Quantifizierung von Nukleinsäuren
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Biologie und Chemie, insbesondere der Molekularbiologie. Im Einzelnen betrifft die Erfindung die Quantifizierung von Nukleinsäuren mittels Oligonukleotidsonden und die Genexpressionsanalyse, insbesondere mittels Polymer asekettenreaktion (PCR).
Hintergrund der Erfindung
Die Quantifizierung von Nukleinsäuren spielt eine wichtige Rolle in vielen molekularbiologischen Anwendungen, insbesondere in der Genexpressionsanalyse. Genexpressions- analysen werden vor allem auf den Gebieten der Grundlagenforschung, der Pharmaforschung und der molekularen Diagnostik eingesetzt.
hi Nukleinsäurequantifizierungs- Verfahren werden gewöhnlich die Konzentrationen und/oder relativen oder absoluten Mengen von bestimmten Nukleinsäuren in Proben bestimmt. In der Genexpressionsanalyse sind vor allem die Mengen von mRNA und/oder cDNA in biologischen Proben relevant. Northern Blot, RNase-Schutzassays, kompetitive reverse Transkriptions-PCR, quantitative reverse Transkriptions-PCR (qRT-PCR), Microarrays sowie Hochdurchsatz-Sequenzierungsverfahren. Die quantitative reverse Transkriptase-PCR (qRT- PCR) wird auf Grund ihrer hohen Spezifizität, Sensitivität, Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit am häufigsten eingesetzt. Allerdings werden die Ergebnisse durch verschiedene kritische Faktoren durch die Startmenge und die Integrität der mRNA sowie die Effektivität der reversen Transkriptase und der Polymerase beeinflusst. Um die Vergleichbarkeit der Genexpressionsanalysen in verschiedenen Proben zu gewährleisten, ist es notwendig eine Normalisierung der bestimmten Mengen vorzunehmen. Verbreitete Normalisierungsstrategien beruhen auf der Expressionsanalyse von sogenannten Haushaltsgenen. Dabei geht man davon aus, dass die Expression der Haushaltsgene sich in verschiedenen Proben nicht unterscheidet. Diese Annahme ist jedoch nicht zutreffend.
Andere Normalisierungsverfaiiren beruhen auf der Bestimmung der Gesamt-RNA in der Probe, der Probengröße (Zellzahl oder Gewebevolumen) oder auf eingebrachter Frernd-RNA. All diese Ansätze haben jedoch ihre Nachteile. Ribosomale RNA macht zum Beispiel einen Großteil der Gesamt-RNA in einer Zelle aus. Daher ist die Gesamt-RNA-Menge nicht immer repräsentativ für die Gesamt mRNA-Menge. Normalisierungsverfahren basierend auf der Zellzahl oder Gewebevolumen berücksichtigen nicht, dass verschiedene Zellen verschiedene Transkriptionsaktivitäten aufweisen können. Außerdem berücksichtigen diese Verfahren nicht die mRN A- Qualität und die Effektivität der reversen Transkriptase sowie der Polymerase. In die Probe eingebrachte Fremd-RNA berücksichtigt zwar die Enzymeffektivität während der reversen Transkriptions-PCR, jedoch nicht die Menge und Qualität der anfänglichen mRN A in der Probe.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Quantifizierungsverfahren für Nukleinsäuren, welches insbesondere zur Genexpressionsanalyse genutzt werden kann. In dem erfindungsgemäßen Quantifizierungsverfahren können sowohl die Menge und Qualität der eingesetzten Nukleinsäuren, als auch die Effektivität der nachfolgenden Enzymreaktionen berücksichtigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Normalisierung in der Quantifizierung von bestimmten Nukleinsäuren eingesetzt werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine exogene Oligonukleotidsonde zu einer Probe gegeben, die die zu quantifizierenden Nukleinsäure(n) enthält. Diese exogene Oligonukleotidsonde umfasst eine Nukleinsäuresequenz, die in der Probe nicht