NO882593L - IMPROVED KEY ACID HYBRIDIZATION TECHNIQUE AND KIT FOR THIS. - Google Patents
IMPROVED KEY ACID HYBRIDIZATION TECHNIQUE AND KIT FOR THIS.Info
- Publication number
- NO882593L NO882593L NO88882593A NO882593A NO882593L NO 882593 L NO882593 L NO 882593L NO 88882593 A NO88882593 A NO 88882593A NO 882593 A NO882593 A NO 882593A NO 882593 L NO882593 L NO 882593L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- probe
- probes
- polynucleotide
- binding
- solid support
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 136
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 title description 83
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 422
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 claims description 225
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 claims description 224
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 claims description 224
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 106
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 98
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 74
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 73
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 66
- 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 claims description 62
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 48
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 37
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 35
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 33
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 33
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 33
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 33
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 32
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 32
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 31
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 claims description 28
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 25
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 25
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 22
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 21
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 102000004856 Lectins Human genes 0.000 claims description 12
- 108090001090 Lectins Proteins 0.000 claims description 12
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 12
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000002523 lectin Substances 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 208000026350 Inborn Genetic disease Diseases 0.000 claims description 11
- 208000016361 genetic disease Diseases 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 claims description 11
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims description 6
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims description 6
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims description 6
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 claims description 6
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002532 enzyme inhibitor Substances 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 6
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 6
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 claims description 6
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 208000007056 sickle cell anemia Diseases 0.000 claims description 5
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 4
- 206010064571 Gene mutation Diseases 0.000 claims description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 20
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 8
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 claims 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 53
- 239000002585 base Substances 0.000 description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 22
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 17
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 14
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 14
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 13
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 11
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 6
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 6
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 6
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 6
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 5
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 5
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 4
- 239000012445 acidic reagent Substances 0.000 description 4
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 4
- 229940079920 digestives acid preparations Drugs 0.000 description 4
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 4
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 4
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 4
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 4
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 4
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 3
- 108020003215 DNA Probes Proteins 0.000 description 3
- 239000003298 DNA probe Substances 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 3
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- BVQVLAIMHVDZEL-UHFFFAOYSA-N 1-phenyl-1,2-propanedione Chemical compound CC(=O)C(=O)C1=CC=CC=C1 BVQVLAIMHVDZEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 2
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 2
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 108010054576 Deoxyribonuclease EcoRI Proteins 0.000 description 2
- QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N Diacetyl Chemical compound CC(=O)C(C)=O QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001524679 Escherichia virus M13 Species 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 2
- 241000276498 Pollachius virens Species 0.000 description 2
- 108010059712 Pronase Proteins 0.000 description 2
- JQRLYSGCPHSLJI-UHFFFAOYSA-N [Fe].N1C(C=C2N=C(C=C3NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 Chemical class [Fe].N1C(C=C2N=C(C=C3NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 JQRLYSGCPHSLJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- PFKFTWBEEFSNDU-UHFFFAOYSA-N carbonyldiimidazole Chemical compound C1=CN=CN1C(=O)N1C=CN=C1 PFKFTWBEEFSNDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 2
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KSMVZQYAVGTKIV-UHFFFAOYSA-N decanal Chemical compound CCCCCCCCCC=O KSMVZQYAVGTKIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011768 flavin mononucleotide Substances 0.000 description 2
- FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N flavin mononucleotide Chemical compound OP(=O)(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 2
- 229940013640 flavin mononucleotide Drugs 0.000 description 2
- FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N flavin mononucleotide Natural products OP(=O)(O)OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108060003196 globin Proteins 0.000 description 2
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 2
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 2
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 2
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 2
- 238000007899 nucleic acid hybridization Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 235000019231 riboflavin-5'-phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 2
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000001226 triphosphate Substances 0.000 description 2
- 235000011178 triphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 2
- 210000000605 viral structure Anatomy 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 1
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 1
- 108090000363 Bacterial Luciferases Proteins 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 1
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000626 DNA-directed RNA polymerases Proteins 0.000 description 1
- 238000009007 Diagnostic Kit Methods 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108010067770 Endopeptidase K Proteins 0.000 description 1
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 1
- 108090000331 Firefly luciferases Proteins 0.000 description 1
- 101000899111 Homo sapiens Hemoglobin subunit beta Proteins 0.000 description 1
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 101000723939 Mus musculus Transcription factor HIVEP3 Proteins 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-N NADP zwitterion Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 1
- ACFIXJIJDZMPPO-NNYOXOHSSA-N NADPH Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 ACFIXJIJDZMPPO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 1
- 108020004711 Nucleic Acid Probes Proteins 0.000 description 1
- 108700020796 Oncogene Proteins 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 208000000859 Sickle cell trait Diseases 0.000 description 1
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000003838 adenosines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000013602 bacteriophage vector Substances 0.000 description 1
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 1
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 102000023732 binding proteins Human genes 0.000 description 1
- 150000001615 biotins Chemical class 0.000 description 1
- ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N boronic acid Chemical compound OBO ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 159000000006 cesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003593 chromogenic compound Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000009146 cooperative binding Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 229960000633 dextran sulfate Drugs 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000006872 enzymatic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 1
- 229940071106 ethylenediaminetetraacetate Drugs 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012224 gene deletion Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000012678 infectious agent Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005567 liquid scintillation counting Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002853 nucleic acid probe Substances 0.000 description 1
- 229940124276 oligodeoxyribonucleotide Drugs 0.000 description 1
- 102000013415 peroxidase activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003345 scintillation counting Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229940079862 sodium lauryl sarcosinate Drugs 0.000 description 1
- ADWNFGORSPBALY-UHFFFAOYSA-M sodium;2-[dodecyl(methyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCN(C)CC([O-])=O ADWNFGORSPBALY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N triphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005199 ultracentrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6827—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
- C12Q1/683—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism involving restriction enzymes, e.g. restriction fragment length polymorphism [RFLP]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en nukleinsyrehybridiser-ingsfremgangsmåte, og et diagnostisk kit for bruk med fremgangsmåten . The present invention relates to a nucleic acid hybridization method, and a diagnostic kit for use with the method.
Alle artiklene og referansene identifisert i denne spesifika-sjonen er inkorporert heri ved referanse. All articles and references identified in this specification are incorporated herein by reference.
I tradisjonell mikrobiell diagnostikk blir tilstedeværelse av en mikrobe i en prøve bestemt ved isolering av mikroben. Etter anrikningskultiveringer, blir mikroben bestemt enten på basis av de biokjemiske egenskapene eller de immunologiske egenskapene. Begge fremgangsmåtene for identifikasjon krever at mikroben i prøven har evnen til å formere seg. Slik identifikasjon kan være besværlig og veldig tidkrevende. In traditional microbial diagnostics, the presence of a microbe in a sample is determined by isolating the microbe. After enrichment cultures, the microbe is determined either on the basis of the biochemical characteristics or the immunological characteristics. Both methods of identification require that the microbe in the sample has the ability to multiply. Such identification can be difficult and very time-consuming.
Med utvikling av genetisk forskning, er det blitt oppdaget at mikrober, selv de som ikke lenger lever, kan bli bestemt ved de spesifikke nukleinsyrene som de inneholder. Nukleinsyren kan være deoksyribonukleinsyre (DNA), som vanligvis er dobbelt-trådet, eller ribonukleinsyre (RNA), som vanligvis er enkelt-trådet. Organismer så som bakterier, sopp, virus, gjær osv. kan alle bli bestemt på denne måte. Generelt innbefatter identifikasjonsfremgangsmåten kunstig indusert lyse, hvorved celleveggen til organismen blir ødelagt og utskiller nukleinsyre som dermed kan bli bestemt. With the development of genetic research, it has been discovered that microbes, even those no longer living, can be determined by the specific nucleic acids they contain. The nucleic acid can be deoxyribonucleic acid (DNA), which is usually double-stranded, or ribonucleic acid (RNA), which is usually single-stranded. Organisms such as bacteria, fungi, viruses, yeast etc. can all be determined in this way. In general, the identification method involves artificially induced lysis, whereby the cell wall of the organism is destroyed and secretes nucleic acid which can thus be determined.
Den hydrogenbundede strukturen til dobbel helixen til et nukleinsyremolekyl (f.eks. DNA) kan bli ødelagt ved oppvarm-ing og/eller behandling med alkali. Da det ikke er noen kovalente bindinger som knytter partnertrådene sammen, separeres de to polynukleotidkjedene til et dupleks nukleinsyremolekyl fullstendig når alle hydrogenbindingene er brutt. Denne fremgangsmåten for trådseparasjon kalles denaturering. En meget nyttig egenskap til denaturerte nukleinsyrer er at reaksjonen under hensiktsmessige betingelser kan bli rever-sert, . slik at to separerte komplementære tråder fra samme kilde igjen kan gå sammen til en dobbel helix. The hydrogen-bonded structure of the double helix of a nucleic acid molecule (eg DNA) can be destroyed by heating and/or treatment with alkali. Since there are no covalent bonds linking the partner strands together, the two polynucleotide chains of a duplex nucleic acid molecule separate completely when all the hydrogen bonds are broken. This process of strand separation is called denaturation. A very useful property of denatured nucleic acids is that the reaction can be reversed under suitable conditions, . so that two separated complementary strands from the same source can rejoin to form a double helix.
Dette betegnes renaturering. Renaturering innbefatter reaksjonen til to komplementære nukleotidsekvenser som ble separert ved denaturering. Denne teknikken kan også bli utvidet til å innbefatte at hvilke som helst komplementære nukleotidsekvenser smelter sammen med hverandre for å danne en duplex-struktur. Dette blir referert til som hybridisering når nukleotidsekvenser fra forskjellige nukleinsyrebe-standdeler er involvert; f.eks. reaksjonen mellom enkelt-trådet DNA og RNA, eller mellom to enkelttrådede DNAer fra forskjellige kilder. This is called renaturation. Renaturation involves the reaction of two complementary nucleotide sequences that were separated by denaturation. This technique can also be extended to include any complementary nucleotide sequences fusing together to form a duplex structure. This is referred to as hybridization when nucleotide sequences from different nucleic acid constituents are involved; e.g. the reaction between single-stranded DNA and RNA, or between two single-stranded DNAs from different sources.
Nukleinsyrehybridisering er en velkjent fremgangsmåte for identifisering av spesifikke nukleinsyrer. Denne evnen som to enkelt-trådede nukleinsyrepreparater har til å hybridisere danner basis for nukleinsyreanalyse. Prinsippet på slike analyser er å utsette to enkelt-trådede nukleinsyrepreparater for hverandre, og deretter å måle mengden av dobbelttrå-det materiale som er blitt dannet. Nucleic acid hybridization is a well-known method for the identification of specific nucleic acids. This ability that two single-stranded nucleic acid preparations have to hybridize forms the basis for nucleic acid analysis. The principle of such analyzes is to expose two single-stranded nucleic acid preparations to each other, and then to measure the amount of double-stranded material that has been formed.
Hybridiseringsanalyser innbefatter vanligvis bruken av polynukleotidhybridiseringsprober. En probe innbefatter generelt et enkelt-trådet fragment av en nukleinsyre, eller et dobbbelt-trådet fragment som er denaturert. Den erkarakterisert vedå ha en spesifikk nukleotidsekvens som er komplementær til en korresponderende nukleotidsekvens på en målnukleinsyre (nukleinsyren som skal bestemmes). Proben og målpolynukleotiden (enkelt-trådet), danner duplex-molekyler når de blir bragt sammen ved baseparring av de komplementære sekvensene. Proben blir generelt fremstilt i renset reagens-form, og et lett detekterbart merke kan bli inkorporert inn i den molekylære strukturen til proben. Tilstedeværelse av målnukleotiden kan derved bli bekreftet ved dannelsen av duplex hybride molekyler som bærer merket. Hybridization assays typically involve the use of polynucleotide hybridization probes. A probe generally includes a single-stranded fragment of a nucleic acid, or a double-stranded fragment that has been denatured. It is characterized by having a specific nucleotide sequence that is complementary to a corresponding nucleotide sequence on a target nucleic acid (the nucleic acid to be determined). The probe and the target polynucleotide (single-stranded), form duplex molecules when they are brought together by base pairing of the complementary sequences. The probe is generally prepared in purified reagent form, and an easily detectable label can be incorporated into the molecular structure of the probe. Presence of the target nucleotide can thereby be confirmed by the formation of duplex hybrid molecules carrying the label.
Polynukleotidhybridiseringsprober tilveiebringer billig, effektiv og rask fremgangsmåte for detektering, lokalisering, og isolering av "mål "-nukleotidsekvensene. Klausner et"'al.,' "Biotechnology", august 1984: 471-478, tilveiebringer interessant bakgrunn på polynukleotid-hybridiseringsprober, innbefattet en diskusjon for preparering og anvendelse. Kjente fremgangsmåter for preparering av polynukleotid-hybridiseringsprober og for anvendelse av slike probert er godt dokumentert i litteraturen. Se f.eks. Southern, J.Moi. Biol. 98: 503-517 (1975); Falkow et al., US-patent 4.385.535; Leary et al., Proe. Nati. Acad. Sei. 80: 4045-4049 (1938); Langer-Safer et al., Proe. Nati. Acad. Sei. 79:4381-4385 Polynucleotide hybridization probes provide an inexpensive, efficient, and rapid method for the detection, localization, and isolation of the "target" nucleotide sequences. Klausner et al., "Biotechnology", August 1984: 471-478, provides interesting background on polynucleotide hybridization probes, including a discussion of preparation and use. Known methods for the preparation of polynucleotide hybridization probes and for the use of such probes are well documented in the literature See, eg, Southern, J. Moi. Biol. 98: 503-517 (1975); Falkow et al., US Patent 4,385,535; Leary et al., Proe. Nati. Acad. Sci. 80: 4045-4049 (1938); Langer-Safer et al., Proe. Nat. Acad. Sci. 79: 4381-4385
(1982); og Langer et al., Proe. Nati. Acad. Sei. 78:6633-6637 (1982); and Langer et al., Proe. Nati. Acad. Pollock. 78:6633-6637
(1981). Som beskrevet ved disse andre referanser, innbefatter slike kjente fremgangsmåter for preparering av prober, kloning av en proberegion inn i et dobbelt-trådet DNA-plasmid. Plasmidet som bærer proberegionen er merket, vanligvis ved enzymatiske polymeriseringsteknikker. Slike teknikker innbefatter, f.eks. nick-translasjon (Rigby et al., J. Mol. Biol. 113:237 (1977)); gap-fylling (Bourguignon et al., J. Virol. 20:290 (1976)); og terminal tilsetting, hvor teknik-kene blir utført i nærvær av modifiserte nukleotidtrifos-fater. Probenukleinsyren kan også bli merket kjemisk med haptener eller biotin (Tchen et al., P.N.A.S. 81:3466 (1984), Forster et al., Nucl. Acids Res. 13:745 (1985), Viscidi et al., J. Clin. Microbiol. 23:311 (1986). (1981). As described in these other references, such known methods for preparing probes include cloning a probe region into a double-stranded DNA plasmid. The plasmid carrying the probe region is labeled, usually by enzymatic polymerization techniques. Such techniques include, e.g. nick translation (Rigby et al., J. Mol. Biol. 113:237 (1977)); gap filling (Bourguignon et al., J. Virol. 20:290 (1976)); and terminal addition, where the techniques are performed in the presence of modified nucleotide triphosphates. The probe nucleic acid can also be labeled chemically with haptens or biotin (Tchen et al., P.N.A.S. 81:3466 (1984), Forster et al., Nucl. Acids Res. 13:745 (1985), Viscidi et al., J. Clin. Microbiol.23:311 (1986).
