RNA), e.g. B. for the detection of RNA-containing viruses or messenger RNA (mRNA) and their variations (eg, SNPs or splice variants), succeeds by the RNA before the PCR by reverse transcription by means of a reverse transcriptase in one to the RNA Sequence complementary DNA (cDNA) is rewritten.

Neben der PCR sind dem Fachmann weitere Verfahren zur lokus- oder allelspezifischen Amplifikation von Nukleinsäurebereichen bekannt, welche teilweise auch isotherm durchgeführt werden können (siehe Reviews von Schweitzer und Kingsmore, 2001; Demidov und Broude, 2004). Zu nennen sind u. a. „Nucleic Acid Sequence Based Amplification" (NASBA; Simpkins et al., 2000), „Ligase Chain Reaction" (LCR; Barany, 1991; in Variationen als Detektionsmethode auch Padlock-Probes genannt), „Loop-mediated Isothermal Amplification of DNA " (LAMP, Notomi et al., 2000) und „Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification" (MLPA; Schouten et al., 2002; Langerak et al., 2005), „Strand Displacement Amplification" (SDA; Little et al., 1999), „Exonential Amplification Reaction" (EXPAR; van Ness et al., 2003) und „Rolling Cycle Amplification " (RCA; Lizardi et al., 1998).Next The PCR are the person skilled in other methods for locus or allele-specific Amplification of nucleic acid regions known, which can also be carried out isothermally in part (see Reviews by Schweitzer and Kingsmore, 2001; Demidov and Broude, 2004). To call are u. a. "Nucleic Acid Sequence Based Amplification "(NASBA; Simpkins et al., 2000)," Ligase Chain Reaction "(LCR; Barany, 1991; in variations as a detection method also Padlock probes called), "loop-mediated Isothermal Amplification of DNA "(LAMP, Notomi et al., 2000) and "Multiplex Ligation-dependent probe amplification "(MLPA; Schouten et al., 2002; Langerak et al., 2005), "Beach Displacement Amplification "(SDA; Little et al., 1999), "Exonential Amplification Reaction "(EXPAR; van Ness et al., 2003) and "Rolling Cycle Amplification "(RCA; Lizardi et al., 1998).

Zur Genotypisierung der so erzeugten DNS-Amplifikate werden anschließend geeignete Detektionsverfahren benötigt. Im Falle von speziesspezifischen DNS-Fragmenten bzw. STRs und DIPs, deren Allele sich durch Längenunterschiede der Amplifikate darstellen, kann dies in DNS-Elektrophoresen erfolgen. Das wichtigste und zurzeit sensitivste elektrophoretische Verfahren für die STR- und DIP-Analytik basiert auf der denaturierenden DNS-Kapillargelelektrophorese in Kombination mit einer Fluoreszenzdetektion der einzelsträngigen DNS-Amplifikate. Hierfür wird je ein Primer für die PCR während seiner chemischen Synthese an seinem 5'-Ende mit einem Fluoreszenzfarbstoff kovalent verknüpft und somit markiert. Kapillargelelektrophoresen lassen sich auch als „Lab-On-A-Chip" miniaturisieren (Lin et al., 2005). Alternativ können jedoch auch unmarkierte STR- und DIP-Amplifikate in geeigneten Flachgelen durch postelektrophoretische Färbetechniken auf der Basis von Farbstoffen, die selektiv an DNS binden (z. B. Ethidiumbromid, Sybr Green, Sybr Gold), oder durch Färbung mit Stains All bzw. Silberabscheidung (Silberfärbung) dargestellt werden. Zur Genotypisierung von DIPs und SNPs sind ebenfalls verschiedene Verfahren beschrieben (siehe Übersichtsartikel z. B. Syvänen, 2001 und Kwock, 2003). Hierbei müssen so genannte markierungsfreie Verfahren (z. B. Massenspektrometrie oder Oberflächen-Plasmonen-Resonanz) von solchen unterschieden werden, die Markierungen, z. B. in Form von Fluorophoren (z. B. Fluoreszenz oder Fluoreszenz-Ressonanz-Energietransfer (FRET)), Biotin (z. B. indirekt colorimetisches Verfahren über Steptavidin und Alkalische Phosphatase), Haptenen (z. B. in Verbindung mit einem Enzym-Immunoassay) oder Goldnanopartikeln (Absorptionsspektroskopie in Kombination mit reduktiver Silberabscheidung auf DNS-Hybridisierungs-Chips; Clondiag, Jena, Deutschland) erfordern. Die genannten Markierungen werden durch organisch chemische Synthese kovalent an PCR-Primer und DNS-Sonden gebunden oder z. B. während der SBE mittels fluoreszenzmarkierter Didesoxyribonukleotidtriphosphate eingebaut.to Genotyping of the DNA amplificates produced in this way subsequently become suitable detection methods needed. In the case of species-specific DNA fragments or STRs and DIPs whose Allele by length differences represent the amplificates, this can be done in DNA electrophoreses. The most important and currently most sensitive electrophoretic methods for the STR and DIP analysis is based on denaturing DNA capillary gel electrophoresis in combination with fluorescence detection of the single-stranded DNA amplicons. Therefor is ever a primer for the PCR during its chemical synthesis at its 5 'end with a fluorescent dye covalently linked and thus marked. Capillary gel electrophoreses are also possible miniaturize as "lab-on-a-chip" (Lin et al., 2005). Alternatively you can but also unlabelled STR and DIP amplificates in suitable flat gels by post-electrophoretic staining techniques based on dyes that selectively bind to DNA (eg. Ethidium bromide, Sybr Green, Sybr Gold), or by staining with Stains All or silver deposition (silver staining) are shown. For the genotyping of DIPs and SNPs are also different Methods described (see review article z. Syvänen, 2001 and Kwock, 2003). Here you have to so-called label-free methods (eg mass spectrometry or Surface plasmon resonance) of such be distinguished, the markers, z. In the form of fluorophores (eg fluorescence or fluorescence resonance energy transfer (FRET)), biotin (eg indirect colorimetric method via streptavidin and alkaline Phosphatase), haptens (eg in conjunction with an enzyme immunoassay) or Gold nanoparticles (absorption spectroscopy in combination with reductive Silver deposition on DNA hybridization chips; Clondiag, Jena, Germany) require. The above marks are made by organic chemical Synthesis covalently bound to PCR primers and DNA probes or z. During the SBE by means of fluorescence-labeled dideoxyribonucleotide triphosphates built-in.

Entscheidend ist, dass die Detektionseinheit des verwendeten Analysegerätes eine eindeutige Trennung der Allele durch Zuweisung definierter Detektionsbereiche erlaubt. So verfügen z. B. Fluorometer in Sequenzierautomaten oder Echtzeit-PCR-Thermocylern zurzeit über zwei bis fünf Farbkanäle, um geeignete Fluorophore zu unterscheiden. Alternativ kann ein allelspezifischer Trennschritt erfolgen. Hierfür sind massenspektrometische und elektrophoretische Verfahren sowie adressierbare Mikrosphären („Microspheres", „Beads") in Kombination mit Durchflusszytometern oder DNS-Chips (DNS-Arrays) beschrieben. Als Adressierungsfunktion für Mikrosphären und DNS-Chips können beispielsweise so genannte „Universal Sequence Tags" (Hirschhorn et al., 2000), d. h. spezifische oder kombinatorisch erzeugte und von einander verschiedene artifizielle Sequenzen von ca. 6 bis 50 Basen kovalent gebunden an das 5'-Ende von SBE-Primern oder allelspezifischen PCR-Primern, genutzt werden. Weitere Adressierungfunktionen in kovalenter Bindung mit Primern sind Liganden wie Biotin, Digoxigenin (Roche Diognostics, Basel, CH) oder andere Haptene in Kombination mit Steptavidin oder spezifischen Antikörpern bzw. Derivaten von diesen. Dem Fachmann ist ferner bekannt, dass Oberflächen von ferromagnetischen Partikeln mit entsprechenden molekularen Interaktionspartnern funktionalisiert werden können. Weitere modulare Kombinationen und Varianten zur Trennung von Allelen bzw. deren Detektion beschreiben Syvänen (2001) bzw. Kwock (2003).critical is that the detection unit of the analyzer used a clear separation of the alleles by assignment of defined detection areas allowed. So dispose z. As fluorometers in sequencers or real-time PCR thermocylers currently over two to five color channels to appropriate Distinguish fluorophores. Alternatively, an allele specific Separation step done. Therefor are mass spectrometric and electrophoretic methods as well addressable microspheres ("Microspheres", "Beads") in combination with flow cytometers or DNA chips (DNS arrays) described. As addressing function for microspheres and DNS chips can for example, so-called "universal Sequence Tags "(Hirschhorn et al., 2000), d. H. specific or combinatorially generated and from each other different artificial sequences of about 6 to 50 Bases covalently attached to the 5'-end of SBE primers or allele-specific PCR primers. Other addressing functions in covalent bonding with primers are ligands such as biotin, digoxigenin (Roche Diognostics, Basel, CH) or other haptens in combination with streptavidin or specific antibodies or Derivatives of these. The skilled person is also known that surfaces of ferromagnetic particles with corresponding molecular interaction partners can be functionalized. Further modular combinations and variants for the separation of alleles or their detection is described by Syvänen (2001) and Kwock (2003).

In so genannten Multiplex-Amplifikationen werden in biochemischen Eintopfverfahren gleichzeitig mehrere Zielsequenzen amplifiziert, mit dem Ziel eine simultane Differenzialdiagnostik mehrerer speziesspezifischer DNS-Sequenzen bzw. genetischer Polymorphismen wie SNPs, DIPs oder STRs zu ermöglichen. Grundsätzlich können durch eine solche Verfahrensweise Kosten und Zeit gespart werden. Von besonderer Bedeutung sind jedoch Multiplex-Anwendungen für STRs, DIPs und SNPs bei gerichtsmedizinischen Fragestellungen, bei denen eine geringe Ausgangsmenge an DNS, ihr Degradationsgrad oder die Anwesenheit von PCR-Inhibitoren oft limitierend für den Erfolg der Genotypisierung sind. Weiteres Untersuchungsgut mit limitierender DNS-Ausgangsmenge stellen archäologische und wildbiologische Proben sowie Fruchtwasserbiopsien oder maternale Blutproben zur Pränataldiagnostik dar.In so-called multiplex amplifications, several target sequences are simultaneously amplified in biochemical one-pot methods, with the aim of enabling a simultaneous differential diagnosis of several species-specific DNA sequences or genetic polymorphisms such as SNPs, DIPs or STRs. In principle, such a procedure saves time and money. Of particular importance, however, are multiplexing applications for STRs, DIPs, and SNPs at ge medical questions in which a small initial amount of DNA, their degree of degradation or the presence of PCR inhibitors are often limiting for the success of genotyping. Further specimens with limited DNA output represent archaeological and wild biological samples as well as amniotic fluid biopsies or maternal blood samples for prenatal diagnosis.

Wie oben erläutert ist insbesondere bei der Erzeugung von MIs die gleichzeitige Analyse einer Mindestanzahl genetisch ungekoppelter STRs, DIPs oder SNPs erforderlich. Variable STRs basierend auf Wiederholungseinheiten von 3 bis 7 Basenpaaren stellen den derzeitigen forensischen Standard für DNS-Datenbanken und die Spurenanalytik dar (Butler, 2005). In Multiplex-PCR werden diese vielfach mit DIPs im Amelogeningen kombiniert, welche der Geschlechtsbestimmung dienen (Nakahori et al., 1991). Bei der Auftrennung der PCR-Produktgemische (Amplifikate) von DIPs und insbesondere von hoch variablen STRs in der Kapillargelelektrophorese muss immer eine eindeutige Zuordnung der einzelnen Amplifikate zu den entsprechenden Herkunftsallelen (Ursprungsloki) gewährleistet sein. Hierfür dürfen in der Multiplex-PCR die verschiedenen DIP- und STR-Loki mit gleicher Fluoreszenzmarkierung untereinander keine Überlappungen in den zu erwartenden Produktgrößen aufweisen, d. h. die entstehenden Amplifikationsprodukte mit gleicher Fluoreszenzmarkierung müssen unterschiedliche Längen aufweisen, die es ermöglichen, die generierten Amplifikate elektrophoretisch aufzutrennen und über ihre Längenvariationen den Ursprungsallelen zuzuordnen. Sie sind daher bezüglich ihrer Amplifikatgröße, d. h. ihrer Amplifikationsproduktlänge, nacheinander angeordnet. Dies bedeutet, dass bei Multiplex-Genotypisierungen von STRs unter Verwendung der gleichen Fluoreszenzmarkierung das kleinste potenziell zu erwartende Allel des zweiten STR-Lokus immer größer sein muss als das größte Allel des ersten, das kleinste Allel des dritten STR-Lokus größer als das größte des zweiten. Dies führt zwangsläufig dazu, dass die PCR-Produkte des zweiten oder dritten STR-Lokus eines Farbbereichs Allele mit einer Länge von 200–400 Basen und mehr aufweisen. Die Durchführung einer solchen Analyse ist aber nur dann möglich, wenn auch die Ausgangs-DNS in mindestens dieser Länge vorliegt. Andernfalls erhält man kein PCR-Produkt für diese Allele. Dies trifft vielfach für forensische Spuren mit degradierter DNS zu. Die Eignung der Kapillargelelektrophorese für die Multiplex-STR-Analytik im Spurenbereich ist somit limitiert durch den Platzbedarf der einzelnen STR-Loki und die Anzahl der nutzbaren Farbkänale (zurzeit 3–4, ein Farbkanal ist immer für einen internen Längenstandard vorbehalten), die zur Unterscheidung von Fluoreszenzfarben zur Verfügung stehen. Im Gegensatz zum oben Dargestellten, ist lediglich in dem Fall, in dem die Amplifikate eines STR-Lokus mit einer anderen Fluoreszenzmarkierung versehen sind als die Amplifikate eines zweiten (oder weiteren) Lokus, eine eindeutige Zuordnung überlappender (gleich langer) Amplifikate möglich, solange die Anzahl der verwendeten unterschiedlichen Fluoreszenzmarkierungen nicht die Anzahl der Farbkanäle des Detektors überschreitet. Die dargestellten Rahmenbedingungen definieren die Detektionsbereiche für die einzelnen STR-Loki in diesem Analyseverfahren.As explained above is the simultaneous analysis especially in the generation of MIs a minimum number of genetically uncoupled STRs, DIPs or SNPs required. Variable STRs based on repeating units from 3 to 7 base pairs represent the current forensic standard for DNS databases and trace analysis (Butler, 2005). In multiplex PCR will be this often combined with DIPs in Amelogeningen, which the Sex determination (Nakahori et al., 1991). In the separation the PCR product mixtures (amplificates) of DIPs and in particular Of highly variable STRs in capillary gel electrophoresis must always a clear assignment of the individual amplificates to the corresponding ones Guaranteed originals (original loci). For this purpose may in the multiplex PCR the different DIP and STR loci with the same fluorescent label no overlaps between each other in the expected product sizes, d. H. the resulting amplification products with the same fluorescent label have to different lengths which make it possible to to separate the generated amplified products electrophoretically and via their variations in length attributable to the source alleles. They are therefore regarding theirs Amplificate size, d. H. their amplification product length, arranged one after the other. This means that in multiplex genotyping of STRs using the same fluorescent label the smallest potentially expected allele of the second STR locus must always be larger as the biggest allele of the first, the smallest allele of the third STR locus greater than the largest of the second. this leads to inevitably that the PCR products of the second or third STR locus of a Color range alleles with a length from 200-400 Have bases and more. The implementation of such an analysis but only possible although the starting DNA is present in at least this length. Otherwise receives you do not have a PCR product for these alleles. This often applies to forensic traces with degraded DNS too. The suitability of capillary gel electrophoresis for multiplex STR analysis in the trace range is thus limited by the space requirement of the individual STR-Loki and the number of usable color channels (currently 3-4, one color channel is always for an internal length standard reserved), which are available to distinguish between fluorescent colors. In contrast to the above, only in the case in which the amplificates of an STR locus with a different fluorescent label are provided as the amplificates of a second (or further) Locus, a unique mapping of overlapping (equal length) amplicons possible, as long as the number of different fluorescent labels used is not the number of color channels of the detector. The illustrated conditions define the detection areas for the single STR-Loki in this analysis method.