vorhanden ist, aber spezifisch an die zu quantifizierende Nukleinsäure(n) binden kann. Die hybridisierte Oligonukleotidsonde wird mittels einer Polymerase elongiert (verlängert), wobei die zu quantifizierende Nukleinsäure, an die die Sonde hybridisiert ist, als Template fungiert. Nach Hybridisierung und Verlängerung der Sonde werden die ursprünglich nicht hybridisierten und daher nicht elongierten Sonden aus der Probe entfernt, so dass nur noch diejenigen Sonden in der Probe verbleiben, die an die zu quantifizierende Nukleinsäure(n) hybridisierten und daher verlängert wurden. Die Oligonukleotidsonden können neben der zur Hybridisierung an die zu quantifizierende Nukleinsäure(n) dienenden Sequenzen („Hybridisierungssequenz") auch weitere Sequenzen enthalten. Solche zusätzlichen Sequenzen können z.B. der Quantifizierung
der elongierten Sonden in einer PCR-Reaktion dienen („Tag-Sequenz"). Die Tag-Sequenz befindet sich vorzugsweise 5' von der Hybridisierungssequenz.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Quantifizierung einer oder mehre- rer Nukleinsäuren in einer Probe, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellung einer Probe enthaltend mindestens eine zu quantifizierende Nukleinsäure,
Zugabe einer Oligonukleotidsonde zur Probe, wobei die Oligonukleotidsonde eine Sequenz umfasst, die spezifisch an die zu quantifizierende Nukleinsäure bzw. an eine gemeinsame Sequenz der zu quantifizierenden Nukleinsäuren hybridisieren kann,
Inkubation unter Bedingungen, die das Hybridisieren der Oligonukleotidsonde an die zu quantifizierenden Nukleinsäure(n) erlauben,
Inkubation der Probe unter Bedingungen, die die Verlängerung von hybridisierten Sonden erlauben, wobei jeweils die zu quantifizierende(n) Nukleinsäure(n) als Template dienen,
Entfernung der nicht-hybridisierten Sonden aus der Probe,
Quantifizierung der hybridisierten Oligonukleotidsonden als Maß für die Menge der zu quantifizierenden Nukleinsäure(n).
Vorzugsweise findet die Verlängerung mittels einer Polymerase statt, d.h. die Probe wird mit einer Polymerase unter Bedingungen inkubiert, die die Verlängerung von hybridisierten Sonden erlauben. Vorzugsweise findet also die Verlängerung von hybridisierten Sonden mittels einer Polymerase stattfindet.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nur die Sonden quantifiziert, die an eine andere Nukleinsäure hybridisiert haben und entsprechend elongiert wurden. Sie sind also ein Maß für die Menge an zu quantifizierenden Nukleinsäure. Je nach Sequenz der Sonde, werden nur ganz bestimmte Nukleinsäuren oder ganze Gruppen von Nukleinsäuren, die eine im Wesentlichen entsprechend zur Sonde komplementäre Sequenz enthalten, quantifiziert. Bevorzugt ist die Sequenz der Sonde zu mindestens 85%, 90% und am meisten bevorzugt über 95% komplementär zu einer Sequenz auf der bzw. den zu quantifizierenden Nukleinsäure(n)
Die nicht-hybridisierten bzw. nicht elongierten Sonden werden vor der Quantifizierung der hybridisierten Oligonukleotidsonden aus der Probe entfernt. Dies kann etwa durch enzymati-
sehe Reaktionen (z.B. Nukleaseabbau), chemische Reaktionen, Hitze oder physikalische Prozesse, z.B. chromatographische oder elektrophoretische Verfahren, stattfinden.
Vorzugsweise geschieht die Entfernung der nicht-hybridisierten Sonden mittels einer Nuclea- se, die spezifisch einzelsträngige Nukleinsäuren abbauen kann. Die Nuclease ist vorzugsweise eine Exonuclease. Die Exonuclease ist vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe von Exo- nuclease I, Sl Nuclease, Lambda Exonuclease und Exonuclease VII.
