DE69713100T2 - METHOD FOR NUCLEIC ACID ANALYSIS - Google Patents
METHOD FOR NUCLEIC ACID ANALYSISInfo
- Publication number
- DE69713100T2 DE69713100T2 DE69713100T DE69713100T DE69713100T2 DE 69713100 T2 DE69713100 T2 DE 69713100T2 DE 69713100 T DE69713100 T DE 69713100T DE 69713100 T DE69713100 T DE 69713100T DE 69713100 T2 DE69713100 T2 DE 69713100T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nucleic acid
- acid sequence
- complementary
- oligonucleotide probe
- test nucleic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 title claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title description 10
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 title description 6
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 title description 6
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 38
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 claims description 38
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 claims description 38
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 33
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 claims description 31
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 27
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 23
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 10
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 10
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 claims description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 27
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 25
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 241000606161 Chlamydia Species 0.000 description 8
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 8
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 7
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 4
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 108700025694 p53 Genes Proteins 0.000 description 3
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 2
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 2
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000000572 ellipsometry Methods 0.000 description 2
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 241000606153 Chlamydia trachomatis Species 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229940038705 chlamydia trachomatis Drugs 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000000105 evaporative light scattering detection Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000013095 identification testing Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013610 patient sample Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000009870 specific binding Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Nukleinsäureanalyse und genauer die Bestimmung der Bindung einer Oligonukleotidsonde an eine Testnukleinsäuresequenz, insbesondere für den Nachweis von Sequenzvariationen und die Quantifizierung von Produkten, die in Amplifikationsreaktionen erhalten wurden.The present invention relates to nucleic acid analysis and more particularly to the determination of the binding of an oligonucleotide probe to a test nucleic acid sequence, in particular for the detection of sequence variations and the quantification of products obtained in amplification reactions.
Die klinischen Analysen von DNA-Sequenzen sind typischerweise auf die Bestimmung gerichtet, wie ein Gen in einer Patientenprobe sich von einer Prototyp-Normalsequenz unterscheidet. Die DNA-Sequenzierung durch die Kettenterminationsmethode, die durch Sanger und Coulson (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1977; 74: 5463-5467) entwickelt wurde, und die chemische Degradationsmethode, entwickelt von Maxam und Gilbert (Maxam und Gilbert, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1977; 74: 560-564) oder die Verwendung von Techniken, wie zum Beispiel Sequenzierung durch Hybridisierung (SBH) oder Sequenzierung durch Synthese (siehe zum Beispiel WO 93/21340) haben alle das Potential, Mutationen zu identifizieren und in demselben Verfahren ebenfalls die Konsequenz der Mutation auf dem Niveau der Proteinkodierung usw. zu offenbaren.Clinical analyses of DNA sequences are typically directed at determining how a gene in a patient sample differs from a prototype normal sequence. DNA sequencing by the chain termination method developed by Sanger and Coulson (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1977; 74: 5463-5467) and the chemical degradation method developed by Maxam and Gilbert (Maxam and Gilbert, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1977; 74: 560-564) or the use of techniques such as sequencing by hybridization (SBH) or sequencing by synthesis (see, for example, WO 93/21340) all have the potential to identify mutations and, in the same process, also reveal the consequence of the mutation at the protein coding level, etc.
Ein anderer Sequenzierungsansatz ist in EP-A-223 618 offenbart, die die Verwendung eines immobilisierten DNA-Templats, Primern und einer Polymerase beschreibt, die einem Fluß ausgesetzt sind, der nur eine Art von Desoxynukleotid zu einer Zeit enthält. Ein stromabwärts gelegenes Nachweissystem bestimmt dann, ob Desoxynukleotid in die Kopie eingebaut wurde oder nicht, durch Nachweisen des Unterschieds in den Desoxynukleotidkonzentrationen, die in die Flußzelle eintreten und diese verlassen, die den Komplex von DNA-Templat und Polymerase enthält.Another sequencing approach is disclosed in EP-A-223 618, which describes the use of an immobilized DNA template, primers and polymerase exposed to a flow containing only one type of deoxynucleotide at a time. A downstream detection system then determines whether or not deoxynucleotide has been incorporated into the copy by detecting the difference in deoxynucleotide concentrations entering and leaving the flow cell containing the DNA template-polymerase complex.
Für Screening-Zwecke ist es oft jedoch ausreichend, zumindest anfänglich, Abweichungen von der Normalsequenz zu identifizieren, jedoch ohne direkt nachzuweisen, wie eine Sequenz sich von der Normalen unterscheidet oder nur grob die Mutation zu lokalisieren. Es gibt eine Zahl von solchen Techniken, die die Analyse beschleunigen, wenn mit denjenigen verglichen, die DNA-Sequenzbestimmungen einschließen.However, for screening purposes it is often sufficient, at least initially, to identify deviations from the normal sequence, but without directly demonstrating how a sequence differs from the normal or even roughly locating the mutation. There are a number of such techniques that speed up the analysis when compared to those involving DNA sequence determinations.
