DE265293T1 - T7-dns-polymerase. - Google Patents

T7-dns-polymerase.

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DE265293T1 DE198787311435T DE87311435T DE265293T1 DE 265293 T1 DE265293 T1 DE 265293T1 DE 198787311435 T DE198787311435 T DE 198787311435T DE 87311435 T DE87311435 T DE 87311435T DE 265293 T1 DE265293 T1 DE 265293T1
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Harvard College
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Claims (58)

Ansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Nucleotid-Basen-Sequenz eines DNA-Moleküls, das:
Anlagern eines zur Hybridisierung mit dem DNA-Molekül befähigten Primer-Moleküls an das DNA-Molekül,
Inkubieren getrennter Einzelmengen der zur Anlagerung behandelten Mischung in mindestens 4 Gefäßen, wobei jedes Gefäß mindestens vier unterschiedliche Desoxynucleosidtriphosphate, eine prozessive DNA-Polymerase, wobei diese Polymerase über mindestens 500 Basen am DNA-Molekül gebunden bleibt, bevor sie unter den normalerweise in der Ex- tensions-Reaktion einer DNA-Sequenzierungsreaktion einge- f setzten Umgebungsbedingungen dissoziiert, wobei die Polymerase weniger als 500 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase besitzt und eines der vier DNA-Syntheseterminierenden Agentien, das die DNA-Synthese an einer bestimmten Nucleotid-Base terminiert, enthält, und jedes dieser Agentien die DNA-Synthese an einer anderen Nucleotid-Base terminiert, und
Auftrennen der DNA-Produkte jeder Inkubationsreaktion nach Größe, wodurch mindestens ein Teil der Nucleotid-Basen-Sequenz des DNA-Moleküls bestimmt werden kann, aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei diePolymerase am DNA-Molekül über mindestens 1000 Basen vor Dissoziation gebunden bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Polymerase die Polymerase aus mit einem Phagen vom T-7 Typ infi-
zierten Zellen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Phage vom T-7-Typ T7, T3, 01, Oil, H, W31, gh-1, Y, A1122 oder SP6 ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Phage vom T7-Typ T-7 ist.
6. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Polymerase ihre Prozessivität in einer anderen Umgebung, die normalerweise in der Start-(PuIs)-Reaktion einer DNA-Sequenzierungsreaktion eingesetzt wird, nicht zeigen kann.
7. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Polymerase Didesoxy-Nucleotid-Analoga nicht unterscheidet.
8. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Polymerase eine modifizierte Polymerase mit weniger als 50 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Polymerase eine modifizierte Polymerase mit weniger als 1 Einheit Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Polymerase eine modifizierte Polymerase mit weniger als 0.1 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase ist.
11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Polymerase keine nachweisbare Exonucleaseaktivität besitzt.
12. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Polymerase Primer mit 10 oder mehr Basenpaaren verarbeiten kann.
13. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Polymerase Primer mit 4 oder mehr Basenpaaren verarbeiten kann.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Primer 4 bis 20 Basenpaare besitzt und die Polymerase Primer mit 4 bis 20 Basenpaaren verarbeiten kann.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Mischung T7 Gen 2.4 oder Gen 4 aufweist.
16. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Polymerase Nucleotid-Analoga nicht unterscheidet und eine modifizierte Polymerase mit weniger als 500 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase ist; der Primer eine einzelsträngige RNA oder DNA mit 4 bis 10 Basenpaaren ist, und die Polymerase Primer mit 4 bis 20 Basenpaaren verwenden kann,
und die Inkubation einen Start- und einen Endschritt aufweist.
17. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Primer eine einzelsträngige DNA oder RNA ist.
18. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anlagerungsschritt das Erhitzen des DNA-Moleküls und des Primers auf über 65 Grad Gelsius, und das Abkühlenlassen der erhitzten Mischung auf zwischen 0 und 30 Grad Celsius beinhaltet.
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19. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Inkubation einen Start(Puls-)Schritt und einen End-(Chase)-Schritt aufweist.