Oligonukleotide sind aus wenigen Nukleotiden aufgebaute Oligornere, sind also kurze, vor- zugsweise einzelsträngige Nukleinsäuren. Vorzugsweise haben die Oligonukleotide eine Länge von 10-200 Nukleotiden, vorzugsweise 30-100 Nukleotiden, bevorzugt 70-90 Nukleotiden.
Die Oligonukleotidsonde ist ein einzelsträngiges Oligonukleotid. Es ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von DNA, RNA, PNA und LNA. In jedem Fall muss die Oligonukleo- tidsonde eine Nukleinsäure sein, die komplementär zum Template verlängert werden kann. Vorzugsweise ist die Oligonukleotidsonde ein DNA-Oligonukleotid.
Die Oligonukleotidsonde kann auch modifizierte Nukleobasen und/oder modifizierte Linker enthalten.
In einer besonderen Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens zwei Nukleinsäuren quantifiziert und die quantifizierten Mengen mindestens zweier Nukleinsäuren miteinander ins Verhältnis gesetzt. Dies kann z.B. durch die Verwendung verschiedener Oligonukleotidsonden geschehen, die unterschiedliche Hybridisierungssequenzen und Tag-Sequenzen enthalten.
Die zu quantifizierende(n) Nukleinsäure(n) ist/sind vorzugsweise RNA(s) oder DNA(s). Die zu quantifizierende(n) Nukleinsäure(n) kann/können z.B. eine Nukleinsäure^) ausgewählt aus der Gruppe von cDNA (complementary DNA), LNA (locked nucleic aeid), mRNA (mes- senger RNA), mtRNA (mitochondriale RNA), rRNA (ribosomale RNA), tRNA (transfer- RNA), nRNA (nucleäre RNA), siRNA (short interfering RNA), snRNA (small nuclear RNA), snoRNA (small nucleolar RNA), scaRNA (Small Cajal Body-spezifische RNA), microRNA, dsRNA (doppelsträngige RNA), Ribozyme, Riboswitche, virale RNA, dsDNA (doppelsträn- gige DNA), ssDNA (einzelsträngige DNA), Plasmid-DNA, Cosmid-DNA, chromosomale
DNA, virale DNA, mtDNA (mitochondriale DNA), nDNA (nucleäre DNA)3 snDNA (small nuclear DNA) sein. Die zu quantifizierende Nukleinsäure(n) kann auch die Gesamtheit einer Gruppe von Nukleinsäuren sein, vorzugsweise die Gesamtheit von mRNA in der Probe („Ge- samt-mRNA") oder die Gesamtheit von cDNA in der Probe („Gesamt-cDNA").
In einer bevorzugten Ausfulirungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist/sind die zu quantiflzierende(n) Nukleinsäure(n) mRNA(s) oder cDNA(s).
Die gemeinsame Sequenz der zu quantifizierenden Nukleinsäure(n) kann z.B. eine PoIy-A- Sequenz sein, z.B. der Poyl-A-Schwanz von mRNA. Im Falle von cDNA ist die gemeinsame Sequenz vorzugsweise Poly-dT.
Es ist besonders bevorzugt, dass die zu quantifizierende(n) Nukleinsäure(n) mRNA ist/sind und die gemeinsame Sequenz eine poly-A-Sequenz ist.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die zu quantifizierende(n) Nukleinsäure(n) cDNA ist/sind und die gemeinsame Sequenz eine poly-dT-Sequenz ist.
Um an PoIy-A- bzw. Poly-dT-Sequenzen hybridisieren zu können, muss die Oligonukleotid- sonde eine PoIy-T- oder Poly-dT- bzw. poly-A- oder poly-dA-Sequenz enthalten.
Daher ist es in einer Ausführungsform bevorzugt, dass die Oligonukleotidsonde eine poly-T- oder poly-dT-Sequenz enthält.
In einer anderen Ausführungsfoπn ist es bevorzugt, dass die Oligonukleotidsonde eine poly- A- oder poly-d A- Sequenz enthält.