Die entscheidenden Nachteile aller bisher beschriebenen Methoden zur Genotypisierung bestehen darin, dass sie DNS-Probenmaterial verbrauchen, welches für eine spätere STR-Analytik nicht mehr zur Verfügung steht, und dass sie nur eine begrenzte Anzahl an unterschiedlichen Loki pro Reaktionsansatz gleichzeitig analysieren können. Somit können z. B. die häufigsten Allele der derzeit üblichen 8 STR-Loki der Deutschen DNS-Datenbank des Bundeskriminalamtes bzw. die 13 des Combined DNA Index System (CODIS) des Federal Bureau of Investigations (FBI, USA) nicht in einer spurentauglichen Multiplex-PCR unter 300 Basen dargestellt werden. Zusätzliche Einschränkungen ergeben sich daraus, dass die Anregung der Fluorophore vielfach mit Lasern definierter Anregungswellenlänge erfolgt, wodurch sich für die einzelnen Farbmarkierungen unterschiedliche Sensitivitäten ergeben. Für die Spurenanalytik und ähnlich Anwendungen der STR-Analytik sind deshalb nur besonders sensitive Farbmarkierungen geeignet, wodurch die Multiplex-Fähigkeit des Verfahrens nach dem Stand der Technik noch stärker eingeschränkt wird. Ähnliche Problemstellungen bezüglich der Genotypisierung mehrerer variabler Genloki in Multiplex-Verfahren sind auch bei anderen Analyseverfahren für SNPs, wie z. B. Massenspektrometrie oder PyrosequencingTM gegeben.The major drawbacks of all genotyping methods described so far are that they consume DNA sample material that is no longer available for later STR analysis, and that they can analyze only a limited number of different loci per reaction batch simultaneously. Thus, z. For example, the most common alleles of the current 8 STR-Loki of the German DNA Database of the Federal Criminal Police Office and 13 of the Combined DNA Index System (CODIS) of the Federal Bureau of Investigations (FBI, USA) are not in a trackable multiplex PCR below 300 Bases are shown. Additional limitations arise from the fact that the excitation of the fluorophores often takes place with lasers of defined excitation wavelength, resulting in different sensitivities for the individual color markers. For trace analysis and similar applications of STR analysis, therefore, only particularly sensitive color markings are suitable, which further limits the multiplexing capability of the prior art process. Similar problems regarding the genotyping of multiple variable gene loci in multiplexing methods are also found in other analysis methods for SNPs, such as e.g. As mass spectrometry or Pyrosequencing TM given.

In Anbetracht des vorstehend dargelegten Stands der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einfache, schnelle und kostengünstige Verfahren bereitzustellen, welche die Genotypisierung von sich in einem Detektionsbereich überlappenden Loki in Multiplex-Amplifikationsgemischen ermöglichen.In In view of the above-described prior art, it is Object of the invention, simple, fast and inexpensive process which overlap the genotyping of themselves in a detection area Loki in multiplex amplification mixtures allow.

Die Aufgabe wird durch die in den vorliegenden Patentansprüchen definierten Gegenstände gelöst.The The object is defined by what is stated in the present patent claims objects solved.

Die folgenden Figuren erläutern die Erfindung.The explain the following figures The invention.

1: Schematische Darstellung einer Multiplex-PCR mit überlappenden Detektionsbereichen zur Geschlechtsbestimmung und zur Erzeugung eines molekularen Idendifizierungsmusters in der Forensik. Schematisch dargestellt sind die Detektionsbereiche der einzelnen Genloki in Basenpaaren (bp; senkrechte Balken und mit Zahlen), die durch die gegebenen Primerpaare, die Farbmarkierung und die in der Literatur beschriebenen kleinsten bzw. größten Allele definiert sind. Im unteren Teil der Abbildung sind den Genloki die jeweiligen Farbmarkierungen (6FAM: 6-Carboxyfluorescein; HEX: 4,7,2',4',5',7'-Hexachloro-6-carboxyfluorescein) und Restriktionsendonukleasen (REN), deren Schnittstellen in den 5'-Enden der farbmarkierten Primer durch chemische Synthese eingebaut wurden, zugeordnet. 1 : Schematic representation of a multiplex PCR with overlapping detection areas for sexing and for generating a molecular identification pattern in forensics. Schematically represented are the detection areas of the individual Genloki in base pairs (bp, vertical bars and with numbers), which by the ge given primer pairs, the color coding and the smallest or largest alleles described in the literature are defined. In the lower part of the figure, the Genloki are the respective color labels (6FAM: 6-carboxyfluorescein, HEX: 4,7,2 ', 4', 5 ', 7'-hexachloro-6-carboxyfluorescein) and restriction endonucleases (REN), whose interfaces in the 5 'ends of the color-labeled primers were incorporated by chemical synthesis.

2: Genotypisierung einer Multiplex-PCR mit überlappenden Detektionsbereichen zur Geschlechtsbestimmung und zur Erzeugung eines molekularen Identifizierungsmusters in der Forensik. Schematisch gezeigt sind Elektropherogramme des Größenbereiches 65–150 Basenpaare der in 1 dargestellten Multiplex-PCR, die mittels des Sequenzierautomaten ABI Prism 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Darmstadt, Deutschland) erzeugt wurden. Die Amplifikationsprodukte wurden ohne Restriktionsverdauung (A), nach Verdauung mit EcoRI (B) und nach Verdauuung mit EcoRV (C) elektrophoretisch getrennt. Die Genloki (A-C) sind mit ihren Detektionsbereichen (offene Balken in B und C) über den Elektropherogrammen dargestellt. Die apparenten Fragmentlängen weichen von den theoretischen um ca. 2 bp ab (siehe AM2 in C bzw. 1). Verwendete Abkürzungen sind 6FAM (6-Carboxyfluorescein), HEX (4,7,2',4',S',7'-Hexachloro-6-carboxyfluorescein) und RFE (Relative Fluoreszenzeinheiten). 2 : Genotyping of a multiplex PCR with overlapping detection areas for sexing and for generating a molecular identification pattern in forensics. Schematically shown are electropherograms of the size range 65-150 base pairs of in 1 shown multiplex PCR, which were generated by means of the sequencer ABI Prism 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Darmstadt, Germany). The amplification products were electrophoretically separated without restriction digestion (A), after digestion with EcoRI (B) and after digestion with EcoRV (C). The Genloki (AC) are shown with their detection areas (open bars in B and C) above the electropherograms. The apparent fragment lengths differ from the theoretical by about 2 bp (see AM2 in C and 1 ). Abbreviations used are 6FAM (6-carboxyfluorescein), HEX (4,7,2 ', 4', S ', 7'-hexachloro-6-carboxyfluorescein) and RFE (Relative Fluorescence Units).

Die hier verwendeten Ausdrücke „PCR" oder „Polymerasenkettenreaktion" bezeichnen ein Verfahren zur Primer-basierten DNS-Amplifikation.The As used herein, "PCR" or "polymerase chain reaction" refers to a process for primer-based DNA amplification.

Die hier verwendeten Ausdrücke „RT-PCR" oder „Reverse Transcriptase PCR" oder RT-Polymerasenkettenreaktion bezeichnen ein Verfahren zur Primer-basierten RNS-Amplifikation.The here used terms "RT-PCR" or "reverse Transcriptase PCR "or RT-polymerase chain reaction refer to a method for primer-based RNA amplification.

Hierzu wird eine bestimmte Boten-RNS (mRNS) zunächst mittels einer reversen Transkriptase in komplementäre DNS (cDNS) umgeschrieben. Anschließend erfolgt eine PCR.For this a particular messenger RNA (mRNA) is first transformed by means of a reverse Transcriptase in complementary Rewritten DNS (cDNS). This is followed by a PCR.

Der hier verwendete Ausdruck „Nucleic Acid Sequence Based Amplification" (NASBA) bezeichnet eine Methode der Nukleinsäureamplifikation bei gleichbleibender Temperatur. Die Zielsequenz ist RNS. Der Standardreaktionsansatz enthält T7-RNS-Polymerase, RNase H, reverse Transkriptase (RT), DNS-Polymerase, Ribonukleotidtriphosphate, Desoxyribonukleotidtriphosphate, einen Primer, der außer den zur Ziel-RNS komplementären Nukleotiden an seinem 5'-Ende die Sequenz des T7-RNS-Polymerase-Promotors trägt und einen zur abgelesenen RNS-Sequenz komplementären Gegenprimer (Schweitzer und Kingsmore, 2001).Of the used herein "Nucleic Acid Sequence Based Amplification "(NASBA) refers to a method of nucleic acid amplification at constant temperature. The target sequence is RNA. The standard reaction approach contains T7 RNA polymerase, RNase H, reverse transcriptase (RT), DNA polymerase, ribonucleotide triphosphates, Deoxyribonucleotide triphosphates, a primer other than the complementary to the target RNA Nucleotides at its 5 'end carries the sequence of the T7 RNA polymerase promoter and one to be read RNA sequence complementary Counterprimer (Schweitzer and Kingsmore, 2001).

Der hier verwendete Ausdrücke „LCR", „Ligase Chain Reaction", „OLA" oder „Oligonucleotide Ligation Assay" bezeichnen eine Methode der Nukleinsäureamplifikation, bei der zwei Oligonukleotide (1 und 2) so ausgewählt werden, dass sie ohne Zwischenraum direkt nebeneinander am gleichen DNS-Strang binden. Die im Reaktionsansatz enthaltene Ligase verknüpft die beiden Stränge unter Ausbildung einer Phosphodiesterbindung. Zu einer Amplifikation kommt es, wenn im gleichen Reaktionsansatz zwei weitere Oligonukleotide 3 und 4 enthalten sind, die zu den beiden Oligonukleotiden 1 und 2 komplementär sind (Schweitzer und Kingsmore, 2001).Of the terms used herein "LCR", "ligase Chain Reaction, OLA or oligonucleotide ligation Assay "designate a method of nucleic acid amplification, in which two oligonucleotides (1 and 2) are selected so that they have no gap bind directly next to each other on the same DNA strand. The in the reaction mixture linked ligase linked the two strands with formation of a phosphodiester bond. To an amplification it comes, if in the same reaction mixture two further oligonucleotides 3 and 4, which belong to the two oligonucleotides 1 and 2 complementary are (Schweitzer and Kingsmore, 2001).

Der hier verwendete Ausdruck „Exponential Amplification Reaction" (EXPAR) bezeichnet eine isotherme Methode der Nukleinsäureamplifikation. Hierbei wird in einem Zyklus aus Einzelstrangbruch durch eine „Nicking Endonuklease" und Polymerisation durch eine DNS-Polymerase die Zielsequenz amplifiziert (van Ness et al., 2003).Of the used herein "Exponential Amplification Reaction "(EXPAR) refers to an isothermal method of nucleic acid amplification. This is in a cycle of single-strand break through a "Nicking Endonuclease "and Polymerization by a DNA polymerase amplified the target sequence (van Ness et al., 2003).

Der hier verwendete Ausdruck „Loop-mediated Isothermal Amplification of DNA" (LAMP) bezeichnet eine Methode der Nukleinsäureamplifikation bei gleich bleibender Temperatur. Der Reaktionsansatz enthält u.a. eine DNS-Polymerase, Desoxyribonukleotidtriphosphate und ein Set aus vier Primern, die derart konstruiert sind, dass sie zu sechs verschiedenen distinkten Stellen der Zielsequenz komplementär sind (Notomi et al., 2000).Of the term used here "loop-mediated Isothermal Amplification of DNA "(LAMP) denotes a method of nucleic acid amplification at the same remaining temperature. The reaction mixture contains i.a. a DNA polymerase, Deoxyribonucleotide triphosphates and a set of four primers, the are constructed so as to differentiate six different ones Sites of the target sequence are complementary (Notomi et al., 2000).

Der hier verwendete Ausdruck „Allele Specific Single Base Extension " (SBE) bezeichnet ein Verfahren zur matrizenspezifischen Verlängerung des 3'-Hydroxylendes eines Primers um eine Nukleotidbase unter Verwendung einer DNS Polymerase.Of the term used herein "alleles Specific Single Base Extension "(SBE) refers to a procedure for the extension of the program of the 3'-hydroxyl end a primer around a nucleotide base using a DNA polymerase.

Die hier verwendeten Ausdrücke „STR", „Short Tandem Repeat", „Mikrosatelliten", oder „Simple Sequence" sind synonym und bezeichnen variable Abschnitte von Desoxyribonukleinsäuren (DNS), die aus direkten, tandemartigen Wiederholungen von 1–10 Basenpaaren (bp) bestehen (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/). STRs werden auch als Spezialformen der Deletions- und Insertions-Polymorphismen („DIPs" oder „InDels") betrachtet, da sie wie diese mit Längenunterschieden des untersuchten DNS-Abschnittes einhergehen. Den Standard für forensische Applikationen stellen heute STR-Loki mit Wiederholungseinheiten bestehend aus 3 bp (z. B. GAT, AAT), 4 bp (z. B. GATA, AAAC), 5 bp (z. B. TAATA, AAAGG), 6 bp (z. B. AGAGAT, AATACC) oder 7 bp (z. B. AAAAACC, GGATTAA). In Populationsstudien werden jedoch auch Unterbrechungen der definierten Wiederholungseinheiten durch Einschübe und Deletionen sowie SNPs beobachtet. Somit umfasst der Detektionsbereich für einen bestimmten STR-Lokus alle messbaren Fragmentlängenunterschiede ≥ 1 bp, welche zwischen dem größten und dem kleinsten beobachteten Allele inklusive dieser möglich sind.The terms "STR", "Short Tandem Repeat", "Microsatellites", or "Simple Sequence" as used herein are synonymous and refer to variable portions of deoxyribonucleic acids (DNA) consisting of direct, tandem repeats of 1-10 base pairs (bp) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/). STRs are also considered to be special forms of the deletion and insertion polymorphisms ("DIPs" or "InDels"), since, like them, they are accompanied by differences in length of the analyzed DNA segment. The standard for forensic applications today is STR-Loki with repeating units consisting of 3 bp (eg GAT, AAT), 4 bp (eg GATA, AAAC), 5 bp (eg TAATA, AAAGG), 6 bp (eg AGAGAT, AATACC) or 7 bp (eg AAAAACC, GGATTAA). In population studies, however, interruptions of the defined repeat units by insertions and deletions as well as SNPs are observed. Thus, the detection range for a particular STR locus includes all measurable fragment length differences ≥ 1 bp, which between the largest and the smallest observed alleles including this are possible.

Die hier verwendeten Ausdrücke „DIP" oder „InDel" bezeichnen einfache Deletions- und Insertions-Polymorphismen, die zu Längenunterschieden von etwa 1 bp bis 300 bp, 1 bp bis 200 bp, 1 bp bis 100 bp, vorzugsweise von etwa 1 bp bis 50 bp des untersuchten DNS-Abschnitts führen (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/).The Here used terms "DIP" or "InDel" denote simple Deletion and insertion polymorphisms resulting in differences in length of about 1 bp to 300 bp, 1 bp to 200 bp, 1 bp to 100 bp, preferably from about 1 bp to 50 bp of the analyzed DNA section (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/).

Die hier verwendeten Ausdrücke „SNP" oder „Single Nucleotide Polymorphism" bezeichnen DNS-Variationen basierend auf Einzelbasenaustauschen in der DNS-Sequenz (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/).The here used terms "SNP" or "single Nucleotide polymorphism "refers to DNA variations based on single base exchanges in the DNA sequence (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/).

Der hier verwendete Ausdruck „Detektionsbereich" bezeichnet den analytisch nutzbaren Bereich eines physikalisch-chemischen Verfahrens, in dem die Produkte einer DNS-Amplifikation oder Genotypisierung eindeutig nachgewiesen werden können. Dieser Bereich ist überlappend, wenn z. B. nach einer Multiplex-Amplifikation die Produkte der verschiedenen amplifizierten Genloki nicht eindeutig voneinander zu unterscheiden bzw. nicht eindeutig zuzuordnen sind, z. B. wenn die Produkte eine gleiche Fragmentlänge aufweisen.Of the As used herein, "detection range" refers to the analytic usable range of a physicochemical process in which the products of DNA amplification or genotyping clearly can be detected. This area is overlapping, if z. B. after a multiplex amplification, the products of various amplified Genloki are not clearly distinguishable from each other or not clearly assigned, z. B. if the products a same fragment length exhibit.

Der hier verwendete Ausdruck „Primer" bezeichnet einzelsträngige DNS-Oligonukleotide, die mit einer einzelsträngigen DNS- oder RNS-Matrize eine spezifische Hybridisierung unter Ausbildung einer DNS-Doppelhelix oder DNS-RNS-Doppelhelix eingehen und ein freies 3'-OH-Ende besitzen. Diese molekulare Primer-Matrizen-Struktur ist als Startmolekül einer DNS- oder RNS-abhängigen DNS-Polymerase geeignet. Die in der PCR verwendeten Primer besitzen eine Länge von 6–50 Basen, wobei sequenzspezifische PCR in der Regel Primer ab ca. 15 Basen erfordern. Bevorzugte Primerlängen sind 10–50, 12–50, 15–50, 15–40, 20–40, 15–35, 15–30 Basen. Zur PCR-Amplifikation der erwünschten DNS-Zielsequenz werden zwei Primer, d. h. ein so genanntes Primerpaar, so entworfen, dass der eine Primer dieses Primerpaars die zu amplifizierende DNS-Zielsequenz in 5'-Richtung in einem Abstand von 1 bis 550, bevorzugt 1 bis 350 Basenpaaren flankiert und dort an den kodierenden DNS-Strang hybridisiert, und der zweite Primer des Primerpaars die zu amplifizierende DNS-Zielsequenz in 3'-Richtung in einem Abstand von 1 bis 550, bevorzugt 1 bis 350 Basenpaaren flankiert und dort an den nicht-kodierenden DNS-Strang hybridisiert.Of the As used herein, "primer" refers to single-stranded DNA oligonucleotides, those with a single-stranded DNA or RNA template a specific hybridization under training a DNA double helix or DNA RNA double helix and enter free 3'-OH end have. This molecular primer-template structure is the starting molecule of a DNS- or RNA-dependent DNA polymerase suitable. Own the primers used in the PCR a length from 6-50 Bases, where sequence-specific PCR usually primers from about 15 bases require. Preferred primer lengths are 10-50, 12-50, 15-50, 15-40, 20-40, 15-35, 15-30 bases. For PCR amplification of the desired DNA target sequence two primers, i. H. a so-called primer pair, designed so that one primer of this primer pair is the DNA target sequence to be amplified in 5'-direction in one Flanked from 1 to 550, preferably 1 to 350 base pairs and there hybridized to the coding DNA strand, and the second Primer of the primer pair the DNA target sequence to be amplified in 3'-direction in one Flanked from 1 to 550, preferably 1 to 350 base pairs and there hybridized to the noncoding DNA strand.