Ein solches Verfahren verwendet einen "Markierungsfreien" Nachweis, der auf Oberflächen- Plasmonresonanz (SPR) zum Nachweis der Bindung einer kurzen Oligonukleotidsonde an eine einzelsträngige Zielsequenz, die auf einem Sensorchip immobilisiert ist, basiert. Weil eine Fehlpaarung die Bindungsaffinität signifikant beeinträchtigt, kann die Anwesenheit einer Sequenzabweichung nachgewiesen werden. Dieses Verfahren weist jedoch verschiedene Nachteile auf, wie zum Beispiel, daß sie die Immobilisierung von langen Zielsequenzen an den Sensorchip erfordert, normalerweise PCR-Produkten und daß der Sensorchip nicht regeneriert werden kann.One such method uses a "label-free" detection based on surface plasmon resonance (SPR) to detect the binding of a short oligonucleotide probe to a single-stranded target sequence immobilized on a sensor chip. Because a mismatch significantly affects the binding affinity, the presence of a sequence deviation can be detected. However, this method has several disadvantages, such as that it requires the immobilization of long target sequences to the sensor chip, usually PCR products, and that the sensor chip cannot be regenerated.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Nachweis der Bindung einer Oligonukleotidsonde an eine Testsequenz zur Verfügung zu stellen, wobei dem Verfahren die oben genannten Nachteile fehlen und für den Fehlpaarungs-(Mutations)-Nachweis sowie für die Amplifikations- (wie zum Beispiel PCR) Produktquantifizierung verwendet werden kann.The object of the present invention is to provide a method for detecting the binding of an oligonucleotide probe to a test sequence, whereby the method lacks the above-mentioned disadvantages and can be used for mismatch (mutation) detection as well as for amplification (such as PCR) product quantification.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die oben genannte und andere Aufgaben und Vorteile durch ein Verfahren zum Nachweis der Bindung einer Oligonukleotidsonde an eine Testnukleinsäuresequenz gelöst, das die Schritte umfaßt von:In accordance with the present invention, the above and other objects and advantages are achieved by a method for detecting the binding of an oligonucleotide probe to a test nucleic acid sequence, comprising the steps of:
a) zur Verfügung stellen der Testnukleinsäuresequenz in einzelsträngiger Form,(a) providing the test nucleic acid sequence in single-stranded form,
b) in Kontakt bringen der Testnukleinsäuresequenz unter Hybridisierungsbedingungen mit einer Lösung, die eine Oligonukleotidsonde enthält, die zu einem definierten Teil einer Standardnukleinsäuresequenz komplementär ist,b) bringing the test nucleic acid sequence into contact under hybridization conditions with a solution containing an oligonucleotide probe that is complementary to a defined part of a standard nucleic acid sequence,
c) Immobilisieren an einen ersten festen Träger ein Nukleinsäurefragment, von dem mindestens ein Teil zu der Oligonukleotidsonde komplementär ist,c) immobilizing on a first solid support a nucleic acid fragment, at least a part of which is complementary to the oligonucleotide probe,
d) in Kontakt bringen der Lösung aus Schritt b) mit dem ersten festen Träger, undd) bringing the solution from step b) into contact with the first solid support, and
e) Bestimmen der Menge von Bindung der in der Lösung vorhandenen Oligonukleotidsonde an sein komplementäres Nukleinsäurefragment auf dem ersten festen Träger, wobei die Menge invers mit der Menge von Bindung der Oligonukleotidsonde an die Testnukleinsäuresequenz in Zusammenhang steht.e) determining the amount of binding of the oligonucleotide probe present in the solution to its complementary nucleic acid fragment on the first solid support, wherein the amount is inversely related to the amount of binding of the oligonucleotide probe to the test nucleic acid sequence.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Testnukleinsäuresequenz an einen zweiten festen Träger immobilisiert. In diesem Fall wird die Sonden-enthaltende Lösung bevorzugterweise vor dem in Kontakt bringen mit dem immobilisierten komplementären Nukleinsäurefragment von diesem zweiten festen Träger getrennt.In a preferred embodiment, the test nucleic acid sequence is immobilized to a second solid support. In this case, the probe-containing solution is preferably separated from this second solid support before being brought into contact with the immobilized complementary nucleic acid fragment.
Diese und andere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden genauer unten beschrieben.These and other preferred embodiments of the invention are described in more detail below.
Das Verfahren der Erfindung basiert auf der Tatsache, daß eine Fehlpaarungsbase die Affinität eines kurzen Oligonukleotids zu einer komplementären Sequenz einer einzelsträngigen Zielsequenz erheblich beeinträchtigt. Ein Basismerkmal der Erfindung ist, daß der Nachweis an Oligonukleotidsonde durchgeführt wird, die nicht an das Ziel oder die Testnukleinsäuresequenz gebunden hat, und nicht an Sonde, die daran gebunden hat. Dieser Inhibierungstypansatz bietet verschiedene Vorteile. Zuerst wird das Problem von Anbinden von langen PCR- Produkten an eine Meßoberfläche beseitigt. Zweitens wird die Meßoberfläche regenerierbar sein, da die gebundene Probe leicht von der Oberfläche entfernt werden kann, im Gegensatz zu einem zum Beispiel Biotin/Avidin-gebundenen PCR-Produkt. Drittens, da das PCR- Produkt nicht an die Sensoroberfläche gebunden ist und innerhalb einer bevorzugter Ausführungsform an eine andere feste Phase gebunden ist, sind eine Hochtemperaturbehandlung bequem durchgeführt werden, um Sekundärstrukturen von einzelsträngiger DNA auseinander zu schmelzen, wie genauer weiter unten beschrieben wird. Zuletzt, wie ebenfalls genauer unten beschrieben werden wird, erlaubt das Verfahren, Analysen in einem Multispot- oder Multi- Kanalformat durchzuführen.The method of the invention is based on the fact that a mismatch base significantly affects the affinity of a short oligonucleotide to a complementary sequence of a single-stranded target sequence. A basic feature of the invention is that the detection is performed on oligonucleotide probe that has not bound to the target or test nucleic acid sequence, and not on probe that has bound to it. This inhibition type approach offers several advantages. First, the problem of binding of long PCR products to a sensing surface is eliminated. Second, the sensing surface will be regenerable, since the bound sample can be easily removed from the surface, in contrast to, for example, a biotin/avidin-bound PCR product. Third, since the PCR product is not bound to the sensor surface and within a preferred embodiment is bound to another solid phase, high temperature treatment can conveniently be performed to melt apart secondary structures of single-stranded DNA, as described in more detail below. Lastly, as also described in more detail below As will be described, the method allows analyses to be performed in a multispot or multi-channel format.
Der Begriff Nukleinsäure, wie hier verwendet, ist breit auszulegen und umfaßt DNA und RNA, einschließlich modifizierter DNA und RNA, sowie andere hybridisierende Nukleinsäure-ähnliche Moleküle, wie zum Beispiel PNA (peptide-nucleic-acid). Dies trifft ebenfalls für den Begriff Oligonukleotidsonde zu. Die Größe der Oligonukleotidsonde ist geeigneterweise innerhalb des Bereichs von beispielsweise von 7 bis 24 Basen, z. B. von 13 bis 17 Basen, jedoch sind längere oder kürzere Sonden ebenfalls möglich.The term nucleic acid as used herein is to be interpreted broadly and includes DNA and RNA, including modified DNA and RNA, as well as other hybridizing nucleic acid-like molecules, such as PNA (peptide-nucleic-acid). This also applies to the term oligonucleotide probe. The size of the oligonucleotide probe is suitably within the range of, for example, from 7 to 24 bases, e.g. from 13 to 17 bases, but longer or shorter probes are also possible.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verfahren zum Nachweis einer oder mehrerer Sequenzabweichungen, wie zum Beispiel Mutationen und die ungefähre Position davon in einem Nukleinsäurefragment, gewöhnlicherweise einem DNA-Fragment geeignet. Obwohl das Verfahren mit einer einzelnen Oligonukleotidsonde zum Nachweis einer spezifischen Mutation durchgeführt werden kann, ist es bevorzugt, mindestens zwei zu verwenden und bevorzugterweise eine Zahl von Oligonukleotidsonden, so daß die Sonden zusammen eine gesamte zu testende DNA-Sequenz abdecken, wie zum Beispiel eine PCR-amplifizierte DNA-Sequenz. Die Sonden sollten dann um mindestens eine Base überlappen und bevorzugterweise um zwei oder drei Basen. Solch eine Analyse kann wie folgt durchgeführt werden.In one embodiment of the invention, the method is suitable for detecting one or more sequence deviations, such as mutations, and the approximate position thereof in a nucleic acid fragment, usually a DNA fragment. Although the method can be carried out with a single oligonucleotide probe to detect a specific mutation, it is preferred to use at least two and preferably a number of oligonucleotide probes such that the probes together cover an entire DNA sequence to be tested, such as a PCR amplified DNA sequence. The probes should then overlap by at least one base and preferably by two or three bases. Such an analysis can be carried out as follows.