Die poly-dT-, poly-T-, poly-dA- bzw. poly-A-Sequenzen befinden sich vorzugsweise am 3'- Ende der Oligonukleotidsonde. Vorzugsweise sind die poly-dT-, poly-T-, poly-dA- bzw. po- Iy-A- Sequenzen zwischen 8und lOONuHeotiden lang, besonders bevorzugt zwischen 10 und 20.
Wie oben beschrieben, enthält die Oligonukleotidsonde in einer bevorzugten Ausführungsform eine Tag-Sequenz. Besonders bevorzugte Tag-Sequenzen sind Sequenzen, die keine
Homologie in eukaryotischen Genomen haben.
Die Quantifizierung der hybridisierten Oligonukleotidsonde wird vorzugsweise mittels quantitativer PCR durchgeführt. Dafür wird z.B. die Quantifizierung der Tag-Sequenz mittels quantitativer PCR durchgeführt.
Die Oligonukleotidsonde kann als Primer für die reverse Transkription von mRNA zu cDNA in einer RT-PCR dienen. Die so entstandene cDNA kann mittels quantitativer PCR (qPCR) quantifiziert werden.
Wenn die zu quantifizierende Nukleinsäure eine DNA ist, kann die Quantifizierung der hybridisierten Sonde direkt über eine qPCR stattfinden.
Die DNA-Polymerase, die während der quantitativen (real-time) PCR verwendet wird, ist vorzugsweise eine Polymerase aus einem thermophilen Organismus oder ist eine thermo stabile Polymerase oder ist eine Polymerase ausgwqählt aus der Gruppe von Thermus thermophi- lus (Tth) DNA Polymerase, Thermus acquaticus (Taq) DNA Polymerase, Thermotoga mari- tima (Tma) DNA Polymerase, Thermococcus litoralis (TIi) DNA Polymerase, Pyrococcus furiosus (Pfu) DNA Polymerase, Pyrococcus woesei (Pwo) DNA Polymerase, Pyrococcus kodakaraensis KOD DNA Polymerase, Thermus filiformis (Tfi) DNA Polymerase, Sulfolobus solfataricus Dpo4 DNA Polymerase, Thermus pacificus (Tpac) DNA Polymerase, Thermus eggertsonii (Teg) DNA Polymerase, Thermiis brockianus (Tbr) und Thermus flavus (TfI) DNA Polymerase.
Im Falle das RNA, beispielsweise mRNA, quantifiziert werden soll, muss die RNA in DNA revers transkribiert werden. Dies geschieht mit einem Enzym mit Reverser Transkriptase- Aktivität. Solche Enzyme können z.B. Reverse Transkriptasen aus Viren, Bakterien, Archae- Bakterien und Eukaryonten, insbesondere aus thermostabilen Organismen sein. Hierzu zählen z.B. auch Enzyme aus Introns, Retrotransposons oder Retroviren. Ein Enzym mit reverser Transkriptaseaktivität ist erfindungsgemäß ein Enzym, welches in der Lage ist, an einer Ribonukleinsäure am 3 '-Ende eines an die Ribonukleinsäure-hybridisierten Desoxyoligonukleotides oder Ribooligonukleotides bei geeigneten Pufferbedingungen Desoxyribonukleotide komplementär einzubauen. Dies umfasst zum einen Enzyme, die natürlicherweise diese Funktion aufweisen aber auch Enzyme, die eine solche Funktion erst
durch Veränderung ihrer Gensequenz wie z.B. Mutagenese oder durch entsprechende Pufferbedingungen erhalten.
Bevorzugt ist das Enzym mit reverser Transkriptaseaktivität ein Enzym, welches ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend HIV reverse Transkriptase, M-MLV reverse Transkriptase, EAIV reverse Transkriptase, AMV reverse Transkriptase, Thermits thermophilus DNA Polymerase I, M-MLV RNAse H, Superscript, Superscript II, Superscript III, Monsterscript (Epicentre), Omniscript, Sensiscript Reverse Transkriptase (Qiagen), TheraioScript und Thermo-X (beide Invitrogen). Erfindungsgemäß können auch Enzyme verwendet werden, die erst nach einer Modifikation der Gensequenz als Enzym reverse Transkriptaseaktivität aufweisen. Es kann auch eine Reverse Transkriptaseaktivität verwendet werden, die eine erhöhte Fehlergenauigkeit aufweist. Beispielhaft sei hier z.B. AccuScript reverse Transcriptase (Stratagene) erwähnt. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass auch die Verwendung von Mischungen von zwei oder mehr Enzymen mit reverser Transkriptaseaktivität möglich ist.
