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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Bereich der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen eine Oligonucleotidsonde, die für den Nachweis multipler Zielnucleinsäuresequenzen
in einer Probe von Nutzen ist. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine Oligonucleotidsonde, die mit einem molekularen Energietransfer-(MET)-Trio
markiert ist, einschließlich
eines Energiespenders (Donator) und zweier Energieempfänger (Akzeptor),
die den Nachweis mehrerer Ziele unter Verwendung von nur einer Anregungswellenlänge des
Lichts ermöglichen.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Das MET-Phänomen ist ein Verfahren, bei
dem Energie zwischen einem Donatormolekül und einem Akzeptormolekül übertragen
wird. Der Fluoreszenzresonanzenergietransfer (FRET), der wenigstens
einen Fluorophor beinhaltet, ist eine Form des MET. Ein Fluorophor
ist eine Verbindung, die Licht bei einer Wellenlänge absorbiert und bei einer
anderen Wellenlänge
emittiert. Ein Spektrofluorometer wird zum simultanen Emittieren
von Licht, das den Fluorophor anregt, und Nachweisen des von dem
Fluorophor emittierten Lichts verwendet. Beim FRET ist der Fluorophor
ein Donatormolekül,
das Photonen absorbiert und diese Energie anschließend zu
einem Akzeptormolekül überträgt. Donator-
und Akzeptormoleküle,
die am MET oder FRET beteiligt sind, werden, jeweils als MET-Paare
oder FRET-Paare bezeichnet (Förster,
1949, Z. Naturforsch A4: 321–327;
Clegg, 1992, Methods in Enzymology 211: 353–388).
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Wenn sich zwei Fluorophore in unmittelbarer
Nähe zueinander
befinden und das Emissionsspektrum des ersten Fluorophors das Anregungsspektrum
des zweiten Fluorophors überlappt,
dann führt
die Anregung des ersten Fluorophors dazu, dass er Licht emittiert,
das von dem zweiten Fluorophor absorbiert wird, was wiederum zur
Folge hat, dass der zweite Fluorophor Licht emittiert. Folglich
wird die Fluoreszenz des ersten Fluorophors gelöscht, wohingegen die Fluoreszenz
des zweiten Fluorophor verstärkt
wird. Wird die Energie des ersten Fluorophors zu einer Verbindung übertragen,
die kein Fluorophor ist, dann wird die Fluoreszenz des ersten Fluorophors
jedoch ohne anschließende
Emission von Licht durch den Nicht-Fluorophor gelöscht.
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Das FRET-Phänomen wurde in Verfahren für den Nachweis
von Nucleinsäuren
genutzt. Eines dieser Verfahren wird im U. S. Patent Nr. 5,866,366
offenbart. Das Patent '366
offenbart ein FRET-markiertes Haarnadel-Oligonucleotid, das in Polymerasekettenreaktions-(PCR)-Verfahren
als eine Sonde für
den Nachweis von Zielnucleinsäureseguenzen
verwendet wird. Dieses Oligonucleotid enthält einen Energiespender und
einen Energieempfänger,
die ein FRET-Paar bilden. Spender und Empfänger befinden sich jeweils
auf ersten und zweiten Nucleotidsequenzen des Oligonucleotids. Diese
beiden Nucleotidsequenzen ergänzen
einander und können
daher eine Haarnadel im Oligonucleotid bilden.
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Sind die erste und die zweite Nucleotidsequenz
aneinander angelagert, dann befinden sich Spender und Empfänger in
unmittelbarer Nähe
zueinander. In dieser räumlichen
Anordnung absorbiert der Empfänger die
Emission von dem Spender und löscht
somit das Signal des Spenders. Sind die Nucleotidsequenzen jedoch
nicht aneinander angelagert, dann werden Spender und Empfänger getrennt,
der Empfänger
kann die Emission vom Spender nicht mehr absorbieren und das Signal
vom Spender wird nicht gelöscht.
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Wird das Oligonucleotid während der
PCR in ein Amplifikationsprodukt eingebaut, dann entfaltet sich folglich
die Haarnadel, was zur Trennung des Spenders vom Empfänger und
folglich zur Emission eines erkennbaren Signals führt. Wird
das Oligonucleotid jedoch nicht in ein PCR-Amplifikationsprodukt eingebaut, dann
bleibt die Haarnadel und die Emission von dem Spender wird durch
den Empfänger
gelöscht.
Der Nachweis eines Signals nach der PCR lässt daher auf die Anwesenheit
des Ziels schließen.
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Das oben beschriebene FRET-markierte
Haarnadel-Oligonucleotid
kann ferner als ein "Molecular
Beacon" für den Nachweis
einer Zielnucleinsäuresequenz
verwendet werden, ohne dass es in ein DNA-Molekül eingebaut wird. Die Molecular-Beacon-Technologie
wird in Tyagi et al., 1996, Nature Biotechnology 14: 303–308 beschrieben,
dessen gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Hybridisiert das Oligonucleotid mit einem Ziel, dann entfaltet sich
die Haarnadel und es wird ein nachweisbares Signal erzeugt. Hybridisiert
das Oligonucleotid nicht mit dem Ziel, dann bleibt die Haarnadel
und das Signal wird gelöscht.
Der Nachweis eines Signals nach der Hybridisierung lässt daher
auf die Anwesenheit des Ziels schließen.