Der hier verwendete Ausdruck „Multiplex" in Kombination mit PCR, LCR, RCA, NASBA, SDA, EXPAR und LAMP bezeichnet Methoden der Nukleinsäureamplifikation, bei denen unter Verwendung von mehr als einem, z. B. zwei, drei oder vier unterschiedlichen Primerpaar(en) in einem Reaktionsansatz mehr als eine, z. B. zwei, drei oder vier, zu amplifizierende Zielsequenz(en) amplifiziert werden.Of the used herein "multiplex" in combination with PCR, LCR, RCA, NASBA, SDA, EXPAR and LAMP refer to methods of nucleic acid amplification, where using more than one, e.g. B. two, three or four different primer pair (s) in one reaction more as a, z. B. two, three or four, target sequence (s) to be amplified be amplified.

Der hier verwendete Ausdruck „Fluorophor" bezeichnet eine chemische Verbindung, welche in einem angeregten Zustand Energie durch Fluoreszenz emittieren kann. In der molekulargenetischen Diagnostik genutzte Fluorophore sind beispielsweise: 6-Carboxyfluorescein (6FAM), 6-Carboxy-4'-5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 4,7,2',4',5',7'-Hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 5- und 6-Carboxy-X-rhodamin (ROX), 6-Carboxytetramethyl-rhodamin (TAMRA), 6-Carboxy-4,7,2',7'-tetrachloro-fluorescein. (TET) oder 2'-Chloro-5'-fluoro-7',8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED) ( US 6,316,610 ).The term "fluorophore" as used herein refers to a chemical compound capable of emitting energy by fluorescence in an excited state. Fluorophores used in molecular genetic diagnosis include, for example: 6-carboxyfluorescein (6FAM), 6-carboxy-4'-5'-dichloro -2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 4,7,2 ', 4', 5 ', 7'-hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 5- and 6-carboxy-X -rhodamine (ROX), 6-carboxytetramethyl-rhodamine (TAMRA), 6-carboxy-4,7,2 ', 7'-tetrachloro-fluorescein (TET) or 2'-chloro-5'-fluoro-7', 8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED) ( US 6,316,610 ).

Die hier verwendeten Ausdrücke „LOH" oder „Loss of Heterozygosity" bezeichnen die Differenzialdiagnostik bestimmter Tumoren, deren Zellen sich von gesunden Zellen durch den Verlust bestimmter DIP-, SNP- oder STR-Allele unterscheiden.The here used terms "LOH" or "Loss of Heterozygosity " the differential diagnosis of certain tumors whose cells differ from healthy cells through the loss of certain DIP, SNP or STR alleles differ.

Der hier verwendete Ausdruck „FRET" oder „Fluoreszenz-Energie-Resonanz-Transfer" oder „Förster-Energie-Resonanz-Transfer" bezeichnet die strahlungsfreie Übertragung von Photonenenergie von einem angeregten Fluorophor (dem Donor) auf ein anderes Fluorophor (den Akzeptor), wenn der Abstand zwischen beiden nicht mehr als 1–10 nm beträgt.Of the As used herein, "FRET" or "Fluorescence Energy Resonance Transfer" or "Förster Energy Resonance Transfer" refers to radiation-free transfer of photon energy from an excited fluorophore (the donor) to another fluorophore (the acceptor) when the distance between both not more than 1-10 nm is.

Die hier verwendeten Ausdrücke „kovalent verbunden", „kovalent gekoppelt" und „gekoppelt" bezeichnet kovalente organisch-chemische Bindungen.The As used herein, "covalently linked", "covalently coupled "and" coupled "refers to covalent organic-chemical bonds.

Der hier verwendete Ausdruck "Derivate", „Variationen" oder „Polymorphismen" bezeichnet Nukleinsäuresequenzen, die eine oder mehrere Deletionen, Substitutionen, Additionen, Insertionen und/oder Inversionen aufweisen. Bei einer Deletion handelt es sich um einen terminalen oder intramolekularen Verlust eines oder mehrer Nukleotide aus einer Nukleotidsequenz. Bevorzugt sind Deletionen von 1 bis 10.000 Nukleotiden, 1 bis 5.000 Nukleotiden, 1 bis 1.000 Nukleotiden, 1 bis 300 Nukleotiden und 1 bis 50 Nukleotiden. Bei einer Substitutionen handelt es sich um den Austausch eines Nukleotids gegen ein anderes, beispielsweise den Austausch eines A gegen ein T, C oder G, eines T gegen ein A, C oder G, eines C gegen ein A, T oder G, eines G gegen ein A, T oder C in einer Nukleotidsequenz, wobei A Adenosin, T Thymidin, C Cytosin und G Guanosin bedeutet. Bei einer Addition handelt es sich um einen terminalen (am 5'- und/oder am 3'-Ende der Nukleinsäure) und bei einer Insertion um einen intramolekularen Zugewinn eines oder mehrer Nukleotide in einer Nukleotidsequenz. Bevorzugt sind Additionen und Insertionen von 1 bis 10.000 Nukleotiden, 1 bis 5.000 Nukleotiden, 1 bis 1.000 Nukleotiden, 1 bis 300 Nukleotiden und 1 bis 50 Nukleotiden. Bei einer Inversion handelt es sich um die Sequenzumkehr eines Fragments einer Nukleinsäure innerhalb der Nukleinsäure, wobei die Länge des invertierten Fragments 1 bis 10.000 Nukleotide, 1 bis 5.000 Nukleotide, 1 bis 1000 Nukleotide, 1 bis 300 Nukleiotiden und 1 bis 50 Nukleotiden beträgt.The term "derivatives", "variations" or "polymorphisms" as used herein refers to nucleic acid sequences having one or more deletions, substitutions, additions, insertions and / or inversions. A deletion is a terminal or intramolecular loss of one or more nucleotides from a nucleotide sequence. Preferred are deletions of 1 to 10,000 nucleotides, 1 to 5,000 nucleotides, 1 to 1,000 nucleotides, 1 to 300 nucleotides and 1 to 50 nucleotides. A substitution is the replacement of one nucleotide for another, for example the replacement of an A for a T, C or G, a T for an A, C or G, a C for an A, T or G, a G against an A, T or C in a nucleotide sequence, wherein A is adenosine, T is thymidine, C is cytosine and G is guanosine. An addition is a terminal (at the 5 'and / or the 3' end of the nucleic acid) and an insertion by an intramolecular gain of one or more nucleotides in a nucleotide sequence. Preference is given to additions and insertions of 1 to 10,000 nucleotides, 1 to 5,000 nucleotides, 1 to 1,000 nucleotides, 1 to 300 nucleotides and 1 to 50 nucleotides. An inversion is the sequence reversal of a fragment of a nucleic acid within the nucleic acid, wherein the length of the inverted fragment is 1 to 10,000 nucleotides, 1 to 5,000 nucleotides, 1 to 1,000 nucleotides, 1 to 300 nucleotides and 1 to 50 nucleotides.

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf Multiplex-Nukleinsäure-Amplifikations- und Detektionstechniken, mit denen mehr als eine Zielsequenz oder Nukleinsäurevariation in Form von speziesspezifischer DNS, SNPs, DIPs oder STRs gleichzeitig genotypisiert werden. Dabei werden zwei oder mehrere variable, sich in einem Detektionsbereich überlappende Loki für speziesspezifische DNS, beispielsweise STRs, DIPs und SNPs, in einem einzigen Reaktionsansatz zunächst allel- oder lokusspezifisch amplifiziert. In einem nachfolgenden enzymatischen, chemischen oder physikalischen Reaktionsschritt wird daraufhin die Anzahl der längenmäßig überlappenden Amplifikationsprodukte der zu genotypisierenden Loki solcherart selektiv reduziert, dass die verbleibenden Amplifikationsprodukte anschließend mit geeigneten Detektionsverfahren eindeutig allel- oder lokuspezifisch analysiert werden können.The inventive method based on multiplex nucleic acid amplification and detection techniques that involve more than one target sequence or nucleic acid variation in the form of species-specific DNS, SNPs, DIPs or STRs simultaneously be genotyped. There are two or more variable ones overlapping in a detection area Loki for species-specific DNS, such as STRs, DIPs, and SNPs, in a single reaction first allelic or locus specific amplified. In a following enzymatic, chemical or physical reaction step then the number of lengthwise overlapping Amplification products of genotyping Loki such kind selectively reduces that remaining amplification products subsequently with suitable detection method clearly allelic or locus specific can be analyzed.

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Genotypisierung von Nukleinsäuren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

  • a) Mischen einer isolierten Probe, deren Nukleinsäuren genotypisiert werden soll, mit zwei oder mehr Primerpaaren, wobei jeweils ein Primer eines der zwei oder mehr Primerpaare oder die jeweils zwischen den Primern der zwei oder mehr Primerpaare liegende Nukleinsäuresequenz mindestens eine Nukleinsäuresequenzmodifikation umfasst,
  • b) Amplifizieren der zu genotypisierenden Nukleinsäuren unter gleichzeitiger Erzeugung von zwei oder mehr verschiedenen Amplifikaten im Reaktionsgemisch mittels der zwei oder mehr Primerpaare, wobei die Amplifikate die mindestens eine Nukleinsäuremodifikation umfassen,
  • c) Verteilen des Reaktionsgemischs aus Schritt b) auf zwei oder mehrere Reaktionsgefäße,
  • d) Inkubieren der in den zwei oder mehr Reaktionsgefäßen vorliegenden Reaktionsgemische mit verschiedenen Nukleinsäure-spaltenden Enzymen, Enzymgemischen und/oder Chemikalien und/oder physikalische Behandlung der in den zwei oder mehr Reaktionsgefäßen vorliegenden Reaktionsgemische, wobei die Nukleinsäure-spaltenden Enzyme, Enzymgemische und/oder Chemikalien und/oder die physikalische Behandlung in Abhängigkeit von den Nukleinsäuresequenzmodifikationen der Amplifikate ausgewählt werden, so dass in den zwei oder mehr Reaktionsgefäßen vorliegenden Reaktionsgemischen jeweils nur ein definiertes Amplifikat aus einem Gemisch von Amplifikaten mit überlappenden Längenbereichen durch die enzymatische, chemische und/oder physikalische Behandlung nicht gespalten wird und die anderen Amplifikate durch die enzymatische, chemische und/oder physikalische Behandlung an der Nukleinsäuremodifikation gespalten werden, und
  • e) Nachweisen der aus Schritt d) erhaltenen nicht gespaltenen Amplifikate.
The present invention relates in a first aspect to a method for genotyping nucleic acids, the method comprising the following steps:
  • a) mixing an isolated sample whose nucleic acids are to be genotyped with two or more primer pairs, wherein in each case one primer of one of the two or more primer pairs or the nucleic acid sequence respectively lying between the primers of the two or more primer pairs comprises at least one nucleic acid sequence modification,
  • b) amplifying the nucleic acids to be genotyped while simultaneously producing two or more different amplicons in the reaction mixture by means of the two or more primer pairs, the amplicons comprising at least one nucleic acid modification,
  • c) distributing the reaction mixture from step b) to two or more reaction vessels,
  • d) incubating the reaction mixtures present in the two or more reaction vessels with various nucleic acid-cleaving enzymes, enzyme mixtures and / or chemicals and / or physical treatment of the reaction mixtures present in the two or more reaction vessels, wherein the nucleic acid-cleaving enzymes, enzyme mixtures and / or Chemicals and / or the physical treatment depending on the nucleic acid sequence modifications of the amplificates are selected so that in the two or more reaction vessels present reaction mixtures only one defined amplificate of a mixture of amplificates with overlapping length ranges by the enzymatic, chemical and / or physical treatment is not cleaved and the other amplificates are cleaved by enzymatic, chemical and / or physical treatment at the nucleic acid modification, and
  • e) detecting the non-cleaved amplicon obtained from step d).

Durch die Auswertung des Nachweisergebnisses der nicht gespaltenen Amplifikate, erfolgt anschließend die genotypische Zuordnung der Amplifikate zu ihren Ursprungsloki. Die genotypische Zuordnung der Amplifikate zu ihren Ursprungsloki kann auch erfolgen, indem vor dem Nachweisen in Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Auftrennen der aus Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen nicht gespaltenen Amplifikate erfolgt.By the evaluation of the detection result of the uncleaved amplicons, takes place afterwards the genotypic assignment of the amplificates to their original loci. The genotypic assignment of the amplificates to their original loci may also be done by prior to the detection in step e) of the method according to the invention a separation of the from step d) of the method according to the invention obtained uncleaved amplicons occurs.

Bei der isolierten Probe kann es sich um eine biologische oder nicht-biologische Probe handeln. Wenn es sich um eine nicht-biologische Probe handelt, umfasst sie Nukleinsäure-haltiges Material, das zuvor mit der nicht-biologischen Probe in Kontakt gekommen ist. Beispielsweise handelt es sich bei der biologischen Probe um Gewebeproben wie Haut, oder Körperflüssigkeiten wie Blut, Speichel, Serum, Samenflüssigkeit, Vaginalflüssigkeiten und dergleichen. Die Proben können mikrobiellen, pflanzlichen, tierischen oder humanen Ursprungs sein. Die Probe kann auch zuvor aus biologischem Material gewonnene Desoxyribonukleinsäure (DNS) oder Ribonukleinsäure (RNS) sein.at the isolated sample may be biological or non-biological Act on the sample. If it is a non-biological sample, includes nucleic acid-containing Material previously in contact with the non-biological sample has come. For example, it is the biological Sample around tissue samples like skin, or body fluids like blood, saliva, Serum, semen, vaginal fluids and the same. The samples can microbial, plant, animal or human origin. The sample may also contain deoxyribonucleic acid (DNA) previously obtained from biological material or ribonucleic acid (RNA).

Bei den zu genotypisierenden Nukleinsäuren kann es sich um Desoxyribonukleinsäure (DNS) oder Ribonukleinsäure (RNS) handeln, wobei DNS bevorzugt ist. Wenn es sich bei der Nukleinsäure um RNS handelt, erfolgt vor der Nukleinsäureamplifikation eine reverse Trankription der RNS in cDNS. Wenn es sich bei der Nukleinsäure um RNS handelt, erfolgt die reverse Transkription und Nukleinsäureamplifikation vorzugsweise mittels einer RT-PCR.at the nucleic acids to be genotyped may be deoxyribonucleic acid (DNS) or ribonucleic acid (RNA), with DNA being preferred. If the nucleic acid is RNA, takes place before the nucleic acid amplification a reverse transcription of the RNA in cDNA. If the nucleic acid is RNA the reverse transcription and nucleic acid amplification is preferably carried out by means of an RT-PCR.

Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Verfahren zur Amplifikation von Nukleinsäuren kann es sieh beispielsweise um eine PCR, RT-PCR, LCR, RT-LCR, NASBA, SDA, EXPAR, ARMS, oder Tetraprimer-ARMS, wie sie oben definiert sind, handeln. Weitere Verfahren zur Amplifikation von Nukleinsäuren, die für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren nützlich sind, sind dem Fachmann bekannt. Die Durchführung dieser Verfahren ist dem Fachmann bekannt und richtet sich nach den entsprechenden Standardprotokollen.at the inventively used For example, it can be used to amplify nucleic acids a PCR, RT-PCR, LCR, RT-LCR, NASBA, SDA, EXPAR, ARMS, or Tetraprimer ARMS as defined above act. Further A method of amplifying nucleic acids for use in the method of the invention useful are known to the skilled person. The implementation of these methods is known to the skilled person and depends on the corresponding standard protocols.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine isolierte Probe mit zwei oder mehr verschiedenen Primerpaaren für eine lokusspezische Multiplex-PCR zur Genotypisierung von zwei oder mehreren STRs, und/oder DIPs sowie geeigneten Reagenzien versetzt und ein Verfahren zur Amplifikation von Nukleinsäuren ausgeführt. Im Falle von STRs ist eine lokusspezifische PCR das bevorzugte Amplifikationsverfahren. Nach Durchführung des Verfahrens zur Nukleinsäureamplifikation liegen die erzeugten Amplifikate im Reaktionsgemisch vor.In an embodiment The present invention provides an isolated sample having two or more different primer pairs for a locus-specific multiplex PCR for genotyping two or more multiple STRs, and / or DIPs and appropriate reagents and a method of amplifying nucleic acids. In the case of STRs is a locus-specific PCR the preferred amplification method. After execution of the method for nucleic acid amplification the generated amplicons are present in the reaction mixture.