Dem Fachmann ist bekannt, dass die meisten Enzyme mit reverser Transkriptaseaktivität ein divalentes Ion benötigen. Somit liegt einer bevorzugten Ausfülirungsform bei jenen Enzymen, die ein divalentes Ion benötigen, ein divalentes Ion vor. Bevorzugt sind Mg2+, Mn2+.
Bevorzugte Kombinationen von Enzymen sind HIV reverse Transkriptase oder M-MLV reverse Transkriptase oder EAIV reverse Transkriptase oder AMV reverse Transkriptase oder Thennus thermophilus DNA Polymerase I oder M-MLV RNAse H, Superscript, Superscript II, Superscript III oder Monsterscript (Epicentre) oder Omniscript Reverse Transkriptase (Qiagen) oder Sensiscript Reverse Transkriptase (Qiagen), ThermoScript, Thermo-X (beide Invitrogen) oder eine Mischung von zwei oder mehr Enzymen mit reverser Transkriptaseaktivität und PoIy-(A)-PoI ymerase aus Escherichia coli. Außerdem HIV reverse Transkriptase oder M-MLV reverse Transkriptase oder EAIV reverse Transkriptase oder AMV reverse Transkriptase oder Thermits thermophilus DNA Polymerase I oder M-MLV RNAse H, Superscript, Superscript II, Superscript III oder Monsterscript (Epicentre) oder Omniscript Reverse Transkriptase (Qiagen) oder Sensiscript Reverse Transkriptase (Qiagen), ThermoScript, Thermo-X (beide Invitrogen) oder eine Mischung von zwei oder mehr Enzymen mit reverser Transkriptaseaktivität und Poly-(A)-Polymerase aus Hefe.
In der quantitativen (real-time) PCR können fluoreszenzmarkierte Primer und/oder Sonden verwendet werden, z.B. LightCycler-Sonden (Roche), TaqMan Sonden (Roche), Molecular heacons, Scorpion-Primer, Sunrise-Primer, LUX-Primer oder Amplifluor-Primer. Sonden und/oder Primer können z.B. kovalent oder nicht-kovalent gebundene Fluoreszenzfarb Stoffe beispielsweise Fluoresceinisothiocyanate (FITC), 6-Carboxyfluorescein (FAM), Xanthen, Rhodamine, ,6-Carboxy-2',4',7',4,7-hexachlorofluorescein (HEX), 6-Carboxy-4',5'-dichloro- 2\7'-dimethodyfiuorescein (JOE), N,N,N\N'-Tetramemyl-6-carboxyrhodamme (TAMRA), 6-Carboxy-X-rhodamine (ROX), 5-Carboxyrhodamine-6G (R6G5), 6-carboxyrhodamine-6G (RG6), Rhodamine 110; Coumarine, wie Umbelliferone, Benzimide, wie Hoechst 33258; Phenanthridine, wie Texas Red, Ethidiumbromide, Acridinfarbstoffe, Carbazolfarbstoffe, Phenoxazinefarbstoffe, Poφhyrinfarbstoffe, Polymethinfarbstoffe, Cyaninfarbstoffe, wie Cy3, Cy5, Cy7, BODIPY-Farbstoffe, Quinolinfarbstoffe und Alexa Farbstoffe enthalten.