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Der Nachweis von mehr als einem Zielnucleinsäuremolekül in einer
einzelnen Probe unter Anwendung der im Patent '336 und Tyagi et al. offenbarten Verfahren
setzt ein FRETmarkiertes Haarnadel-Oligonucleotid voraus, das für jedes
Zielmolekül
spezifisch ist, worin jeder Spender ein charakteristisches Signal
abgibt. Da jeder Spender typischerweise durch eine andere Wellenlänge des
Lichts angeregt werden muss, ist eine Bestrahlung der Probe mit
mehreren Wellenlängen
des Lichts notwendig. Ein bedeutender Nachteil dieses Ansatzes besteht
jedoch darin, dass ein Spektrofluorometer erforderlich ist, das
ein breites Lichtspektrum emittiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Den zuvor genannten Nachteil vermeidend,
betrifft die vorliegende Erfindung ein MET-markiertes Oligonucleotid
sowie die Verwendung dieses Oligonucleotids für den Nachweis multipler Zielnucleinsäuresequenzen
in einer einzelnen Probe. Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
mehrere Ziele nachgewiesen werden, indem eine Probe, die die Ziele
enthält,
mit einer einzelnen Anregungswellenlänge von Licht bestrahlt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Oligonucleotid enthält drei
Nucleotidsequenzen: eine erste Nucleotidsequenz, eine zweite Nucleotidsequenz
am 5'-Ende der ersten
Nucleotidsequenz und eine dritte Nucleotidsequenz am 5'-Ende der zweiten
Nucleotidsequenz. Darüber
hinaus enthält
das Oligonucleotid ein MET-Trio, z. B. ein FRET-Trio, das einen
Energiespenderanteil und einen ersten und einen zweiten Energieempfängeranteil beinhaltet,
wobei (i) der Energiespenderanteil ein Energiequantum abgeben kann
und (ii) der erste und der zweite Empfängeranteil jeweils in der Lage
sind, eine wesentliche Menge des Energiequantums zu absörbieren.
Vorzugsweise kann der erste Empfängeranteil
auch ein Energiequantum abgeben.
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Der Spenderanteil ist an einem Nucleotid
der ersten Nucleotidsequenz angefügt, der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt, oder,
alternativ, der Spenderanteil ist an einem Nucleotid der dritten
Nucleotidsequenz angefügt,
der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das Oligonucleotid kann eine Haarnadel
bilden, die ein Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz und ein Nucleotid
der dritten Nucleotidsequenz enthält. Gibt der Spenderanteil
das Energiequantum ab, dann absorbiert der erste Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen Energiequantums, falls, vorzugsweise
nur falls, die Haarnadel nicht gebildet wird, und der zweite Empfängeranteil
absorbiert eine wesentliche Menge des abgegebenen Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur falls, die Haarnadel gebildet wird.
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Ein erfindungsgemäßes Oligonucleotid umfasst
vorzugsweise eine vierte Nucleotidsequenz am 3'-Ende der ersten Nucleotidsequenz. Im
Idealfall ist die dritte Nucleotidsequenz nicht komplementär zur vierten
Nucleotidsequenz und die vierte Nucleotidsequenz ist komplementär zu einer
Nucleotidsequenz, die eine Zielnucleotidsequenz flankiert, z. B.
eine DNA-Sequenz. Das Oligonucleotid kann in einem Kit aufgenommen
werden, der eine Polymerase enthält.
Das Oligonucleotid umfasst vorzugsweise ein Desoxyribonucleotid.
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Vorzugsweise sind sowohl der Spenderanteil
als auch der erste Empfängeranteil
Fluorophore, wohingegen der zweite Empfängeranteil ein Quencher von
Licht ist, das von dem Spenderanteil abgegeben wird. Der bevorzugte
Spenderanteil, der erste Empfängeranteil
und der zweite Empfängeranteil
sind jeweils Fluorescein, 6-Carboxy-X-rhodamin (ROX) und 4-(4'-Dimethylaminophenylazo)benzoesäure (DABSYL).
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Vorzugsweise gibt es 0 bis 50 Nucleotide
zwischen dem Nucleotid, an dem der Spenderanteil angefügt ist,
und dem Nucleotid, an dem der erste Empfängeranteil angefügt ist,
und 0 bis 50 Nucleotide zwischen dem Nucleotid, an dem der Spenderanteil
angefügt
ist, und dem Nucleotid, an dem der zweite Empfängeranteil angefügt ist.
Bevorzugter gibt es 5 bis 10 Nucleotide zwischen dem Nucleotid,
an dem der Spenderanteil angefügt ist,
und dem Nucleotid, an dem der erste Empfängeranteil angefügt ist,
und 5 bis 10 Nucleotide zwischen dem Nucleotid, an dem der Spenderanteil
angefügt
ist, und dem Nucleotid, an dem der zweite Empfängeranteil angefügt ist.
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Wird die Haarnadel gebildet, dann
ist das Nucleotid, an dem der Spenderanteil angefügt ist,
vorteilhafterweise das Komplement des Nucleotids, an dem der zweite
Empfängeranteil
angefügt
ist, oder es gibt 0 bis 5 Nucleotide zwischen dem Nucleotid, an
dem der Spenderanteil angefügt
ist und dem Komplement des Nucleotids, an dem der zweite Empfängeranteil
angefügt
ist.
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Ein bevorzugtes Oligonucleotid umfasst
oder besteht aus der Nucleotidsequenz SEQ ID Nr. 1, worin Fluorescein
am Nucleotid an Position 1 der SEQ ID Nr. 1 angefügt ist,
ROX am Nucleotid an Position 21 der SEQ ID Nr. 1 angefügt ist,
und DABSYL am Nucleotid an Position 5 oder 10 der SEQ ID Nr. 1 angefügt ist.
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Ein Verfahren der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine Zielnucleotidsequenz in
einer Probe vorliegt, umfassend die folgenden Schritte.
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Im Schritt (a) wird eine Probe mit
einem Oligonucleotid in Kontakt gebracht, das eine erste Nucleotidsequenz,
eine zweite Nucleotidsequenz am 5'-Ende der ersten Nucleotidsequenz und
eine dritte Nucleotidsequenz am 5'-Ende der zweiten Nucleotidsequenz enthält. Das
Oligonucleotid enthält
außerdem
ein MET-Trio, einschließlich
eines Energiespenderanteils und eines ersten und zweiten Energieempfängeranteils,
wobei der Spenderanteil ein erstes Energiequantum abgeben kann,
der erste und der zweite Empfängeranteil
jeweils in der Lage sind, eine wesentliche Menge des ersten Energiequantums
zu absorbieren, und der erste Empfängeranteil ein zweites Energiequantum
abgeben kann. Der bevorzugte Spenderanteil, der erste Empfängeranteil
und der zweite Empfängeranteil
sind jeweils Fluorescein, ROX und DABSYL.