Die Zuordnung der Amplifikate zu den einzelnen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu genotypisierenden Genloki erfolgt anschließend vorzugsweise durch die Auftrennung und Detektion der Amplifikate in einer denaturierenden Kapillargelelektrophorese, wobei die Detektion der Amplifikate durch eine nachweisbare Markierung, mit der sie vorzugsweise versehen sind, erfolgt. Die Markierung der Amplifikate erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass je ein Primer eines jeden Primerpaars an seinem 5'-Ende oder innerhalb der Primersequenz, sofern dies die Aktivitäten der beteiligten Enzyme DNS Polymerasen und Restriktionsendonukleasen nicht hemmt, mit einem Fluoreszenzfarbstoff kovalent gekoppelt und damit markiert wird. Der Fluoreszenzfarbstoff kann beispielsweise 6-FAM, TET, HEX, JOE oder NED sein. Durch diese Primermarkierung enthält auch das entsprechend amplifizierte Produkt die Farbstoffmarkierung und kann somit mittels geeigneter Detektoreinheiten nachgewiesen werden. Neben den genannten Markierungen der Primer bzw. Amplifikate sind dem Fachmann weitere Nukleinsäuremarkierungsmöglichkeiten wie Biotin, Haptene, Adressierungssequenzen und dergleichen sowie weitere physikalische Detektionsverfahren für Nukleinsäureamplifikate wie Fluoreszenz, Fluoreszenzpolarisation, Chemolumineszenz, Absorptionsspektroskopie, Colorimetrie, Massenspektroskopie, Surface Plasmon Resonance bekannt.The Assignment of the amplificates to the individual according to the method of the invention Genloki to be genotyped is then preferably carried out by the Separation and detection of the amplificates in a denaturing Kapillargelelektrophorese, wherein the detection of the amplified by a detectable mark with which they are preferably provided are done. The labeling of the amplificates takes place according to the invention by one primer of each primer pair at its 5 'end or within the primer sequence, provided that the activities of the enzymes involved DNA polymerases and restriction endonucleases does not inhibit, with a Fluorescent dye is covalently coupled and thus marked. The fluorescent dye can be, for example, 6-FAM, TET, HEX, JOE or Be NED. By this primer also contains the corresponding amplified Product the dye marking and can thus by means of suitable Detector units are detected. In addition to the mentioned markings the primer or amplificate are further nucleic acid labeling options for the person skilled in the art such as biotin, haptens, addressing sequences and the like as well other physical detection methods for nucleic acid amplicons such as fluorescence, Fluorescence polarization, chemiluminescence, absorption spectroscopy, colorimetry, Mass spectroscopy, known as Surface Plasmon Resonance.

Aufgrund der Auswahl der Primersequenzen, der Auswahl der Farbmarkierungen und der zu erwartenden Amplifikatgrößen enthält das Reaktionsgemisch der Multiplex-PCR mindestens zwei bis „n" verschiedene lokusspezifische Produkte, die sich in ihren Detektionsbereichen überlappen, wobei „n" der in der Reaktion amplifizierten zu genoptypisierenden Loki entspricht, die zu Produkten mit überlappendem Detektionsbereich führen (d. h. „n" entspricht maximal genau der Anzahl der in der Reaktion amplifizierten Genloki). Tragen Amplifikate, die gleich lang sind und/oder gleiche oder überlappende Detektionsbereiche beanspruchen, die selbe Farbstoffmarkierung, können diese Amplifikate in der Fluoreszenzdetektoranalyse nicht getrennt nachgewiesen werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden daher zur Unterscheidung der letztgenannten überlappenden Amplifikationsprodukte, die aus den zwei oder mehr zu genotypisierenden Loki stammen, jeweils die Sequenzen der lokusspezifischen Primer, die an ihren 5'-Enden die nachweisbare Markierung, z.B. die Farbstoffmarkierung, tragen, mit einer spezifischen Nukleinsäuresequenzmodifikation versehen. Durch diese im Primer vorhandene Nukleinsäuresequenzmodifikation enthält auch das entsprechend amplifizierte Produkt die Nukleinsäuresequenzmodifikation.by virtue of the selection of primer sequences, the selection of color markers and the expected Amplifikatgrößen contains the reaction mixture of Multiplex PCR at least two to "n" different locus-specific products, which overlap in their detection areas, where "n" is the one in the reaction amplified to genopicting Loki corresponds to products with overlapping Lead detection area (that is, "n" is maximum exactly the number of Genloki amplified in the reaction). Wear Amplificates that are the same length and / or same or overlapping Claim detection areas, the same dye marking, can these amplicons are not separated in fluorescence detector analysis be detected. According to the inventive method therefore for distinguishing the latter overlapping amplification products, that come from the two or more genotyping loci, respectively the sequences of the locus-specific primers which are detectable at their 5 'ends Label, e.g. the dye marking, carry, with a specific Nucleic acid sequence modification provided. Also included by this nucleic acid sequence modification present in the primer the corresponding amplified product, the nucleic acid sequence modification.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Nukleinsäuresequenzmodifikation durch Einführen von Basenaustauschen oder Verlängerungen ihrer 5'-Enden mit den Erkennungssequenzen (Spaltstellen) für verschiedene Restriktionsendonukleasen (Williams, 2003). Besonders geeignet sind hierbei Restriktionsendonukleasen des Typs II, da deren Erkennungs- und Spaltstelle jeweils identisch sind. Die Restriktionsendonukleasen können beispielsweise EcoRV (Erkennungs-/Spaltsequenz: 5'-GATATC-3') oder EcoRI (Erkennungs-/Spaltsequenz: 5'-GAATTC-3') sein. Weitere Restriktionsendonukleasen und entsprechende spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikationen zur Einführung von Restriktionsendonuklease-Spaltstellen, die gemäß der vorliegender Erfindung nützlich sind, sind dem Fachmann bekannt. Falls die Spaltstellen im 5'-Ende des markierten Primers integriert sind, ist ferner wichtig, dass die Restriktionsendonukleasen ihre Aktivität auch am Ende einer doppelsträngigen DNS entfalten können.In a preferred embodiment the nucleic acid sequence modification occurs by introducing of base exchanges or extensions their 5 'ends with the recognition sequences (cleavage sites) for various restriction endonucleases (Williams, 2003). Particularly suitable here are restriction endonucleases of type II, since their recognition and cleavage site are identical. The restriction endonucleases can for example EcoRV (recognition / cleavage sequence: 5'-GATATC-3 ') or EcoRI (recognition / cleavage sequence: 5'-GAATTC-3 '). Other restriction endonucleases and corresponding specific nucleic acid sequence modifications to introduction Restriction endonuclease cleavage sites, according to the present Invention useful are known to the skilled person. If the cleavage sites in the 5'-end of the marked It is also important that the restriction endonucleases are integrated their activity too at the end of a double-stranded DNS can develop.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikation eine Erkennungsstelle für „Nicking" Endonukleasen sein. Bei der Verwendung von „Nicking" Endonukleasen, welche einen Einzelstrangbruch katalysieren (Williams, 2003), ist die Erkennungssequenz so zu orientieren, dass der DNS-Strang gespalten wird, an den die nachweisbare Markierung, z.B. die Farbstoffmarkierung, gekoppelt ist.In a further preferred embodiment may be the specific nucleic acid sequence modification be a recognition site for "nicking" endonucleases. When using "nicking" endonucleases, which catalyze a single-strand break (Williams, 2003) is the recognition sequence to orient so that the DNS strand is split, to which the detectable label, e.g. the dye label, coupled is.

Gegebenenfalls können natürlicherweise in der Sequenz der Fluoreszenz-markierten Primer bzw. innerhalb geeigneter Bereiche der Amplifikate vorkommende Schnittstellen für Restriktions- oder „Nicking"-Endonukleasen beim Design der Primerpaare für die erfindungsgemäße Multiplex-PCR genutzt werden. Generell ist hierbei jedoch entscheidend, dass einerseits jedem einzelnen lokusspezifischen PCR-Produkt mit überlappenden Detektionsbereich eine eindeutig definierte Schnittstelle zugewiesen wird (d. h. zwei bis „n" verschiedene), welche andererseits das Detektionsverhalten der anderen Produkte innerhalb des Multiplex-Nukleinsäureamplifikation-Gemisches nicht nachteilig beeinflusst. Beispielsweise darf die einem lokusspezifischen Amplifikat zugewiesene Restriktionsschnittstelle nicht auch, z. B. natürlicherweise, im überlappenden Amplifikat eines anderen Lokus vorkommen.Possibly can naturally in the sequence of fluorescence-labeled primers or within suitable regions of the amplificates occurring restriction sites for restriction or "Nicking" endonucleases at Design of the primer pairs for the multiplex PCR according to the invention be used. In general, however, it is crucial that on the one hand each individual locus-specific PCR product with overlapping Detection area assigned a clearly defined interface becomes (i.e., two to "n" different), which on the other hand the detection behavior of the other products within the multiplex-nucleic acid amplification mixture is not detrimental affected. For example, the one locus-specific amplificate assigned restriction site also not, z. Naturally, in overlapping Amplificate of another locus occur.

Im Anschluss an die Multiplex-Nukleinsäureamplifikation wird das Amplifikationsgemisch gemäß der Anzahl an Produkten mit überlappenden Detektionsbereichen in 2 bis „n" verschiedene Reaktionsgefäße aufgeteilt. Falls die spezifische Nukleinsäuremarkierung der Amplifikate in der Einführung von Restriktionsendonuklease-Spaltstellen besteht, wird jedes Reaktionsgefäß mit einer spezifischen Restriktionsendonuklease oder einem Gemisch von „n-1" spezifischen Restriktionsendonukleasen inkubiert, so dass in jedem Gefäß nur ein spezifisches Fluoreszenzmarkiertes Amplifikationsprodukt aus dem Produktgemisch mit überlappenden Detektionsbereich verbleibt, während die Farbmarkierungen der anderen Produkte endonukleolytisch abgespaltet werden. Bei der Verwendung von Gemischen von Restriktionsendonukleasen kann auch eine sequenzielle Inkubation mit den Restriktionsendonukleasen erfolgen, wenn die Restriktionsendonukleasen unterschiedliche Reaktionspufferbedingungen benötigen oder verschiedene Temperaturoptima besitzen. Es sind jedoch auch Endonukleasen bekannt, welche direkt im Puffer der PCR schneiden (z. B. EcoRI, EcoRV, KpnI). Im Anschluss an die endonukleolytischen Spaltungen werden die unverändert an ihren 5'-Enden kovalent farbmarkierten Reaktionsprodukte der einzelnen Reaktionsansätze in denaturierenden Kapillargelelektrophoresen aufgetrennt und mittels an der Kapillargelelektrophoreseeinheit vorhandenen Detektionseinheiten, welche die Farbmarkierung nachweisen können, eindeutig genotypisiert.in the Connection to the multiplex nucleic acid amplification becomes the amplification mixture according to the number on products with overlapping Detection areas divided into 2 to "n" different reaction vessels. If the specific nucleic acid tag amplificates in introduction of restriction endonuclease cleavage sites, each reaction vessel is filled with a specific restriction endonuclease or a mixture of "n-1" specific restriction endonucleases incubated so that in each vessel only one specific fluorescently labeled amplification product from Product mixture with overlapping Detection area remains while the color markings of the other products cleaved endonucleolytically become. When using mixtures of restriction endonucleases may also be a sequential incubation with the restriction endonucleases occur when the restriction endonucleases different reaction buffer conditions need or have different temperature optima. However, they are also endonucleases which cut PCR directly in the buffer (eg EcoRI, EcoRV, KpnI). Following the endonucleolytic cleavages the unchanged at their 5 'ends covalently color-labeled reaction products of the individual reaction mixtures in denaturing capillary gel electrophoreses separated and by means of the capillary gel electrophoresis unit existing detection units, which detect the color marking can, clearly genotyped.

Die Auswahl des Verfahrensschritts zur selektiven Reduktion der Anzahl der im Detektionsbereich überlappenden Amplifikate mit gleicher nachweisbarer Markierung (z. B. Fluoreszenz) der zu genotypisierenden Loki erfolgt in Abhängigkeit von den in die modifizierten Primer der zwei oder mehr Primerpaare eingeführten spezifischen Nukleinsäuresequenzmodifikationen, z. B. die eingeführten Restriktionsendonukleaseschnittstellen. In diesem Fall wird ein Gemisch von „n-1" spezifischen Restriktionsendonukleasen verwendet. Wenn in der Multiplex-Amplifikation beispielsweise drei zu genotypisierende Loki (z. B. STR A, STR B, STR C) amplifiziert werden, die überlappende Detektionsbereiche aufweisen, kann in den 5'-Bereich des nachweisbar markierten, z. B. Fluoreszenz-markierten, Primers des ersten Primerpaars (zur Amplifikation von STR A) als Modifikation z. B. eine EcoRV Restriktionsschnittstelle, wie oben beschrieben, eingefügt werden. In den 5'-Bereich des nachweisbar markierten, z. B. Fluoreszenz-markierten, Primers des zweiten Primerpaars (zur Amplifikation von STR B) kann als Miodifikation z. B. eine EcoRI Restriktionsschnittstelle eingefügt werden. In den 5'-Bereich des nachweisbar markierten, z. B. Fluoreszenz-markierten, Primers des dritten Primerpaars (zur Amplifikation von STR C) kann als Modifikation z. B. eine HindIII Restriktionsschnittstelle eingefügt werden. Dabei ist zu beachten, dass die eingefügten Restriktionsschnittstellen in 3'-Richtung von der Fluoreszenz markierung gelegen sind. Nach der Amplifikationsreaktion wird das Amplifikatgemisch auf drei Reaktionsgefäße verteilt. Im ersten Reaktionsgefäß erfolgt anschließend eine Restriktionsverdauung mit den Restriktionsenzymen EcoRV und EcoRI. Es erfolgt dabei die Abspaltung der Fluoreszenzfarbstoffeinheiten der Amplifikate von STR A und STR B. Lediglich die Amplifikate von STR C bleiben intakt und können fluorimetrisch nachgewiesen werden. Im zweiten Reaktionsgefäß erfolgt entsprechend eine Restriktionsverdauung mit den Restriktionsenzymen EcoRV und HindIII. Es erfolgt dabei die Abspaltung der Fluoreszenzfarbstoffeinheiten der Amplifikate von STR A und STR C. Lediglich die Amplifikate von STR B bleiben intakt und können fluorimetrisch nachgewiesen werden. Im dritten Reaktionsgefäß erfolgt eine Restriktionsverdauung mit den Restriktionsenzymen EcoRI und HindIII. Es erfolgt dabei die Abspaltung der Fluoreszenzfarbstoffeinheiten der Amplifikate von STR B und STR C. Lediglich die Amplifikate von STR A bleiben intakt und können fluorimetrisch nachgewiesen werden.The Selection of the process step for the selective reduction of the number the overlapping in the detection area Amplificates with the same detectable label (eg fluorescence) The loci to be genotyped are made dependent on the ones in the modified ones Primers of the two or more primer pairs introduced specific nucleic acid sequence modifications, z. B. the imported Restriction endonuclease. In this case, a Mixture of "n-1" specific restriction endonucleases used. For example, in the multiplex amplification, if three genotyping loci (eg, STR A, STR B, STR C) are amplified be overlapping Detection areas can, in the 5 'region of the detectably marked, z. B. fluorescently labeled, primer of the first primer pair (for amplification from STR A) as modification z. B. an EcoRV restriction site, as described above become. In the 5'-range the detectably marked, z. B. fluorescently labeled primers of the second primer pair (for the amplification of STR B) can be used as Miodifikation z. B. an EcoRI restriction site are inserted. In the 5'-range of the detectable marked, z. B. fluorescently labeled primer of the third primer pair (for the amplification of STR C) can be used as a modification z. B. a HindIII Restriction interface inserted become. It should be noted that the inserted restriction sites in the 3 'direction of the fluorescence label are located. After the amplification reaction the amplicon mixture is distributed to three reaction vessels. In the first reaction vessel takes place subsequently a restriction digestion with the restriction enzymes EcoRV and EcoRI. In this case, the cleavage of the fluorescent dye units takes place the amplificates of STR A and STR B. Only the amplicons of STR C remain intact and can be detected fluorimetrically. In the second reaction vessel takes place according to a restriction digestion with the restriction enzymes EcoRV and HindIII. In this case, the cleavage of the fluorescent dye units takes place the amplicons of STR A and STR C. Only the amplicons of STR B remain intact and can be detected fluorimetrically. In the third reaction vessel takes place a restriction digestion with the restriction enzymes EcoRI and Hind III. In this case, the cleavage of the fluorescent dye units takes place the amplicons of STR B and STR C. Only the amplicons of STR A remain intact and can be fluorimetric be detected.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zur selektiven Behandlung von Multiplex PCR-Amplifikaten mit überlappenden Detektionsbereichen, d. h. zur spezifischen Abspaltung der Farbstoffmarkierung der überlappenden und somit bei Nachweisschritt störenden Amplifikate, statt Restriktionsendonukleasen für (eine) bestimmte DNS-Modifikation(en) spezifische Endonukleasen, DNS N-Glycosylasen und/oder AP-DNS-Lyasen verwendet, die vielfach als DNS-Reparaturenzyme beschrieben sind. Dafür werden erfindungsgemäß die Primer, die mit der nachweisbaren Markierung versehen sind, mit spezifischen Nukleinsäuresequenzmodifikationen versehen, die Erkennungssequenzen und/oder Spaltstellen für (eine) bestimmte DNS-Modifikation(en) spezifische Endonukleasen, DNS N-Glycosylasen und/oder AP-DNS-Lyasen sind.In a further embodiment of the present invention are used for the selective treatment of Multiplex PCR amplificates with overlapping Detection areas, d. H. for the specific cleavage of the dye label the overlapping and thus interfering with detection step Amplificates, Instead of Restriction Endonucleases for Specific DNA Modification (s) specific endonucleases, DNA N-glycosylases and / or AP-DNA lyases which are often described as DNA repair enzymes. For that will be According to the invention, the primers, which are provided with the detectable mark, with specific Nucleic acid sequence modifications provide the recognition sequences and / or cleavage sites for (a) certain DNA modification (s) specific endonucleases, DNA N-glycosylases and / or AP DNA lyases.

Spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikationen, die gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens nützlich sind und eine enzymatische Abspaltung der nachweisbaren Markierung von den Amplifikaten erlauben, sind zum Beispiel die DNS-Basenmodifikationen Harnstoff, 5,6-Dihydroxythymin, Thyminglycol, 5-Hydroxy-5-Methylhydanton, Uracilglycol, 6-Hydroxy-5,6-dihydrothimin und Methyltartronylharnstoff. Diese DNS-Basenmodifikationen werden von der Endonuklease III aus Escherichia coli selektiv gespalten. Endonuklease III besitzt bezüglich dieser Substrate sowohl DNS-N-Glykosylase als auch AP-DNS-Lyaseaktivität (Chaudhry und Weinfeld, 1995). Eine weitere spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikation besteht in der Einführung eines Inositolrestes in die Primersequenz, der mittels der „Nicking"-Endonuklease V aus dem Organismus Thermotoga maritima spezifisch zwei Basen in 3'-Richtung des Inositolrestes zur enzymatischen Spaltung der DNS führt (Huang et al., 2002).Specific nucleic acid sequence modifications useful in accordance with the method of the invention and allowing enzymatic cleavage of the detectable label from the amplicons are, for example, the DNA base modifications urea, 5,6-dihydroxythymine, thymine glycol, 5-hydroxy-5-methylhydantone, uracil glycol, 6 Hydroxy-5,6-dihydrothimine and methyltartronylurea. These DNA base modifications are selectively cleaved by endonuclease III from Escherichia coli. Endonuclease III has both DNA-N-glycosylase and AP-DNA lyase activity with respect to these substrates (Chaudhry and Weinfeld, 1995). Another specific nucleic acid sequence modification consists in the introduction of a Inositolrestes in the primer sequence, by means of the "nicking" endonuclease V from the organism Thermotoga maritima specifically two bases in 3 'direction of Inositolrestes leads to enzymatic cleavage of the DNA (Huang et al., 2002).

Weitere Alternativen zu Restriktionsendonukleasen sind dem Fachmann wohlbekannt (siehe z. B. Williams (2003)). Beispiele für spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikationen, die gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens nützlich sind, sind Erkennungs- und/oder Spaltstellen für rekombinante Endonukleasen, die durch ortsspezifische Mutagenese oder Zufallsmutagenese in ihrer Aktivität modifiziert und angepasst werden können bzw. so genannte „Artifizielle Endonukleasen" bestehend aus gentechnischen Fusionen zwischen einer Proteindomäne, die eine spezifische DNS-Erkennung vermittelt und einer Proteindomäne, welche endonukleolytische Aktivität besitzt. Für die spezifische DNS-Sequenzerkennung können z. B. sequenzspezifische DNS-Bindedomänen für Restriktionsendonukleasen, regulatorische Sequenzen aus Bakterien (z. B: Cro, CAP, Helix-Turn-Helix-Motif) oder außergewöhnliche DNS-Konformationen wie Tripelhelices verwendet werden (z. B. Komplexe aus RecA und Oligonukleotiden). Zur DNS-Spaltung sind z. B. Proteindomänen aus Restriktionsendonukleasen, Topoisomerasen und Rekombinasen beschrieben und dem Fachmann bekannt.Further Alternatives to restriction endonucleases are well known to those skilled in the art (See, for example, Williams (2003)). Examples of Specific Nucleic Acid Sequence Modifications the according to the method according to the invention useful are recognition and / or cleavage sites for recombinant endonucleases, that by site-directed mutagenesis or random mutagenesis in their activity can be modified and adapted or so-called "Artificial Endonucleases " from genetic engineering mergers between a protein domain that has a specific DNA recognition mediates and a protein domain which has endonucleolytic activity. For the specific DNS sequence detection can e.g. B. sequence specific DNA binding domains for restriction endonucleases, bacterial regulatory sequences (eg: Cro, CAP, Helix-Turn-Helix-Motif) or unusual DNA conformations how triple helices are used (eg, complexes of RecA and Oligonucleotides). For DNA cleavage are z. B. protein domains Restriction endonucleases, topoisomerases and recombinases described and known to those skilled in the art.

In einer weiteren Ausführungsform können spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikationen, die gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens nützlich sind, eine enzymatische oder chemische Abspaltung der nachweisbaren Markierung von den Amplifikaten erlauben. Dafür können beispielsweise Uracylreste in die Primersequenz eingeführt werden. DNS Uracyl-N-Glycosylasen spalten in doppelsträngiger DNS spezifisch Uracylreste unter Ausbildung von apyrimidinischen (AP-)Stellen (Vaughan und McCarthy, 1998). Die Phosphordiesterbindungen der AP-Stellen können zum einen chemisch selektiv mittels Alkalibehandlung gespalten werden (McHugh und Knowland, 1995; Sambrook et al., 1989), so dass eine Abspaltung des Farbstoffs vom Amplifikat erfolgt. Zum anderen erlaubt die Derivatisierung der Primersequenz mit AP-Stellen auch eine enzymatische Abspaltung des Farbstoffs vom Amplifikat mittels geeigneter AP-DNS-Lyasen.In a further embodiment can be specific Nucleic acid sequence modifications the according to the method according to the invention are useful an enzymatic or chemical cleavage of the detectable label allow of the amplificates. For example, uracyl radicals introduced into the primer sequence become. DNA uracyl N-glycosylases cleave specifically in double-stranded DNA Uracyl residues to form apyrimidinic (AP) sites (Vaughan and McCarthy, 1998). The phosphodiester bonds of the AP sites can be cleaved chemically selective by means of alkali treatment (McHugh and Knowland, 1995; Sambrook et al., 1989), so that a Cleavage of the dye from the amplificate takes place. On the other hand allowed the derivatization of the primer sequence with AP sites also an enzymatic Cleavage of the dye from the amplificate by means of suitable AP-DNA lyases.

Dem Fachmann sind weitere spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikationen bekannt, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nützlich sind, eine chemische Abspaltung der nachweisbaren Markierung von den Amplifikaten hervorzurufen. Beispielsweise können 5'-Amino-3'-desoxynukleosid Phorsporamidite zur Synthese von Oligonukleotiden mit säurelabilen 5'-P-N-3'-Bindungen eingesetzt werden. (Shchepinov et al., 2001). Ein weiteres Verfahren zur ortsspezifischen endonukleolytischen Spaltung von DNS besteht in einer durch Metallionen katalysierten DNS-Spaltung (Williams, 2003). Hierbei vermitteln Oligonukleotide, die mit der Zielsequenz spezifische Doppel- oder Trippelhelices ausbilden, oder DNS-Bindeproteine bzw. entsprechende Proteindomänen die Sequenzspezifität. Gemäß der vorliegenden Erfindung können somit Oligonukleotide verwendet werden, die mit dem Primer, der die nachweisbare Markierung trägt, spezifische Doppel- oder Trippelhelices ausbilden. Weiter können die spezifischen Nukleinsäuresequenzmodifikationen DNS-Sequenzen sein, die für DNS-Bindeproteine bzw. entsprechende Proteindomänen Sequenz- bzw. Bindungsspezifität vermitteln. Die DNS Spaltung und damit die Abspaltung des Farbstoffs vom Amplifikat erfolgt hierbei chemisch durch Metallionenkomplexe, beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)-Eisen oder o-Phenanthrolin-Kupfer, die kovalent an die Oligonukleotide oder DNS-Bindeproteine gekoppelt sind.the Persons skilled in the art are aware of further specific nucleic acid sequence modifications. the according to the inventive method are useful a chemical cleavage of the detectable label from the amplicons cause. For example, you can 5'-amino-3'-deoxynucleoside Phorsporamidite to Synthesis of oligonucleotides with acid-labile 5'-P-N-3 'bonds can be used. (Shchepinov et al., 2001). Another method for site-specific endonucleolytic Cleavage of DNA is catalyzed by metal ions DNA cleavage (Williams, 2003). This is mediated by oligonucleotides, the target sequence specific double or triple helices form, or DNA binding proteins or corresponding protein domains the Sequence specificity. According to the present Invention can Thus, oligonucleotides can be used with the primer, the bears the detectable mark, train specific double or triple helices. Next, the specific nucleic acid sequence modifications Be DNA sequences for DNA binding proteins or corresponding protein domains confer sequence or binding specificity. The DNA cleavage and thus the cleavage of the dye from the amplificate takes place here chemically by metal ion complexes, for example ethylenediaminetetraacetic (EDTA) iron or o-phenanthroline copper covalently attached to the oligonucleotides or DNA binding proteins are coupled.

In einer weiteren Ausführungsform können spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikationen der Primer erfolgen, die eine physikalische Abspaltung des Farbstoffs vom Amplifikat erlauben. Dazu können PCR-Primer mittels photochemisch instabiler Basenanaloga oder Oligonukleotid-Synthesebausteine, zum Beispiel Biotin (Li et al., 1999) oder o-Nitrobenzyl-CE-phosphoramidit (Wenzel et al., 2003) derivatisiert, d. h. versehen, werden, die unter Einwirkung von UV-Licht benachbarte Phosphordiesterbindungen selektiv spalten. Weitere photochemisch instabile Konjugate zwischen Oligonukleotiden und Peptiden beschreibt Olejnik et al. (1999), wobei der Peptidanteil beispielsweise als Hapten zum Nachweis mittels Antikörpern dienen oder eine Farbstoffmarkierung tragen kann.In a further embodiment can be specific Nucleic acid sequence modifications the primer takes place, which is a physical cleavage of the dye from the amplificate. Can do this PCR primers using photochemically unstable base analogues or oligonucleotide synthesis building blocks, for example, biotin (Li et al., 1999) or o-nitrobenzyl-CE-phosphoramidite (Wenzel et al., 2003), d. H. be provided that under the influence of UV light adjacent Phosphordiesterbindungen to split selectively. Further photochemically unstable conjugates between Oligonucleotides and peptides are described by Olejnik et al. (1999) wherein the peptide portion, for example, as hapten for detection by means of antibodies can serve or carry a dye marking.

Zur erfindungsgemäßen Genotypisierung von Amplifikationsprodukten aus Multiplex PCR-Gemischen mit überlappenden Detektionsbereichen können die oben genannten spezifischen Nukleinsäuresequenzmodifikationen (Derivatisierungen) von PCR-Primern auch solchermaßen kombiniert werden, dass eine Kombination der postamplifikatorischen enzymatischen, chemischen und/oder photochemischen (physikalischen) Verfahren ausgeführt werden muss.to Genotyping according to the invention Amplification products from multiplex PCR mixtures with overlapping detection regions can be used above specific nucleic acid sequence modifications (derivatizations) of PCR primers also in such a way combined, that is a combination of postamplificatory enzymatic, chemical and / or photochemical (physical) Procedure to be performed got to.

Syvänen (2001) beschreibt explizit den mehrstufigen und modularen Charakter verschiedener Verfahren zur Genotypisierung von SNPs, wobei für bestimmte Analyseschritte alternative Ausführungsformen bestehen. Die Multiplex-Fähigkeit der genannten Verfahren ist vielfach durch die Anzahl von nicht überlappenden Detektionsbereichen begrenzt, d. h. nur Multiplex-Amplifikate, deren Längen sich nicht überlappen, können eindeutig nachgewiesen werden. Kovalente Modifikationen von lokus- oder allelspezifischen Primern werden sowohl zur Detektion (z. B. Fluoreszenzfarbstoffe) als auch für lokus- oder allelspezifische Trennschritte (z. B. Biotin oder Adressierungssequenzen) verwendet. Syvänen (2001) explicitly describes the multi-level and modular nature of various methods for genotyping SNPs, with alternative embodiments for certain analysis steps. The multiplexing capability of said methods is often limited by the number of non-overlapping detection areas, ie only multiplex amplificates whose lengths do not overlap can be uniquely detected. Covalent modifications of locus- or allele-specific primers are used both for detection (eg fluorescent dyes) and for locus- or allele-specific separation steps (eg biotin or addressing sequences).

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Erhöhung der Multiplex-Fähigkeit ergeben sich durch Einbezug alternativer Amplifikat-Markierungen, die erfindungsgemäß selektiv entfernt werden sollen, sowie hinsichtlich alternativer Amplifikations- und Detektionsverfahren. Entscheidend dabei ist, dass während der Analyse eine DNS-Zwischenstufe, also ein lokusspezifisches Amplifikat, vorliegt, die eine kovalente angebrachte Markierung zur Fraktionierung und/oder Detektion enthält und als selektives Substrat einer enzymatischen, chemischen und/oder physikalischen Spaltung dienen kann. Die spezifischen Nukleinsäuresequenzmodifikationen (d. h. Erkennungs- bzw. Spaltsequenzen für Enzyme bzw. Basenanaloga) für die enzymatische, chemische und/oder physikalische Spaltung werden selektiv während der Primersynthese eingeführt und dienen hierbei als Markierung für den enzymatischen, chemischen und/oder physikalischen Verfahrensschritt zur selektiven Reduktion der Anzahl der längenmäßig überlappenden Amplifikate der zu genotypisierenden Loki. Für die oben beschriebenen Restriktionsendonukleasen und Reparaturendonukleasen muss dabei doppelsträngige DNS (dsDNS) bzw. für bestimmte Rekombinasen DNS-Trippelhelices vorliegen.Further embodiments of the present invention to increase the multiplexing ability by incorporation of alternative amplificate labels which are selective according to the invention should be removed, as well as with regard to alternative amplification and detection methods. It is crucial that during the Analysis of a DNA intermediate, ie a locus-specific amplicon, present a covalent attached label for fractionation and / or detection and as a selective substrate of an enzymatic, chemical and / or can serve physical cleavage. The specific nucleic acid sequence modifications (i.e., recognition or cleavage sequences for enzymes or base analogs, respectively) for the enzymatic, chemical and / or physical cleavage become selective while introduced the primer synthesis and serve as a label for the enzymatic, chemical and / or physical process step for selective reduction the number of overlapping lengths Amplificates of the loci to be genotyped. For the restriction endonucleases described above and repair endonucleases must thereby double-stranded DNA (dsDNA) or for certain Recombinases DNA Trippelhelices present.

Zu beachten ist, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren in seinem Analyseansatz grundsätzlich von andren Verfahren zur Detektion von SNPs und DIPs unterscheiden, bei denen ebenfalls das DNS-Amplifikationsverfahren mit einer nachfolgenden Behandlung der Amplifikationsprodukte mit entsprechenden Enzymen zur Anwendung kommt (z. B. „Restriction Fragment Length Polymorphism", RFLP; Reilly und Thomas, 1980; Ye et al., 2003; Till et al., 2004). Über die Analyse der z.B. mittels Restriktionsendonukleasen (RFLP) oder anderen Enzymen verdauten Reaktionsprodukten wird bei diesen Verfahren das Vorhandensein oder die Abwesenheit der natürlicherweise in den amplifizierten Sequenzen vorkommenden Erkennungssequenz(en) für das eingesetzte Enzym geprüft und dadurch auf den Genotyp der Sequenz, die z. B. einen SNP enthält, geschlossen. D. h. die zu detektierende DNS-Variation geht in diesen Fall einher mit einer veränderten Erkennungssequenz für eine Restriktionsendonuklease.To It should be noted that the inventive method in its analytical approach in principle different from other methods for the detection of SNPs and DIPs, which also includes the DNA amplification method with a subsequent Treatment of amplification products with appropriate enzymes is used (eg "Restriction Fragment Length Polymorphism ", RFLP; Reilly and Thomas, 1980; Ye et al., 2003; Till et al., 2004). About the Analysis of e.g. by restriction endonucleases (RFLP) or others Enzyme-digested reaction products in this process is the Presence or absence of naturally amplified in the Sequence occurring recognition sequence (s) for the enzyme used and characterized on the genotype of the sequence, the z. B. contains an SNP, closed. Ie. the DNA variation to be detected is associated with this case with a changed one Recognition sequence for a restriction endonuclease.