Ziel-DNA, normalerweise PCR-amplifizierte DNA von einem Patienten, wird an eine feste Phase gebunden. Die Bindung an die feste Phase kann, wie im Stand der Technik gut bekannt ist, zum Beispiel, durch Einschließen eines Mitglieds eines terminalen spezifischen Bindungspaares in dem PCR-Produkt und zur Verfügung stellen des anderen Mitglieds, angebracht an die feste Phase, erreicht werden. Das PCR-Produkt kann, zum Beispiel, biotinyliert sein und die feste Phase mit Avidin oder Streptavidin beschichtet sein, wie zum Beispiel Streptavidin-beschichtete Magnetperlen, die käuflich erhältlich sind.Target DNA, typically PCR-amplified DNA from a patient, is bound to a solid phase. Binding to the solid phase can be achieved, as is well known in the art, for example, by including one member of a terminal specific binding pair in the PCR product and providing the other member attached to the solid phase. The PCR product can, for example, be biotinylated and the solid phase coated with avidin or streptavidin, such as streptavidin-coated magnetic beads, which are commercially available.
Die gebundene DNA wird dann einzelsträngig gemacht, zum Beispiel durch Behandlung mit Natriumhydroxid, und mit einem Gemisch von kurzen Oligonukleotiden inkubiert, z. B. 13- 17 mere, die zusammen das gesamte PCR-Produkt abdecken würden, oder einen gewünschten Teil davon der analysiert werden soll, wie oben erwähnt.The bound DNA is then made single-stranded, for example by treatment with sodium hydroxide, and incubated with a mixture of short oligonucleotides, e.g. 13- 17 mers, which together would cover the entire PCR product, or a desired part of it to be analyzed, as mentioned above.
Die immobilisierte einzelsträngige DNA kann eine Sekundärstruktur bilden, und um zu verhindern, daß ein Teil oder Teile der DNA-Sequenz dadurch für die Hybridisierung mit den Oligonukleotiden nicht erhältlich sind, wird das Inkubationsgemisch bevorzugterweise für eine geeignete Zeit erhitzt, zum Beispiel auf 94ºC, so daß die Sekundärstrukturen auseinander geschmolzen werden. Nach Abkühlen werden die vorhandenen Oligonukleotide kompetetiv sein und in den meisten Fällen die Rückbildung der Sekundärstruktur dominieren.The immobilized single-stranded DNA may form a secondary structure and to prevent part or parts of the DNA sequence from thereby becoming unavailable for hybridization with the oligonucleotides, the incubation mixture is preferably heated for a suitable time, for example to 94°C, so that the secondary structures are melted apart. After cooling, the oligonucleotides present will compete and in most cases dominate the regeneration of the secondary structure.
Nach Vervollständigung der Inkubation, d. h. bei Äquilibrium zwischen Oligonukleotidsonde in Lösung und Oligonukleotidsonde gebunden an das immobilisierte PCR-Produkt, wird die Lösung bevorzugterweise von der festen Phase abgetrennt. Die Konzentrationen der jeweiligen Oligonukleotidsonden in der Lösung werden dann, durch in Kontakt bringen der Lösung mit immobilisierten einzelsträngigen DNA-Sequenzen bestimmt, normalerweise Oligonukleotiden, die zu den Oligonukleotidsonden komplementär sind, um die Sonden an die immobilisierte DNA zu hybridisieren und die Menge von jeder Sonde zu bestimmen, die an ihre jeweilige komplementäre immobilisierte DNA-Sequenz gebunden hat.After completion of the incubation, i.e. at equilibrium between oligonucleotide probe in solution and oligonucleotide probe bound to the immobilized PCR product, the solution is preferably separated from the solid phase. The concentrations of the respective oligonucleotide probes in the solution are then determined by contacting the solution with immobilized single-stranded DNA sequences, normally oligonucleotides complementary to the oligonucleotide probes, to hybridize the probes to the immobilized DNA and determine the amount of each probe bound to its respective complementary immobilized DNA sequence.
Jede Abweichung von dem untersuchten PCR-Produkt von der Wildtyp-Sequenz wird dazu führen, daß die entsprechende Oligonukleotidsonde in mindestens einer Base eine Fehlpaarung aufweist und dadurch eine niedrigere Affinität zu dem PCR-Produkt aufweist, was sich als eine höhere Konzentration des Oligonukleotids in der Lösung im Vergleich mit der im Wildtyp-Fall darstellt. Der Vergleich mit der Wildtyp-Sequenz kann durchgeführt werden, indem auch der oben beschriebene Test an der Wildtyp-Sequenz durchgeführt wird oder, alternativ, durch Bezug jeder erhaltenen Konzentration zu einer vorher hergestellten Standardkurve.Any deviation of the PCR product under investigation from the wild-type sequence will result in the corresponding oligonucleotide probe having a mismatch in at least one base and thereby having a lower affinity to the PCR product, which will manifest itself as a higher concentration of the oligonucleotide in the solution compared to that in the wild-type case. The comparison with the wild-type sequence can be carried out by also performing the test described above on the wild-type sequence or, alternatively, by relating each concentration obtained to a previously prepared standard curve.
Die Abweichung kann eine Punktmutation sein, eine Insertion oder eine Deletion und die bestimmte Sonde, die vom Wildtyp-Fall abweicht, zeigt auch den Ort der Abweichung an.The deviation can be a point mutation, an insertion or a deletion and the specific probe that differs from the wild-type case also indicates the location of the deviation.