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Der Spenderanteil ist an einem Nucleotid
der ersten Nucleotidsequenz angefügt, der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt oder,
alternativ, der erste Spenderanteil ist an einem Nucleotid der dritten
Nucleotidsequenz angefügt,
der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das Oligonucleotid kann eine Haarnadel
bilden, die ein Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz und ein Nucleotid
der dritten Nucleotidsequenz enthält. Gibt der Spenderanteil
das erste Energiequantum ab, dann absorbiert der erste Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums, falls, vorzugsweise
nur falls, die Haarnadel nicht gebildet wird, und der zweite Empfängeranteil
absorbiert eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur falls, die Haarnadel gebildet wird.
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Im Schritt (b) wird, wenn das zweite
Energiequantum nachgewiesen wird, bestimmt, ob die Zielnucleotidsequenz
in der Probe vorliegt, oder, wenn das zweite Energiequantum nicht
nachgewiesen wird, bestimmt, ob die Zielnucleotidsequenz nicht in
der Probe vorliegt.
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Ein zweites Verfahren der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine Zielnucleotidsequenz
in einer Probe vorliegt, umfassend die folgenden Schritte.
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In Schritt (a) wird eine Probe mit
einem Oligonucleotid in Kontakt gebracht, das eine erste Nucleotidsequenz,
eine zweite Nucleotidsequenz am 5'-Ende der ersten Nucleotidsequenz und
eine dritte Nucleotidsequenz am 5'-Ende der zweiten Nucleotidsequenz enthält. Das
Oligonucleotid enthält
außerdem
ein MET-Trio, das einen Energiespenderanteil und einen ersten und
zweiten Energiespenderanteil beinhaltet, wobei der Spenderanteil
ein erstes Energiequantum abgeben kann, der erste und der zweite
Empfängeranteil
jeweils in der Lage sind, eine wesentliche Menge des ersten Energiequantums
zu absorbieren, und der erste Empfängeranteil ein zweites Energiequantum
abgeben kann. Der bevorzugte Spenderanteil, der erste Empfängeranteil
und der zweite Empfängeranteil
sind jeweils Fluorescein, ROX und DABSYL.
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Der Spenderanteil ist an einem Nucleotid
der ersten Nucleotidsequenz angefügt, der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt oder,
alternativ, der erste Spenderanteil ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz
angefügt,
der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das Oligonucleotid kann eine Haarnadel
bilden, die ein Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz und ein Nucleotid
der dritten Nucleotidsequenz enthält. Gibt der Spenderanteil
das erste Energiequantum ab, dann absorbiert der erste Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums, falls, vorzugsweise
nur falls, die Haarnadel nicht gebildet wird, und der zweite Empfängeranteil
absorbiert eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur falls, die Haarnadel gebildet wird.
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In Schritt (b) wird das Oligonucleotid
vorzugsweise unter Verwendung einer Polymerase in eine doppelsträngige Nucleinsäure eingebaut,
wenn die Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt, so dass verhindert wird,
dass sich die Haarnadel bildet.
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In Schritt (c) wird bei Bedarf eine
Amplifikationsreaktion durchgeführt,
die im Einbau des Oligonucleotids in ein Amplifikationsprodukt resultiert,
wenn die Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt.
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In Schritt (d) wird, wenn das zweite
Energiequantum nachgewiesen wird, bestimmt, ob die Zielnucleotidsequenz
in der Probe vorliegt, oder, wenn das zweite Energiequantum nicht
nachgewiesen wird, bestimmt, ob die Zielnucleotidsequenz nicht in
der Probe vorliegt.
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Ein drittes Verfahren der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren für
den Nachweis einer Zielnucleotidsequenz, umfassend die folgenden
Schritte.
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In Schritt (a) wird ein erstes Oligonucleotid
an einer Nucleotidsequenz angelagert, die eine Zielnucleotidsequenz
flankiert, wobei das erste Oligonucleotid eine erste Nucleotidsequenz,
eine zweite Nucleotidsequenz am 5'-Ende der ersten Nucleotidsequenz und
eine dritte Nucleotidsequenz am 5-Ende der zweiten Nucleotidsequenz
enthält.
Das erste Oligonucleotid enthält
außerdem
ein MET-Trio, einschließlich
eines Energiespenderanteils und eines ersten und zweiten Energieempfängeranteils,
wobei der Spenderanteil ein erstes Energiequantum abgeben kann und
der erste und der zweite Empfängeranteil
jeweils in der Lage sind, eine wesentliche Menge des ersten Energiequantums
zu absorbieren. Der bevorzugte Spenderanteil, der erste Empfängeranteil
und der zweite Empfängeranteil
sind jeweils Fluorescein, ROX und DABSYL.
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Der Spenderanteil ist an einem Nucleotid
der ersten Nucleotidsequenz angefügt, der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt, oder,
alternativ, der Spenderanteil ist an einem Nucleotid der dritten
Nucleotidsequenz angefügt,
der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das erste Oligonucleotid kann eine
Haarnadel bilden, die ein Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz und
ein Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz enthält. Gibt der Spenderanteil
das erste Energiequantum ab, dann absorbiert der erste Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums, falls,
vorzugsweise nur falls, die Haarnadel nicht gebildet wird, und der
zweite Empfängeranteil
absorbiert eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur falls, die Haarnadel gebildet wird.
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Das Oligonucleotid umfasst vorteilhafterweise
eine vierte Nucleotidsequenz am 3'-Ende der ersten Nucleotidsequenz. Im
Idealfall ist die dritte Nucleotidsequenz nicht komplementär zur vierten Nucleotidsequenz und
die vierte Nucleotidsequenz ist komplementär zu einer Nucleotidsequenz,
die eine Zielnucleotidsequenz flankiert.