Det er to prinsipielle måter å utføre hybridiseringsanalyser: oppløsnings (eller væskehybridisering og fast bærehybridisering. I oppløsningshybridisering, blir enkelt-trådet nukleinsyrepreparater blandet sammen i oppløsning. Når det gjelder større mengder materiale, kan reaksjonen bli fulgt ved forandring i optisk tetthet. Når mindre mengder materiale er innbefattet, kan proben bære et lett detekterbart merke, så som et radioaktivt merke. Enkelt-trådene som ikke har reagert, blir separert fra dobbelt-trådene, og dobbelt-trådet nukleinsyre kan bli bestemt ved detektering av tilstedeværelse av merket i det dobbelt-trådede materialet. Hydroksyapatitt (HA) er blitt benyttet som en standard fremgangsmåte for separering av hybridisert probe fra ikke-hybridisert probe i oppløsning. Under riktige betingelser kan HA selektivt binde hybridisert DNA-probe, men den binder ikke ikke-hybridisert probe. Andre fremgangsmåter er pgså tilgjengelige for separering av hybridisert probe fra ikke-hybridisert probe. En slik fremgangsmåte innbefatter bruk av et spesifikt enzym, f.eks. S^nuklease, for å selektivt degradere ikke-hybridisert probe til mindre fragmenter. Dobbelt-trådede molekyler blir ikke påvirket av enzymet. Den degraderte proben kan deretter bli separert ved bruk av velkjent størrelse separeringsteknikker, så som presipiter-ing med polyetylenglykol, kromatografi, elektroforese og ultrasentrifugering osv. Britten et al., Methods in Enzymology, XXIX, s. 363, Eds., Grossman & Moldave, Academic Press, New York, 1974. There are two principal ways of performing hybridization assays: solution (or liquid) hybridization and solid support hybridization. In solution hybridization, single-stranded nucleic acid preparations are mixed together in solution. In the case of larger amounts of material, the reaction can be followed by changes in optical density. When smaller amounts material is included, the probe may carry an easily detectable label, such as a radioactive label. The unreacted single strands are separated from the double strands, and double-stranded nucleic acid can be determined by detecting the presence of the label in the double -stranded material. Hydroxyapatite (HA) has been used as a standard method for separating hybridized probe from non-hybridized probe in solution. Under appropriate conditions, HA can selectively bind hybridized DNA probe, but it does not bind non-hybridized probe. Others methods are therefore available for the separation of hybridized probe from non-hybridizers t probe. Such a method includes the use of a specific enzyme, e.g. S^nuclease, to selectively degrade unhybridized probe into smaller fragments. Double-stranded molecules are not affected by the enzyme. The degraded probe can then be separated using well-known size separation techniques, such as polyethylene glycol precipitation, chromatography, electrophoresis and ultracentrifugation, etc. Britten et al., Methods in Enzymology, XXIX, p. 363, Eds., Grossman & Moldave , Academic Press, New York, 1974.
Oppløsningshybridisering har fordelene som er innbefattet i hastighet og .reaksjonseffektivitet. Men den har også alvorlige ulemper. Separering av hybridisert ikke-hybridisert probe er generelt arbeidskrevende, tidkrevende, kan ikke utføres ved automatisering og kan på andre måter være begrensende. Størrelseseparerings-teknikkene beskrevet ovenfor, er for eksempel relativt uspesifikke, ueffektive og viser dårlig reproduserbarhet. Selv om HA separasjonsfremgangsmåten er mere spesifikk, er den bare vanligvis nyttig hvis mål-polynukleotidet er tilstede i et stort overskudd i forhold til proben, eller hvis målet er RNA, eller begge. Effektiv separering kan være y.anskelig med urensede prøver, f. eks. plante- og dyrevevhomogenater, blod, avføring, nese- og urinrørsslim osv. Solution hybridization has advantages that include speed and reaction efficiency. But it also has serious drawbacks. Separation of hybridized non-hybridized probe is generally labor intensive, time consuming, cannot be performed by automation, and can be otherwise limiting. The size separation techniques described above, for example, are relatively non-specific, inefficient and show poor reproducibility. Although the HA separation method is more specific, it is only generally useful if the target polynucleotide is present in large excess relative to the probe, or if the target is RNA, or both. Effective separation can be difficult with impure samples, e.g. plant and animal tissue homogenates, blood, faeces, nasal and urethral mucus, etc.
Ved fast bærehybridisering blir en av enkelt-trådet nukleinsyre-preparatene immobilisert ved å være festet til en fast bærer. Flerfoldige fremgangsmåter eksisterer for kobling av en av. de terminale endene til et polynukleotid til en gitt støtte-matrise. Se, f.eks. Weissback, A. og Poonian, M., Methods in Enzymology, Vol. XXXIV, Part B, 463-475, 1974. Avledede former av polymikleotider, f.eks. en som hærer et terminalt aminoheksylnukleotid, kan lett festes til forskjellige matriser. Mosbach, K. , et al., Methods in Enzymology, Vol. XLIV, 859-886, 1976. 01igoribonukleotider kan bli immo-biliserte på boronatderivater av forskjellige matriser. Schott, H., et al., Biochemistry, 12, 932, 1973. In solid carrier hybridization, one of the single-stranded nucleic acid preparations is immobilized by being attached to a solid carrier. Multiple methods exist for connecting one of the. the terminal ends of a polynucleotide to a given support matrix. See, e.g. Weissback, A. and Poonian, M., Methods in Enzymology, Vol. XXXIV, Part B, 463-475, 1974. Derived forms of polynucleotides, e.g. one that harbors a terminal aminohexyl nucleotide can be readily attached to various matrices. Mosbach, K., et al., Methods in Enzymology, Vol. XLIV, 859-886, 1976. Igoribonucleotides can be immobilized on boronate derivatives of various matrices. Schott, H., et al., Biochemistry, 12, 932, 1973.
Som et eksempel adsorberer nitrocellulose enkelt-trådet DNA, men ikke RNA. Videre adsorpsjon av DNA på nitrocellulosen kan bli forhindret ved velkjente behandlinger. Så hvis et annet denaturert DNA- eller RNA-preparat blir tilsatt, vil den bli festet til den faste bærer bare hvis den har evnen til å baseparre med DNAet som opprinnelig var adsorbert. Vanligvis er nukleinsyrepreparatet som ikke opprinnelig er bundet til den faste bærer merket. Etter hybridiseringsreaksjonen er fullført, blir den faste bæreren separert fra reaksjonsblandingen, og hybrid!seringsgraden kan bli bestemt ved måling av merket som er festet til den faste bæreren. As an example, nitrocellulose adsorbs single-stranded DNA but not RNA. Further adsorption of DNA on the nitrocellulose can be prevented by well-known treatments. So if another denatured DNA or RNA preparation is added, it will be attached to the solid support only if it has the ability to base pair with the DNA that was originally adsorbed. Typically, the nucleic acid preparation that is not initially bound to the solid support is labeled. After the hybridization reaction is complete, the solid support is separated from the reaction mixture, and the degree of hybridization can be determined by measuring the label attached to the solid support.
En forbedring av fast bærehybridisering er sandwich-hybridisering, så som diskutert i Ranki, US-patent 4.486.539. Prøven blir utsatt for betingelser som gjør mål-polynukleotidet (nukleinsyren som skal bestemmes) enkel-trådet. Prøven blir deretter blandet med to rensede nukleinsyrereagenser. Det første nukleinsyrereagenset innbefatter et enkelttrådet nukleinsyrefragment, som har en nukleotidsekvens på minst 10 baser, og som er festet til en fast bærer. Det andre nukleinsyrereagenset innbefatter et enkelt-trådet nukleinsyrefragment , som har en nukleotidsekvens på minst 10 baser, og som er merket med en radioisotop. Nukleinsyrereagenset har evnen til å danne hybridmolekyler ved komplementær baseparring med mål-polynukleotidet. De to nukleinsyrereagensene . har ikke evnen til å hybridisere med hverandre. Den faste bæreren blir derved vasket for å fjerne merket som ikke er inkorpurert i hybride molekyler. Tilstedeværelse av måle-nukleinsyre blir deretter bestemt ved måling av merket på den vaskede, faste bæreren. Sandwich-hybridisering tilveiebringer også forbedret spesifisitet i forhold til fremgangsmåter som benytter et enkelt nukleinsyrereagens, fordi den innbefatter to spesifikke hybridiseringsprosesser. An improvement on solid support hybridization is sandwich hybridization, as discussed in Ranki, US Patent 4,486,539. The sample is exposed to conditions that make the target polynucleotide (the nucleic acid to be determined) single-stranded. The sample is then mixed with two purified nucleic acid reagents. The first nucleic acid reagent comprises a single-stranded nucleic acid fragment, having a nucleotide sequence of at least 10 bases, and which is attached to a solid support. The second nucleic acid reagent includes a single-stranded nucleic acid fragment, which has a nucleotide sequence of at least 10 bases, and which is labeled with a radioisotope. The nucleic acid reagent has the ability to form hybrid molecules by complementary base pairing with the target polynucleotide. The two nucleic acid reagents. do not have the ability to hybridize with each other. The solid support is thereby washed to remove the label that is not incorporated into hybrid molecules. Presence of target nucleic acid is then determined by measuring the label on the washed solid support. Sandwich hybridization also provides improved specificity over methods using a single nucleic acid reagent because it involves two specific hybridization processes.
En fordel med fastbærerhybridisering er hvor lett det hybride molekylet som er dannet fra målentikleinsyren og proben(e) kan bli separert fra reaksjonsblandingen. Tidligere typer fastbærerhybridiseringsteknikker, inbefattende sandwich-hybridiseringsfremgangsmåten til Ranki diskutert ovenfor, har alvorlige ulemper. Kinetikken medfører mye saktere reaksjonshastigheter i fastbærerhybridisering enn i oppløsningshybridisering, da ikke alle hybridiseringskom-ponentene kan diffundere. En reaksjon som kan ta, minutter i oppløsning kan ta timer og dager, for å bli fullført når en fast bærer er involvert. Hybridiseringseffektiviteten er altså mye lavere, siden noen nukleinsyrer ikke er tilgjengelige for baseparring. Mye preparat er også nødvendig. Vanligvis er det nødvendig med flere timer for å preparere prøven for hybridisering, og en til to timer er nødvendig for vasking. Relativt store mengder av prober er også nødvendig. An advantage of solid support hybridization is how easily the hybrid molecule formed from the target nucleic acid and the probe(s) can be separated from the reaction mixture. Previous types of solid support hybridization techniques, including the sandwich hybridization method of Ranki discussed above, have serious drawbacks. The kinetics result in much slower reaction rates in solid carrier hybridization than in solution hybridization, as not all the hybridization components can diffuse. A reaction that can take minutes in resolution can take hours and days to complete when a solid carrier is involved. Hybridization efficiency is thus much lower, since some nucleic acids are not available for base pairing. A lot of preparation is also necessary. Typically, several hours are required to prepare the sample for hybridization, and one to two hours are required for washing. Relatively large quantities of probes are also required.
Det er derved ønskelig å ha en fremgangsmåte for analysering av nukleinsyrer som kombinerer fordelene ved både oppløs-ningshybridisering og fast bærehybridisering. It is therefore desirable to have a method for analyzing nucleic acids that combines the advantages of both solution hybridization and solid carrier hybridization.
Diagnose av genetisk sykdom, ifølge teknikkens stand, innbefatter generelt tidkrevende og arbeidskrevende teknikker. I en akseptert diagnostisk fremgangsmåte for bestemmelse av genetisk sykdom, er fremgangsmåten kjent som restriksjons-fragmentlengde polymorfi sering (RFLP). RFLP-teknologien benytter generelt et omfattende separeringssteg basert på størrelsen av de genetiske stikkene som blir laget etter behandling av prøve-DNA med et restriksjonsenzym. Det spesialiserte tilfellet sigdcelleanemi presenterer den lettest forståelige variasjonen av RFLP-teknologi. F.eks., The New England Journal of Medicine, juli, 1.982: s. 30-32 og s. 32-36, inneholder to artikler som illustrerer hvordan den nåværende prenatale testen for sigdcelleanemi blir utført. Generelt blir testprøve-DNA behandlet med et restriksjonshen-syn (Mst II) som tilveiebringer to stykker med forskjellig størrelse av globingenet for det normale og sigdallel^ne. Stykkene blir separert ved størrelse, f.eks. en agarose elek-troforesegel. Stykkene blir deretter gjort enkelt-trådede, overført til et filterpapirark, og de nøyaktige stykkene blir bestemt i mengden av stykker med lik størrelse ved en hybri-diseringsprobe. Både gelelektroforese og overføringsstegene i testen krever bruk av trenet personell, og er tidkrevende. Diagnosis of genetic disease, according to the state of the art, generally involves time-consuming and labor-intensive techniques. In an accepted diagnostic method for determining genetic disease, the method is known as restriction fragment length polymorphism (RFLP). The RFLP technology generally uses an extensive separation step based on the size of the genetic patches that are made after treating the sample DNA with a restriction enzyme. The specialized case of sickle cell anemia presents the most easily understood variation of RFLP technology. For example, The New England Journal of Medicine, July, 1982: pp. 30-32 and pp. 32-36, contains two articles illustrating how the current prenatal test for sickle cell anemia is performed. In general, test sample DNA is treated with a restriction enzyme (Mst II) that provides two differently sized pieces of the globin gene for the normal and sickle cell alleles. The pieces are separated by size, e.g. an agarose electrophoresis gel. The pieces are then single-stranded, transferred to a sheet of filter paper, and the exact pieces are determined in the amount of equal-sized pieces by a hybridization probe. Both gel electrophoresis and the transfer steps in the test require the use of trained personnel, and are time-consuming.
Det er derved nødvendig med en forenklet fremgangsmåte for diagnostisering av tilstedeværelse av genmutasjoner på grunn av genetiske sykdommer. There is therefore a need for a simplified method for diagnosing the presence of gene mutations due to genetic diseases.
Foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller kravene ovenfor. Den dekker spesifikt en fremgangsmåte for detektering, enten kvalitativt ell.er kvantitativt, av en enkel-trådet målnuk-leotid i en væskeprøve. Fremgangsmåten innbefatter følgende steg: a) kombinering av prøven med minst to forskjellige prober, som er en første probe og en andre probe, for å danne en reaksjonsblanding, hvor hver probe består av et enkelt-trådet polynukleotid som inneholder en nukleotidsekvens som er komplementær til en del av mål-polynukleotidet, hvor probene sammen danner hybride molekyler ved komplementær baseparring med mål-polynukleotidet, ingen av probene er festet til en fast bærer, og probene hybridiserer ikke med hverandre, og den andre proben har et detekterbart merke; The present invention satisfies the above requirements. It specifically covers a method for detecting, either qualitatively or quantitatively, a single-stranded target nucleotide in a liquid sample. The method comprises the following steps: a) combining the sample with at least two different probes, which are a first probe and a second probe, to form a reaction mixture, each probe consisting of a single-stranded polynucleotide containing a nucleotide sequence complementary to a portion of the target polynucleotide, wherein the probes together form hybrid molecules by complementary base pairing with the target polynucleotide, neither probe is attached to a solid support, and the probes do not hybridize with each other, and the other probe has a detectable label;
b) deretter kontakting av reaksjonsblandingen med en fast bærer som binder den første proben men ikke den andre b) then contacting the reaction mixture with a solid support which binds the first probe but not the second
proben, og ikke målnukleotidet; og the probe, and not the target nucleotide; and
c) deretter bestemming om noe av merket er bundet til den faste bæreren. c) then determining whether any of the brand is attached to the fixed carrier.
Enkel-trådet målpolynukleotid kan bli dannet ved denaturering av en dobbelt-trådet polynukleotid. De to probene binder fortrinnsvis forskjellige deler av målpolynukleotidet som skal bli bestemt, slik at de to probene ikke konkurrerer med hverandre. De to forskjellige delene er fortrinnsvis^ ved siden av hverandre eller nær hverandre. Single-stranded target polynucleotide can be formed by denaturing a double-stranded polynucleotide. The two probes preferably bind different parts of the target polynucleotide to be determined, so that the two probes do not compete with each other. The two different parts are preferably next to each other or close to each other.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er egnet for mikrobiell diagnostikk. Den er også egnet for genetisk sykdomdiagnose som for sigdcelleanemi, og for kreftdiagnostikk, blant andre anvendelser. Med hensyn på det siste inkorporerer fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse et atskillelsesteg, slik som ved bruk av et restr iks j ons-enzym, sammen med en sandwich-hybridiseringsfremgangsmåte. For eksempel kan fremgangsmåten bli benyttet for å detektere et målpolynukleotid i en prøve som også kan inneholde et standard polynukleotid, hvor nukleotidsekvensen til de to polynukleotidene er vesentlig lik hverandre, og standardpolynukleotidet. er en del A og en del B, og målpolynukleotidet har en del A' og en del B', og hvor standard og måle-polynukleotidene har minst ett nukleotid som er forskjellige og som er beliggende mellom delene A og B på standardpolynukleotidet og mellom delene A' og B' på mål-polynukleotidet, hvor fremgangsmåten innbefatter følgende steg: a) adskilling av både standard og målpolynukleotidene som er tilstede til enkelt-trådede segmenter, slik at ingen av segmentene til standard polynukleotid inneholder begge delene A og B, mens minst ett av segmentene til målpolynukleotidet inneholder begge delene A' og B'; The method according to the present invention is suitable for microbial diagnostics. It is also suitable for genetic disease diagnosis such as for sickle cell anemia, and for cancer diagnosis, among other applications. With regard to the latter, the method of the present invention incorporates a separation step, such as using a restriction enzyme, along with a sandwich hybridization method. For example, the method can be used to detect a target polynucleotide in a sample which can also contain a standard polynucleotide, where the nucleotide sequence of the two polynucleotides is substantially similar to each other, and the standard polynucleotide. is a portion A and a portion B, and the target polynucleotide has a portion A' and a portion B', and wherein the standard and target polynucleotides have at least one nucleotide that is different and which is located between portions A and B of the standard polynucleotide and between the portions A' and B' on the target polynucleotide, the method comprising the following steps: a) separation of both the standard and the target polynucleotides present into single-stranded segments, such that none of the segments of the standard polynucleotide contain both parts A and B, while at least one of the segments of the target polynucleotide contains both parts A' and B';
b) kombinering av behandlet prøve fra (a) med minst to prober, værende en første probe og en andre probe, for å b) combining treated sample from (a) with at least two probes, being a first probe and a second probe, to
danne en reaksjonsblanding, hver probe innbefatter et enkelt-trådet polynukleotid, probene kan ikke hybridisere med hverandre, den første proben baseparres komplementært med del A, og med del A', den andre proben baseparret komplementært med del B, og med del B', de to probene danner sammen hybride molekyler med komplementær baseparring med det enkelt-trådede form a reaction mixture, each probe includes a single-stranded polynucleotide, the probes cannot hybridize with each other, the first probe base pairs complementary with part A, and with part A', the second probe base pairs complementary with part B, and with part B', the two probes together form hybrid molecules with complementary base pairing with the single-stranded one
segmentet til mål-polynukleotidet som inneholder delene A' og B' ; og c) påfølgende bestemmelse av tilstedeværelse av hybride molekyler som inneholder begge probene. the segment of the target polynucleotide containing the parts A' and B'; and c) subsequent determination of the presence of hybrid molecules containing both probes.
Ingen av probene er festet til en fast bærer, og den andre proben har et detekterbart merke, hvor stegene for bestemming av tilstedeværelse av hybride molekyler som inneholder begge probene Innbefatter videre følgende steg: a) kontakting av reaksjonsblandingen med en fast bærer som binder den første proben men ikke den andre proben, og ikke segmenter som bare inneholder del B eller bare del B' ; og b) påfølgende bestemmelse av om noe av merket er bundet til den faste bæreren. Neither probe is attached to a solid support, and the other probe has a detectable label, where the steps for determining the presence of hybrid molecules containing both probes further include the following steps: a) contacting the reaction mixture with a solid support that binds the first the probe but not the other probe, and not segments containing only part B or only part B' ; and b) subsequently determining whether any of the label is bound to the solid support.
TEGNINGER DRAWINGS
Disse andre trekk, aspekter og fordeler ifølge foreliggende oppfinnelse, vil bli bedre forstått med referanse til følgende beskrivelse, vedlagte krav og vedlagte tegninger: Fig. 1 er en skjematisk representasjon av stegene til analysefremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en skjematisk representasjon av en sigdcel-leanalyse som benytter fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 og fig. 4 er plot av det relativt signale ved merkedeteksjon vs. mål-DNA-konsentrasjon. Fig. 5 er et plot av bindingskaraktertrekkene til en avidincellulosefastbærer og en biotinmerket probe. These other features, aspects and advantages according to the present invention will be better understood with reference to the following description, attached claims and attached drawings: Fig. 1 is a schematic representation of the steps of the analysis method according to the present invention. Fig. 2 is a schematic representation of a sickle cell assay using the method according to the present invention. Fig. 3 and fig. 4 is a plot of the relative signal for mark detection vs. target DNA concentration. Fig. 5 is a plot of the binding characteristics of an avidin cellulose solid support and a biotin-labeled probe.
BESKRIVELSE DESCRIPTION
En fremgangsmåte og et kit som innbefatter trekkene Ifølge foreliggende oppfinnelse kan bli benyttet for å detektere tilstedeværelse av polynukleotid (så som DNA eller RNA) inneholdende organismer, så som virus, bakterier, sopp, gjær og andre mikroorganismer og andre infeksiøse midler. Frem-gangs og kitet kan bli benyttet, for eksempel ved mathygiene-undersøkelser, medisinsk diagnostisk anvendelse og hvilken som helst mikrobiell diagnostikk. Egnede prøver Innbefattende dyr og plantevevhomogenater, blod, serum, avføring, nese- og urinrørsslim, vann, støv, jord osv. Faste prøver blir først moset eller homogenisert i et væskemedium for å fremstille en testprøve. Fremgangsmåten er også egnet for diagnostisering av genetisk sykdom når normale gener er blitt muterte. Fremgangsmåten er også egnet for kreftdiagnostikk. A method and a kit that includes the features according to the present invention can be used to detect the presence of polynucleotide (such as DNA or RNA) containing organisms, such as viruses, bacteria, fungi, yeast and other microorganisms and other infectious agents. The process and the kit can be used, for example, in food hygiene investigations, medical diagnostic applications and any microbial diagnostics. Suitable samples Including animal and plant tissue homogenates, blood, serum, feces, nasal and urethral mucus, water, dust, soil, etc. Solid samples are first mashed or homogenized in a liquid medium to prepare a test sample. The method is also suitable for diagnosing genetic disease when normal genes have been mutated. The procedure is also suitable for cancer diagnostics.
I fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, blir en prøve inneholdende celler som man antar inneholder polynukleotider som skal bli detektert (mål-polynukleotidet) for-behandlet, om nødvendig, for å frigjøre målpolynukleotidet fra cellene til organismen inn i oppløsning, eller å gjøre celleveggen permeabel for reagensene som blir benyttet for detektering av målpolynukleotidet. Målpolynukleotidet er vanligvis et DNA eller et RNA, eller derivater eller fragmenter derav. In the method according to the present invention, a sample containing cells presumed to contain polynucleotides to be detected (the target polynucleotide) is pre-treated, if necessary, to release the target polynucleotide from the cells of the organism into solution, or to make the cell wall permeable to the reagents used for detection of the target polynucleotide. The target polynucleotide is usually a DNA or an RNA, or derivatives or fragments thereof.
Hybridisering foregår mellom enkelt-trådede polynukleotlder. Hvis målnukleotidet dermed er dobbelt-trådet, blir testprø-ven utsatt for betingelser som kan denaturere målnukleotidet som er tilstede, f.eks. varme, eller varme pluss høyt pH, så som 100°C I 5 min, eller behandling, med 0,5 molar NaOH i 5 min, ved 20-40°C. Betingelser for denaturering av polynukleotlder er velkjente. Hybridization takes place between single-stranded polynucleotides. If the target nucleotide is thus double-stranded, the test sample is exposed to conditions which can denature the target nucleotide present, e.g. heat, or heat plus high pH, such as 100°C for 5 min, or treatment, with 0.5 molar NaOH for 5 min, at 20-40°C. Conditions for denaturing polynucleotides are well known.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, som' il-lustrert i fig. 1, innbefatter et oppløsnings-sandwich-hybridiseringssteg og et høstingssteg. Oppløsnings-saridwich- hybridiseringssteget innbefatter at testprøve blir kombinert med minst to forskjellige spesifikke nukleotide hybridiseringsprober for å danne en reaksjonsblanding. For eksempel kan to prober bli benyttet, værende en førsteprobe, en bindingsprobe, en andreprobe og en identifikasjonsprobe. Hver probe innbefatter et enkelt-trådet polynukleotid som inneholder en nukleotidsekvens som er komplementær til en del av det den enkelttrådede målpolynukleotidet. Hver probe har dermed evnen til komplementær baseparring med den korresponderende nukleotidsekvensen på målpolynukleotidet. De to probene binder fortrinnsvis forskjellige deler av målpolynukleotidet, slik at de to probene ikke konkurrerer med hverandre; delene er fortrinnsvis nær hverandre, (ikke mer enn omtrent 300 nukleotider fra hverandre), det er mere foretrukket at delene er rett ved siden av hverandre (ikke mer enn 10 nukleotider fra hverandre). Probene kan ikke hybridisere med hverandre. I reaksjonsblandingen hybridiserer de to probene og enkelt-trådet målpolynukleotid sammen for å danne kom-plekse dobbelt-trådede hybridmolekyler. For å sikre rask og effektiv hybridisering, er ingen av probene festet til en fast bærer. Den andre proben, identifikasjonsproben, er viderekarakterisert vedå ha et lett detekterbart merke. Fremgangsmåten betegner sandwich-hybridisering fordi mål-polynukleotidet blir "sandwiched" mellom de to probene i det resulterende hybridmolekylet. The method according to the present invention, as illustrated in fig. 1, includes a solution sandwich hybridization step and a harvesting step. The solution sandwich hybridization step involves combining the test sample with at least two different specific nucleotide hybridization probes to form a reaction mixture. For example, two probes can be used, being a first probe, a binding probe, a second probe and an identification probe. Each probe includes a single-stranded polynucleotide containing a nucleotide sequence complementary to a portion of the target single-stranded polynucleotide. Each probe thus has the capability of complementary base pairing with the corresponding nucleotide sequence on the target polynucleotide. The two probes preferably bind different parts of the target polynucleotide, so that the two probes do not compete with each other; the parts are preferably close to each other (no more than about 300 nucleotides apart), it is more preferred that the parts are right next to each other (no more than 10 nucleotides apart). The probes cannot hybridize with each other. In the reaction mixture, the two probes and single-stranded target polynucleotide hybridize together to form complex double-stranded hybrid molecules. To ensure fast and efficient hybridization, none of the probes is attached to a solid support. The second probe, the identification probe, is further characterized by having an easily detectable label. The method is termed sandwich hybridization because the target polynucleotide is "sandwiched" between the two probes in the resulting hybrid molecule.
Probene kan være i separate reagenser. Fordi probene ikke hybridiserer med hverandre, er det også mulig å ha alle probene i et enkelt reagens. The probes may be in separate reagents. Because the probes do not hybridize with each other, it is also possible to have all the probes in a single reagent.
Rekkefølgen av kombinering av probene med testprøven er generelt ikke.viktig. Probene kan bli satt til testprøven i seriatum (en etter en annen), alle samtididg, eller i hvilken som helst annen kombinasjon. The order of combining the probes with the test sample is generally not important. The probes can be added to the test sample in seriatum (one after the other), all simultaneously, or in any other combination.
Reaksjonsblandingen blir holdt ved betingelser som medfører hybridisering. Betingelsene avhenger av, og er generelt kjente for, de spesielle polynukleotidbestanddelene som er involvert. Hybridiseringen blir i all vesentlig grad utført til fullending. For de fleste polynukleotidene tar dette mer enn omtrent en time. For eksempel ved en saltkonsentrasjon på omtrent 0,15 molar, en temperatur på 65 °C og en plas-midprobekonsentrasjon på 1,0 jjg/ml, er tiden det tar for å nå 1/2 fullending mindre enn 20 minutter. The reaction mixture is maintained at conditions that result in hybridization. The conditions depend on, and are generally known for, the particular polynucleotide constituents involved. The hybridization is essentially carried out to completion. For most polynucleotides this takes more than about an hour. For example, at a salt concentration of about 0.15 molar, a temperature of 65°C and a plasmid probe concentration of 1.0 µg/ml, the time required to reach 1/2 completion is less than 20 minutes.