Die oben genannten komplementären Sequenzen, an die die übrigen Sonden in der Lösung hybridisiert werden, kann immobilisiert werden, um die feste Phasenoberflächen abzutrennen oder Bereiche einer einzelnen Oberfläche abzutrennen. In dem erstgenannten Fall wird die Sonden-enthaltende Lösung mit den verschiedenen Oberflächen seriell (z. B. durch Passieren der Lösung durch eine Zahl von Flußzellen) und in dem letztgenannten Fall parallel (Multispot-Nachweis) in Kontakt gebracht.The above-mentioned complementary sequences to which the remaining probes in the solution are hybridized can be immobilized to separate the solid phase surfaces or to separate regions of a single surface. In the former case, the probe-containing solution is brought into contact with the different surfaces serially (e.g. by passing the solution through a number of flow cells) and in the latter case in parallel (multispot detection).
Während es bevorzugt ist, die Ziel-DNA an eine feste Phase zu immobilisieren, wie oben beschrieben, kann das Analyseverfahren auch mit der Ziel-DNA in Lösung durchgeführt werden. Doppelsträngige DNA kann dann durch Erhitzen einzelsträngig gemacht werden.While it is preferred to immobilize the target DNA to a solid phase as described above, the analysis procedure can also be performed with the target DNA in solution. Double-stranded DNA can then be made single-stranded by heating.
Verschiedene Nachweisprinzipien können zum Nachweis der Sonden verwendet werden, die an die immobilisierten komplementären Sequenzen in dem letzten Schritt binden. Zum Beispiel können die Oligonukleotidsonden mit einem nachweisbaren Marker markiert sein, wie zum Beispiel mit einem Chromophor oder Fluorophor, wobei in diesem Fall die Menge von Marker durch geeignete photometrische Mittel nachgewiesen werden kann, wie im Stand der Technik gut bekannt ist. Zum Beispiel können die komplementären Sequenzen an definierten Positionen auf einem Chip immobilisiert sein und die Marker mit einer CCD-Kamera nachgewiesen werden.Various detection principles can be used to detect the probes that bind to the immobilized complementary sequences in the last step. For example, the oligonucleotide probes can be labeled with a detectable marker, such as a chromophore or fluorophore, in which case the amount of marker can be detected by suitable photometric means, as is well known in the art. For example, the complementary sequences can be immobilized at defined positions on a chip and the markers detected with a CCD camera.
Auch sogenannte Marker-freie-Nachweistechniken können vorteilhafterweise verwendet werden. Unter solchen Techniken befinden sich Oberflächensensitive Nachweisverfahren, wobei eine Veränderung in einer Eigenschaft einer Sensoroberfläche als anzeigend für die Bindungsinteraktion an der Sensoroberfläche gemessen wird. Exemplarisch sind Masse- Nachweisverfahren, wie zum Beispiel piezoelektrische, optische, thermooptische und Oberflächen-akustische Wellen (SAW)-Verfahren und elektrochemische Verfahren, wie zum Beispiel potentiometrische, konduktometrische, amperometrische und Kapazitätsverfahren.So-called marker-free detection techniques can also be used advantageously. Among such techniques are surface-sensitive detection methods, where a change in a property of a sensor surface is measured as an indication of the binding interaction on the sensor surface. Examples are mass detection methods, such as piezoelectric, optical, thermo-optical and surface acoustic wave (SAW) methods and electrochemical methods, such as potentiometric, conductometric, amperometric and capacitance methods.
Unter den optischen Verfahren können insbesondere diejenigen erwähnt werden, die einen Oberflächen-refraktiven Index nachweisen, wie zum Beispiel Reflektions-optische Verfahren, einschließlich sowohl internen und externen Reflektionsverfahren, z. B. Ellipsometrie und Dämpfungs-Wellenmessung, wobei das letztere Oberflächen-Plasmonresonanz (SPR), Brewster-Winkelrefraktometrie, kritische Winkelrefraktometrie, frustrierte Gesamtreflektion (FTR), Dämpfungs-Wellenellipsometrie, verteilte Gesamt-interne-Reflektion (STIR), optische Hohlleitersensoren, Dämpfungs-Wellen-basierte Bildgebung, wie zum Beispiel kritischer Winkel aufgelöste Bildgebung, Brewster-Angle aufgelöste Bildgebung, SPR-Winkelaufgelöste Bildgebung, usw., sowie Verfahren basierend auf Dämpfungs-Fluoreszenz (TIRF) und Phosphoreszenz. Augenblicklich attraktive Verfahren sind SPR und FTR, für die käuflich erhältliche Instrumente vorhanden sind.Among the optical methods, particularly those detecting a surface refractive index can be mentioned, such as reflection optical methods, including both internal and external reflection methods, e.g. ellipsometry and attenuation wave measurement, the latter including surface plasmon resonance (SPR), Brewster angle refractometry, critical angle refractometry, frustrated total reflection (FTR), attenuation wave ellipsometry, distributed total internal reflection (STIR), optical waveguide sensors, attenuation wave-based imaging, such as critical angle resolved imaging, Brewster angle resolved imaging, SPR angle resolved imaging, etc., as well as methods based on attenuation fluorescence (TIRF) and phosphorescence. Currently attractive procedures are SPR and FTR, for which commercially available instruments are available.
Im Fall von Massen- oder refraktiven Index-messenden Methoden kann die nachgewiesene Hybridisierungsantwort durch Bindung eines spezifischen "sekundären" Reagenz an die gebundene Oligonukleotidsonde verstärkt werden, zum Beispiel einen Antikörper, der gegen einen antigenen Marker an der Probe gerichtet ist.In the case of mass or refractive index measuring methods, the detected hybridization response can be enhanced by binding a specific "secondary" reagent to the bound oligonucleotide probe, for example an antibody directed against an antigenic marker on the sample.