20. Verfahren nach Anspruch lS, wobei der Startschritt Mischen der Mischung nach der Anlagerung mit allen vier Desoxynucleosid-Triphosphaten und einer prozessiven DNA-Polymerase aufweist, wobei mindestens ein Desoxynucleosid-Triphosphat gelabelt ist und in einer limitierenden Konzentration vorhanden ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Start-Inkubationsschritt in 30 Sekunden bis 20 Minuten durchgeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der End-Schritt die Zugabe eines der Kettenterminierungsagentien zu den vier Einzelmengen der Mischung nach Durchführung des Start-Schrittes aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die End-Schritt-Inkubierung über 1 bis 60 Minuten durchgeführt wird.
24. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Terminierungsagens ein Didisoxynucleotid ist.
25. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Teminierungsagens eine limitierende Menge eines Desoxynucleosidtriphosphats ist.
26. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Desoxynucleosid-Triphosphat ausgewählt wird
&eegr; 1 -ft u f) Q O
U L. U v-'Z-Jo
-5-aus dITP oder Deazaguanosin.
27. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Primer vor dem Anlagerungsschritt gelabelt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Inkubation einen End-(Chase-)Schritt aufweist.
29. Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Primer fluoreszenzgelabelt ist.
30. Kombinationserzeugnis für die DNA-Sequenzierung, das eine prozessive DNA-Polymerase, wobei die Polymerase über mindestens 500 Basen am DNA-Molekül gebunden bleibt, die Polymerase weniger als 500 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase besitzt, und die Polymerase dazu befähigt ist, ihre Prozessivität unter Umgebungsbedingungen, die üblicherweise in der Extensionsreaktion einer DNA-Sequenzierungsreaktion eingesetzt werden, zu zeigen, und
ein für die Sequenzierung notwendiges Reagens, ausgewählt aus:
(a) dITP und
(b) einem Kettenterminierungsagens
aufweist.
31. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 30, wobei das Reagens dITP ist.
32. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 30 oder 31, wobei die Polymerase ihre Prozessivität in einer weiteren Umgebung, die normalerweise in der Start-(Puls-)Reaktion einer DNA-Sequenzierungreaktion eingesetzt wird, nicht zeigen kann.
O 266293
-6-
33. Verfahren zur Herstellung aktiver DNA-Polymerase vom &Tgr;-7-&Tgr;&ggr;&rgr; aus klonierten Fragmenten, wobei die für die PoIymerase codierenden Gene unter die Steuerung von sicher arbeitenden (non-leaky) Promotoren in einer Einzelzlle gebracht werden, die Expression der Gene dann, wenn diese Zelle sich in der Phase logarithmischen Wachstums oder einer stationären Phase befindet, induziert wird, und die Polymerase aus der Zelle isoliert wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei eines der Gene unter der Kontrolle eines zur Expression von T7 RNA-Polymerase benötigenden Promotors ist.
35. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Polymerase aus zwei klonierten Genen hergestellte aktive T7 DNA-Polymerase ist und eines der Gene unter der Kontrolle eines Promotors, der T7 RNA-Polymerase für die Expression benötigt, ist.
36. Verfahren zur Reinigung von T7-DNA-Polymerase aus Zellen, die einen Vektor, von dem die Polymerase exprimiert wird, aufweisen, mit folgenden Schritten:
Lysis der Zellen und Schicken der Polymerase über eine nach Molekülgrößen auftrennenden Säule, eine DE52 DEAE-Säule, eine Phosphocellulose-Säule und eine Hydroxylapatit-Säule.
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei vor dem Beschikkungsschritt das Verfahren das Ausfällen der Polymerase mit Ammoniumsulfat aufweist.
38. Verfahren nach Anspruch 36, das ferner die Schritte
02B52S3
des Schickens der Polymerase über eine Sephadex DEAE A-50-Säule aufweist.
39. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die nach Größen auftrennende Säule eine Sephadex G 150 Säule ist.
40. Verfahren zur Inaktivierung der Exonucleaseaktivität in einer DNA-Polymerase Lösung, hergestellt durch Techniken mit rekombinanter DNA, das das Inkubieren der Lösung in einem Sauerstoff, ein Reduktionsmittel und ein Übergangsmetall aufweisenden Gefäß aufweist.