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In Schritt (b) wird das 3'-Ende des ersten
Oligonucleotids unter Verwendung der Zielnucleotidsequenz als Matrize
verlängert,
um einen verlängerten
ersten Strang zu bilden, wobei die Zielnucleotidsequenz an den verlängerten
ersten Strang angelagert wird.
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In Schritt (c) wird die Zielnucleotidsequenz
von dem verlängerten
ersten Strang getrennt.
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In Schritt (d) wird das zweite Oligonucleotid
an den verlängerten
ersten Strang angelagert.
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In Schritt (e) wird das 3'-Ende des zweiten
Oligonucleotids unter Verwendung des verlängerten ersten Strangs als
Matrize verlängert,
um einen verlängerten
zweiten Strang zu bilden, wobei der verlängerte erste Strang an den
verlängerten
zweiten Strang angelagert wird.
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In Schritt (f) werden der verlängerte erste
und zweite Strang bei Bedarf amplifiziert.
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In Schritt (g) wird ein zweites Energiequantum,
das von dem ersten Empfängeranteil
abgegeben wird, nachgewiesen, um die Zielnucleotidsequenz nachzuweisen.
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In Schritt (f) kann eine Vielfalt
von Amplifikationsverfahren angewendet werden, um den verlängerten ersten
und zweiten Strang zu amplifizieren (z. B. PCR-Amplifikation, Strangverdrängungsamplifikation
und kaskadenartige Rolling-Circle-Amplifikation). Das bevorzugte
Amplifikationsverfahren ist die PCR-Amplifikation, die die folgenden
vier Schritte umfasst:
In Schritt (1) wird der verlängerte erste
Strang von dem verlängerten
zweiten Strang getrennt.
In Schritt (2) wird das erste Oligonucleotid
an den verlängerten
zweiten Strang angelagert, und das zweite Oligonucleotid wird an
den verlängerten
ersten Strang angelagert.
In Schritt (3) wird das 3'-Ende des ersten
Oligonucleotids mit dem verlängerten
zweiten Strang als Matrize verlängert,
um einen weiteren verlängerten
ersten Strang zu bilden, wobei der verlängerte zweite Strang an den anderen
verlängerten
ersten Strang angelagert wird. Darüber hinaus wird das 3'-Ende des zweiten
Oligonucleotids mit dem verlängerten
ersten Strang als Matrize verlängert,
um einen weiteren verlängerten
zweiten Strang zu bilden, wobei der verlängerte erste Strang an den
anderen verlängerten
zweiten Strang angelagert wird.
In Schritt (4) werden die Schritte
(1), (2) und (3) mit einer begrenzten Häufigkeit wiederholt, wobei
der verlängerte
erste und zweite Strang in Schritt (1) jeweils der verlängerte erste
Strang und der andere verlängerte zweite
Strang aus Schritt (3) sind oder jeweils der andere verlängerte erste
Strang und der verlängerte
zweite Strang aus Schritt (3) sind.
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Ein viertes Verfahren der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren für
den Nachweis einer Zielnucleotidsequenz, umfassend die folgenden
Schritte:
In Schritt (a) wird ein erstes Oligonucleotid an
einer Nucleotidsequenz angelagert, die eine Zielnucleotidsequenz
flankiert, wobei das erste Oligonucleotid eine erste Nucleotidsequenz,
die komplementär
zur Nucleotidsequenz ist, die die Zielnucleotidsequenz flankiert,
und eine zweite Nucleotidsequenz am 5'-Ende der ersten Nucleotidsequenz enthält.
In
Schritt (b) wird das 3'-Ende
des ersten Oligonucleotids unter Verwendung der Zielnucleotidsequenz
als Matrize verlängert,
um einen verlängerten
ersten Strang zu bilden, wobei die Zielnucleotidsequenz an den verlängerten
ersten Strang angelagert wird.
In Schritt (c) wird die Zielnucleotidsequenz
von dem, verlängerten
ersten Strang getrennt.
In Schritt (d) wird ein zweites Oligonucleotid
an den verlängerten
ersten Strang angelagert.
In Schritt (e) wird das 3'-Ende des zweiten
Oligonucleotids unter Verwendung des verlängerten ersten Strangs als
Matrize verlängert,
um einen verlängerten
zweiten Strang zu bilden, wobei der verlängerte erste Strang an den
verlängerten
zweiten Strang angelagert wird.
In Schritt (f) wird der verlängerte erste
Strang von dem verlängerten
zweiten Strang getrennt.
In Schritt (g) wird ein drittes Oligonucleotid
an den verlängerten
zweiten Strang angelagert, wobei das dritte Oligonucleotid eine
erste Nucleotidsequenz, eine zweite Nucleotidsequenz am 5'-Ende der ersten
Nucleotidsequenz, eine dritte Nucleotidsequenz am 5'-Ende der zweiten
Nucleotidsequenz und eine vierte Nucleotidsequenz am 3'-Ende der ersten
Nucleotidsequenz enthält.
Das dritte Oligonucleotid enthält
außerdem
ein MET-Trio, das einen Energiespenderanteil und einen ersten und
zweiten Energieempfängeranteil
enthält.
Der Spenderanteil kann ein Energiequantum abgeben und der erste
und der zweite Empfängeranteil
sind jeweils in der Lage, eine wesentliche Menge des Energiequantums
zu absorbieren. Der bevorzugte Spenderanteil, der erste Empfängeranteil
und der zweite Empfängeranteil
sind jeweils Fluorescein, ROX und DABSYL.