Es wird leicht verstanden werden, daß das oben beschriebene Verfahren zum Scannen oder Scrennen einer großen Zahl von DNA-Sequenzen auf die Anwesenheit von Mutationen verwendet werden kann. Dieses Verfahren ist ebenfalls gut für Identifikationstests, wie zum Beispiel die Identifizierung von Virus- oder bakteriellen Stämmen, die HLA-Typisierung, usw. geeignet.It will be readily understood that the method described above can be used to scan or screen a large number of DNA sequences for the presence of mutations. This method is also well suited for identification tests such as identification of virus or bacterial strains, HLA typing, etc.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird das Verfahren für die Quantifizierung von amplifizierten Nukleinsäureprodukten verwendet. Um in der Lage zu sein, die Menge von Nukleinsäuren zu bestimmen, die durch PCR (Polymerase-Chain- Reaction) oder verwandte Amplifikationsverfahren amplifiziert wurde, wird die Proben-DNA, deren Menge in der Probe unbekannt ist, zusammen mit einer bekannten Menge einer "Kompetitor"-DNA mit ähnlicher Struktur amplifiziert. Durch Bestimmung der relativen Mengen von amplifizierter Ziel- und Kompetitor-DNA, kann die anfängliche Menge von Ziel-DNA in der Probe bestimmt werden, was von Wichtigkeit für viele diagnostische Anwendungen ist.In another embodiment of the present invention, the method is used for the quantification of amplified nucleic acid products. In order to be able to determine the amount of nucleic acids amplified by PCR (polymerase chain reaction) or related amplification methods, the sample DNA, the amount of which in the sample is unknown, is amplified together with a known amount of a "competitor" DNA of similar structure. By determining the relative amounts of amplified target and competitor DNA, the initial amount of target DNA in the sample can be determined, which is of importance for many diagnostic applications.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird das Gemisch von amplifizierter Ziel-DNA und Kompetitor-DNA an eine feste Phase, z. B. an magnetische Streptavidin-beschichteten Perlen, auf dieselbe Weise, wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, immobilisiert. Nach Einzelsträngigmachen der DNA wird die feste Phase dann mit (i) einer Oligonukleotidsonde, die komplementär zu der Ziel-DNA ist und (ii) einer Oligonukleotidsonde, die komplementär zu der Kompetitor-DNA ist und gegebenenfalls auch (iii) einer Oligonukleotidsonde, die zu einer gemeinsamen Sequenz der Ziel-DNA und der Competitor-DNA komplementär ist, inkubiert. Die Lösung wird dann bevorzugterweise erst von der festen Phase abgetrennt und die Konzentrationen der jeweiligen Oligonukleotide in der Lösung werden dann durch in Kontakt bringen der Lösung mit immobilisierten Oligonukleotiden, die zu den jeweiligen Sonden komplementär sind auf dieselbe Weise bestimmt wie in der zuerst beschriebenen Ausführungsform. Von den erhaltenen Konzentrationswerten kann die Menge von amplifizierter Ziel-DNA bestimmt werden und dadurch ebenfalls die Menge von anfänglicher Ziel-DNA in der Probe.In accordance with the invention, the mixture of amplified target DNA and competitor DNA is immobilized to a solid phase, e.g., to magnetic streptavidin-coated beads, in the same manner as in the first embodiment described above. After single-stranding the DNA, the solid phase is then incubated with (i) an oligonucleotide probe complementary to the target DNA and (ii) an oligonucleotide probe complementary to the competitor DNA and optionally also (iii) an oligonucleotide probe complementary to a common sequence of the target DNA and the competitor DNA. The solution is then preferably first separated from the solid phase and the concentrations of the respective oligonucleotides in the solution are then determined by bringing the solution into contact with immobilized oligonucleotides that are complementary to the respective probes in the same way as in the first described embodiment. From the concentration values obtained, the amount of amplified target DNA can be determined and thereby also the amount of initial target DNA in the sample.
Das oben beschriebene Verfahren der Quantifizierung von Nukleinsäureprodukten von Amplifikationsreaktionen kann, natürlich, mit dem Nachweis von Sequenzabweichungen oder Mutationen kombiniert werden, so daß ein Nukleinsäurefragment sowohl qualitativ und quantitativ zur selben Zeit getestet werden kann.The above-described method of quantifying nucleic acid products from amplification reactions can, of course, be combined with the detection of sequence deviations or mutations, so that a nucleic acid fragment can be tested both qualitatively and quantitatively at the same time.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden nicht-begrenzenden Beispiele verdeutlicht, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.The invention will now be illustrated by the following non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt einen Plot der relativen Antwort (im RE) in einem SPR-Test von FITC- markiertem Oligonukleotid, das nach jeweils Inkubation mit komplementärer Wildtyp und mutiertem Ziel in Lösung verbleibt, es an magnetische Perlen gebunden Oligonukleotid versus die Konzentration von komplementärem Oligonukleotid, gebunden an magnetische Perlen (in ug/ml).Figure 1 shows a plot of the relative response (in RE) in an SPR assay of FITC-labeled oligonucleotide remaining in solution after each incubation with complementary wild-type and mutant target, oligonucleotide bound to magnetic beads versus the concentration of complementary oligonucleotide bound to magnetic beads (in ug/ml).
Fig. 2 ist ein Plot der Antwort (in RE) im SPR-Test von FITC-markiertem Chlamydia- spezifischem Oligonukleotid, das nach Inkubation mit PCR-amplifizierter Chlamydia-DNA in Lösung verbleibt.Fig. 2 is a plot of the response (in RE) in the SPR assay of FITC-labeled Chlamydia-specific oligonucleotide remaining in solution after incubation with PCR-amplified Chlamydia DNA.
Die Analysen wurden auf einem BIAcore® 2000 System (Pharmacia Biosensor AB, Uppsala, Schweden) mit einem Sensorchip SA (Pharmacia Biosensor AB) als der optischen Sensoroberfläche durchgeführt. Das Instrument wurde mit einer integrierten u-Fluidkarte (IFC) versehen, die die Analyse in vier Zellen mit einer einzigen Probeninjektion ermöglicht.The analyses were performed on a BIAcore® 2000 system (Pharmacia Biosensor AB, Uppsala, Sweden) with a Sensorchip SA (Pharmacia Biosensor AB) as the optical sensor surface. The instrument was equipped with an integrated u-fluid card (IFC) that allows analysis in four cells with a single sample injection.
Ein Modellsystem wurde basierend auf synthetischen Oligonukleotiden erstellt.A model system was created based on synthetic oligonucleotides.
Magnetische Streptavidin-beschichtete Perlen (DynabeadsTM von Dynal, Norwegen) wurden gemäß der Anweisungen des Herstellers gewaschen.Magnetic streptavidin-coated beads (DynabeadsTM from Dynal, Norway) were washed according to the manufacturer’s instructions.
Zwei verschiedene biotinylierte 17-mer Oligonukleotide: Two different biotinylated 17-mer oligonucleotides:
wurden in Puffer hoher Ionenstärke (50 mM Hepes, 1 M NaCl, pH 7,4) 1 : 2 im Bereich von 1- 0,00195 ug/ml verdünnt. 80 ul jeder Verdünnung wurden 15 Minuten mit 20 ul magnetischen Perlen inkubiert. Puffer ohne Oligonukleotid wurde als Kontrolle verwendet. Die Oligonukleotidlösungen wurden entfernt und die magnetischen Perlen wurden zweimal mit dem oben genannten Puffer gewaschen.were diluted 1:2 in high ionic strength buffer (50 mM Hepes, 1 M NaCl, pH 7.4) in the range of 1- 0.00195 ug/ml. 80 μl of each dilution was incubated with 20 μl of magnetic beads for 15 minutes. Buffer without oligonucleotide was used as a control. The oligonucleotide solutions were removed and the magnetic beads were washed twice with the above buffer.