Dem Fachmann sind die geeigneten Bedingungen für eine quantitative PCR oder eine quanti- tative Reverse Transkriptions-PCR bekannt. Dies betrifft z.B. das Primer-Design, die Wahl von geeigneten Prozessierungstemperaturen (Reverse Transkription, Denaturierung, Primer Annealing, Elongation), die Zahl der PCR-Zyklen, die Pufferbedingungen. Reverse Transkription und
Es können neben der PCR auch andere Atnplifikationsverfahren zur Anwendung kommen, diese können ausgewählt aus der Gruppe umfassend, die "rolling circle amplification" (wie in Liu, et al., "Rolling circle DNA synthesis: Small circular oligonucleotides as efficient templa- tes for DNA polymerases," J. Am. Chem. Soc. 118:1587-1594 (1996) beschrieben), die "iso- theπnal amplification" (wie in Walker, et al., "Strand displacement amplification~an isother- mal, in vitro DNA amplification technique," Nucleic Acids Res. 20(7):1691-6 (1992) beschrieben), die "ligase chain reaction" (wie in Landegren, et al., "A Ligase-Mediated Gene Detection Technique," Science 241:1077-1080, 1988, oder in Wiedmann, et al., "Ligase Chain Reaction (LCR)-Overview and Applications," PCR Methods and Applications (CoId Spring Harbor Laboratory Press, CoId Spring Harbor Laboratory, NY, 1994) pp. S51-S64.) beschrieben. Die Polymerasekettenreaktion (PCR) ist jedoch bevorzugt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kit für die Nukleinsäurequantifizierung, umfassend: - mindestens eine Nuclease, vorzugsweise Exonuclease, optional dNTPs (vorzugsweise als Lösung einer Mischung aus dCTP, dATP,
dGTP und dTTP (z.B. jeweils 5 mM, „dNTP Mix"),
- optional eine Pufferlösung oder eine Pufferstammlösung,
- eine DNA Polymerase
- optional eine Reverse Transkriptase, - eine Oligonukleotidsonde, wobei die Oligonukleotidsonde eine Tag-Sequenz sowie eine Sequenz umfasst, die spezifisch an die zu quantifizierende Nukleinsäure bzw. an eine gemeinsame Sequenz der zu quantifizierenden Nukleinsäuren hybridisieren kann,
- Primer und/oder eine zweite Oligonukleotidsonde, die an die Tag- Sequenz hybri- disieren kann.
Für die Polymerasen, Reversen Transkriptasen, Oligonukleotidsonden und Primer des erfin- dungsgemäßen Kits gilt das oben für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebene.
Die erfindungsgemäßen Kits und Verfahren können zur Analyse von Genexpression in einer biologischen Probe verwendet werden.
Sequenzen
SEQ ID NO:l: OligoAmp 5 ' -
CACCACGTAAGACATAAAACGGCCACATAACTTGGCTTTAATGGACCTCCAATTTTGAGTGT GGTGCCATGTAAGGATGAATGTTTTTTTTTTTTTTTTT-S '
SEQ ID NO:2: AmpliF, Vorwärts-Primer für die Amplifizierung von OligoAmp
5 ' -CACCACGTAAGACATAAAACGG-3 '
SEQ ID NO:3: AmpliR, Rückwärts-Primer für die Amplifϊzierang von OligoAmp
5 ' -ACATTCATCCTTACATGGCACCA-B '
Beschreibung der Figuren
Fig. Ia: Quantifizierung des OligoAmp Oligos durch qPCR, nach Reverser Tanskription und Exol Verdau. Amplifikationsplot.
Fig. Ib: Quantifizierung des OligoAmp Oligos durch qPCR, nach Reverser Tanskription und Exol Verdau. Diagram Ct Werten gegen RNA Mengen in RT.
Fig. 2: Quantifizierung des OligoAmp Oligos durch qPCR, nach Reverser Tanskription, ohne Exol Verdau. Amplifikationsplot.
Fig. 3a: Quantifizierung des endogenen TBP Genes durch qPCR, nach Reverser Tanskription und Exol Verdau. Amplifikationsplot.