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Der Spenderanteil ist an einem Nucleotid
der ersten Nucleotidsequenz angefügt, der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt oder,
alternativ, der Spenderanteil ist an einem Nucleotid der dritten
Nucleotidsequenz angefügt,
der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das dritte Oligonucleotid kann eine
Haarnadel bilden, die ein Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz und
ein Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz enthält, und, wenn der Spenderanteil
das Energiequantum abgibt, absorbiert der erste Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen Energiequantums, falls, vorzugsweise
nur falls, die Haarnadel nicht gebildet wird, und der zweite Empfängeranteil
absorbiert eine wesentliche Menge des abgegebenen Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur. falls, die Haarnadel gebildet wird.
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Die vierte Nucleotidsequenz ist komplementär zum Komplement
der zweiten Sequenz des ersten Oligonucleotids. Im Idealfall ist
die dritte Nucleotidsequenz nicht komplementär zur vierten Nucleotidsequenz
und die vierte Nucleotidsequenz ist komplementär zu einer Nucleotidsequenz,
die eine Zielnucleotidsequenz flankiert.
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In Schritt (h) wird das 3'-Ende des dritten
Oligonucleotids unter Verwendung des verlängerten zweiten Strangs als
Matrize verlängert,
um einen doppelt verlängerten
ersten Strang zu bilden, wobei der doppelt verlängerte erste Strang an den
verlängerten
zweiten Strang angelagert wird.
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In Schritt (i) wird der doppelt verlängerte erste
Strang von dem verlängerten
markierten zweiten Strang getrennt.
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In Schritt (j) wird das zweite Oligonucleotid
an den doppelt verlängerten
ersten Strang angelagert.
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In Schritt (k) wird das 3'-Ende des zweiten
Oligonucleotids unter Verwendung des doppelt verlängerten ersten
Strangs als Matrize verlängert,
um einen doppelt verlängerten
zweiten Strang zu bilden, wobei der doppelt verlängerte erste Strang an den
doppelt verlängerten
zweiten Strang angelagert wird.
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In Schritt (l) werden der doppelt
verlängerte
erste und zweite Strang bei Bedarf amplifiziert.
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In Schritt (m) wird ein zweites Energiequantum
nachgewiesen, das von dem ersten Empfängeranteil abgegeben wird,
um die Zielnucleotidsequenz nachzuweisen.
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Es kann eine Vielfalt von Amplifikationsverfahren
in Schritt (l) angewendet werden, um den verlängerten ersten und zweiten
Strang zu amplifizieren (z. B. PCR-Amplifikation, Strangverdrängungsamplifikation
und kaskadenartige Rolling-Circle-Amplifikation).
Das bevorzugte Amplifikationsverfahren ist die PCR-Amplifikation,
umfassend die folgenden vier Schritte:
In Schritt (1) wird
der doppelt verlängerte
erste Strang von dem doppelt verlängerten zweiten Strang getrennt.
In
Schritt (2) wird das zweite Oligonucleotid an den doppelt verlängerten
ersten Strang angelagert und das dritte Oligonucleotid wird an den
doppelt verlängerten
zweiten Strang angelagert.
In Schritt (3) wird das 3'-Ende des zweiten
Oligonucleotids unter Verwendung des doppelt verlängerten
ersten Strangs als Matrize zur Bildung eines weiteren doppelt verlängerten
zweiten Strangs verlängert,
wobei der doppelt verlängerte
erste Strang an den anderen doppelt verlängerten zweiten Strang angelagert
wird. Darüber
hinaus wird das 3'-Ende des dritten
Oligonucleotids unter Verwendung des doppelt verlängerten
zweiten Strangs als Matrize zur Bildung eines weiteren doppelt verlängerten
ersten Strangs verlängert,
wobei der doppelt verlängerte
zweite Strang an den anderen doppelt verlängerten ersten Strang angelagert
wird.
In Schritt (4) werden die Schritte (1), (2) und (3) mit
einer begrenzten Häufigkeit
wiederholt, wobei in Schritt (1) der doppelt verlängerte erste
und zweite Strang jeweils der doppelt verlängerte erste Strang und der
andere doppelt verlängerte
zweite Strang aus Schritt (3) sind, oder jeweils der andere doppelt
verlängerte
erste Strang und der doppelt verlängerte zweite Strang aus Schritt
(3) sind.
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Ein fünftes Verfahren der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine erste oder zweite
Zielnucleotidsequenz in einer Probe vorliegt, umfassend die folgenden
Schritte:
In Schritt (a) wird die Probe mit einem ersten und
einem zweiten Oligonucleotid in Kontakt gebracht. Das erste Oligonucleotid
enthält
eine erste Nucleotidsequenz, eine zweite Nucleotidsequenz am 5'-Ende der ersten
Nucleotidsequenz und eine dritte Nucleotidsequenz am 5'-Ende der zweiten
Nucleotidsequenz. Das erste Oligonucleotid enthält außerdem ein MET-Trio, einschließlich eines
ersten Energiespenderanteils und eines ersten und zweiten Energieempfängeranteils,
wobei der erste Spenderanteil ein erstes Energiequantum abgeben kann
und der erste und der zweite Empfängeranteil jeweils in der Lage
sind, eine wesentliche Menge des Energiequantums zu absorbieren.
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Der erste Spenderanteil ist an einem
Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt, der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt oder,
alternativ, der erste Spenderanteil ist an einem Nucleotid der dritten
Nucleotidsequenz angefügt,
der erste Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz angefügt und der
zweite Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das erste Oligonucleotid kann eine
erste Haarnadel bilden, die ein Nucleotid der ersten Nucleotidsequenz
und ein Nucleotid der dritten Nucleotidsequenz enthält. Wenn
der erste Spenderanteil das erste Energiequantum abgibt, dann absorbiert
der erste Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums, falls,
vorzugsweise nur falls, die erste Haarnadel nicht gebildet wird,
und der zweite Empfängeranteil
absorbiert eine wesentliche Menge des abgegebenen ersten Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur falls, die erste Haarnadel gebildet wird.
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Das zweite Oligonucleotid enthält eine
vierte Nucleotidsequenz, eine fünfte
Nucleotidsequenz am 5'-Ende
der vierten Nucleotidsequenz, eine sechste Nucleotidsequenz am 5'-Ende der fünften Nucleotidsequenz.