60 ul eines FITC (Fluoreszeinisothiocyanat) markiertem 13-mer Oligonukleotids 100% komplementär zu der Normalsequenz wurden zu allen Gefäßen hinzugefügt, wobei das 13-mer auf die Konzentration 0,05 ug/ml in dem oben genannten Puffer mit Zugabe von 1% Tween® 20 verdünnt wurde. Die Inkubation wurde für 15 Minuten durchgeführt.60 μl of a FITC (fluorescein isothiocyanate) labeled 13-mer oligonucleotide 100% complementary to the normal sequence was added to all tubes, with the 13-mer diluted to the concentration 0.05 μg/ml in the above buffer with the addition of 1% Tween® 20. Incubation was carried out for 15 minutes.
Die Lösungen wurden von den magnetischen Perlen entfernt, und die Perlen wurden dann mit 20 ul Puffer gewaschen, der Reagenz enthielt. Die zwei erhaltenen Volumen wurden vereinigt.The solutions were removed from the magnetic beads and the beads were then washed with 20 μl of buffer containing reagent. The two resulting volumes were combined.
Die Normalsequenz wurde über einen Streptavidin-Chip SA in BIAcoreTM 2000 immobilisiert. Die Testlösungen wurden nacheinander über die Oberfläche injiziert, mit dazwischenliegender Amplifikation/Zunahme der Spezifität durch die Injektion eines monoklonalen Antikörpers, der gegen FITC gerichtet war und Regenerierung der Oberfläche mit 100 mM NaOH. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten und in Fig. 1 gezeigt. Tabelle 1 The normal sequence was immobilized via a streptavidin chip SA in BIAcoreTM 2000. The test solutions were injected sequentially over the surface, with intermediate amplification/increase in specificity by injection of a monoclonal antibody directed against FITC and regeneration of the surface with 100 mM NaOH. The results are shown in Table 1 below and in Fig. 1. Table 1
Die Ergebnisse zeigen, daß das 13-mer Oligonukleotid weniger an die mutierte Sequenz bindet, was sich als eine höhere Konzentration in der Lösung darstellt.The results show that the 13-mer oligonucleotide binds less to the mutated sequence, which is reflected as a higher concentration in the solution.
p53-Gentemplate von vier Patienten (ein Wildtyp und drei Mutierte) wurden einer PCR unter der Verwendung der folgenden Primer 1 und 2 für die Amplifikation von "Exon 7" (365 bp) des p53-Gens unterzogen: p53 gene templates from four patients (one wild type and three mutants) were subjected to PCR using the following primers 1 and 2 for the amplification of "exon 7" (365 bp) of the p53 gene:
Jedes Amplifikationsgemisch bestand aus 5 umol von Primern 1 und 2, 20 mM Polymerisationsmix (enthaltend die vier Nukleotide), 1 Unit Taq-Polymerase und 5 ul Templat, verdünnt in 1 · Taq-Polymerasepuffer. Das Reaktionsgemisch wurde in einem Thermocycler (GeneE, Techne) mit dem folgenden Programm amplifiziert: Schritt 1-94ºC für 10 Minuten; Schritt 2 -94ºC für 15 Sekunden, 58ºC für 30 Sekunden, 72ºC für 45 Sekunden; Schritt 3-72ºC für 7 Minuten. Schritt 2 wurde 38 Mal wiederholt, bevor das Verfahren durch Schritt 3 abgeschlossen wurde. Das mit dem Wildtyp-Gen erhaltene Produkt wird unten als "Wildtyp" bezeichnet, während die mutierten Gene als jeweils "Mutation 4", "Mutation 6" und "Mutation 7" bezeichnet werden. Die Wildtyp-Sequenz für "Exon 7" sowie die Positionen der oben genannten Mutationen sind im Sequenzprotokoll am Ende der Beschreibung gezeigt.Each amplification mixture consisted of 5 µmol of primers 1 and 2, 20 mM polymerization mix (containing the four nucleotides), 1 unit of Taq polymerase, and 5 µl of template diluted in 1 x Taq polymerase buffer. The reaction mixture was amplified in a thermocycler (GeneE, Techne) using the following program: step 1-94ºC for 10 minutes; step 2 -94ºC for 15 seconds, 58ºC for 30 seconds, 72ºC for 45 seconds; step 3-72ºC for 7 minutes. Step 2 was repeated 38 times before the procedure was completed by step 3. The product obtained with the wild-type gene is referred to below as "wild type", while the mutated genes are referred to as "Mutation 4", "Mutation 6" and "Mutation 7", respectively. The wild-type sequence for "Exon 7" as well as the positions of the above-mentioned mutations are shown in the Sequence Listing at the end of the description.
Magnetische Strepavidin-beschichtete Perlen (DynabeadsTM von Dynal, Norwegen) wurden gemäß den Anweisungen des Herstellers gewaschen. Zwei Gefäße wurden dann mit 40 ul des wie oben erhaltenen "Wildtyp" PCR-Produkts und 40 ul Puffer (50 mM Hepes, 1 M NaCl, pH 7,4) inkubiert. Ein drittes Gefäß diente als Kontrolle und wurde mit Puffer inkubiert. Die Gefäße wurden gemäß den Anweisungen des Herstellers behandelt, um das PCR-Produkt einzelsträngig zu machen.Magnetic strepavidin-coated beads (DynabeadsTM from Dynal, Norway) were washed according to the manufacturer's instructions. Two tubes were then incubated with 40 µl of the "wild type" PCR product obtained as above and 40 µl of buffer (50 mM Hepes, 1 M NaCl, pH 7.4). A third tube served as a control and was incubated with buffer. The tubes were treated according to the manufacturer's instructions to make the PCR product single-stranded.