Saffroy et al. (2002) beschreiben ferner eine Methode für die Etablierung von RFLPs falls eine entsprechende allelspezifische Erkennungssequenz natürlicherweise nur partiell vorhanden ist. In diesem Fall kann ein Primer in 5'-Richtung in unmittelbarer Nähe des zu analysierenden DNS-Sequenzpolymorphismus entworfen werden, wobei seine Sequenz am 3'-Ende durch Basenaustausch(e) der natürlichen Sequenz derart verändert wird, dass (1) eine enzymatische Primerverlängerung möglich ist und (2) gleichzeitig eine in 3'-Richtung des Primers partiell vorhandene Schnittstelle für eine Restriktionsendonuklease im Bereich des zu analysierenden DNS-Sequenzpolymorphismus vervollständigt wird. Desgleichen beschreibt US 2005/0214840 A1 ein Verfahren zur Multiplex-Genotypisierung von SNPs unter Verwendung von Restriktionsendonukleasen, deren Schnittstelle im 5'-Bereich eines Amplifikationsprimers intergriert wurde. Dieser Primer befindet sich ebenfalls in 5'-Richtung versetzt in der Nähe des SNPs und die der Amplifikation nachgeschaltete Spaltung, insbesondere unter Verwendung von Enzymen des Typs IIS, dient einer allelspezifische Nachweisreaktion für den SNP. Alle diese Verfahren sind in der genannten Literatur, falls sie für Multiplex-Anwendungen genutzt werden, als Eintopf-Reaktionen ausgeführt, d. h. es werden post-amplifikatorisch nicht zwei oder mehr Reaktionsansätze gebildet. Darüber hinaus werden diese Verfahren nicht zur Trennung von Amplifikationsgemischen mit überlappenden Detektionsbereichen verwendet.SAFFROY et al. (2002) further describe a method for the establishment of RFLPs if a corresponding allele-specific recognition sequence is natural only partially available. In this case, a primer in the 5 'direction in the immediate vicinity of analyzing DNA sequence polymorphism with its sequence at the 3 'end by base exchange (s) of the natural Sequence changed so is that (1) an enzymatic primer extension is possible and (2) simultaneously one in 3 'direction partial restriction endonuclease restriction site in the area of the DNA sequence polymorphism to be analyzed. Similarly US 2005/0214840 A1 describes a method for multiplex genotyping of SNPs using restriction endonucleases whose cleavage site in the 5'-range of one Amplification primer was integrated. This primer is located also in the 5'-direction moved nearby of the SNP and the amplification downstream cleavage, in particular using enzymes of the type IIS, serves an allele-specific detection reaction for the SNP. All of these methods are in the cited literature, if she for Multiplex applications are used, as one-pot reactions executed, d. H. no two or more reaction mixtures are formed post-amplification. About that In addition, these methods are not used to separate amplification mixtures with overlapping Detection areas used.

Demgegenüber sind erfindungsgemäß die spezifisch modifizierten DNS-Amplifikationsprodukte, die ihrer Modifikation entsprechend enzymatisch, chemisch und/oder phasikalisch behandelt wurden, für das ausgewählte Detektionsverfahren zur Genotypisierung gerade nicht mehr verfügbar, also nicht detektierbar, da sie aus dem Multiplex-Ansatz erfindungsgemäß eliminiert werden, so dass lediglich die verbliebenen Amplifikationsprodukte, die durch die enzymatische, chemische und/oder physikalische Behandlung nicht beeinflusst werden, analysiert und damit genotypisiert werden.In contrast, are According to the invention, the specific modified DNA amplification products, their modification treated accordingly enzymatically, chemically and / or phasically were, for the selected one Detection method for genotyping just not available anymore, so not detectable because it eliminates from the multiplex approach according to the invention so that only the remaining amplification products, by the enzymatic, chemical and / or physical treatment not be influenced, analyzed and thus genotyped.

In einer weiteren Ausführungsform lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch auf einzelsträngige DNS-Produkte z. B. einer Multiplex-SBE zum Nachweis von SNPs anwenden. Hierbei werden beispielsweise „n" verschiedene Loki, die beispielsweise SNPs enthalten, in einer lokusspezifischen Nukleinsäureamplifikationsreaktion amplifiziert. Anschließend werden die gereinigten Amplifikatgemische der Multiplex-Amplifikation in einer Multiplex-SBE mit „n" spezifische SBE-Primern, die für einen Trennschritt an ihren 5'-Enden mit Biotin markiert sind, an ihren 3'-Enden mit allelspezifischen, unterschiedlich fluoreszenzmarkierten Didesoxyribunukleotidphosphaten verlängert. In einem weiteren Schritt wird das Reaktionsgemisch von „n" verschiedenen, allelspezifisch verlängerten einzelsträngigen SBE-Primern mit Steptavidin gereinigt und auf „n" verschiedene Reaktionsgefäße verteilt. Zu jedem Reaktionsgefäß werden nun zwei Primer pipettiert, die komplementär zu den beiden allelspezifisch verlängerten SBE-Primern nur eines bestimmten SNP-Lokus sind. Nach erfolgter DNS-Hybridisierung sind nur die doppelsträngigen Hybridisierungsprodukte vor einer Verdauung mit einer einzelstrangspezifischen DNS-Endonuklease selektiv geschützt (Till et al., 2004). Alle anderen allelspezifisch verlängerten SBE-Primer des Multiplex-Ansatzen werden degradiert und somit die Doppelmarkierung der SBE-Primer mit Fluorophoren und Biotin aufgehoben. Die Genotypisierung der einzelnen SNPs erfolgt nach einem zweiten Reinigungsschritt mittels Streptavidin über Zweifarben-Fluoreszenzdetektion der einzelnen Reaktionsansätze.In a further embodiment, the inventive method can also be applied to single-stranded DNA products z. B. a multiplex SBE for the detection of SNPs apply. In this case, for example, "n" are amplified in a locus-specific nucleic acid amplification reaction using different loci containing, for example, SNPs 'Ends are labeled with biotin extended at their 3' ends with allelepezifischen, differently fluorescently labeled dideoxyribonucleotide. In a further step, the reaction mixture is purified from "n" different, allelepezifisch extended single-stranded SBE primers with streptavidin and distributed to "n" different reaction vessels. For each reaction vessel, two primers are now pipetted, which are complementary to the two allele-specifically extended SBE primers only a specific SNP locus. After DNA hybridization, only the double-stranded hybridization products are selectively protected from digestion with a single strand-specific DNA endonuclease (Till et al., 2004). All other allele-specifically extended SBE primers of the multiplex approach are degraded and thus the double labeling of the SBE primer with fluorophores and biotin is abolished. The genotyping of the individual SNPs is carried out after a second purification step using streptavidin via two-color fluorescence detection of the individual reaction mixtures.

In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann die Genotypierung aller SNPs des Multiplex-Ansatzes unter Verwendung einer einzigen Farbmarkierung erfolgen. Hierfür wird das Reaktionsgemisch dieser Multiplex-SBE für den Nachweis von „n" SNPs auf die doppelte Anzahl „2n" von Reaktionsgefäßen verteilt. Alle weiteren Schritte erfolgen analog mit dem Unterschied, dass jeweils nur ein Primer, welcher komplementär zu einem allelspezifisch verlängerten SBE-Primer eines bestimmten SNP-Lokus ist, verwendet wird. Somit ist pro Ansatz nur ein allelspezifisches Extensionsprodukt vor der Verdauung durch eine einzelstrangspezifische DNS-Endonuklease geschützt. Diese Anordnung erlaubt die Genotypisierung von SNPs aus komplexen Multiplex-Amplifikationen unter Verwendung optisch einfacher und somit besonders kostengünstiger Fluorometer. Die selektive Spaltung einzelsträngiger SBE-Produkte kann auch durch so genannte chemische Endonukleasen erfolgen. Es handelt sich hierbei um spezifische Oligonukleotide, die mit einer bestimmten Zielsequenz eine DNS-Doppelhelix durch DNS-DNS-Hybridisierung ausbilden können. Die Spaltung erfolgt chemisch durch Metallionenkomplexe, meist Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)-Eisen oder o-Phenanthrolin-Kupfer, die kovalent an die Oligonukleotide gekoppelt sind (Williams, 2003).In a modification of this embodiment can genotyping all SNPs of the multiplex approach using a single Color marking done. Therefor For example, the reaction mixture of this multiplexed SBE will double for the detection of "n" SNPs Number "2n" of reaction vessels distributed. All further steps take place analogously with the difference that in each case only one primer, which is complementary to an allele-specific extended SBE primer one specific SNP locus is used. Thus, per approach only an allele-specific extension product before digestion a single-stranded DNA endonuclease protected. This arrangement allows the genotyping of SNPs from complex Multiplex amplifications using optically simpler and thus especially cheaper Fluorometer. The selective cleavage of single-stranded SBE products can also done by so-called chemical endonucleases. It is about in this case to specific oligonucleotides, with a specific Target sequence can form a DNA double helix by DNA-DNA hybridization. The Cleavage occurs chemically through metal ion complexes, mostly ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) iron or o-phenanthroline copper covalently attached to the oligonucleotides coupled (Williams, 2003).

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Kit zwei oder mehr Primerpaare zur Durchführung der Multiplex-Amplifikation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst. Dabei umfassen die Primer der entsprechenden Primerpaare jeweils DNS-Sequenzen, die es erlauben, die erwünschte Zielsequenz (Loki) zu amplifizieren, indem die Primer an die die Zielsequenz flankierende DNS in einem Abstand von etwa 50 bis 350 Basenpaaren hybridisieren. Einer der beiden Primer des Primerpaars ist gemäß Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens markiert, beispielsweise mit einem Fluoreszenzfarbstoff, wie oben beschrieben. Dieser markierte Primer enthält zusätzlich eine spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikation, wie oben beschrieben, wobei für jeden Lokus eine unterschiedliche spezifische Nukleinsäuresequenzmodifikation vorliegen muss und somit mit Hilfe von zwei oder mehr unterschiedlichen enzymatischen, chemischen und/oder physikalischen Behandlungsschritten in zwei oder mehr getrennten Reaktionsansätzen jeweils einer der Loki über die enzymatische, chemische und/oder physikalische Behandlung aus dem Multiplex-Gemisch eliminiert wird und ein verbliebenes unverändertes Amplifikationsprodukt im nachfolgenden Analyseverfahren, wie oben beschrieben, eindeutig charakterisiert, d. h. genotypisiert, wird. Weiter kann das erfindungsgemäße Kit Reaktionsgefäße umfassen, in die das Reaktionsgemisch aus Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens verteilt werden kann. Ferner kann das erfindungsgemäße Kit entsprechend des auszuführenden Multiplex-Verfahrens zur Nukleinsäureamplifikation geeignete Reagenzien wie Puffer, Nukleotide und Enzyme, z. B. DNS-Polymerasen, sowie (eine) geeignete Referenznukleinsäure(n) in geeigneten Behältern umfassen.One Another aspect of the present invention is a kit for carrying out the inventive method, wherein the kit comprises two or more primer pairs for carrying out the Multiplex amplification according to the method of the invention includes. The primers include the corresponding primer pairs each DNS sequences that allow the desired target sequence (Loki) to amplify by the primer flanking the target sequence Hybridize DNA at a distance of about 50 to 350 base pairs. One of the two primers of the primer pair is according to step a) of the method according to the invention labeled, for example, with a fluorescent dye as above described. This labeled primer additionally contains a specific nucleic acid sequence modification, as described above, wherein for each locus a different specific nucleic acid sequence modification must exist and thus with the help of two or more different ones enzymatic, chemical and / or physical treatment steps in two or more separate reactions each one of the loci on the enzymatic, chemical and / or physical treatment from the multiplex mixture is eliminated and a remaining unchanged amplification product in the subsequent analysis method as described above characterized, d. H. genotyped, will. Furthermore, the kit according to the invention may comprise reaction vessels, in which the reaction mixture from step c) of the method according to the invention can be distributed. Furthermore, the kit according to the invention can be used accordingly of the to be carried out Multiplex method suitable for nucleic acid amplification Reagents such as buffers, nucleotides and enzymes, e.g. B. DNA polymerases, and suitable reference nucleic acid (s) in suitable containers.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Analyse von komplexen Multiplex-Gemischen für Nukleinsäure-Amplifikationsprodukte mit überlappenden Detektionsbereichen zur Genotypisierung ist für alle bekannten Anwendungsgebiete der STR-, SNP- und DIP-Analytik einsetzbar. Besondere Bedeutung haben Multiplex-Anwendungen, wenn die Ausgangsmenge an Nukleinsäure limitierend ist. Insbesondere sind Genotypisierungen zur Unterscheidung von Individuen einer Art in folgenden Bereichen zu nennen:

  • – Identifizierung oder Ausschluss von Tätern in der Gerichtsmedizin und forensischen Spurenanalytik.
  • – Nachweis der genealogischen Abstammung bei Mensch und Tier (Vaterschaften, Stammbaumanalysen).
  • – Geografischer Herkunftsnachweis von Tieren und Pflanzen sowie die Genotypisierung zur Unterscheidung von Pflanzensorten.
  • – Überwachung der Biodiversität oder Inzucht in Zuchttierbeständen.
  • – Archäologie und Evolutionsstudien bei Menschen und anderen Spezies. Hierfür werden u.a. archäologische und fossile Artefakte biologischen Ursprungs genotypisiert.
  • – Chimärismusanalyse nach Knochenmarkstransplantationen.
  • – Pränatale Diagnostik unter Verwendung fötaler DNS aus dem Blutplasma oder dem Fruchtwasser der werdenden Mutter.
  • – Differenzialdiagnostik von Hefe- und Bakterienstämmen, welche sich in variablen STRs unterscheiden. Die Anwendungsgebiete umfassen die Fermentationsindustrie, die Lebensmittelanalytik sowie den Nachweis von human-, tier- und pflanzenpathogenen Stämmen.
  • – Genotypisierung biallelischer SNPs und DIPs durch elektrophoretische Verfahren.
  • – Differenzialdiagnostik bestimmter Tumoren, welche sich von gesunden Zellen im Verlust bestimmter DIP- oder STR-Allele unterscheiden („Loss of Heterocygosity", LOH).
The method according to the invention for the analysis of complex multiplex mixtures for nucleic acid amplification products with overlapping detection regions for genotyping can be used for all known fields of application of STR, SNP and DIP analysis. Of particular importance are multiplex applications when the starting amount of nucleic acid is limiting. In particular, genotyping to distinguish individuals of a species in the following areas should be mentioned:
  • - Identification or exclusion of forensics practitioners and forensic trace analysis.
  • - Proof of genealogical descent in humans and animals (paternity, pedigree analyzes).
  • - Geographical evidence of origin of animals and plants and genotyping to distinguish plant varieties.
  • - Monitoring of biodiversity or inbreeding in breeding stock.
  • - Archeology and evolutionary studies in humans and other species. Archaeological and fossil artefacts of biological origin are genotyped for this purpose.
  • - Chimerism analysis after bone marrow transplantations.
  • - Prenatal diagnosis using fetal DNA from the blood plasma or the amniotic fluid of the expectant mother.
  • - Differential diagnosis of yeast and bacterial strains, which differ in variable STRs. The areas of application include the fermentation industry, food analysis and the detection of human, animal and phytopathogenic strains.
  • - Genotyping of biallelic SNPs and DIPs by electrophoretic methods.
  • - Differential diagnosis of certain tumors, which differ from healthy cells in the loss of certain DIP or STR alleles ("Loss of Heterozygosity", LOH).

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden am Beispiel einer kombinierten STR- und DIP-Analyse mittels lokusspezifischer Multiplex-PCR und Genotypisierung durch denaturierende Kapillargelelektrophorese und Fluoreszenzdetektion näher erläutert. Die analytische Auflösung des komplexen Multiplex PCR-Gemischs gelingt dabei durch postamplifikatorische Fraktionierung, wobei ein zu analysierendes Amplifikationsprodukt von allen weiteren bei der Detektion störenden Amplifikationsprodukten, die im Detektionsbereich überlappen, befreit wird, indem bei den störenden Amplifikationsprodukten die für den Detektionsnachweis notwendigen Fluoreszenzmarkierungen durch eine Restriktionsendonuklease abgespalten werden.The present invention will be described below using the example of a combined STR and DIP analysis using locus-specific multiplex PCR and genotyping by denaturing capillary gel electrophoresis and fluorescence detection. The analytical resolution of the complex multiplex PCR mixture succeeds by postamplificatory fractionation, whereby an amplification product to be analyzed is freed from all other amplification products which interfere with the detection, which overlap in the detection area, because the fluorescence labels necessary for the detection detection are replaced by an amplification product Cleaved restriction endonuclease.