Das zweite Oligonucleotid enthält
auch ein MET-Paar, einschließlich eines
zweiten Energiespenderanteils und eines dritten Energieempfängeranteils,
wobei der zweite Spenderanteil ein zweites Energiequantum abgeben
kann und der dritte Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des zweiten Energiequantums absorbieren kann.
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Der zweite Spenderanteil ist an einem
Nucleotid der vierten Nucleotidsequenz angefügt und der dritte Empfängeranteil
ist an einem Nucleotid der sechsten Nucleotidsequenz angefügt oder,
alternativ, der zweite Spenderanteil ist an einem Nucleotid der
sechsten Nucleotidsequenz angefügt
und der dritte Empfängeranteil ist
an einem Nucleotid der vierten Nucleotidsequenz angefügt.
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Das zweite Oligonucleotid kann eine
zweite Haarnadel bilden, die ein Nucleotid der vierten Nucleotidsequenz
und ein Nucleotid der sechsten Nucleotidsequenz enthält. Wenn
der zweite Spenderanteil das zweite Energiequantum abgibt, dann
absorbiert der dritte Empfängeranteil
eine wesentliche Menge des abgegebenen zweiten Energiequantums,
falls, vorzugsweise nur falls, die zweite Haarnadel gebildet wird.
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Der bevorzugte erste und zweite Spenderanteil
sind jeweils Fluorescein, der bevorzugte erste Empfängeranteil
ist ROX und der bevorzugte zweite und dritte Empfängeranteil
sind jeweils DABSYL. Im Idealfall umfasst das erste Oligonucleotid
eine siebte Nucleotidsequenz am 3'-Ende der ersten Nucleotidsequenz, die dritte
Nucleotidsequenz ist nicht komplementär zur siebten Nucleotidsequenz,
die siebte Nucleotidsequenz ist komplementär zu einer Nucleotidsequenz,
die die erste Zielnucleotidsequenz flankiert, das zweite Oligonucleotid
umfasst ferner eine achte Nucleotidsequenz am 3'-Ende der vierten Nucleotidsequenz,
die sechste Nucleotidsequenz ist nicht komplementär zur achten
Nucleotidsequenz und die achte Nucleotidsequenz ist komplementär zu einer
Nucleotidsequenz, die die zweite Zielnucleotidsequenz flankiert.
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In Schritt (b) wird das erste Oligonucleotid vorzugsweise
unter Verwendung einer Polymerase in eine erste doppelsträngige Nucleinsäure eingebaut,
wenn die erste Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt, so dass
verhindert wird, dass sich die erste Haarnadel bildet. Darüber hinaus
wird das zweite Oligonucleotid vorzugsweise unter Verwendung einer
Polymerase in eine zweite doppelsträngige Nucleinsäure eingebaut,
wenn die zweite Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt, so dass
verhindert wird, dass sich die Haarnadel bildet.
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In Schritt (c) wird bei Bedarf eine
erste Amplifikationsreaktion durchgeführt, wodurch das erste Oligonucleotid
in ein erstes Amplifikationsprodukt eingebaut wird, wenn die erste
Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt. Darüber hinaus wird eine zweite
Amplifikationsreaktion durchgeführt,
wodurch das zweite Oligonucleotid in ein zweites Amplifikationsprodukt
eingebaut wird, wenn die zweite Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt.
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In Schritt (d) wird bestimmt, ob
die erste Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt, wenn ein von
dem ersten Empfängeranteil
abgegebenes drittes Energiequantum nachgewiesen wird, oder es wird
bestimmt, ob die erste Zielnucleotidsequenz nicht in der Probe vorliegt,
wenn das dritte Energiequantum nicht nachgewiesen wird. Darüber hinaus
wird bestimmt, ob die zweite Zielnucleotidsequenz in der Probe vorliegt,
wenn ein von dem dritten Empfängeranteil
abgegebenes Energiequantum nachgewiesen wird, oder es wird bestimmt, ob
die zweite Zielnucleotidsequenz nicht in der Probe vorliegt, wenn
das vierte Energiequantum nicht nachgewiesen wird.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden
Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich.
Es ist jedoch zu verstehen, dass die Beschreibung und die spezifischen
Beispiele, die sich auf bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
beziehen, lediglich der Veranschaulichung dienen, da der fachkundigen
Person anhand dieser ausführlichen
Beschreibung verschiedene Veränderungen
und Modifikationen im Rahmen des Wesens und des Umfangs der Erfindung
klar sein werden.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNG
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Wie zuvor erläutert, enthält das erfindungsgemäße Oligonucleotid
zwei Nucleotidsequenzen, die zur Bildung einer Haarnadel miteinander
hybridisiert werden können.
Eine Nucleotidsequenz enthält
einen Energiespender und einen ersten Energieempfänger, wohingegen
die andere Nucleotidsequenz einen zweiten Energieempfänger enthält, der
das vom Spender erzeugte Signal löschen kann. Folglich enthält das vorliegende Oligonucleotid
ein MET-Trio. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Spender
und der erste Empfänger Fluorophore,
das Emissionsspektrum des Spenderfluorophors überlappt das Anregungsspektrum
des Empfängerfluorophors
(d. h. erster Empfänger)
und der zweite Empfänger
ist ein Quencher des vom Spenderfluorophor abgegebenen Signals.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
befinden sich der Spenderfluorophor und der Quencher so auf dem
Oligonucleotid, dass, wenn die Haarnadel gebildet wird, der Spenderfluorophor
sich in unmittelbarer Nähe zum
Quencher befindet und vom Spenderfluorophor abgegebene Energie vom
Quencher absorbiert wird, so dass das Signal von dem Spenderfluorophor
gelöscht
wird. Wird die Haarnadel jedoch nicht gebildet und der Quencher
absorbiert folglich nicht die vom Spender abgegebene Energie, dann
wird die abgegebene Energie vom Empfängerfluorophor absorbiert und
anschließend
vom Empfängerfluorophor
als nachweisbares Signal abgegeben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
erfolgt der Nachweis einer Zielnucleinsäuresequenz in einer Probe auf
eine von wenigstens zwei Weisen. Zunächst kann das Oligonucleotid
in ein Amplifikationsprodukt eingebaut werden, das die Zielsequenz
enthält.