Jedes Gefäß wurde dann mit 60 ul eines Gemischs, bestehend aus 13 FITC-markierten 13 bp Oligonukleotiden inkubiert, die durch die Linien oberhalb der jeweilig komplementären Exon 7-Sequenz in der Sequenzliste gezeigt sind und durch die Buchstaben D, F, H, J, L, N, P, R, T, V, Y, A und "7-13" bezeichnet sind, die unten jeweils als 7-d", "7-f", usw. und "7-13" bezeichnet sind. Während der Inkubation wurde die Temperatur schrittweise verändert: 94ºC für eine Minute, und jeweils 55ºC, 45ºC, 35ºC und 29ºC für 3 Minuten. Die Lösungen wurden dann in jeweilige Eppendorf-Gefäße transferiert. Die jeweiligen Oligonukleotide wurden auf 0,05 ug/ml in Puffer, der 1% Tween® 20 enthielt verdünnt. Die Magnetperlen wurden dann mit 20 ul Puffer gewaschen, der mit dem bereits erhaltenen 60 ul gemischt wurde.Each tube was then incubated with 60 µl of a mixture consisting of 13 FITC-labeled 13 bp oligonucleotides, shown by the lines above the respective complementary exon 7 sequence in the sequence listing and designated by the letters D, F, H, J, L, N, P, R, T, V, Y, A and "7-13", designated below as 7-d", "7-f", etc. and "7-13", respectively. During the incubation, the temperature was changed stepwise: 94ºC for one minute, and 55ºC, 45ºC, 35ºC and 29ºC for 3 minutes each. The solutions were then transferred to respective Eppendorf tubes. The respective oligonucleotides were diluted to 0.05 µg/ml in buffer containing 1% Tween® 20 diluted. The magnetic beads were then washed with 20 μl of buffer, which was mixed with the 60 μl already obtained.
Jede Lösung wurde dann in BIAcoreTM 2000 analysiert. Die biotinylierten 17-mer Oligonukleotide "7d-bio", 71-bio" und "7p-bio" komplementär zu Oligonukleotiden 7-d, 7-1 und 7-p oben und ein biotinyliertes Oligonukleotid "Exon7-bio", Biotin-GTT CCT GCA TGG GCG GC, komplementär zu Oligonukleotid 7-13, wurden in einem jeweiligen Kanal 1 bis 4 auf dem SA-Sensorchip immobilisiert. Die Analysen wurden dann wie in Beispiel 1 oben beschrieben durchgeführt.Each solution was then analyzed in BIAcoreTM 2000. The biotinylated 17-mer oligonucleotides "7d-bio", "71-bio" and "7p-bio" complementary to oligonucleotides 7-d, 7-1 and 7-p above and a biotinylated oligonucleotide "Exon7-bio", Biotin-GTT CCT GCA TGG GCG GC, complementary to oligonucleotide 7-13, were immobilized in a respective channel 1 to 4 on the SA sensor chip. The analyses were then performed as described in Example 1 above.
Das oben beschriebene Experiment wurde für die PCR-Produkte "Mutation 4", "Mutation 6" und "Mutation 7" jeweils wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten gezeigt, wobei die Antworten in "Resonanzeinheiten" (RE) ausgedrückt sind. Tabelle 2 The experiment described above was repeated for PCR products "Mutation 4", "Mutation 6" and "Mutation 7" respectively. The results are shown in Table 2 below, with responses expressed in "Resonance Units"(RE). Table 2
"Wildtyp" sowie "Mutation 4" sind 100% komplementär zu allen auf dem Sensorchip immobilisierten Oligonukleotide. "Mutation 6" weist eine zentrale Fehlpaarung am Ende von "Exon7-bio" auf, und "Mutation 7" weist eine zentrale Fehlpaarung auf (die die Affinität signifikant mehr verringert, als eine Endfehlpaarung)."Wild type" and "Mutation 4" are 100% complementary to all oligonucleotides immobilized on the sensor chip. "Mutation 6" has a central mismatch at the end of "Exon7-bio", and "Mutation 7" has a central mismatch (which reduces affinity significantly more than an end mismatch).
Der erwartete Effekt einer Punktmutation ist, daß eine kleinere Menge von Oligonukleotid an das PCR-Produkt auf der festen Phase bindet, wodurch mehr Oligonukleotid in der Lösung verbleibt, die analysiert wird. Eine Punktmutation stellt sich daher als ein höheres Signal für ein bestimmtes Oligonukleotid dar, als das für die Wildtyp-Sequenz.The expected effect of a point mutation is that a smaller amount of oligonucleotide binds to the PCR product on the solid phase, leaving more oligonucleotide in the solution being analyzed. A point mutation therefore presents itself as a higher signal for a particular oligonucleotide than that for the wild-type sequence.
Die Antwort auf die Wildtyp-Sequenz auf "Exon7-bio" summiert sich auf 1020 RE. Mutation 6 (End-Fehlpaarung) weist eine Zunahme von ungefähr 300 RE auf, während die Antwort für Mutation 7 (zentrale Fehlpaarung) um ungefähr 1200 RE verstärkt ist. Die nachgewiesenen Zunahmen spiegeln daher die Mutationen wieder.The response to the wild-type sequence on "Exon7-bio" adds up to 1020 RU. Mutation 6 (end mismatch) shows an increase of approximately 300 RU, while the response for Mutation 7 (central mismatch) is enhanced by approximately 1200 RU. The increases detected therefore reflect the mutations.
Eine 97 bp-Sequenz auf einem Plasmid, das eine für Chlamydia (Chlamydia trachomatis) spezifische Sequenz enthielt, wurde durch PCR amplifiziert. In einer getrennten Reaktion wurde eine Kompetitor-Sequenz amplifiziert, die von einem anderen Plasmid enthalten wurde. Die Kompetitor-Sequenz unterschied sich von der zuerst genannten Sequenz darin, daß ein zentral lokalisierter 17 bp Chlamydia-spezifischer Teil durch eine 17 bp-Sequenz ersetzt wurde, die vom lac-Operon entnommen wurde. Die zwei PCR-Produkte wurden dann in geeigneten Anteilen gemischt (in einem realen Fall werden die Ziel- und Competitor-Template natürlich co-amplifiziert).A 97 bp sequence on a plasmid containing a sequence specific for Chlamydia (Chlamydia trachomatis) was amplified by PCR. In a separate reaction, a competitor sequence contained on another plasmid was amplified. The competitor sequence differed from the first mentioned sequence in that a centrally located 17 bp Chlamydia-specific part was replaced by a 17 bp sequence taken from the lac operon. The two PCR products were then appropriate proportions (in a real case, the target and competitor templates are of course co-amplified).
Drei verschiedene biotinylierte zu der Chlamydia-spezifischen Sequenz identische Oligonukleotide, die Kompetitor-Sequenz und eine gemeinsame Sequenz wurden jeweils auf einem Streptavidin-Sensorchip SA in jeweiligen Kanälen von BIAcoreTM 2000 immobilisiert.Three different biotinylated oligonucleotides identical to the Chlamydia-specific sequence, the competitor sequence and a common sequence were each immobilized on a streptavidin sensor chip SA in respective channels of BIAcoreTM 2000.