I høstingssteget blir reaksjonsblandingen satt i kontakt med en fast bærer som har evnen til å binde den første proben (bindingsprobe), men ikke den andre probe (identifikasjonsprobe), og ikke målpolynukleotidet. Betegnelse "binde" og "binding" heri refererer seg til sterk binding via spesifikke funksjonelle grupper, i kontrast til lavt nivå av uspesifikk binding. De hybride molekylene som blir dannet ved binding av mål-polynukleotidet til de to probene, blir dermed bundet til den faste bæreren via bindingsproben. In the harvesting step, the reaction mixture is contacted with a solid support that has the ability to bind the first probe (binding probe), but not the second probe (identification probe), and not the target polynucleotide. The terms "binding" and "binding" herein refer to strong binding via specific functional groups, as opposed to low levels of non-specific binding. The hybrid molecules that are formed by binding the target polynucleotide to the two probes are thus bound to the solid support via the binding probe.
Den andre proben blir valgt, slik at det er liten uspesifikk binding av selve andreproben på den faste bærer. Tilstedeværelse av målpolynukleotid i testprøven blir dermed bekreftet ved bestemmelse av om noe av merket e_r bundet på den faste bæreren. Kvantitativ bestemmelse av mengden av mål-polynukleotidet i testprøven er også mulig ved å måle den virkelige mengden av merket som er bundet til den faste bæreren. The second probe is chosen so that there is little non-specific binding of the second probe itself to the solid support. Presence of target polynucleotide in the test sample is thus confirmed by determining whether any of the label is bound to the solid support. Quantitative determination of the amount of the target polynucleotide in the test sample is also possible by measuring the actual amount of label bound to the solid support.
Det er ihvertfall to hovedfremgangsmåter for bestemming om noe av merket er bundet til den faste bæreren, både måling av distribusjonen av andreprobe i de faste faser av væskefasen til reaksjonsblandingen etter høstingssteget. I første fremgangsmåte blir overskuddet identifikasjonsprobe som ikke er inkorporert i de hybride molekylene fjernet ved konvensjonel-le fremgangsmåter så som vasking, fordamping, dekantering osv. Mengden av - merket bundet til den faste bæreren- blir deretter målt. Tilstedeværelse av merket på den faste bæreren indikerer nærvær av målpolynukleotid i prøven. I- den- andre fremgangsmåten kan den faste bæreren bli separert fra væskefasen til reaksjonsblandingen, eller den kan forbli blandet med væskefasen. Mengden av ubundet andreprobe i oppløsning i væskefasen blir målt og blir sammenlignet med total mengde av andre prober tilsatt til reaksjonsblandingen. En forskjell i de to mengdene indikerer at noe av den andre proben er bundet til den faste bæreren, som igjen indikerer tilstedeværelse av målpolynukleotid i prøven. There are at least two main methods for determining whether any of the label is bound to the solid support, both measuring the distribution of the second probe in the solid phases of the liquid phase of the reaction mixture after the harvesting step. In the first method, the excess identification probe that is not incorporated into the hybrid molecules is removed by conventional methods such as washing, evaporation, decantation, etc. The amount of - the label bound to the solid support - is then measured. Presence of the label on the solid support indicates the presence of target polynucleotide in the sample. In the second method, the solid support may be separated from the liquid phase of the reaction mixture, or it may remain mixed with the liquid phase. The amount of unbound second probe in solution in the liquid phase is measured and is compared to the total amount of other probes added to the reaction mixture. A difference in the two amounts indicates that some of the second probe is bound to the solid support, which in turn indicates the presence of target polynucleotide in the sample.
Fortrinnsvis innbefatter den første proben (bindingsproben) en første bindingsgruppe og den faste bæreren innbefatter en andre bindingsgruppe, hvor de to bindingsgruppene binder seg raskt til hverandre ved dannelse av sterke bindinger. De to bindingsgrupper sammen danner et bindingspar. En av bindingsgruppene til bindingsparret er festet til basematerialet til den faste bæreren, og den andre bindingsgruppen er deler av den første proben. Blndingsparet kan f.eks. være hvilket som helst av følgende par: avidinbiotin, haptenantistoffer, antistofferantigener, karbohydraterlektiner, riboflavin-riboflavinbindingsprotein, metallion-metallionbindingsstof-fer, enzymsubstrat, boronat-cis-dioler, staph A-proteiner-antistoffer, enzymerinhibitorer osv. Bindingsparene innbefatter også par av derivatene til de ovenfor nevnte bestanddelene. Kriteriene for valg av bestemte bindingspar innbefatter (1) hastigheten hvorpå bindingsgruppene til paret reagerer med å binde seg til hverandre, (2) styrken på bindingen mellom bindingsgruppene til paret, (3) minimal interferens av bindingsgruppen på den første proben med oppløsnings-sandwich-hybridiseringssteget, (4) lettheten hvorpå bindingsgruppene kan.bli festet til matrisematerialet til den faste bærer, og bli benyttet for å danne den første proben. Preferably, the first probe (binding probe) includes a first binding group and the solid support includes a second binding group, where the two binding groups bind quickly to each other by forming strong bonds. The two bonding groups together form a bonding pair. One of the binding groups of the binding pair is attached to the base material of the solid support, and the other binding group is part of the first probe. The blind pair can e.g. be any of the following pairs: avidin-biotin, hapten antibodies, antibody antigens, carbohydrate lectins, riboflavin-riboflavin binding protein, metal ion-metal ion binding substances, enzyme substrate, boronate cis-diols, staph A proteins-antibodies, enzyme inhibitors, etc. The binding pairs also include pairs of the derivatives to the above-mentioned components. The criteria for selecting particular binding pairs include (1) the rate at which the binding groups of the pair react by binding to each other, (2) the strength of the bond between the binding groups of the pair, (3) minimal interference of the binding group on the first solution sandwich probe the hybridization step, (4) the ease with which the binding groups can be attached to the matrix material of the solid support and be used to form the first probe.
Matrisematerialet til den faste bæreren kan være et materiale selektert fra f.eks. agarose, cellulose, glass,, latex, polyakrylamid, polykarbonat, polyamid (f.eks. nylon-)/ polyetylen, polypro.pylen, polystyren, silisiumok&ydgel, " silisium og derivater derav. Denne listen er på ingen måte fullstendig. Hvilket som helst fast stoff hvorpå ett av bindingsgruppene til bindingsparet kan bli festet, er egnet. The matrix material of the solid support can be a material selected from e.g. agarose, cellulose, glass, latex, polyacrylamide, polycarbonate, polyamide (e.g. nylon)/polyethylene, polypropylene, polystyrene, silicon dioxide, silicon and derivatives thereof. This list is by no means complete. Any solid substance on which one of the binding groups of the binding pair can be attached is suitable.
Den faste bæreren kan være I forskjellige former. For eksempel kan den være i form av mikropartikler med partlk-kelstørrelser mindre enn 100 mp (f.eks. mikrokrystallinsk cellulose), makropartikler med partikkelstørrelse på 0,1 til 2,0 mm, ark, rør, pipettespisser, plater, filtre og kuler osv. The solid carrier can be in different forms. For example, it can be in the form of microparticles with particle sizes less than 100 mp (eg microcrystalline cellulose), macroparticles with particle sizes of 0.1 to 2.0 mm, sheets, tubes, pipette tips, plates, filters and spheres etc.
Fremgangsmåter for festing av den andre bindingsgruppen til den faste bæreren er velkjent. Fremgangsmåter for forandring av polynukleotidandelen av den første proben til å inneholde den første bindingsgruppen, er også velkjente. (Tchen et al., P.N.A.S. 81:3466 (1084), Forster et al., Nucl. Acids Res. 13:745 (1985), VIscidi et al.,. J. Clin. Microbiol. 23:311 (1986 ). Biotechnology, august 1983:471-478, J. Mol. Biol. 98:503-517 (1975); Falkow et al., US-PS 4.385.535; Leary et al., Proe. Nati. Acad. Sei. 80:4045-4049 (1983); Langer-Safer et al., Proe. Nati. Acad. Sei. 79:4381-4385 (1982 ); and Langer et al., Proe. Nati. Acad-. Sei. 79:6633-6637 (1981), Rigby et al., J. Mol. Biol. 113:237 1977), Bourguignon et al"., J. Virol. 20:290 (1976 ). Methods for attaching the second binding group to the solid support are well known. Methods for changing the polynucleotide portion of the first probe to contain the first binding group are also well known. (Tchen et al., P.N.A.S. 81:3466 (1084), Forster et al., Nucl. Acids Res. 13:745 (1985), VIscidi et al., J. Clin. Microbiol. 23:311 (1986). Biotechnology, Aug. 1983:471-478, J. Mol. Biol. 98:503-517 (1975); Falkow et al., US-PS 4,385,535; Leary et al., Proe. Nat. Acad. Sci. 80 :4045-4049 (1983); Langer-Safer et al., Proe. Nat. Acad. Sci. 79:4381-4385 (1982); and Langer et al., Proe. Nat. Acad. Sci. 79:6633 -6637 (1981), Rigby et al., J. Mol. Biol. 113:237 1977), Bourguignon et al"., J. Virol. 20:290 (1976).
Den andre proben (identifikasjonsproben) inneholder et lett detekterbart merke. Forskjellige fremgangsmåter for merking av spesifikke polynukleotidprober er kjente. Et hvilket som helst merke som har evnen til lett å bli detektert og som ikke interfererer med oppløsningshybridiseringssteget, kan bli benyttet. Egnede merker innbefatter radioisotoper, lysmerker, enzymer, enzymkofaktorer, haptener, antistoffer, avidin, biotin, karbohydrater, lektiner', metallchelatorer osv. og deres derivater. Deteksjon kan være direkte, som med radioisotoper, eller indirekte, som med et hapten etterfulgt av et enzym-merket antistoff. The second probe (the identification probe) contains an easily detectable label. Various methods for labeling specific polynucleotide probes are known. Any label that has the ability to be easily detected and does not interfere with the solution hybridization step can be used. Suitable labels include radioisotopes, light labels, enzymes, enzyme cofactors, haptens, antibodies, avidin, biotin, carbohydrates, lectins', metal chelators, etc. and their derivatives. Detection can be direct, as with radioisotopes, or indirect, as with a hapten followed by an enzyme-labeled antibody.
Radioisotope, så som<32>p,<125>I, osv., kan bli benyttet for å merke proben. De radioaktive merkene kan bli detektert ved bruk av velkjente fremgangsmåter, så som gammatelling eller scintillasjonstelling. Men bruk av radioaktivisotope merker kan være dyrt og farlig. Deteksjon av radioaktivitet krever vanligvis dyrt utstyr. Spesielt trenet personell og sikker-hetsforanstaltingen er nødvendig for håndtering av radioaktivt materiale. Radioaktive isotoper har begrenset halveringstid; og dermed har den merkede polynukleotidproben vanligvis en relativ kort brukstid (vanligvis i noen uker). Radioisotopes, such as<32>p,<125>I, etc., may be used to label the probe. The radioactive labels can be detected using well-known methods, such as gamma counting or scintillation counting. But using radioisotope labels can be expensive and dangerous. Detection of radioactivity usually requires expensive equipment. Specially trained personnel and safety measures are necessary for handling radioactive material. Radioactive isotopes have limited half-lives; and thus the labeled polynucleotide probe usually has a relatively short shelf life (usually a few weeks).
Av de ovenfor nevnte grunner, ble andre merkingssystemer utviklet, så som lysmerker og enzymvirkningsbaserte merker. Som diskutert i Heller, et al., EP-PS 82303701.5, kan lysmerker innbefatte kjemisk luminescent, bioluminescent, fluorescent eller fosforscent, og kan under riktige betingelser tilveiebringe sensitiviteter som er sammenlignbare med det til radioisotopene. Lysmerket kan bli festet til et hvilket som helst punkt på de enkelttrådede polynukleotidseg-mentene til proben; men terminale posisjoner er kjent å være mere ønskelige. For the reasons mentioned above, other labeling systems were developed, such as light labels and enzyme-based labels. As discussed in Heller, et al., EP-PS 82303701.5, luminescent labels may include chemiluminescent, bioluminescent, fluorescent, or phosphorescent, and under appropriate conditions may provide sensitivities comparable to that of the radioisotopes. The fluorescent label can be attached to any point on the single-stranded polynucleotide segments of the probe; but terminal positions are known to be more desirable.
Noen eksempler på lysmerker er som følger; (1) kjemisk luminescent: peroksydase og funksjonaliserte jernporfyrin-derivativer, (2) bioluminescent: bakteriell luciferase, ildflueluciferase, flavinmononukleotid (FMN), adenosin trifosfat (ATP), redusert nikotinamidadenindinukleotid (NADH), redusert nikotinamidadenindinukleotidfosfat (NADPH), og forskjellige langkjedede aldehyder (decylaldehyd osv. ); Some examples of light marks are as follows; (1) chemiluminescent: peroxidase and functionalized iron porphyrin derivatives, (2) bioluminescent: bacterial luciferase, firefly luciferase, flavin mononucleotide (FMN), adenosine triphosphate (ATP), reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH), and various long-chain aldehydes (decylaldehyde, etc. );
(3) fluoriserende: fluoriserende nukleotider så som adenosin-nukleotider, etenocytidinnukleotider, etc, eller funksjonaliserte nukleotider (aminoheksanadenosinnukleotidér, mur-kurinukleotider, osv.) som først kan bli merket med kovale-sens, og deretter kovalent bli festet til enkelt-trådet polynukleotidsegmentet til proben; (4) fosforeschentV 2-diketoner så som 2,3 butadion, 1-[karboksyfenyl]-1,2-pentadion og 1-fenyl-l, 2-propandion. Fremgangsmåter -"-f or å feste lysmerket til proben er godt dokumentert innnenfor fagområdet. Merket blir målt ved å eksitere merket og deretter måle lysresponsen med fotodeteksjonsanordninger. Fluorescent- eller fosforescentmerker kan bli eksitert ved bestråling med lys med hensiktsmessig bølgelengde. Kjemilu-minescent eller bioluminescentmerker kan bli eksitert kjemisk ved bruk av fremgangsmåter som er velkjente innenfor fagområdet. (3) fluorescent: fluorescent nucleotides such as adenosine nucleotides, ethenocytidine nucleotides, etc., or functionalized nucleotides (aminohexaneadenosine nucleotides, mur-curinucleotides, etc.) which can first be covalently labeled, and then covalently attached to the single-stranded polynucleotide segment to the probe; (4) phosphorus 2-diketones such as 2,3 butadione, 1-[carboxyphenyl]-1,2-pentadione and 1-phenyl-1,2-propanedione. Procedures for attaching the light label to the probe are well documented in the art. The label is measured by exciting the label and then measuring the light response with photodetectors. Fluorescent or phosphorescent labels can be excited by irradiation with light of the appropriate wavelength. Chemiluminescent or bioluminescent tags can be chemically excited using methods well known in the art.