BEISPIELEXAMPLE

Multiplex-PCR und Genotypisierung von fünf polymorphen STR-Loci und einen DIP-Locus mit überlappenden Detektionsbereichen. Zur Geschlechtsbestimmung beim Menschen ist ein DIP von 6 bp im Bereich des Amelogenin-Gens geeignet, welches in je einer Kopie auf beiden Geschlechtschromosomen in meiotisch nicht rekombinierenden Bereichen lokalisiert ist (AM2; Nakahori et al., 1991). Es handelt sich bei diesem DIP um die Sequenz 5'-AAAGTG-3', welche die Basenpaare 332 bis 337 der Y-spezifischen Genkopie mit der Zugangsnummer GenBank:M55419 bildet und zwischen den Basen 331 und 332 der X-spezifischen Genkopie mit der Zugangsnummer GenBank:M55418 fehlt. Zur Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks beim Menschen wurden als Beipsiel die autosomalen STR-Marker des CODIS-Gendatenbank-Standards THO1 (Zugangsnummern: UniSTS:156170; GenBank:NT_009237), TPOX (Zugangsnummern: UniSTS:240638; GenBank:NT_033000), CSF1PO (Zugangsnummern: UniSTS:156169; GenBank:NT_029289), D3S1358 (Zugangsnummern: UniSTS:148226; GenBank NT_022517) und DSS818 (Zugangsnummern: UniSTS:54700; GenBank:NT_034772) verwendet.Multiplex PCR and genotyping of five polymorphs STR loci and a DIP locus with overlapping detection areas. For sex determination in humans is a DIP of 6 bp in Range of the amelogenin gene suitable, which in each case a copy on both sex chromosomes in meiotic non-recombining areas is localized (AM2, Nakahori et al., 1991). It concerns with this DIP around the sequence 5'-AAAGTG-3 ', which are the base pairs 332 to 337 of the Y-specific gene copy with accession number GenBank: M55419 and between bases 331 and 332 of the X-specific gene copy with accession number GenBank: M55418 is missing. To create a genetic fingerprints in humans were used as examples autosomal STR markers of the CODIS gene database standard THO1 (accession numbers: UniSTS: 156170; GenBank: NT_009237), TPOX (accession numbers: UniSTS: 240638; GenBank: NT_033000), CSF1PO (accession numbers: UniSTS: 156169; GenBank: NT_029289), D3S1358 (accession numbers: UniSTS: 148226; GenBank NT_022517) and DSS818 (Accession numbers: UniSTS: 54700; GenBank: NT_034772).

Unter Verwendung der genannten Sequenzinformationen, der Literaturstellen Butler et al. (2003) und Krenke et al. (2002) sowie der Software VectorNTI (Invitrogen, Karlsruhe, Deutschland) wurden folgende PCR-Primer entworfen: AMFT3-H (SEQ ID NO:1) (5'-HEX-TTTGAATTCCCTGGGCTCTGTAAAGAA-3'; artifizieller Sequenzanhang in fetter Schrift, Schnittstelle für EcoRI unterstrichen), AMR3 (SEQ ID NO:2) (5'-ATCAGAGCTTAAACTGGGAAGCTG-3'), D3RT1-F (SEQ ID NO:3) (5'-6FAM-TTGATATCATGAAATCAACAGAGGCTTGC-3'; artifizieller Sequenzanhang in fetter Schrift, Schnittstelle für EcoRV unterstrichen), D3F1 (SEQ ID NO:4) (5'-ACTGCAGTCCAATCTGGGT-3'), D5RT3-F (SEQ ID NO:5) (5'-6FAM-TTTGAATTCAGCCACAGTTTACAACATTTGTATCT-3'; artifizieller Sequenzanhang in fetter Schrift, Schnittstelle für EcoRI unterstrichen), D5FT3 (SEQ ID NO:6) (5'-GGTGATTTTCCTCTTTGGTATCC-3'), THOFT3-F (SEQ ID NO:7) (5'-6FAM-TTTGAATTCCTGTTCCTCCCTTATTTCCC-3'; artifizieller Sequenzanhang in fetter Schrift, Schnittstelle für EcoRI unterstrichen), THOR3 (SEQ ID NO:8) (5'-GGGAACACAGACTCCATGGTG-3'), TPFT3-H (SEQ ID NO:9) (5'-HEX-TTTGAATTCTTAGGGAACCCTCACTGAATG-3'; artifizieller Sequenzanhang in fetter Schrift, Schnittstelle für EcoRI unterstrichen), TPR3 (SEQ ID NO:10) (5'- GTCCTTGTCAGCGTTTATTTGC-3'), CSFT1-H (SEQ ID NO:11) (5'-HEX-TTGATATCACAGTAACTGCCTTCATAGATAG-3'; artifizieller Sequenzanhang in fetter Schrift, Schnittstelle für EcoRV unterstrichen) und CSR1 (SEQ ID NO:12) (5'-GTGTCAGACCCTGTTCTAAGTA-3'). Die Synthese der Oligonukleotide erfolgte durch ein externes Dienstleistungslabor. Molekulargenetische Standardverfahren wurden gemäß Sambrook et al. (1989) durchgeführt. Alle Chemikalien und Verbrauchsmaterialien wurden in p.a.-Qualität bzw. PCR-Qualität (frei an DNS, Proteasen und Nukleasen) verwendet. Genomische DNS (gDNS) aus freiwilligen Spendern wurde aus Wangenabstrichen (mit sterilen Wattetupfern) und Blutproben unter Verwendung der Kits NucleoSpin® Tissue (Macherey&Nagel, Düren) und NucleoSpin® Blood (Macherey&Nagel, Düren) gemäß Herstellerangaben präpariert. Als Referenzmethoden zur DNS-Quantifizierung dienten Absorptionsmessungen bei 260 nm mittels UV/VIS-Spektroskopie (BioPhotometer, Eppendorf Hamburg, Deutschland) und Real-Time-PCR-Messungen mit dem „QuantifilerTM Human DNA Quantification Kit" (Applied Biosystems, Darmstadt, Deutschland) gemäß Herstellerangaben. Die dem Kit beigelegte genomische DNS wurde als Referenz-DNS verwendet. Der Ansatz für die Multiplex-PCR mit einem Volumen von 25 μL bestand aus 1,5 mM MgCl2, 200 nM dNTPs, 1-fach konzentriertem JumpStart-Reaktionspuffer (Sigma & Aldrich, Freiburg), 1,25 Unit JumpStart® Taq DNA Polymerase (Sigma & Aldrich, Freiburg), 5,0 ng genomischer DNS und den folgenden Oligonukleotiden mit ihren Endkonzemtrationen in Klammern: AMFT3-H (0,4 μM), AMRT3 (0,4 μM), D3RT1-F (0,2 μM), D3F1 (0,2 μM), D5RT1-F (0,6 μM), D5FT1 (0,6 μM), THOFT3-F (0,6 μM), THOR3 (0,6 μM), TPFT3-H (0,2 μM), TPR3 (0,2 μM), CSFT1-H (0,2 μM) und CSR1 (0,2 μM). Das PCR-Programm bestand aus einer initialen Denaturierung von 2 min bei 94°C, gefolgt von 30 Zyklen mit 20 s bei 94°C, 1 min bei 55°C und 30 s bei 72°C sowie weiteren 60 min bei 60°C. Es wurde ein TC-512 Thermocycler (Techne AG, Burkhardtsdorf) verwendet. Nach der PCR wurden je 9,6 μL des Ansatzes in getrennten Reaktionsgefäßen mit je 5 Unit der Restriktionsendonukleasen EcoRI (New England Biolabs, Frankfurt a.M.) bzw. EcoRV (New England Biolabs, Frankfurt a. M., Deutschland) für 1,0 h bei 37°C inkubiert. Es folgte eine Hitzeinaktivierung von 20 min bei 82°C. Anschließend wurde die Genotypisierung der Genloki durchgeführt. Hierfür wurde der Sequenzierautomat ABI Prism® 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Darmstadt, Deutschland) verwendet. Je 1 μL der PCR-Reaktion bzw. der entsprechenden Restriktionsansätze wurde mit 12,5 μL Injektionspuffer bestehend aus 12 μL HiDi-Formamid (Applied Biosystems, Darmstadt, Deutschland) und internem Längenstandard HD-400ROX (Applied Biosystems, Darmstadt, Deutschland) vermischt, 5 min bei 95°C denaturiert und rasch auf 10°C abgekühlt. Die Probeninjektion erfolgte 5 s bei 15.000 V. Die Kapillargelektrophorese erfolgte mit dem Polymergemisch POP-4 (Applied Biosystmens, Darmstadt, Deutschland) bei 60°C, 15.000 V und 20 min unter denaturiertenden Bedingungen gemäß Vorgaben des Herstellers. Ausgewertet wurde mit der Software GenScan Analysis (Applied Biosystems, Darmstadt, Deutschland) mit Hilfe einer gesondert erstellten Farbmatrix für die Farbstoffe 6-FAM, HEX und ROX gemäß Angaben des Herstellers. Die Elektropherogramme für die DNS einer Frau sind in 2 dargestellt.Using the cited sequence information, the references Butler et al. (2003) and Krenke et al. (2002) and the software VectorNTI (Invitrogen, Karlsruhe, Germany), the following PCR primers were designed: AMFT3-H (SEQ ID NO: 1) (5'-HEX-TTT GAATTC CCTGGGCTCTGTAAAGAA-3 '; artificial sequence appendix in bold text, Underlined for EcoRI), AMR3 (SEQ ID NO: 2) (5'-ATCAGAGCTTAAACTGGGAAGCTG-3 '), D3RT1-F (SEQ ID NO: 3) (5'-6FAM-TT GATATC ATGAAATCAACAGAGGCTTGC-3'; bold type, site underlined for EcoRV), D3F1 (SEQ ID NO: 4) (5'-ACTGCAGTCCAATCTGGGT-3 '), D5RT3-F (SEQ ID NO: 5) (5'-6FAM-TTT GAATTC AGCCACAGTTTACAACATTTGTATCT-3'; in bold type, sequence for EcoRI underlined), D5FT3 (SEQ ID NO: 6) (5'-GGTGATTTTCCTCTTTGGTATCC-3 '), THOFT3-F (SEQ ID NO: 7) (5'-6FAM-TTT GAATTC CTGTTCCTCCCTTATTTCCC- 3 '; boldface artificial suffix, underlining EcoRI site), THOR3 (SEQ ID NO: 8) (5'-GGGAACACAGACTCCATGGTG-3'), TPFT3-H (SEQ ID NO: 9) (5'-HEX-TTT GAATTC TTAGGGAACCCTCACTGAA TG-3 '; in bold type, sequence for EcoRI underlined), TPR3 (SEQ ID NO: 10) (5'-GTCCTTGTCAGCGTTTATTTGC-3 '), CSFT1-H (SEQ ID NO: 11) (5'-HEX-TT GATATC ACAGTAACTGCCTTCATAGATAG- 3 '; boldface artificial sequence appendix, site underlined for EcoRV) and CSR1 (SEQ ID NO: 12) (5'-GTGTCAGACCCTGTTCTAAGTA-3'). The synthesis of the oligonucleotides was carried out by an external service laboratory. Standard molecular genetic techniques were performed according to Sambrook et al. (1989). All chemicals and consumables were used in pa quality or PCR quality (free of DNA, proteases and nucleases). Genomic DNA (GDNS) from volunteer donors was obtained from cheek swabs (with sterile cotton swabs) and blood samples using the kit NucleoSpin ® Tissue kit (Macherey & Nagel, Düren) and NucleoSpin ® Blood (Macherey & Nagel, Düren) prepared according to manufacturer's instructions. Absorbance measurements at 260 nm were used as reference methods for DNA quantification by means of UV / VIS spectroscopy (BioPhotometer, Eppendorf Hamburg, Germany) and real-time PCR measurements with the "Quantifiler Human DNA Quantification Kit" (Applied Biosystems, Darmstadt, Germany The genomic DNA supplied with the kit was used as the reference DNA The 25 μL volume multiplex PCR approach consisted of 1.5 mM MgCl 2 , 200 nM dNTPs, 1-fold concentrated JumpStart reaction buffer (Sigma & Aldrich, Freiburg), 1.25 Unit Jump Start ® Taq DNA polymerase (Sigma & Aldrich, Freiburg), 5.0 ng of genomic DNA and the following oligonucleotides with their Endkonzemtrationen in parentheses: AMFT3-H (0.4 uM) , AMRT3 (0.4 μM), D3RT1-F (0.2 μM), D3F1 (0.2 μM), D5RT1-F (0.6 μM), D5FT1 (0.6 μM), THOFT3-F (0 , 6 μM), THOR3 (0.6 μM), TPFT3-H (0.2 μM), TPR3 (0.2 μM), CSFT1-H (0.2 μM) and CSR1 (0.2 μM) PCR program consisted of an initi Denaturing for 2 min at 94 ° C, followed by 30 cycles of 20 s at 94 ° C, 1 min at 55 ° C and 30 s at 72 ° C and another 60 min at 60 ° C. A TC-512 thermal cycler (Techne AG, Burkhardtsdorf) was used. After the PCR, 9.6 μL each of the batch were incubated in separate reaction vessels containing 5 units each of the restriction endonucleases EcoRI (New England Biolabs, Frankfurt aM) and EcoRV (New England Biolabs, Frankfurt aM, Germany) for 1.0 h incubated at 37 ° C. This was followed by heat inactivation for 20 min at 82 ° C. Subsequently, the genotyping of the Genloki performed. For this purpose, the sequencer ABI Prism® 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Darmstadt, Germany) was used. 1 μL each of the PCR reaction or the corresponding restriction mixtures was mixed with 12.5 μL injection buffer consisting of 12 μL HiDi formamide (Applied Biosystems, Darmstadt, Germany) and internal length standard HD-400ROX (Applied Biosystems, Darmstadt, Germany), Denatured at 95 ° C for 5 min and rapidly cooled to 10 ° C. The sample injection was carried out at 15,000 V for 5 sec. The capillary gel electrophoresis was carried out with the polymer mixture POP-4 (Applied Biosystmens, Darmstadt, Germany) at 60 ° C., 15,000 V and 20 min under denaturing conditions according to the manufacturer's instructions. Evaluated with the software GenScan Analysis (Applied Biosystems, Darmstadt, Germany) using a specially prepared color matrix for the dyes 6-FAM, HEX and ROX according to the manufacturer. The electropherograms for a woman's DNA are in 2 shown.

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Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform downloaded from the DPMA.

Claims (39)