Magnetische Streptavidin-beschichtete Perlen (DynabeadsTM von Dynal, Norwegen) wurden gemäß den Anweisungen des Herstellers gewaschen und dann mit den PCR-Produkten der folgenden Zusammensetzungen inkubiert: Magnetic streptavidin-coated beads (DynabeadsTM from Dynal, Norway) were washed according to the manufacturer's instructions and then incubated with the PCR products of the following compositions:
Die Magnetperlen wurden gewaschen und die DNA wurde gemäß den Anweisungen des Herstellers einzelsträngig gemacht. Die Perlen wurden dann mit einem Gemisch von drei verschiedenen FITC-markierten 17-mer Oligonukleotiden inkubiert, wobei jedes jeweils zu einer der Chlamydia-spezifischen Sequenz, der Kompetitor- und einer gemeinsamen Sequenz komplementär war, bei einer Konzentration von 25 nM (Chlamydia-spezifisch und Kompetitorspezifisch) oder 50 nM (gemeinsam) für 15 Minuten, wonach die Lösung und die magnetischen Perlen getrennt wurden.The magnetic beads were washed and the DNA was made single-stranded according to the manufacturer's instructions. The beads were then incubated with a mixture of three different FITC-labeled 17-mer oligonucleotides, each complementary to one of the Chlamydia-specific sequence, the competitor sequence and a common sequence, at a concentration of 25 nM (Chlamydia-specific and competitor-specific) or 50 nM (common) for 15 minutes, after which the solution and the magnetic beads were separated.
Die Lösung wurden dann in das BIAcoreTM 2000 Instrument in Serien über die drei Meßoberflächen, immobilisiert wie oben beschrieben, injiziert. Die Antwort wurde durch die Injektion eines monoklonalen Antikörpers amplifiziert, der gegen FITC gerichtet war. Die Oberflächen wurden durch 50 mM NaOH regeneriert und die nächste Lösung wurde dann injiziert.The solutions were then injected into the BIAcoreTM 2000 instrument in series over the three measurement surfaces immobilized as described above. The response was amplified by the injection of a monoclonal antibody directed against FITC. The surfaces were regenerated by 50 mM NaOH and the next solution was then injected.
Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt. Die Figur zeigt die anti-FITC-Antwort für die Chlamydia-spezifische Sonde nach Inkubation mit den verschiedenen PCR-Produkten. Die Antwort für die gemeinsame Sequenz wurde dazu verwendet, um die spezifischen Antworten zu normalisieren.The results are shown in Fig. 2. The figure shows the anti-FITC response for the Chlamydia-specific probe after incubation with the different PCR products. The response for the common sequence was used to normalize the specific responses.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9601318A SE9601318D0 (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Method for nucleic acid analysis |
PCT/SE1997/000549 WO1997038132A1 (en) | 1996-04-04 | 1997-03-27 | Method for nucleic acid analysis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69713100D1 DE69713100D1 (en) | 2002-07-11 |
DE69713100T2 true DE69713100T2 (en) | 2002-10-31 |
Family
ID=20402101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69713100T Expired - Lifetime DE69713100T2 (en) | 1996-04-04 | 1997-03-27 | METHOD FOR NUCLEIC ACID ANALYSIS |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | ATE218621T1 (en) |
DE (1) | DE69713100T2 (en) |
-
1997
- 1997-03-27 DE DE69713100T patent/DE69713100T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-27 AT AT97919820T patent/ATE218621T1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE218621T1 (en) | 2002-06-15 |
DE69713100D1 (en) | 2002-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69733958T2 (en) | PROCESS FOR POSITIONING CLONES BY MEANS OF MOLECULAR CAUSE | |
DE69619247T2 (en) | METHOD FOR SEQUENCING NUCLEIC ACIDS | |
DE69516152T2 (en) | COMPOSITIONS AND METHODS OF USE IN ANALYTICAL DETECTION | |
DE69218002T2 (en) | Differential separation analysis | |
DE60038244T2 (en) | DNA sequencing methods | |
EP0914467B1 (en) | Method for nucleic acid analysis | |
DE69713599T2 (en) | METHOD FOR DETERMINING NUCLEIC ACID SEQUENCES AND DIAGNOSTIC APPLICATIONS THEREOF | |
DE69637065T2 (en) | The determination of nucleic acids and nucleic acid units | |
DE69506393T2 (en) | HYBRIDISATION-LIGITATION METHOD FOR DETECTING SPECIFIC DNA SEQUENCES | |
DE60014762T2 (en) | Method for the detection of ribonucleic acids | |
DE69528644T2 (en) | Procedure for detecting DNA mulations in a patient's sample | |
DE69231124T2 (en) | FAST DETERMINATION PROCEDURE FOR AMPLIFICATION PRODUCTS | |
DE69106366T2 (en) | COMPETITIVE PCR FOR QUANTIFYING DNA. | |
DE69329641T2 (en) | METHOD FOR MULTIPLE LIGASE CHAIN REACTION | |
DE69003477T2 (en) | Methods for the detection of nucleic acids. | |
DE60032760T2 (en) | METHOD OF MARKING MATERIALS | |
DE60317315T2 (en) | DETECTION OF DNA BINDING PROTEINS | |
DE60213256T2 (en) | PROCESS FOR DETERMINING SEVERAL ANALYTES | |
DE3485811T2 (en) | MOLECULAR GENETIC PROBE AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION, TEST METHOD AND SET IN WHICH THIS MOLECULAR GENETIC PROBE IS USED. | |
DE69709804T2 (en) | DETECTION OF NUCLEOTIDE SEQUENCES BY SIGNAL AMPLIFICATION | |
DE68909445T2 (en) | Method for determining genetic sequences and test set therefor. | |
EP1186669B1 (en) | Method for specific detection of DNS sequences using parallel amplification | |
DE10147232A1 (en) | Polymerase chain reaction mixture, useful e.g. for genomic analysis, includes bovine serum albumin, allowing reduction in concentration of polymerase and fluorescent reagents | |
DE19624562A1 (en) | Determination of the concentration ratio of two different nucleic acids | |
DE69330604T2 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR MOLECULAR BIOLOGICAL DIAGNOSIS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GE HEALTHCARE BIO-SCIENCES AB, UPPSALA, SE |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: HAMMONDS LLP, LONDON, GB |
|
R082 | Change of representative |
Ref document number: 914467 Country of ref document: EP Representative=s name: J D REYNOLDS & CO., GB |