Fig. 3b: Quantifizierung des endogenen TBP Gens durch qPCR, nach Reverser Tanskription und Exol Verdau. Diagram Ct Werten gegen RNA Mengen in RT
Beispiele
Beispiel 1
Reverse Transkriptasereaktionen wurden mittels des Omniskript (Qiagen) nach den Anweisungen des Herstellers durchgeführt. Die reverse Transkriptasereaktionen enthielten die folgenden Komponenten: Gesamt-RNA von Ramos humanen Burkitt's Lymphoma Zellen als Template (1 μg, 500 ng, 250ng, 125 ng und 0 ng); Oligonukleotide OligoAmp (0,1 nM Endkonzentration) mit der Nukleotidsequenz SEQ ID Nr. 1 als reverser Transkripase-Primer; Reverse Transkriptase Omniskript; dNTPs, RNase-Inhibitor; Reverse Transkriptase-Puffer und RNase-freies Wasser. Die Sequenz von OligoAmp stammt aus dem Kartoffelgenom und hat kein Homologes im Humangenom.
18 μl jedes reversen Transkriptionsprodukts wurden dann mit jeweils 2 μl Exonuklease I (20 U/μl, Epicentre) oder Wasser (als nicht Exonuklease behandelte Kontrolle) versetzt und für
60 Minuten bei 37 0C dem Verdau ausgesetzt. Nach dem Verdau wurde die Exonuklease I bei
95 0C für 10 Minuten inaktiviert. 2 μl jedes Exonuklease I Reaktionsgemisches bzw. der
Templat-freien Kontrollen wurden mit QuantiFast SYBR Green Mix (Qiagen) und spezifischen Primera gemischt, um die unverdauten OligoAmps zu quantifizieren. Die Sequenzen der in der qPCR verwendeten Primer, AmpliF und AmpliR, sind in SEQ ID Nr. 2 und SEQ ID Nr. 3 gezeigt.
Aus dem Amplifikations-Plot in Fig. Ia und Tabelle 1 ist ersichtlich, dass nach reverser Transkription und Exonukleasebehandlung verschiedene Mengen von verbleibenden OligoAmp detektiert und quantifiziert wurden. Wie erwartet wurden in den Reaktionen mit höherem RNA-Ausgangsmengen größere Mengen von OligoAmp vor dem Exonuklease- Abbau geschützt und blieben daher unverdaut. Dies schlägt sich in niedrigeren Ct- Werten in der qPCR nieder. Die Ct-Werte und der Logarithmus der Ausgangs-RNA-Menge zeigen eine gute lineare Korrelation.
Tabelle 1 : Quantifizierung des OligoAmp Oligos durch qPCR, nach Revers er Tanskription und Exol Verdau. Zusammenfassung der Ct Werte.
Im Gegensatz zu den mit Exonuklease I behandelten reversen Transkriptionsprodukten wurden die OligoAmp-Oligonukleotide in den Wasser-Kontrollproben alle mit ähnlichen Ct- Werten detektiert, ungeachtet der Ausgangs-RNA-Menge (siehe Fig. 2, Tabelle T).
Tabelle 2: Quantifizierung des OligoAmp Oligos durch qPCR, nach Reverser Tanskription, ohne Exol Verdau. Zusammenfassung der Ct Werten.
In der selben reversen Transkriptasereaktion konnten endogene Gene mit hoher Konfidenz revers transkribiert und später mittels qPCR quantifiziert werden. Dies ist in den Figuren 3a und 3b sowie in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3: Quantifizierung des endogenen TBP Gens durch qPCR, nach Reverser Tanskription und Exol Verdau. Zusammenfassung der Ct Werte.
Die Exonukϊease I behandelten reverse Transkriptionsprodukte wurden als Template in der SyBr grün-basierten qPCR (QuantiFast SyBr Green, Qiagen) genutzt. TBP spezifische cDNA Primer wurden für die Amplifikation in der qPCR benutzt.
Die vorliegenden Daten zeigen, dass das Quantifizierungsverfahren mittels mRNA- bindenden, nuklease-resistenten exogenen Olϊgonukleotiden in der Normalisierungsstrategie genutzt werden kann, um die Ausgangs-mRNA-Menge sowie die Effizienz der reversen Transkription und der PCR zu überprüfen.