Verfahren zur Genotypisierung von Nukleinsäuren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Mischen einer isolierten Probe, deren Nukleinsäuren genotypisiert werden soll, mit zwei oder mehr Primerpaaren, wobei jeweils ein Primer eines der zwei oder mehr Primerpaare oder die jeweils zwischen den Primern der zwei oder mehr Primerpaare liegende Nukleinsäuresequenz mindestens eine Nukleinsäuresequenzmodifikation umfasst, b) Amplifizieren der zu genotypisierenden Nukleinsäuren unter gleichzeitiger Erzeugung von zwei oder mehr verschiedenen Amplifikaten im Reaktionsgemisch mittels der zwei oder mehr Primerpaare, wobei die Amplifikate die mindestens eine Nukleinsäuremodifikation umfassen, c) Verteilen des Reaktionsgemischs aus Schritt b) auf zwei oder mehrere Reaktionsgefäße, d) Inkubieren der in den zwei oder mehr Reaktionsgefäßen vorliegenden Reaktionsgemische mit verschiedenen Nukleinsäure-spaltenden Enzymen, Enzymgemischen und/oder Chemikalien und/oder physikalische Behandlung der in den zwei oder mehr Reaktionsgefäßen vorliegenden Reaktionsgemische, wobei die Nukleinsäure-spaltenden Enzyme, Enzymgemische und/oder Chemikalien und/oder die physikalische Behandlung in Abhängigkeit von den Nukleinsäuresequenzmodifikationen der Amplifikate ausgewählt werden, so dass in den zwei oder mehr Reaktionsgefäßen vorliegenden Reaktionsgemischen jeweils nur ein definiertes Amplifikat aus einem Gemisch von Amplifikaten mit überlappenden Längenbereichen durch die enzymatische, chemische und/oder physikalische Behandlung nicht gespalten wird und die anderen Amplifikate durch die enzymatische, chemische und/oder physikalische Behandlung an der Nukleinsäuremodifikation gespalten werden, und e) Nachweisen der aus Schritt d) erhaltenen nicht gespaltenen Amplifikate.Method for genotyping nucleic acids, wherein the method comprises the following steps: a) mixing one isolated sample, their nucleic acids genotyped, with two or more primer pairs, where one primer each of the two or more primer pairs or the each between the primers of the two or more primer pairs nucleic acid sequence at least one nucleic acid sequence modification includes, b) amplifying the genotyping nucleic acids under simultaneous generation of two or more different amplicons in the reaction mixture by means of the two or more primer pairs, wherein the Amplificates comprising at least one nucleic acid modification, c) Distributing the reaction mixture from step b) to two or more Reaction vessels, d) Incubate the present in the two or more reaction vessels Reaction mixtures with different nucleic acid-cleaving enzymes, enzyme mixtures and / or chemicals and / or physical treatment in the two or more reaction vessels present Reaction mixtures, wherein the nucleic acid-cleaving enzymes, enzyme mixtures and / or chemicals and / or the physical treatment depending from the nucleic acid sequence modifications the amplificates selected be present so that in the two or more reaction vessels Reaction mixtures in each case only one defined amplificate from one Mixture of amplificates with overlapping length ranges by the enzymatic, chemical and / or physical treatment is not cleaved and the other amplificates by the enzymatic, chemical and / or physical treatment at the nucleic acid modification be split, and e) detecting the products obtained from step d) uncleaved amplicons. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Probe eine biologische Probe ist, insbesondere eine Gewebeprobe wie Haut, oder eine Körperflüssigkeit wie Blut, Speichel, Serum, Samenflüssigkeit oder Vaginalflüssigkeit, oder isolierte DNS, RNS oder cDNS ist.The method of claim 1, wherein the sample is a biological Sample is, in particular a tissue sample such as skin, or a body fluid such as blood, saliva, serum, seminal fluid or vaginal fluid, or isolated DNA, RNA or cDNA. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Probe mikrobiellen, pflanzlichen, tierischen oder humanen Ursprungs ist.The method of claim 2, wherein the sample is microbial, of plant, animal or human origin. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Amplifizieren der Nukleinsäuren durch enzymchemische Verfahren wie Polymerasenkettenreaktion (PCR), Reverse-Transkriptions-Polymerasenkettenreaktion (RT-PCR), Ligase Chain Reaction (LCR), Reverse-Transkriptions-Ligase Chain Reaction RT-(LCR), Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Strand Displacement Amplification (SDA), Exponential Amplification Reaction (EXPAR), Amplification Refractory Mutation System (ARMS) oder Tetraprimer-Amplification Refractory Mutation System (Tetraprimer-ARMS) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein amplifying the nucleic acids by enzymatic methods such as polymerase chain reaction (PCR), Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), ligase chain Reaction (LCR), Reverse Transcriptional Ligase Chain Reaction RT (LCR), Nucleic Acid Sequence Based Amplification (NASBA), Strand Displacement Amplification (SDA), Exponential Amplification Reaction (EXPAR), Amplification Refractory Mutation System (ARMS) or Tetraprimer Amplification Refractory Mutation System (Tetraprimer-ARMS). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Primer eines der zwei oder mehr Primerpaare und die mittels der zwei oder mehr Primerpaare erzeugten Amplifikate eine nachweisbare Markierung, beispielsweise eine Fluoreszenzmarkierung, eine colorimetrisch nachweisbare Markierung und/oder eine immunologisch nachweisbare Markierung umfasst/umfassen.A method according to any one of the preceding claims, wherein a primer of one of the two or more primer pairs and the amplicons produced by means of the two or more primer pairs has a detection base a label, for example a fluorescent label, a colorimetrically detectable label and / or an immunologically detectable label comprises / include. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Fluoreszenzmarkierung 6-Carboxyfluorescein (6-FAM), 4,7,2',4',5',7'-Hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 6-Carboxy-4,7,2',7'-tetrachloro-fluorescein (TET), 6-Carboxy-4'-, 5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 6-Carboxy-X-rhodamin (ROX), 6-Carboxytetramethyl-rhodamin (TAMRA) oder 2'-Chloro-5'-fluoro-7',8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED), die colorimetrisch nachweisbare Markierung ein Biotin/Strepavidin-alkalische Phosphatase-Konjugat und die immunologisch nachweisbare Markierung ein Hapten ist.The method of claim 5, wherein the fluorescent label 6-carboxyfluorescein (6-FAM), 4,7,2 ', 4', 5 ', 7'-hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 6-carboxy-4,7,2 ', 7'-tetrachloro-fluorescein (TET), 6-carboxy-4'-, 5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 6-carboxy-X-rhodamine (ROX), 6-carboxytetramethyl-rhodamine (TAMRA) or 2'-chloro-5'-fluoro-7 ', 8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED), the colorimetrically detectable label is a biotin / strepavidin-alkaline Phosphatase conjugate and the immunologically detectable label is a hapten. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die nachweisbare Markierung kovalent mit dem 5'-Ende des Primers verbunden ist.Method according to one of claims 5 or 6, wherein the detectable Labeling covalently with the 5 'end the primer is connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine enzymatische, chemische und/oder physikalische Spaltung der Amplifikate und/oder Abspaltung der nachweisbaren Markierung erlaubt.Method according to one of the preceding claims, wherein the nucleic acid sequence modification an enzymatic, chemical and / or physical cleavage of Amplificates and / or cleavage of the detectable label allowed. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine Erkennungs- und Spaltstelle für Endonukleasen ist.The method of claim 8, wherein the nucleic acid sequence modification is a recognition and cleavage site for endonucleases. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Endonuklease eine Restriktionsendonuklease, eine Endonuklease III, eine Nicking-Endonuklease, eine DNS N-Glycosylase und/oder eine apyridinische Stellen-(AP-)DNS-Lyase ist.The method of claim 9, wherein the endonuclease a restriction endonuclease, an endonuclease III, a nicking endonuclease, a DNA N-glycosylase and / or an apyridinic site (AP) DNA lyase is. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation die enzymatische Generierung von apyrimidinischen (AP-)Stellen erlaubt.The method of claim 8, wherein the nucleic acid sequence modification allows the enzymatic generation of apyrimidinic (AP) sites. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation ein Uracylrest ist, der durch DNS Uracyl-N-Glycosylasen in eine apyrimidinische (AP-)Stelle überführt wird.The method of claim 11, wherein the nucleic acid sequence modification is a uracyl residue that is transformed by DNA into a uracyl-N-glycosylase apyrimidinic (AP) site is transferred. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine DNS-Spaltung unter Einwirkung von UV-Licht erlaubt.The method of claim 8, wherein the nucleic acid sequence modification a DNA split allowed under the influence of UV light. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation ein photochemisch instabiles Basenanalogon wie Biotin, ein o-Nitrophenyl- und/oder ein o-Nitrobenzylderivat ist.The method of claim 13, wherein the nucleic acid sequence modification a photochemically unstable base analogue such as biotin, an o-nitrophenyl and / or an o-nitrobenzyl derivative is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich bei jedem der erzeugten Amplifikate mindestens eine Nukleinsäuresequenzmodifikation in dem Sequenzbereich der zu genotypisierenden Matrizennukleinsäure befindet, an den der Primer, der mindestens eine Nukleinsäuresequenzmodifikation umfasst, hybridisiert, oder wobei sich im zu amplifizierenden Bereich zwischen den beiden Primern eines Primerpaars eine Erkennungs- und Spaltstelle für Endonukleasen befindet, so dass eine enzymatische Spaltung der Amplifikate und/oder die Abspaltung der nachweisbaren Markierung ermöglicht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at least one nucleic acid sequence modification occurs in each of the generated amplicons is located in the sequence area of the template nucleic acid to be genotyped, to the primer comprising at least one nucleic acid sequence modification, hybridized, or wherein in the area to be amplified between the two primers of a primer pair a recognition and cleavage site for endonucleases so that enzymatic cleavage of the amplicons and / or the cleavage of the detectable label is made possible. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei oder mehr verschiedenen Amplifikate, die einen überlappenden Längenbereich aufweisen, zwei oder mehr unterschiedliche Nukleinsäuresequenzmodifikationen aufweisen, die eine selektive Spaltung der Amplifikate und/oder Abspaltung der nachweisbaren Markierung der Amplifikate erlauben.Method according to one of the preceding claims, wherein the two or more different amplificates that overlap one another Have length range, have two or more different nucleic acid sequence modifications, a selective cleavage of the amplificates and / or cleavage of allow detectable labeling of amplified products. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu genotypisierende Nukleinsäuren mindestens einen Einzelbasenaustausch, beispielsweise einen single nucleotide polymorphism (SNP), einen Mikrosatelliten, beispielsweise einen short tandem repeat (STR) und/oder einen Deletions- und Insertionspolymorphismus (DIP) umfassen.Method according to one of the preceding claims, wherein the nucleic acids to be genotyped at least one single base exchange, for example a single nucleotide polymorphism (SNP), a microsatellite, for example a short tandem repeat (STR) and / or a deletion and insertion polymorphism (DIP). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei oder mehr erzeugten Amplifikate unterschiedliche Nukleinsäuresequenzmodifikationen umfassen, welche die enzymatische, chemische und/oder physikalische Spaltung der Amplifikate und/oder Abspaltung der nachweisbaren Markierung erlauben und die enzymatische, chemische und/oder physikalische Spaltung der Amplifikate und/oder Abspaltung der nachweisbaren Markierung in Schritt d) von Anspruch 1 gleichzeitig oder sequenziell erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the two or more generated amplicons have different nucleic acid sequence modifications which include the enzymatic, chemical and / or physical Cleavage of the amplificates and / or cleavage of the detectable label allow and enzymatic, chemical and / or physical Cleavage of the amplificates and / or cleavage of the detectable label in Step d) of claim 1 takes place simultaneously or sequentially. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Nachweisen der nicht gespaltenen Amplifikate in Schritt e) ein Auftrennen der Amplifikate mittels Elektrophorese, insbesondere mittels denaturierender Kapillargelelektrophorese erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein prior to detecting the uncleaved amplicon in step e) a separation of the amplificates by means of electrophoresis, in particular by means of denaturing Kapillargelelektrophorese done. Verwendung eines Primers umfassend eine nachweisbare Markierung und in 3'-Orientierung davon mindestens eine Nukleinsäuresequenzmodifikation zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1–19.Use of a primer comprising a detectable Mark and in 3'-orientation thereof at least one nucleic acid sequence modification to carry out a method according to a the claims 1-19. Verwendung nach Anspruch 20, wobei die nachweisbare Markierung eine Fluoreszenzmarkierung, eine colorimetrisch nachweisbare Markierung oder eine immunologisch nachweisbare Markierung umfasst.Use according to claim 20, wherein the detectable Label a fluorescent label, a colorimetrically detectable Tag or immunologically detectable tag. Verwendung nach Anspruch 21, wobei die Fluoreszenzmarkierung 6-Carboxyfluorescein (6-FAM), 4,7,2',4',5',7'-Hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 6-Carboxy-4,7,2',7'-tetrachloro-fluorescein (TET), 6-Carboxy-4'-, 5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 6-Carboxy-X-rhodamin (ROX), 6-Carboxytetramethyl-rhodamin (TAMRA) oder 2'-Chloro-5'-fluoro-7',8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED), die colorimetrisch nachweisbare Markierung ein Biotin/Strepavidin-alkalische Phosphatase-Konjugat und die immunologisch nachweisbare Markierung ein Hapten ist.Use according to claim 21, wherein the fluorescent label is 6-carboxyfluorescein (6-FAM), 4,7,2 ', 4', 5 ', 7'-hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 6-carboxy-4,7,2', 7'-tetrachloro-fluorescein (TET), 6-carboxy-4'-, 5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 6-carboxy-X-rhodamine (ROX), 6-carboxytetramethyl-rhodamine (TAMRA) or 2'-chloro-5'-fluoro-7 ', 8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED), the colorimetrically detectable label a biotin / streptavidin-alkaline phosphatase conjugate and the immunologically detectable label a hapten is. Verwendung nach Anspruch 20, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine enzymatische, chemische und/oder physikalische Abspaltung der nachweisbaren Markierung erlaubt.Use according to claim 20, wherein the nucleic acid sequence modification an enzymatic, chemical and / or physical cleavage of detectable mark allowed. Verwendung nach Anspruch 23, wobei der Primer eine Erkennungs- und Spaltstelle für Endonukleasen umfasst.Use according to claim 23, wherein the primer is a Detection and cleavage site for Includes endonucleases. Verwendung nach Anspruch 24, wobei die Endonuklease eine Restriktionsendonuklease, eine Endonuklease III, eine Nicking-Endonuklease, eine DNS N-Glycosylase und/oder eine apyrimidinische Stellen-(AP-)DNS-Lyase ist.Use according to claim 24, wherein the endonuclease a restriction endonuclease, an endonuclease III, a nicking endonuclease, a DNA N-glycosylase and / or an apyrimidinic site (AP) DNA lyase is. Verwendung nach Anspruch 23, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation die enzymatische Generierung von apyrimidinischen (AP-)Stellen erlaubt.Use according to claim 23, wherein the nucleic acid sequence modification allows the enzymatic generation of apyrimidinic (AP) sites. Verwendung nach Anspruch 26, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation ein Uracylrest ist, der durch DNS Uracyl-N-Glycosylasen in eine apyrimidinische (AP-)Stelle überführt wird.Use according to claim 26, wherein the nucleic acid sequence modification is a uracyl residue that is transformed by DNA into a uracyl-N-glycosylase apyrimidinic (AP) site is transferred. Verwendung nach Anspruch 23, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine DNS-Spaltung unter Einwirkung von UV-Licht erlaubt.Use according to claim 23, wherein the nucleic acid sequence modification a DNA split allowed under the influence of UV light. Verwendung nach Anspruch 28, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation ein photochemisch instabiles Basenanalogon wie Biotin, ein o-Nitrophenyl- oder ein o-Nitrobenzylderivat ist.Use according to claim 28, wherein the nucleic acid sequence modification a photochemically unstable base analogue such as biotin, an o-nitrophenyl or an o-nitrobenzyl derivative is. Kit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–19 umfassend in einem geeigneten Behälter zwei oder mehr Primerpaare, wobei jeweils ein Primer eines Primerpaares eine nachweisbare Markierung und in 3'-Orientierung davon mindestens eine Nukleinsäuresequenzmodifikation aufweist.Kit to carry out of the method according to any one of claims 1-19 comprising in a suitable container two or more primer pairs, each one primer of a primer pair a detectable label and in 3'-orientation thereof at least one Having nucleic acid sequence modification. Kit nach Anspruch 30, wobei die nachweisbare Markierung eine Fluoreszenzmarkierung, eine colorimetrisch nachweisbare Markierung oder eine immunologisch nachweisbare Markierung umfasst.The kit of claim 30, wherein the detectable label a fluorescent label, a colorimetrically detectable label or an immunologically detectable label. Kit nach Anspruch 31, wobei die Fluoreszenzmarkierung 6-Carboxyfluorescein (6-FAM), 4,7,2',4',5',7'-Hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 6-Carboxy-4,7,2',7'-tetrachloro-fluorescein (TET), 6-Carboxy-4'-, 5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 6-Carboxy-X-rhodamin (ROX), 6-Carboxytetramethyl-rhodamin (TAMRA) oder 2'-Chloro-5'-fluoro-7',8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED), die colorimetrisch nachweisbare Markierung ein Biotin/Strepavidin-alkalische Phosphatase-Konjugat und die immunologisch nachweisbare Markierung ein Hapten ist.The kit of claim 31, wherein the fluorescent label 6-carboxyfluorescein (6-FAM), 4,7,2 ', 4', 5 ', 7'-hexachloro-6-carboxy-fluorescein (HEX), 6-carboxy-4,7,2 ', 7'-tetrachloro-fluorescein (TET), 6-carboxy-4'-, 5'-dichloro-2'-, 7'-dimethoxy-fluorescein (JOE), 6-carboxy-X-rhodamine (ROX), 6-carboxytetramethyl-rhodamine (TAMRA) or 2'-chloro-5'-fluoro-7 ', 8'-benzo-1,4-dichloro-6-carboxyfluorescein (NED), the colorimetrically detectable label is a biotin / strepavidin-alkaline Phosphatase conjugate and the immunologically detectable label a hapten is. Kit nach Anspruch 30, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine enzymatische, chemische und/oder physikalische Abspaltung der nachweisbaren Markierung erlaubt.The kit of claim 30, wherein the nucleic acid sequence modification an enzymatic, chemical and / or physical cleavage of detectable mark allowed. Kit nach Anspruch 33, wobei der Primer eine Erkennungs- und Spaltstelle für Endonukleasen umfasst.A kit according to claim 33, wherein the primer is a recognition and cleavage site for Includes endonucleases. Kit nach Anspruch 34, wobei die Endonuklease eine Restriktionsendonuklease, eine Endonuklease III, eine Nicking-Endonuklease, eine DNS N-Glycosylase und/oder eine apyrimidinische Stellen-(AP-)DNS-Lyase ist.The kit of claim 34, wherein the endonuclease is a Restriction endonuclease, an endonuclease III, a nicking endonuclease, a DNA N-glycosylase and / or an apyrimidinic site (AP) DNA lyase is. Kit nach Anspruch 33, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation die enzymatische Generierung von apyrimidinischen (AP-)Stellen erlaubt.The kit of claim 33, wherein said nucleic acid sequence modification allows the enzymatic generation of apyrimidinic (AP) sites. Kit nach Anspruch 36, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation ein Uracylrest ist, der durch DNS Uracyl-N-Glycosylasen in eine apyrimidinische (AP-)Stelle überführt wird.The kit of claim 36, wherein the nucleic acid sequence modification is a uracyl residue that is transformed by DNA into a uracyl-N-glycosylase apyrimidinic (AP) site is transferred. Kit nach Anspruch 33, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation eine DNS-Spaltung unter Einwirkung von UV-Licht erlaubt.The kit of claim 33, wherein said nucleic acid sequence modification allows DNA cleavage under the action of UV light. Kit nach Anspruch 38, wobei die Nukleinsäuresequenzmodifikation ein photochemisch instabiles Basenanalogon wie Biotin, ein o-Nitrophenyl- oder ein o-Nitrobenzylderivat ist.The kit of claim 38, wherein the nucleic acid sequence modification a photochemically unstable base analogue such as biotin, an o-nitrophenyl or an o-nitrobenzyl derivative.
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