41. Für eine DNA-Polymerase vom T7-Typ codierendes Gen, das genetisch derart modifiziert ist, daß es die Aktivität natürlich auftretender Exonucleaseaktivität hemmt.
42. DNA-Polymerase vom T7-Typ, hergestellt vom Gen des Anspruchs 41.
43. Gen nach Anspruch 41, mit einem modifizierten His Rest.
44. Gen nach Anspruch 43, dessen His-Rest His-123 aus T-7 Polymerase ist.
45. Gen nach Anspruch 43 oder 44, wobei der His-Rest fehlt.
46. DNA-Polymerase vom T7-Typ, hergestellt vom Gen des Anspruchs 44 oder 45.
47. Gen nach Anspruch 41, wobei die Aminosäuren 118 und 123 aus dem für die DNA-Polymerase vom T7-Typ codierenden Gen fehlen.
02652S3
48. Verfahren zur Herstellung von glattendiger doppelsträngiger DNA aus einem linearen DNA-Molekül mit einer einzelsträngigen Region, wobei das 3'-Ende des Moleküls doppelsträngig ist und keine überstehenden 3'-Enden besitzt, das Inkubieren des DNA-Moleküls mit einer prozessiven DNA-Polymerase, die im wesentlichen frei von natürlich auftretender Exonucleaseaktivität ist, aufweist.
49. Verfahren zur Amplifikation einer DNA-Sequenz unter Anlagern eines ersten und zweiten Primers an gegenüberliegende Stränge einer doppelsträngigen DNa-Sequenz und Inkubieren der behandelten mischung mit einer prozessiven DNA-Polymerase mit weniger als 500 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase, wobei die ersten und zweiten Primer sich an gegenüberliegende Stränge der DNA-Sequenz anlagern.
50. Verfahren nach Anspruch 49, wobei die 3'-Enden der ersten und zweiten Primer nach der Anlagerung gegeneinander gerichtet sind.
51. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, wobei das Verfahren ferner aufweist, daß nach dem Inkubationsschritt die resulutierende DNA denaturiert wird, die ersten und zweiten Primer an die resultierende DNA angelagert werden und die Mischung nach demAnlagerungsschritt mit der Polymerase inkubiert wird.
52. Verfahren nach Anspruch 51, wobei der Zyklus der Denaturierung, Anlagerung und Inkubation 10 bis 40 mal wiederholt wird.
53. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 49 bis 52,
0265283
wobei die Exonucleaseaktivität weniger als 1 Einheit pro mg Polymerase beträgt.
54. Verfahren zum Labein des 3'-Endes eines DNA-Fragments unter Inkubation des DNA-Fragments mit einer prozessiven DNA-Polymerase mit weniger als 500 Einheiten Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase und einem gelabelten Desoxynucleotid.
55. Verfahren zur in vitro Mutagenese eines klonierten DNA-Fragments unter Vorsehen eines Primers und eines Templates, wobei der Primer und das Template eine spezifische unpassende Base aufweisen, und Extendieren des Primers mit einer prozessiven modifizierten DNA-Polymerase.
56. Verfahren zur in vitro Mutagenese eines klonierten DNA-Fragments unter Vorsehen des klonierten Fragmentes und Synthetisierung eines DNA-Stranges unter Verwendung einer prozessiven DNA-Polymerase, die weniger als 1 Einheit Exonucleaseaktivität pro mg Polymerase aufweist, unter Bedingungen, die Fehleinbau einer Nucleotid-Base bewirken.
57. Kombinationserzeugnis mit einer Vielzahl von mindestens 25 für die DNA-Sequenzierung geeigneten Oligomeren, wobei jedes Oligomere in einem separaten Behälter vorliegt und eine unterschiedliche Basensequenz über weniger als 15 Basen Länge aufweist.
58. Kombinationserzeugnis nach Anspruch 57, wobei jedes Oligomere zwischen 6-9 Basen, einschließlich, aufweist.
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