Identifikasjonsproben kan også bli merket med et enzym. Hybridiseringsproduktet blir detektert ved virkningen av enzymet på et substrat for enzymet. For eksempel, kan et enzym som har evnen til å virke på et kromogent substrat bli valgt. Omdanningsforholdet til substratet kan bli beregnet ved optisk analyse. Forholdet blir deretter korrolert med tilstedeværelse eller fravær av målpolynukleotidet. Det er velkjent at avidin og biotin kan bli benyttet for å binde et enzym til en spesifikk nukleinsyreprobe. Eksempler på egnede enzymer innbefatter f.eks. beta-galaktosidase, alkalisk fosfatase, pepperrotperoksydase, og luciferase. The identification probe can also be labeled with an enzyme. The hybridization product is detected by the action of the enzyme on a substrate for the enzyme. For example, an enzyme that has the ability to act on a chromogenic substrate may be selected. The conversion ratio of the substrate can be calculated by optical analysis. The ratio is then correlated with the presence or absence of the target polynucleotide. It is well known that avidin and biotin can be used to bind an enzyme to a specific nucleic acid probe. Examples of suitable enzymes include e.g. beta-galactosidase, alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, and luciferase.
En av hovedfordelene med de lysmerkede og enzymvirkende baserte merker, er at deres kvalitative deteksjon kan bli visualisert uten- at det er nødvendig med dyrt deteksjons-utstyr. Kvantitative bestemmelser av slike merker kan også bli gjort ved bruk av fotometrisk utstyr. One of the main advantages of the light-labeled and enzyme-based markers is that their qualitative detection can be visualized without the need for expensive detection equipment. Quantitative determinations of such marks can also be made using photometric equipment.
Det er foretrukket at de første og andre probene hver er komplementære til vesentlig innbyrdes eksklusive deler av målpolynukleotidet. Med andre ord, så bør de første og andre probene ikke konkurrere for den samme basesekvensen i den grad at sandwich-hybridisering blir forhindret. It is preferred that the first and second probes are each complementary to substantially mutually exclusive parts of the target polynucleotide. In other words, the first and second probes should not compete for the same base sequence to the extent that sandwich hybridization is prevented.
Probene kan bli tilveiebragt fra hensiktsmessig restriksjons-endonukleasebehandlede polynukleqtider fra organismen som er av interesse, eller fra dobbelt-trådede polynukleotider ved enzymatiske fremgangsmåter så som Exo III-spalting-eller RNA- polymerasetranskripsjon. I disse tilfellene er probene RNA eller DNA-fragmenter. I andre tilfeller hvor basesekvensen av en unik del er kjent, kan probene bli syntetisert ved organisk syntetiske teknikker (Stawinski, J. et al. , Nuc. Acids Res. 4, 353, 1977; Gough, G. R. et al., Nuc. Acids Res. 6, 1557, 1979; Gough, G. R. et al., Nuc. Acids Res. 7, 1955, 1979; Narang, S. A., Methods in Enzymology, Vol 65, Part I, 610-620, 1980). Det er også mulig å fremstille oligodeok-syribonukleotider med definert sekvens ved bruk av polynukleotid-fosforlase (E. Coll) under riktig betingelser (Gillam, S., og Smith, M., Methods in Enzymology, Vol. 65, Part I, s. 687-701, 1980). Det er også mulig å fremstille store mengder av proben ved kloning; f.eks. ved rekombinering av den bestemte sekvensen inn i et plasmid eller M13 bakteriofagvek-tor, og deretter kloning av den rekombinante bestanddel ved bruk av standard fremgangsmåte. Kloningsfremgangsmåten er foretrukket. The probes can be obtained from appropriately restriction endonuclease-treated polynucleotides from the organism of interest, or from double-stranded polynucleotides by enzymatic methods such as Exo III cleavage or RNA polymerase transcription. In these cases the probes are RNA or DNA fragments. In other cases where the base sequence of a unique moiety is known, the probes can be synthesized by organic synthetic techniques (Stawinski, J. et al., Nuc. Acids Res. 4, 353, 1977; Gough, G. R. et al., Nuc. Acids Res. 6, 1557, 1979; Gough, G. R. et al., Nuc. Acids Res. 7, 1955, 1979; Narang, S. A., Methods in Enzymology, Vol 65, Part I, 610-620, 1980). It is also possible to prepare oligodeoxyribonucleotides of defined sequence using polynucleotide phosphorlase (E. Coll) under appropriate conditions (Gillam, S., and Smith, M., Methods in Enzymology, Vol. 65, Part I, p .687-701, 1980). It is also possible to produce large quantities of the probe by cloning; e.g. by recombining the determined sequence into a plasmid or M13 bacteriophage vector, and then cloning the recombinant component using standard procedures. The cloning method is preferred.
Størrelsen på probene kan være fra 10 nukleotider til 100.000 nukleotider i lengde. Under 10 nukleotider er hybridiserings-systemet ikke stabilt og vil begynne å denaturere over 20°C. En komplementær polynukleotidsekvens på 12 er omtrent den minimale lengden som er nødvendig for hensiktsmessig bind-ingsspesifisitet. Den generelt benyttede minimumsverdien er omtrent 15. Over 100.000 nukleotider blir hybridisering (renaturering) en mye saktere og ufullstendig prosess, se Molecular Genetics, Stent, G. S. og R. Calender, s. 213-219, 1971. Det er ikke nødvendig at hele proben er komplementær til målpolynukleotidet. på en base'ved baseskala. Fortrinnsvis bør probene være fra omtrent 15 til omtrent 50.000 nukleotider lang, fortrinnsvis fra omtrent 15 til omtrent 10.000 nukleotider lang. Antallet komplementære (baseparring) nukleotider på proben er fortrinnsvis mellom omtrent 200 til omtrent 5.000. De komplementære nukleotidene er fortrinnsvis ved siden av hverandre, spesielt når antallet komplementære nukleotider er lavt (under 200). Men en-til-en komplementering av alle baseparringsnukleotider på mål og proben er ikke nødvendig. Mindre prober (15-100) kan fremstilles ved auto-matiserte organisk syntetiske teknikker. Prober med størrelse fra 100-10.000 nukleotider kan bli tilveiebragt fra hensiktsmessig enzymatiske fremgangsmåter, eller ved rekombinant DNA-fremgangsmåter. The size of the probes can be from 10 nucleotides to 100,000 nucleotides in length. Below 10 nucleotides, the hybridization system is not stable and will begin to denature above 20°C. A complementary polynucleotide sequence of 12 is approximately the minimum length required for appropriate binding specificity. The generally used minimum value is about 15. Above 100,000 nucleotides, hybridization (renaturation) becomes a much slower and incomplete process, see Molecular Genetics, Stent, G. S. and R. Calender, pp. 213-219, 1971. It is not necessary that the entire probe is complementary to the target polynucleotide. on a base'by base scale. Preferably, the probes should be from about 15 to about 50,000 nucleotides in length, preferably from about 15 to about 10,000 nucleotides in length. The number of complementary (base pairing) nucleotides on the probe is preferably between about 200 to about 5,000. The complementary nucleotides are preferably next to each other, especially when the number of complementary nucleotides is low (below 200). However, one-to-one complementation of all base-pairing nucleotides on target and probe is not required. Smaller probes (15-100) can be prepared by automated organic synthetic techniques. Probes of size from 100-10,000 nucleotides can be provided from appropriate enzymatic methods, or by recombinant DNA methods.
Merking av mindre polynukleotidsegmenter med relativt bulkete merkingsandeler (f.eks. kjemisk luminescens-merker) kan i noen tilfeller interferere med hybridiseringsprosessen. Det er derfor viktig å velge viktige merker. Noen av kriteriene for velging av merker er: hvor lett det er å inkorporere merket i polynukleotidet uten inhibering av hybridisering, lettheten og sensitiviteten til deteksjon av merket, lav uspesifikk binding av den merkede proben til den faste bærer, og høy stabilitet. Labeling of smaller polynucleotide segments with relatively bulky labeling portions (e.g. chemiluminescence labels) can in some cases interfere with the hybridization process. It is therefore important to choose important brands. Some of the criteria for selecting labels are: ease of incorporation of the label into the polynucleotide without inhibition of hybridization, ease and sensitivity of detection of the label, low non-specific binding of the labeled probe to the solid support, and high stability.
Riktige hybridiseringsbetingelser i oppløsnings-hybridiser-ingssteget blir bestemt av naturen til den første bindingsgruppen på den.første proben (bindingsproben) , og av merket festet til den andre proben (identifikasjonsproben), stør-relsen på de to probene, [G] + [C] (guanin pluss cytosin) innholdet i probene og de komplementære nukleotidsekvensene på målnukleotidet og hvordan testprøven er preparert. Merket kan påvirke temperaturen og saltkonsentrasjonen som blir benyttet for å utføre hybridiseringsreaksjonen. For eksempel kan kjemisk luminescenskatalysatorer bli sensitive til temperaturer og saltkonsentrasjoner som absorberer/emitter bestanddelene kan tolerere. Størrelsen på probene påvirker temperaturen og tiden .til hybridiseringsreaksjonen. Hvis man antar lignende salt og reagenskonsentrasjoner, krever hybridiseringer som innbefatter reagenspolynukletidsekvenser i området på 10.000 til 100.000 nukleotider fra 40 til 80 minutter for å oppstå ved 67"C, mens hybridiseringer som Innbefatter 14 til 100 nukleotider krever fra 5 til 30 minutter ved 25°C. Sekvenser med høyt [G] + [C] innhold vil hybridisere ved høyere temperaturer enn polynukleotid-sekvenser med et lavt [G] + [C] innhold. Betingelsene som blir benyttet for å preparere testprøven og å opprettholde målpolynukleotidet 1 enkelt-trådet form kan påvirke temperaturen, tiden og saltkonsentrasjonen som blir benyttet i hybridiseringsreaksjonen. Betingelsene for preparering er at testprøven er påvirket av polynukleotidlengden som er nød-vvendig og [G] + [C] innholdet. Generelt, desto lengre sekvens eller høyere [G] + [C] innhold, desto høyere temperatur og/eller lavere saltkonsentrasjon er nødvendig for denaturering. Konsentrasjonen av probe eller målpolynukleotid i blandingen bestemmer også tiden som er nødvendig for at hybridisering oppstår. Desto høyere probe eller mål-konsentrasjonen er, desto kortere hybridiseringsinkubasjonstid er nødvendig. Hybridiseringsgraden ble også påvirket av type salt som er tilstede i inkubasjonsblandingen, konsentrasjonen av saltet, og inkubasjonstemperaturen. Natriumklorid, natriumfosfat og natriumcitrat er de saltene som vanligvis blir benyttet for hybridisering og saltkonsentrasjonen som blir benyttet kan være så høy som 1,5 - 2M. Saltene nevnt ovenfor gir sammenlignbare polynukleotidhybrIdiseringshastigheter når de blir benyttet ved de samme konsentrasjonene og temperatur-ene, som de sammenlignbare kalsium, litium, rubidium og cesiumsaltene gjør. Britten et al. (1974) (Methods in Enzymology, Volume XXIX, del E., ed. Grossman og Moldave; Academic Press, New York, side 364) og Wetmur og Davidson Correct hybridization conditions in the solution-hybridization step are determined by the nature of the first binding group on the first probe (the binding probe), and by the label attached to the second probe (the identification probe), the size of the two probes, [G] + [ C] (guanine plus cytosine) the content of the probes and the complementary nucleotide sequences on the target nucleotide and how the test sample is prepared. The label can affect the temperature and salt concentration used to carry out the hybridization reaction. For example, chemiluminescence catalysts can become sensitive to temperatures and salt concentrations that the absorbing/emitting components can tolerate. The size of the probes affects the temperature and time of the hybridization reaction. Assuming similar salt and reagent concentrations, hybridizations involving reagent polynucleotide sequences in the range of 10,000 to 100,000 nucleotides require from 40 to 80 minutes to occur at 67°C, while hybridizations involving 14 to 100 nucleotides require from 5 to 30 minutes at 25° C. Sequences with a high [G] + [C] content will hybridize at higher temperatures than polynucleotide sequences with a low [G] + [C] content.The conditions used to prepare the test sample and to maintain the target polynucleotide 1 single-stranded shape can affect the temperature, time and salt concentration used in the hybridization reaction. The conditions for preparation are that the test sample is affected by the polynucleotide length required and the [G] + [C] content. In general, the longer the sequence or the higher the [G] + [C] content, the higher temperature and/or lower salt concentration required for denaturation The concentration of probe or target polynucleotide in the mixture gene also determines the time required for hybridization to occur. The higher the probe or target concentration, the shorter the hybridization incubation time required. The degree of hybridization was also affected by the type of salt present in the incubation mixture, the concentration of the salt, and the incubation temperature. Sodium chloride, sodium phosphate and sodium citrate are the salts that are usually used for hybridization and the salt concentration that is used can be as high as 1.5 - 2M. The salts mentioned above give comparable rates of polynucleotide hybridization when used at the same concentrations and temperatures as do the comparable calcium, lithium, rubidium and cesium salts. Britten et al. (1974) (Methods in Enzymology, Volume XXIX, Part E., ed. Grossman and Moldave; Academic Press, New York, page 364) and Wetmur and Davidson
(1968) (J. Molecular Biology, Vol. 31, side 349) presenterer data som illustrerer de vanlige hybridiseringshastighetene som oppnås med saltene som vanligvis benyttes. Hybridiseringshastighetene til DNA med RNA varierer noe fra hybridiseringshastighetene til DNA som hybridiserer med DNA. Størrelsen på variasjonen er sjeldent over ti ganger, og varierer av-hengig av for eksempel om et overskudd av DNA eller RNA blir benyttet. Se Galau et al. (1977) (Proe. Nati. Acad. Sei. USA, Vol 74, #6, s. 2306). (1968) (J. Molecular Biology, Vol. 31, page 349) present data illustrating the usual hybridization rates obtained with the salts commonly used. The hybridization rates of DNA with RNA differ somewhat from the hybridization rates of DNA hybridizing with DNA. The size of the variation is rarely more than tenfold, and varies depending, for example, on whether an excess of DNA or RNA is used. See Galau et al. (1977) (Proe. Nati. Acad. Sei. USA, Vol 74, #6, p. 2306).