Zweitens kann das Oligonucleotid mit der Zielsequenz hybridisiert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung bewirkt eine Bestrahlung der
Probe mit einem Spektrofluorometer nach einem solchen Einbau oder
einer solchen Hybridisierung, dass der Empfängerfluorophor ein Signal abgibt,
das vom Spektrofluorometer nachgewiesen wird. Somit lässt der
Signalnachweis darauf schließen,
dass das Ziel vorliegt, wohingegen die Abwesenheit eines Signals
darauf schließen
lässt,
dass das Ziel nicht vorliegt.
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Eine Probe wird unter Verwendung
des oben beschriebenen Oligonucleotids in Verbindung mit einem anderen
Oligonucleotid auf Anwesenheit von zwei Zielen untersucht. Das andere
Oligonucleotid enthält
ebenfalls zwei Nucleotidsequenzen, die eine Haarnadel bilden können, sowie
einen Spenderfluorophor und einen Quencher, die mit Bezug auf die
Haarnadel wie im vorliegenden Oligonucleotid positioniert sind.
Die Spender des vorliegenden Oligonucleotids und des anderen Oligonucleotids
werden mit der gleichen oder in etwa der gleichen Wellenlänge des
Lichts angeregt. Das andere Oligonucleotid enthält jedoch nicht den Empfängerfluorophor
und enthält
daher eher ein MET-Paar als ein MET-Trio. Das vorliegende Oligonucleotid
und das andere Oligonucleotid sind jeweils für das erste und das zweite
Ziel spezifisch.
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Enthält die Probe sowohl das erste
als auch das zweite Ziel, dann wird verhindert, dass sich die Haarnadel
im vorliegenden Oligonucleotid und in dem anderen Oligonucleotid
bildet, nachdem die Amplifikations- oder Hybridisierungsreaktionen
durchgeführt
wurden. Eine anschließende
Bestrahlung der Probe mit einer einzelnen Wellenlänge des
Lichts, die den Spenderfluorophor des vorliegenden Oligonucleotids
und des anderen Oligonucleotids anregt, aber nicht den Empfängerfluorophor
des vorliegenden Oligonucleotids, bewirkt die Erzeugung von zwei
charakteristischen Signalen. Das erste Signal wird von dem Empfängeranteil
des vorliegenden Oligonucleotids abgegeben, wohingegen das zweite
Signal von dem Spenderfluorophor des anderen Oligonucleotids abgegeben
wird. Folglich wird das erste Ziel durch Beobachten des ersten Signals
nachgewiesen, wohingegen das zweite Ziel durch Beobachten des zweiten
Signals nachgewiesen wird. Somit können zwei Ziele durch Bestrahlen
der Probe mit nur einer Wellenlänge
des Lichts nachgewiesen werden.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme
auf die folgenden Beispiele näher
beschrieben, die lediglich der Veranschaulichung dienen.
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1. Beispiel
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Spektroskopische
Analyse von FRET-markierten Modell- Haarnadeloligonucleotiden, die jeweils
einen Spenderfluorophor, einen Empfängerfluorphor und einen Quencher
enthalten
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Es wurden insgesamt sieben Oligonucleotide
synthetisiert. Alle diese Oligonucleotide haben die folgende Nucleotidsequenz:
5'-ACCGATGCGTTGAGCATCGGTGAAGGTC-GGAGTCAACGGRTT-3'(SEQ ID Nr. 1). Alle
Oligonucleotide enthalten einen Fluoresceinanteil (d. h. den ersten
Fluorophor), der am Nucleotid an Position 1 angefügt ist,
und einen DABSYL-Anteil, der am Nucleotid an Position 21 angefügt ist.
Die Oligonucleotide 1 bis 4 enthalten jeweils einen zweiten Fluorophor,
der am Nucleotid an Position 5 angefügt ist, wohingegen die Oligonucleotide
5 bis 7 jeweils einen zweiten Fluorophor enthalten, der am Nucleotid
an Position 10 angefügt
ist. Der zweite Fluorophor in den Oligonucleotiden 1 und 5 ist N,N,N',N'-Tetramethyl-6-carboxyrhodamin
(TAMRA), in den Oligonucleotiden 3 und 6 ROX, in den Oligonucleotiden
4 und 7 Texas Red und im Oligonucleotid 2 Bodipy 564/570.
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Die Fluorescein- und DABSYL-Anteile
wurden im Laufe ihrer Synthese unter Verwendung von jeweils einem
dA-Fluorescein-Phosphoramidit
und einem dU-DABSYL-Phosphoroamidit
in die einzelnen Oligonucleotide eingebaut. Darüber hinaus wurde ein Hexylaminanteil
an das Kohlenstoffatom an Position 5 des Basenanteils der Nucleotide an
Position 5 der Oligonucleotide 1 bis 4 und an Position 10 der Oligonucleotide
5 bis 7 angefügt.
Dieser Hexylaminanteil wurde in die jeweiligen Oligonucleotide im
Laufe ihrer Synthese unter Verwendung eines dU-Hexylamin-Phosphoramidits
eingebaut.
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Nachdem die Olignucleotide wie oben
beschrieben synthetisiert waren, wurde jedes Oligonucleotid entschützt, entsalzt
und durch Umkehrphasen-Hochdruckflüssigkeitschromatographie
mit C18 Siliciumdioxid- und
Triethylaminacetat-Acetonitril-Gradienten gereinigt. Die entsprechenden
Fraktionen wurden anschließend gepoolt,
mit Aceton präzipitiert,
unter Vakuum getrocknet, gelöst
und entsalzt.
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Der Hexylaminrest jedes Oligonucleotids
wurde dann mit dem entsprechenden Fluorophor, der einen N-Succinimidylester- oder einen Isothiocyanat-Anteil
in einer Lösung
aus Natriumbicarbonatpuffer, pH 9, 20% Dimethylsulfoxid enthielt,
bei Raumtemperatur etwa 20 Stunden lang markiert. Jedes Oligonucleotid
wurde anschließend
mit Aceton präzipitiert,
unter Vakuum getrocknet, gelöst
und entsalzt.
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Für
eine spektroskopische Analyse der jeweiligen Oligonucleotide wurden
vier bis fünf
Picomol Oligonucleotid in einem Volumen von 0,6 ml gelöst. Jede
Oligonucleotidlösung
wurde mit einem analytischen Spektrofluorometer Shimadzu RFU 5000
analysiert. Zur Induzierung der geschlossenen Konformation, bei
der das Oligonucleotid eine Haarnadel enthält, wurde das Oligonucleotid
in einem Annealingpuffer mit 10 mM Tris-HCl, pH 8, 3 mM MgCl2 und 50 mM NaCl gelöst. Die offene Konformation,
bei der die Haarnadel nicht vorliegt, wurde durch Zugabe eines molaren Überschusses
eines komplementären,
unmarkierten Oligonucleotids zu jedem Oligonucleotid im Annealingpuffer
induziert, wobei die Lösung
drei Minuten lang auf 90°C
erhitzt und dann auf Raumtemperatur gekühlt wurde.
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Der Fluoresceinanteil jedes Oligonucleotids
in der offenen und der geschlossenen Konformation wurde durch Bestrahlung
angeregt. In der folgenden Tabelle 1 wird dargestellt, dass eine
solche Bestrahlung in einer wesentlichen Lichtemission von dem zweiten
Fluorophor jedes Oligonucleotids in der offenen Konformation resultiert.
In der geschlossenen Konformation weist jedoch jedes Oligonucleotid
eine geringe Emission vom zweiten Fluorophor bei Fluorescein-Anregungswellenlängen auf.
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2. Beispiel
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Nachweis von zwei Zielnucleinsäuresequenzen
in der PCR-Amplifikation
unter Verwendung eines Haarnadel-Oligonucleotids,
das ein FRET-Trio enthält
und eines Haarnadel-Oliaonucleotids, das ein FRET-Paar enthält
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Eine Probe wird auf Anwesenheit von
mRNA untersucht, die durch ein Prostata-spezifisches Antigen-(PSA)-Gen
kodiert wird. Als Kontrolle zur Gewährleistung, dass eine PCR-Reaktion in der Probe
stattfinden kann, wird eine cDNA-Menge zur Probe gegeben, die für das Glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase-(gapDH)-Gen
spezifisch ist.
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Die Haarnadel-Oligonucleotiden werden
im Laufe der PCR als Vorwärtsprimer
verwendet. Die Nucleotidsequenz des Vorwärtsprimers, der für die gapDH
cDNA spezifisch ist, ist 5'-AGCGATGCGTTCGAGCATCGCTGAAGGTCGGAGTCAACGGATT-3'(SEQ ID Nr. 2), in
der die Nucleotide an den Positionen 1 und 22 jeweils mit Fluorescein
und DABSYL markiert sind und die Nucleotide an Position 5 oder 10
mit TAMRA markiert sind. Die Nucleotidsequenz des Haarnadel-Primers,
der für
die PSA mRNA spezifisch ist, lautet 5'-AGCGATGCGTTCGAGCATCGCTGAAGGTGACCAAGTTCAT-3'(SEQ ID Nr. 3), in
der die Nucleotide an den Positionen 1 und 22 jeweils mit Fluorescein
und DRBSYL markiert sind. Die Nucleotidsequenzen der Rückwärtsprimer,
die für
die gapDH cDNA und die PSA mRNA spezifisch sind, sind jeweils 5'-GGATCTCGCTCCTGGAAGATGGT-3'(SEG ID Nr. 4) und 5'-GGTGTACAGGGAAGGCCTTTCGGGAC-3'(SEQ ID Nr. 5).
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Jede PCR-Reaktionsprobe enthält in einer
0,2 ml PCR-Reaktionröhre 10 mM
Tris-HCl, pH 8,3, 50 mM KCl, 1,5 mM MgCl2,
250 μm dNTPs,
0,25 μm
von jedem Vorwärtsprimer,
0,25 μm
von jedem Rückwärtsprimer, gapDH
cDNA und 2 Einheiten Taq-Polymerase
in 50 μl.
Eine Vergleichsprobe enthält
zusätzlich
PSA mRNA, die zum Beispiel mit LNCaP Gewebekulturzellen produziert
wird, die von der Amerikanischen Typus-Kultursammlung, Manassas, VA, erhältlich sind.
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Jede Reaktionsröhre wird in einen Thermocycler
wie z. B. ein ABI 7700 Echtzeitinstrument oder ein Perkin-Elmer
9600 oder 9700 gegeben. Das Zyklusprogramm ist wie folgt: [94°C, 4 min.] – [94°C, 15 sec.; 55°C, 30 sec.;
72°C, 1
min] 35 Zyklen - [72°C,
5 min] - [4°C,
Halten]. Der Fortschritt der gapDH cDNA Amplifikation wird direkt
verfolgt, indem die Emission von Licht mit einer Wellenlänge von
580 nm beobachtet wird (d. h. die Emission von TAMRA), während der
Fortschritt der PSA mRNA Amplifikation direkt verfolgt wird, indem die
Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm beobachtet wird
(die Emission von Fluorescein). Eine Endpunktanalyse erfolgt mit
einem Fluoreszenzplattenleser, wie einem Wallac Victor, der mit
Filtern ausgestattet ist, der den Nachweis von 530-nm- und 580-nm-Licht
ermöglicht.