Det er foretrukne generelle betingelser som ikke er optimale, men hvor hybridisering skjer for nesten alle probene og mål-kombinasjoner til 100 nukleotider eller mere. Disse betingel sene er omtrent 0,075 molar natriumklorid, 0,025 molar natrlumfosfat (pH 6,5), 65°C, og polynukleotidkonsentrasjoner på 0,001 til 1,0 pg/ml. Det finnes også kjente fremgangsmåter for å oppnå lignende betingelser ved lave temperaturer, f.eks. ved tilsetting av et denatureringsmiddel så ^ som formamid i reaksjonen (Casey et al., Nucl. Acids Res. 4: 1539 There are preferred general conditions that are not optimal, but where hybridization occurs for almost all probe and target combinations of 100 nucleotides or more. These conditions are approximately 0.075 molar sodium chloride, 0.025 molar sodium phosphate (pH 6.5), 65°C, and polynucleotide concentrations of 0.001 to 1.0 pg/ml. There are also known methods for achieving similar conditions at low temperatures, e.g. by adding a denaturing agent such as formamide in the reaction (Casey et al., Nucl. Acids Res. 4: 1539
(1977)). Tilsetting av andre reagenser i hybridiseringsreaksjonen kan også øke reaksjonshastigheten, for eksempel dektransulfat (wahl et al., P.N.A.S. 76:3683 (1979), polyetylenglykol (Amasino, Anal, Biochem. 152:304 (1986)) og fenol (Kohne et al., Biochhemistry 16:5329 (1977)). (1977)). Addition of other reagents in the hybridization reaction can also increase the reaction rate, for example dextran sulfate (wahl et al., P.N.A.S. 76:3683 (1979), polyethylene glycol (Amasino, Anal, Biochem. 152:304 (1986)) and phenol (Kohne et al. , Biochemistry 16:5329 (1977)).
Et kit som egner seg for å detektere et enkelt-trådet målpolynukleotid i en testprøve ved analysefremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, kan innbefatte et væs-kepolynukleotidreagens eller reagenser innbefattende minst to forskjellige prober, værende en førsteprobe, en bindingsprobe, en andre probe og en identifikasjonsprobe. Hver probe Innbefatter et enkelt-trådet polynukleotid som inneholder "en nukleotidsekvens komplementær til en del av målpolynukleotidet. Ingen av probene blir festet til en fast bærer. Probene kan ikke hybridisere med hverandre. Den andre proben har et detekterbart merke. Kitet innbefatter også en fast bærer som har evnen til å binde den første proben, men ikke den andre proben og ikke målpolynukleotidet. De andre karak-tertrekkene til probene og til den faste bæreren er generelt som beskrevet ovenfor i beskrivelsen til fremgangsmåten Ifølge foreliggende oppfinnelse. Kitet kan også videre innbefatte måter for kvalitative og/eller kvantitativ bestemmelse av merket. Det kan være mer enn en probe i hvert polynukleotidreagens. Da probene ikke hybridiserer med hverandre, kan de med fordel bli slått sammen i et enkelt reagens. A kit suitable for detecting a single-stranded target polynucleotide in a test sample by the analysis method according to the present invention can include a liquid polynucleotide reagent or reagents including at least two different probes, being a first probe, a binding probe, a second probe and an identification probe. Each probe includes a single-stranded polynucleotide containing "a nucleotide sequence complementary to a portion of the target polynucleotide. Neither probe is attached to a solid support. The probes cannot hybridize with each other. The other probe has a detectable label. The kit also includes a solid carrier which has the ability to bind the first probe, but not the second probe and not the target polynucleotide. The other characteristics of the probes and of the solid carrier are generally as described above in the description of the method according to the present invention. The kit may also further include ways for qualitative and/or quantitative determination of the label. There may be more than one probe in each polynucleotide reagent. As the probes do not hybridize with each other, they may advantageously be combined in a single reagent.
Det er også foretrukket at ett eller flere av følgende komponenter er innbefattet som deler av kitet: (a) detergen-sen som kan løse opp de forskjelllige bestanddelene så som natriumdodecylsulfat, eller natriumlaurylsarkosinat; (b) protease, så som proteinase K og pronase; (c) reagenser for å lette denaturering av målpolynukleotidet, innbefattende salter og oppløsningsmidler; (d) reagenser som blir benyttet til detektering av merket på den andre proben. Komponentene til (a), (b), (c) og probereagenset kan også bli kombinert til et enkelt reagens eller et antall reagenser, ifølge hva som er nødvendig. It is also preferred that one or more of the following components are included as parts of the kit: (a) the detergent that can dissolve the various components such as sodium dodecyl sulfate, or sodium lauryl sarcosinate; (b) protease, such as proteinase K and pronase; (c) reagents to facilitate denaturation of the target polynucleotide, including salts and solvents; (d) reagents used to detect the label on the second probe. The components of (a), (b), (c) and the probe reagent may also be combined into a single reagent or a number of reagents, as required.
Fremgangsmåten nevnt ovenfor og kitet kan bli omdannet for bruk for testing av en serie av målnukleotider. Et separat sett av prober er tilveiebragt for hvert målpolynukleotid, hvor hvert sett er spesifikt for det bestemte målpolynukleotidet. Hvert sett med prober innbefatter minst to forskjellige prober, bærende bindings- og identifikasjonsprobene (første og andre prober), som erkarakterisertovenfor. Den faste bæreren som blir benyttet har en bindingsgruppe som har evnen til å binde bindingsgruppene på hver av bindingsprobene som er spesifikke for majoriteten av målpolynukleotider, men ingen av identifikasjonsprobene, og ingen av målpolynukleotidene. Derfor kan en enkelt universal fast bærer bli benyttet med alle de forskjellige bindingsprobene. I kitet er fortrinnsvis hvert sett av prober holdt i et separat væskereagens. The method mentioned above and the kit can be adapted for use in testing a series of target nucleotides. A separate set of probes is provided for each target polynucleotide, each set being specific for the particular target polynucleotide. Each set of probes includes at least two different probes, carrying the binding and identification probes (first and second probes), which are characterized above. The solid support used has a binding group that has the ability to bind the binding groups on each of the binding probes that are specific for the majority of target polynucleotides, but none of the identification probes, and none of the target polynucleotides. Therefore, a single universal solid support can be used with all the different binding probes. In the kit, each set of probes is preferably held in a separate liquid reagent.
Den ovenfor beskrevne fremgangsmåten og kitet kan også bli tilpasset for testing av flere målpolynukleotider i en testprøve. Et separat sett av prober blir tilveiebragt for hvert målpolynukleotid, hvor hvert sett er spesifikt for det korresponderende polynukleotid. Ingen av probene har evnen til å hybridisere med hverandre. Hvert sett av prober består av minst to forskjellige prober, som er en første probe (en bindingsprobe ) og en andre probe (en identifikasjonsprobe), hvor probene er somkarakteriserttidligere. Alle første-probene bærer en identisk bindingsgruppe, slik at alle førsteprobene kan bli høstet på den samme faste bæreren. Den faste bæreren binder ingen av identifikasjonsprobene og ingen av målpolynukleotidene. De andre probene inneholder forskjellige merker, hvor hvert merke svarer til et bestemt målpolynukleotid. Etter høstingssteget, gir deteksjon av de respektive merkene på den faste bæreren informasjon om tilstedeværelse og/eller kvantiteter av det korresponderende målpolynukleotidet i prøven. I kitet blir fortrinnsvis alle probene oppbevart i et enkelt væskereagens. The method and kit described above can also be adapted for testing multiple target polynucleotides in a test sample. A separate set of probes is provided for each target polynucleotide, each set being specific for the corresponding polynucleotide. None of the probes have the ability to hybridize with each other. Each set of probes consists of at least two different probes, which are a first probe (a binding probe) and a second probe (an identification probe), where the probes are as characterized previously. All the first probes carry an identical binding group, so that all the first probes can be harvested on the same solid support. The solid support binds none of the identification probes and none of the target polynucleotides. The other probes contain different tags, each tag corresponding to a specific target polynucleotide. After the harvesting step, detection of the respective labels on the solid support provides information on the presence and/or quantities of the corresponding target polynucleotide in the sample. In the kit, all the probes are preferably stored in a single liquid reagent.
Fordelene med analysefremgangsmåten og kitet ifølge foreliggende oppfinnelse er mange. Fremgangsmåten tilveiebringer reaksjonshastighet og reaksjonseffektivitet svarende til oppløsningshybridisering, og letthet ved separasjon av hybridiseringsproduktene fra testprøven svarende til fast bærehybridisering. Analysefremgangsmåten er veldig spesifikk, siden den trenger komplementering av minst to prober med målpolynukleotidet. Oppløsnings-sandwich-hybridi seringssteget kan generelt bli fullført på mindre enn en time, og høstings-steget tar ikke noe lenger tid enn omtrent 5 minutter (optimalt mindre enn omtrent 0,5 min.). Dermed tilveiebringes vesentlig tidsbesparring. The advantages of the analysis method and the kit according to the present invention are many. The method provides reaction speed and reaction efficiency corresponding to solution hybridization, and ease of separation of the hybridization products from the test sample corresponding to solid support hybridization. The assay procedure is very specific, as it needs the complementation of at least two probes with the target polynucleotide. The solution sandwich hybridization step can generally be completed in less than an hour, and the harvesting step takes no longer than about 5 minutes (optimally less than about 0.5 min). This provides significant time savings.
Kit Ifølge foreliggende oppfinnelse er enkelt å bruke. Brukeren trenger bare å oppbevare et enkelt, fast bærer-reagens, som kan bli benyttet for analysering av alle målpolynukleotidene. Bare ett væskereagens er nødvendig for hvert målpolynukleotid. Et tredje reagens for detektering av merket kan i noen tilfeller være nødvendig. The kit according to the present invention is easy to use. The user only needs to keep a single, solid carrier reagent, which can be used for analyzing all the target polynucleotides. Only one liquid reagent is required for each target polynucleotide. A third reagent for detecting the label may in some cases be necessary.
En annen betraktelig fordel med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, er at det ikke er nødvendig med noen omfattende preparering av testprøven. Tidligere oppløsnings-hybridiseringsfremgangsmåter detekterer mål^nukleinsyrer som er blitt renset bort fra andre cellekomponenter. Nukleinsyrene i cellene eller virusene er vanligvis i tette komplekser med andre cellekomponenter, vanligvis protein, og i denne formen er de ikke tilgjengelige for hybridisering. Bare å ødelegge cellen eller viruset for å frigjøre innholdet medfører ikke nødvendigvis at polynukleotidene er tilgjengelige for hybridisering. Polynukleotidene forblir i kompleks med andre celle- eller viruskom-ponenter, selv om de blir frigjort fra cellen, og kan til og med bli omfattende nedbrutt av nukleaser som også kan^bli frigjort. En probe som ble tilsatt til en slik blanding kan i tillegg danne kompleks med "klebrig" celle eller virale komponenter og blir dermed utilgjengelig for hybridisering, eller så kan proben bli nedbrutt av virkningen av nuklease. En mengde fremgangsmåter eksisterer for rensing av polynukleotider. Disse fremgangsmåtene er alle tidkrevende - en som tar en time blir ansett å være veldig rask - og krever multiple manipuleringer. Det ble uventet oppdaget at analyseteknikkene ifølge oppfinnelsen kan bli benyttet med urene prøver, og dermed unngå nødvendigheten av omstendelige og tidkrevende rensingsteg. Analysen kan lett automatiseres hvilket igjen vil forenkle forbrukerens arbeid. Analyseresul-tatene kan enten være kvalitative eller kvantitative. Another considerable advantage of the method according to the present invention is that no extensive preparation of the test sample is necessary. Prior resolution hybridization methods detect target nucleic acids that have been purified from other cellular components. The nucleic acids in the cells or viruses are usually in tight complexes with other cell components, usually protein, and in this form they are not available for hybridization. Simply destroying the cell or virus to release its contents does not necessarily mean that the polynucleotides are available for hybridization. The polynucleotides remain in complex with other cell or virus components, even if they are released from the cell, and may even be extensively degraded by nucleases which may also be released. A probe added to such a mixture may additionally form a complex with "sticky" cell or viral components and thus become unavailable for hybridization, or the probe may be degraded by the action of nuclease. A variety of methods exist for the purification of polynucleotides. These methods are all time-consuming - one that takes an hour is considered very fast - and require multiple manipulations. It was unexpectedly discovered that the analytical techniques according to the invention can be used with impure samples, thereby avoiding the necessity of elaborate and time-consuming purification steps. The analysis can easily be automated, which in turn will simplify the consumer's work. The analysis results can be either qualitative or quantitative.
Et annet aspekt ifølge fremgangsmåten og testkitet til foreliggende oppfinnelse er rettet mot genetisk sykdomsdiag-nose og kreftdiagnose. Another aspect according to the method and test kit of the present invention is aimed at genetic disease diagnosis and cancer diagnosis.
Genetisk sykdom er et resultat av mutasjoner i et polynuk-leotids nukleotidsekvens. Slik mutasjon er også en faktor i utvikling av kreft. Som en konsekvens eller slik genetisk sykdom eller kreft, kan en prøve som er tatt fra pasienten, og som inneholder et normalt polynuklotid (standard polynukleotid), kan også inneholde et unormalt polynukleotid (målpolynukleotid) som er en variant av det normale polynukleotidet. Prøven kan også inneholde bare det unormale polynukleotid. De normale og unormale polynukleotidene har vanligvis vesentlig identiske nukleotide sekvenser, med unntagelse av mutasjonsstedene på mot-polynukleotidene. De normale og unormale polynukleotidene reagerer dermed forskjellig på visse reagenser. Genetic disease is the result of mutations in a polynucleotide's nucleotide sequence. Such mutation is also a factor in the development of cancer. As a consequence or such genetic disease or cancer, a sample taken from the patient, which contains a normal polynucleotide (standard polynucleotide), may also contain an abnormal polynucleotide (target polynucleotide) which is a variant of the normal polynucleotide. The sample may also contain only the abnormal polynucleotide. The normal and abnormal polynucleotides usually have substantially identical nucleotide sequences, with the exception of the mutation sites on the anti-polynucleotides. The normal and abnormal polynucleotides thus react differently to certain reagents.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt for å detektere slike forskjeller mellom de normale og unormale polynukleotidene. Fremgangsmåten kombinerer et adskillingssteg med en oppløsnings-sandwich-hybridiserings-f remgangsmåte. Ådskillelsessteget innbefatter et segmen_ter-ingssteg, og kan også innbefatte et denatureringssteg hvis målpolynukleotidet er dobbelt-trådet. Rekkefølgen av disse to stegene er ikke av betydning. The method according to the present invention can be used to detect such differences between the normal and abnormal polynucleotides. The method combines a separation step with a solution sandwich hybridization method. The separation step includes a segmentation step, and may also include a denaturation step if the target polynucleotide is double-stranded. The order of these two steps is not important.
Restriksjonsreagenser, f.eks. restriksjonsenzymer, er kjente. Et restriksjonsenzym kan, under egnede betingelser, bli benyttet i et segmenteringssteg til å spalte et polynukleotid ved veldig spesifikke seter på nukleotid-ryggraden. Standard og målpolynukleotidene er nesten like. Standard polynukleotidet har en del A og en del B. Målpolynukleotidet har en del A' og en del B'. De to polynukleotidene er forskjellig i minst ett nukleotid som er beliggende mellom poly-nukleot idenes respektive deler av A og B, og A' og B'. Restriksjonsreagenset blir valgt slik at det spalter standardpolynukleotidet i segmenter som ikke inneholder begge delene A og B; restriksjonsreagensene spalter mål-polynukleotidet i segmenter hvor minst ett inneholder begge delene A' og B' . Vanligvis, hvor målpolynukleotidet er en genetisk variant av standard polynukleotidet, er delene A og A', og delene B og B', identiske. Restriction reagents, e.g. restriction enzymes, are known. A restriction enzyme can, under suitable conditions, be used in a segmentation step to cleave a polynucleotide at very specific sites on the nucleotide backbone. The standard and target polynucleotides are almost identical. The standard polynucleotide has part A and part B. The target polynucleotide has part A' and part B'. The two polynucleotides differ in at least one nucleotide which is located between the polynucleotides' respective parts of A and B, and A' and B'. The restriction reagent is chosen to cleave the standard polynucleotide into segments that do not contain both parts A and B; the restriction reagents cleave the target polynucleotide into segments where at least one contains both parts A' and B'. Typically, where the target polynucleotide is a genetic variant of the standard polynucleotide, the portions A and A', and portions B and B', are identical.
Mål og standard-nukleotidene som er tilstede, eller deres segmenter (fra segmentsteget), blir denaturert, dvs. gjort enkelt-trådet, hvis nødvendig, enten før eller etter seg-menteringssteget. Den behandlede prøven inneholder dermed enkelt-trådede versjoner av mål og/eller standard-polynukleotider som er tilstede, klar for hybridisering. Den behandlede prøven blir deretter kombinert med minst.to prober for å danne en reaksjonsdanning. De to probene er en første probe og en andre probe. Hver probe innbefatter et enkelt-trådet polynukleotid. Probene hybridiserer ikke med hverandre. Den første proben baseparrer komplementært med. del A på standardpolynukleotidet, og med del A' på målpolynukleotidet. Den andre proben baseparrer komplementært med del B på standardpolynukleotidet, og med del B' på målpolynukleotidet. De to probene danner sammen hybridmolekyler ved baseparring med enkelt-trådet segment(er) til målpolynukleotidet, som inneholder begge delene A' og B'. Med hensyn på standardpolynukleotidet, fordi del A og del B er på separate segmenter etter sekventering, vil ingen hybridmolekyler som inkorporerer både den første og den andre proben dannes. Probene er festet til separate segmenter. Hybride molekyler som både har de første og andre probene, vil bare bli dannet hvis unormale (mål)polynukleotider er tilstede i prøven. Target and the standard nucleotides present, or their segments (from the segmentation step), are denatured, ie made single-stranded, if necessary, either before or after the segmentation step. The treated sample thus contains single-stranded versions of target and/or standard polynucleotides present, ready for hybridization. The treated sample is then combined with at least two probes to form a reaction formation. The two probes are a first probe and a second probe. Each probe includes a single-stranded polynucleotide. The probes do not hybridize with each other. The first probe base pairs complementary with part A on the standard polynucleotide, and with part A' on the target polynucleotide. The second probe base pairs complementary with part B of the standard polynucleotide, and with part B' of the target polynucleotide. The two probes together form hybrid molecules by base pairing with single-stranded segment(s) of the target polynucleotide, containing both parts A' and B'. With respect to the standard polynucleotide, because part A and part B are on separate segments after sequencing, no hybrid molecules incorporating both the first and second probes will be formed. The probes are attached to separate segments. Hybrid molecules having both the first and second probes will only be formed if abnormal (target) polynucleotides are present in the sample.
Tilstedeværelse i reaksjonsblandingen av hybride molekyler som har begge probene inkorporert, ville indikere tilstedeværelse av målpolynukleotid i prøven. Bestemmelse av hybride molekyler som er dannet ved denne sandwich-hybridiseringsfremgangsmåten kan bli utført ved bruk av tidligere kjente fremgangsmåter..For eksempel kan et system som ligner det som er beskrevet i Ranki, US-patent 4.486.539, hvori en av probene allerede er immobilisert på en fast bærer, bli be-nytte. Ikke alle probene trenger å være i oppløsning. Andre fremgangsmåter er også kjent. Alternativt kan oppløsnings-sandwich-hybridisering, etterfulgt av et høstingssteg som tidligere diskutert, også bli benyttet. I det siste tilfellet er videre begrensninger på fremgangsmåten til denne oppfinnelsen som er beskrevet ovenfor at: ingen av probene blir festet til en fast bærer, og den andre proben har et detekterbart merke. Reaksjonsblandingen blir satt i kontakt med en fast bærer som binder den første proben, men ikke den andre proben, og ingen av segmentene inneholder bare del B eller bare del B'. En påfølgende bestemmelse blir utført for å se om noe av merket er bundet på den faste bæreren som tidligere diskutert. Presence in the reaction mixture of hybrid molecules having both probes incorporated would indicate the presence of target polynucleotide in the sample. Determination of hybrid molecules formed by this sandwich hybridization procedure can be performed using previously known methods. For example, a system similar to that described in Ranki, US Patent 4,486,539, in which one of the probes is already immobilized on a fixed carrier, be used. Not all probes need to be in solution. Other methods are also known. Alternatively, solution-sandwich hybridization, followed by a harvesting step as previously discussed, can also be used. In the latter case, further limitations of the method of this invention described above are that: neither probe is attached to a solid support, and the other probe has a detectable label. The reaction mixture is contacted with a solid support that binds the first probe but not the second probe, and neither segment contains only part B or only part B'. A subsequent determination is made to see if any of the label is bound to the solid support as previously discussed.
Følgende fremgangsmåte er for eksempel egnet for sigdcelle-analyser. En testprøve som antas å inneholde de muterte gene- The following procedure is, for example, suitable for sickle cell analyses. A test sample believed to contain the mutated gene-
DNA-trådene (f.eks. i sigdallelene) blir behandlet med et restriksjonsenzym, f.eks. Mst II. Slike enzymer er blitt benyttet ved genkartlegging, for å detektere strukturelle gendelesjoner i DNA-trådene. Direkte identifikasjon av mutante gener i DNA, f.eks. hemiglobinopatier sonu er forårsaket av punktmutasjon i DNAet, var også mulig i kraft av spesifisiteten i slike restriksjonsenzymer. En enkel nukleotidforandring i enzymets spaltningssete kan raskt bli detektert hvis det hensiktsmessige enzymet blir benyttet. Det er kjent at restriksjonsenzymet Mst II spalter DNA i gjennomsnitt for å danne fragmenter på 1,1 og 1,3 kb fra p™ og 3^ gener, respektivt. Mst II spalter en sekvens (CCTNAGG) som er et delstykke av Ddel-setene (CTNAG). DNAet fra sigdcel-legenet har en nukleotidvarlasjon i Mst II-setet. Den muterte DNA-tråden vil ikke bli spaltet med setet ved Mst II enzymet. Den restriksjonsenzymbehandlede testprøve ble deretter utsatt for betingelser som gjør at polynukleotidene blir enkelt-trådede. En enkel målpolynukleotid enkelt prøvehybridiseringsanalysefremgangsmåte som nylig er beskrevet for detektering av nærvær av et målpolynukleotid ble deretter utført, med tilleggsbegrensningene at de første og andre probene binder seter på DNA-tråden som er på motsatt side av Mst II-setet inbefattet i mutasjonen. Den eneste måten hvorpå et kompleks hybridmolekyl, innbefattende mål-polynukleotidet og begge probene, vil bli dannet, er hvis genet er mutert - f.eks. en sigdcelle. Det normale genet blir spaltet mellom bindingssetene for de to probene. Sigdcel-leanalysen er skjematisk representert i fig. 2. Denne fremgangsmåten eliminerer .tidligere analysesteg som innbefatter gelelektroforese og overføring til fast fase (filterpapir). Forenklingen er helt vesentlig. Denne analysefremgangsmåten kan i like stor grad bli benyttet for diagnostikk av andre genetiske sykdommer hvori genmutasjoner er inbefattet. The DNA strands (e.g. in the sickle alleles) are treated with a restriction enzyme, e.g. Mst II. Such enzymes have been used in gene mapping, to detect structural gene deletions in the DNA strands. Direct identification of mutant genes in DNA, e.g. hemiglobinopathies sonu are caused by point mutations in the DNA, was also possible by virtue of the specificity of such restriction enzymes. A simple nucleotide change in the enzyme's cleavage site can be quickly detected if the appropriate enzyme is used. The restriction enzyme Mst II is known to cleave DNA on average to form fragments of 1.1 and 1.3 kb from the p™ and 3^ genes, respectively. Mst II cleaves a sequence (CCTNAGG) that is a fragment of the Ddel sites (CTNAG). The DNA from the sickle cell gene has a nucleotide variation in the Mst II site. The mutated DNA strand will not be cleaved with the site by the Mst II enzyme. The restriction enzyme-treated test sample was then subjected to conditions which cause the polynucleotides to become single-stranded. A single target polynucleotide single probe hybridization assay procedure recently described for detecting the presence of a target polynucleotide was then performed, with the additional restriction that the first and second probes bind sites on the DNA strand opposite the Mst II site involved in the mutation. The only way in which a complex hybrid molecule, including the target polynucleotide and both probes, will be formed is if the gene is mutated - e.g. a sickle cell. The normal gene is cleaved between the binding sites of the two probes. The sickle cell analysis is schematically represented in fig. 2. This method eliminates previous analytical steps involving gel electrophoresis and transfer to solid phase (filter paper). The simplification is absolutely essential. This analysis method can equally be used for the diagnosis of other genetic diseases in which gene mutations are included.
Det kreftdiagnostiske aspektet ville tatt form som en kvantitativ analyse for nivåer av messenger RNA fra et onokogen, selvom analyser som ligner på sigdcelleeksempelet også ville være nyttig. The cancer diagnostic aspect would take the form of a quantitative analysis for levels of messenger RNA from an oncogene, although analyzes similar to the sickle cell example would also be useful.
EKSEMPLER EXAMPLES
Eksempel 1 Example 1
Dette eksempel korrelerer det høstede signalet til mål-D NA-konsentrasjonen. This example correlates the harvested signal to the target D NA concentration.
I dette eksempel er målpolynukleotidet mpB1017; probe 1 er pHBC6 som har biotin som den første bindingsgruppe; probe 2 er M13 10W merket med<32>p; den faste bæreren er avidin-cellulose, som binder biotin på den første proben. In this example, the target polynucleotide is mpB1017; probe 1 is pHBC6 which has biotin as the first binding group; probe 2 is M13 10W marked with<32>p; the solid support is avidin-cellulose, which binds biotin on the first probe.
FORKORTELSER. SSC er 0,15 molar natriumklorid og 0,015 molar natriumsitrat,. SSC blir benyttet ved forskjellige kon-sentrasjoner, "10X SSC" vil f.eks. være, 1,5 molar natriumklorid, og 0,15 molar natriumsitrat. EDTA er etylendiamin-tetraacetat, SDS er natriumdodecylsulfat, DNA er deok-syribopolynukleotid, BSA er bovin serumalbumin, tris:HCL er tris-hydroksymetylaminmetan justert til hensiktsmessig pH med saltsyre. ABBREVIATIONS. SSC is 0.15 molar sodium chloride and 0.015 molar sodium citrate. SSC is used at different concentrations, "10X SSC" will e.g. be, 1.5 molar sodium chloride, and 0.15 molar sodium citrate. EDTA is ethylenediamine tetraacetate, SDS is sodium dodecyl sulfate, DNA is deoxyribopolynucleotide, BSA is bovine serum albumin, tris:HCL is tris-hydroxymethylaminemethane adjusted to appropriate pH with hydrochloric acid.
MATERIALER OG METODER. Plasmid-DNAer ble tilveiebragt ved voksing av transformert E. coli, stamme LE392, etterfulgt av lysis av cellene med lysozym, SDS og NaOH. DNA ble videre renset ved sentrifugering i CsCl i nærvær av etidiumbromid, se Mauiatis, T. , Fritsch, E. F., og Sambrook, J. , 1982. Molecular kloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, USA, Replicative form (RF) DNA fra M13 bakteriofag, stamme 10w ble tilveiebragt på en lignende måte ved dyrking av infektert E. coli-stamme 71.18. Enkelt-trådet virus - DNA fra M13-klon mpB1017 ble tilveiebragt fra virus i vekstmediet til infektert E. coli 71.18 ved presipitasjon med polyetylenglykol, sentrifugering i CsCl og ekstrahering av det rensede viruset med SDS, fenol og kloroform. Laksesperm-DNA ble tilveiebragt fra Sigma Chemical Company, St. Louis, MO (USA). MATERIALS AND METHODS. Plasmid DNAs were obtained by growing transformed E. coli strain LE392, followed by lysis of the cells with lysozyme, SDS and NaOH. DNA was further purified by centrifugation in CsCl in the presence of ethidium bromide, see Mauiatis, T., Fritsch, E.F., and Sambrook, J., 1982. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, USA, Replicative form (RF) DNA from M13 bacteriophage, strain 10w was obtained in a similar manner by culturing infected E. coli strain 71.18. Single-stranded virus - DNA from M13 clone mpB1017 was obtained from virus in the growth medium of infected E. coli 71.18 by precipitation with polyethylene glycol, centrifugation in CsCl and extraction of the purified virus with SDS, phenol and chloroform. Salmon sperm DNA was obtained from Sigma Chemical Company, St. Louis, MO (USA).
Dobbelt-trådede DNAer ble merket ved nicktranslasjon (Rigby, et al., J. Mol. Biol., 113:237, 1977) essensielt som beskrevet av Leary et al., Proe. Nat'l. Acad. Sei. [USA] 80:4045, 1983. Plasmid pHBC6 inneholder 5.400 basepar av det humane P-globingenet, klonet i plasmid pBR322 (Fukumaki et al., Cell 28:585, 1982). M13-klon mpB1017 inneholder 1310 baser av det humane globingenet, homologt til 1310 baser fra plasmid pHBC6. M13-stamme 10w inneholder 7.500 baser av bakteriofage gener, homologt til det samme antall baser i klon mpB1017. Regionene i mpB1017 DNA som er homologe til pHBC6 og M13 10w er ikke overlappende. Double-stranded DNAs were labeled by nick translation (Rigby, et al., J. Mol. Biol., 113:237, 1977) essentially as described by Leary et al., Proe. Nat'l. Acad. Pollock. [USA] 80:4045, 1983. Plasmid pHBC6 contains 5,400 base pairs of the human β-globin gene, cloned in plasmid pBR322 (Fukumaki et al., Cell 28:585, 1982). M13 clone mpB1017 contains 1310 bases of the human globin gene, homologous to 1310 bases from plasmid pHBC6. M13 strain 10w contains 7,500 bases of bacteriophage genes, homologous to the same number of bases in clone mpB1017. The regions of mpB1017 DNA homologous to pHBC6 and M13 10w are non-overlapping.
Den faste fasen for høsting av oppløsning-sandwich-produkt ble fremstilt ved aktivering av mikrokrystallinsk cellulose med N,N'-karbonyldiimidazol, etterfulgt av kobling til proteinavidin, ved bruk av fremgangsmåter som ligner de som er beskrevet av Paul et al., J. Org. Chem. 27:2094, 1962. Koblingsforholdet var 1 gram aktivert cellulose til 1 mg avidin. En l:l-masse av den fremstilte faste fasen av avidin:cellulose inneholder omtrent 1 mg cellulose i 6, ml buffer. The solid phase for harvesting solution sandwich product was prepared by activation of microcrystalline cellulose with N,N'-carbonyldiimidazole, followed by coupling to proteinavidin, using methods similar to those described by Paul et al., J. Org. Chem. 27:2094, 1962. The coupling ratio was 1 gram of activated cellulose to 1 mg of avidin. A 1:1 mass of the prepared solid phase of avidin:cellulose contains approximately 1 mg of cellulose in 6.0 ml of buffer.
Oppløsningshybridiseringer ble utført i en final oppløsning inneholdende 5X SSC, 0,02$ (w/v) av hver av polyvinyl-pyrolidon-40, ficoll-400, og BSA, og likeledes 25 mM NaP04buffer, pH 6,5, og 250 pg/ml sonikert laksesperm-DNA. Alle DNAene (probe 1, probe 2, mål, og bærerlaksespermer) ble denaturert ved 100°C i 3 til 5 minutter før hybridiseringsreaksjonen ble begynt. Solution hybridizations were performed in a final solution containing 5X SSC, 0.02% (w/v) each of polyvinyl-pyrrolidone-40, ficoll-400, and BSA, as well as 25 mM NaPO4 buffer, pH 6.5, and 250 µg /ml sonicated salmon sperm DNA. All DNAs (probe 1, probe 2, target, and carrier salmon sperm) were denatured at 100°C for 3 to 5 minutes before starting the hybridization reaction.
Andre detaljer fra eksempelanalysen er gitt nedenfor. Other details from the sample analysis are provided below.
FREMGANGSMÅTE. Følgende analyse ble utført for å undersøke gjennomførbarheten av analysen ifølge foreliggende éppfin- neise, og for å bestemme området av mål-DNA-konsentrasjon hvori analysen er effektiv. Plasmid pHBC6 ble merket med liganden biotin ved nick-translasjon med biotin-ll-de-oksyuridintrifosfat (Bethesda Research Laboratories, Gaithersburg, MD, USA). Dette utgjør probe 1 i analysen. Replikativ form DNA fra bakteriofag M13 10w ble merket med en radioaktiv indikator,<32>p, ved nickeltranslasjon med cx-32P-deoksytidintrifosfat (Amersham, Chicago, IL, USA). Dette utgjør probe 2 i analysen. Probe en inneholdt omtrent b% biotinnukleotider, og probe 2 hadde spesifikke radioak-tiviteter på 0,7 til 7 X 10<7>cpm/pg. Mål-DNAet var M13 mpB1017, og prøver inneholdende varierende mengder av mål-DNA fra 20 picogram til 1,0 mikrogram ble analysert. Alle analysene inneholdt 100 ng probe 1 (biotin) og 50 ng probe 2 (<32>P). Probe- og prøve-DNAene ble blandet sammen i en oppløsning bestående av 10 mM tris:CCl, pH 7,5, 1,0 mM EDTA, varmedenaturert og justert til oppløsningshybridiseringsbe-tingelsene gitt i fremgangsmåten ovenfor og inkubert i et totalt volum på 0,2 ml overnatt ved 68°C. Denne inkuba-sjonstiden er uvanlig lang, og ble bare benyttet for at det var hensiktsmessig og for å forsikre at reaksjonen ble fullført. Kontrollanalyser inneholdt probe 1 eller probe 2 og 20 ng-mål, eller probe 1 & 2 uten mål. Separasjon av produkt-sandwich fra uhybridiserte prober ble tilveiebragt ved tilsetting av 0,2 ml av 1:1 masse av avidin: cellulose til reaksjonene, inkubering ved 22°C i 30 min., og filtrering av cellulose på et 13 mm glassfiberfilter. En vask av reaksjons-karet med 0,1 ml tris:HCl, pH 7,5, 1 mM EDTA, ble også filtrert på det samme filteret som den primære reaksjonen. Den filtrerte faste fasen ble videre vasket 2 ganger med 2X SSC og 0, 1% SDS, og 2 ganger med 0.2X SSC og 0, 1% SDS, og 2 ganger med 0,1X SSC og 0, 1% SDS. De siste to vaskene ble utført ved 50° C, alle an-dre ved romtemperatur. Alle vaskene var med 0,5 ml oppløsning. Disse vaskene ble- justert fra de som blir benyttet for Southern blot hybridiseringsanalysef av Leary et al., P.N.A.S. 80:4045 (1983)). Mengden probe 2 (<32>P) bundet til den faste fasen ble bestemt ved væskescintilla- sjonstelling, med 'harpikset i 0,5 ml oppløsning I en minibeholder og 4,5 ml Beckman Ready SoIv^mMP scintilla-sjonsfluid. Alle vaskevannene hlé også samlet og tellet på lignende måte. APPROACH. The following assay was performed to examine the feasibility of the assay of the present invention, and to determine the range of target DNA concentration in which the assay is effective. Plasmid pHBC6 was labeled with the ligand biotin by nick translation with biotin-11-deoxyuridine triphosphate (Bethesda Research Laboratories, Gaithersburg, MD, USA). This constitutes probe 1 in the analysis. Replicative form DNA from bacteriophage M13 10w was labeled with a radioactive indicator, <32>p, by nickel translation with cx-32P-deoxytidine triphosphate (Amersham, Chicago, IL, USA). This constitutes probe 2 in the analysis. Probe one contained approximately b% biotin nucleotides, and probe 2 had specific radioactivities of 0.7 to 7 X 10<7>cpm/pg. The target DNA was M13 mpB1017, and samples containing varying amounts of target DNA from 20 picograms to 1.0 micrograms were analyzed. All assays contained 100 ng probe 1 (biotin) and 50 ng probe 2 (<32>P). The probe and sample DNAs were mixed together in a solution consisting of 10 mM tris:CCl, pH 7.5, 1.0 mM EDTA, heat denatured and adjusted to the solution hybridization conditions given in the above procedure and incubated in a total volume of 0 .2 ml overnight at 68°C. This incubation time is unusually long, and was only used because it was expedient and to ensure that the reaction was completed. Control assays contained probe 1 or probe 2 and 20 ng target, or probe 1 & 2 without target. Separation of product sandwich from unhybridized probes was accomplished by adding 0.2 ml of 1:1 mass of avidin:cellulose to the reactions, incubating at 22°C for 30 min, and filtering the cellulose on a 13 mm glass fiber filter. A wash of the reaction vessel with 0.1 ml tris:HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, was also filtered on the same filter as the primary reaction. The filtered solid phase was further washed 2x with 2X SSC and 0.1% SDS, and 2x with 0.2X SSC and 0.1% SDS, and 2x with 0.1X SSC and 0.1% SDS. The last two washes were carried out at 50° C, all others at room temperature. All washes were with 0.5 ml solution. These washes were adapted from those used for Southern blot hybridization analysis by Leary et al., P.N.A.S. 80:4045 (1983)). The amount of probe 2 (<32>P) bound to the solid phase was determined by liquid scintillation counting, with the resin in 0.5 ml of solution in a mini container and 4.5 ml of Beckman Ready SoIv^mMP scintillation fluid. All the washing waters were also collected and counted in a similar way.
RESULTATER. Resultater fra en kjøring er gitt i tabell I hvor mengden av probe 2 bundet er direkte relatert til mengden av måle-DNa i analysen. Dataene representerer gjennomsnittet av duplikate prøver. RESULTS. Results from a run are given in table I where the amount of probe 2 bound is directly related to the amount of measuring DNa in the analysis. The data represent the mean of duplicate samples.
Data fra flere kjøringer demonstrerte at analysen, som den ble utført i dette eksemplet, har en topp 1 høstet signal (probe 2) ved omtrent 30 ng av mål-DNA. Ved mengde over dette nivået reduseres det høstede signalet på en logaritmisk måte. Under 30 ng mål-DNA, er analysen begrenset av b.ak-grunnsbinding av probe 2. til den faste fasen og den spesifikke radioaktiviteten til proben, men øker eksponénsielt fra omtrent 0,5 ng til 10" ng av mål-DNA.' Den ikke-lineære beskaffenheten av signalet som en funksjon av målmengden er grafisk tegnet i fig. 3. Fig. 4 er en utvidet versjon av fig. 3 rundt toppsignalet. Det ikke-lineære forholdet kan være en funksjon av nicktranslasjonsreakskjonen som blir benyttet for å merke probene, siden prober som er merket på denne måten er kjent for å vise elementer av kooperativ binding (Meinkoth and Wahl, Anal. Biochem. 138:267, 1984). Data from multiple runs demonstrated that the assay, as performed in this example, has a peak 1 harvested signal (probe 2) at approximately 30 ng of target DNA. At amounts above this level, the harvested signal is reduced in a logarithmic manner. Below 30 ng of target DNA, the assay is limited by b.ak binding of probe 2. to the solid phase and the specific radioactivity of the probe, but increases exponentially from about 0.5 ng to 10" ng of target DNA.' The non-linear nature of the signal as a function of the target quantity is graphically plotted in Fig. 3. Fig. 4 is an expanded version of Fig. 3 around the peak signal. The non-linear relationship may be a function of the nick translation reaction used to label the probes, since probes labeled in this way are known to show elements of cooperative binding (Meinkoth and Wahl, Anal. Biochem. 138:267, 1984).
EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2
Dette eksemplet demonstrerer bindingskaraktertrekkene til en avidincellulosefastbærer og en biotinmerket probe. This example demonstrates the binding characteristics of an avidin cellulose solid support and a biotin-labeled probe.
Kinetikken og spesifisiteten til høsting av en biotinmerket probe ved binding av det ut av en hybridiseringsbuffer på avidin-cellulose ble undersøkt ved bruk av DNAer merket med både biotin-ll-dUTP og<3>H-dATP eller bare merket med<3>H-dATP (kontroll). DNAet var plasmid pHBC6 merket med nick-translasjon (Rigby et al., J. Md. Biol., 113:237 (1977)). The kinetics and specificity of harvesting a biotin-labeled probe by binding it out of an avidin-cellulose hybridization buffer was investigated using DNAs labeled with both biotin-II-dUTP and <3>H-dATP or only <3>H -dATP (control). The DNA was plasmid pHBC6 tagged with nick translation (Rigby et al., J. Md. Biol., 113:237 (1977)).
Avidincellulose (0,05 ml pakket volum) suspendert i 0,2 ml lOmM Tris:HCl plus 1,0 mM EDTA (pH 7,5) ble satt til hver av 30 mikrosentrifugerør, en blanding (0,2 ml) inneholdende 100 nanogram av biotin-merket eller kontroll-DNA, 50 mikrogram bærer laksesperm-DNA, 20 mikrogram gjær-RNA, 0,02$ (w/v) hver av bovinserumalbumin, fikoll og polyvinylkryolidon i 0,075 M natriumsitrat, 0,75 M natriumklorid og 0,025 M natriumfosfat (pH 6,5) ble satt til hensiktsmessige rør. Rørene inneholdende den faste fasen og hybridiseringsblanding ble inkubert i romtemperatur på en risteplattform i tider som varierte fra 1 min. til 300 min. Etter inkuberingen ble den faste fasen samlet ved filtrering på et teflonmembranfilter. Fraksjon av DNA bundet ble bestemt ved å trekkes fra radioaktiviteten i filtratet og vasket fra den totale radioaktiviteten . som er satt til hver prøve. Resultatet er presentert i fig. 5. I løpet av 30 min. ble omtrent 92$ av biotin-merket DNA bundet til avidincellulose, mens et gjennomsnitt på mindre enn 2% av kontroll-DNAet var bundet til den faste bæreren. Binding er rask, effektiv og spesifikk for biotinmerket på proben. Avidin cellulose (0.05 ml packed volume) suspended in 0.2 ml lOmM Tris:HCl plus 1.0 mM EDTA (pH 7.5) was added to each of 30 microcentrifuge tubes, a mixture (0.2 ml) containing 100 nanograms of biotin-labeled or control DNA, 50 micrograms carrier salmon sperm DNA, 20 micrograms yeast RNA, 0.02$ (w/v) each of bovine serum albumin, ficoll, and polyvinyl cryolidone in 0.075 M sodium citrate, 0.75 M sodium chloride, and 0.025 M sodium phosphate (pH 6.5) was added to appropriate tubes. The tubes containing the solid phase and hybridization mixture were incubated at room temperature on a shaking platform for times ranging from 1 min. to 300 min. After the incubation, the solid phase was collected by filtration on a Teflon membrane filter. Fraction of DNA bound was determined by subtracting the radioactivity in the filtrate and washing from the total radioactivity. which is set for each sample. The result is presented in fig. 5. Within 30 min. approximately 92% of the biotin-labeled DNA was bound to avidin cellulose, whereas an average of less than 2% of the control DNA was bound to the solid support. Binding is fast, efficient and specific for the biotin label on the probe.
Behovet for avidinkomponenten til den faste fasen for binding til biotinmerket DNA ble undersøkt ved bruk av de-_ samme'The requirement of the avidin component of the solid phase for binding to biotin-labeled DNA was investigated using the same
DNA er som ovenfor, med forskjellige forbehandlinger av den faste bæreren. Fri biotin bør konkurrere med biotin-DNA for avidinsetene på den faste fasen og forbehandling av den faste fasen med 20 ganger den halve kapasiteten til fritt biotin reduserte biotin-DNA-binding med 50$. En videre forbehandling med 10 ganger mere fritt biotin reduserte biotin-DNA-binding med 30$ til. Forbehandling av den faste fase med pronase, 1% DNA is as above, with different pretreatments of the solid support. Free biotin should compete with biotin-DNA for the avidin sites on the solid phase and pretreatment of the solid phase with 20 times the half capacity of free biotin reduced biotin-DNA binding by 50$. A further pretreatment with 10 times more free biotin reduced biotin-DNA binding by 30% more. Pretreatment of the solid phase with pronase, 1%
(w/v) natriumdodecylsulfat og 0, 1% (v/v) e-merkaptoetanol reduserte også biotin-DNA-binding med 50%, og videre behandling av dette spaltede harpikset med fritt biotin opphevet biotin-DNA-binding. En litt annen fremgangsmåte indikerte også at den hovedsakelige biotin-DNA-binding til den faste bæreren ikke bare var biotinavhengig, men også avidinavhengig. En kontrollfastbærer ble fremstilt ved behandling av cellulose på samme måte som det som ble benyttet for kobling til avidin, med unntagelse av at avidin ble utelatt fra reaksjonen og erstattet med TrisrHCl. Dette kontrollharpikset bandt 5 til b% av kontroll-DNA-probe og 15 til 16£ av biotinmerket DNA-probe under de betingelsene som ble benyttet ovenfor for de kinetiske studiene. Majoriteten av biotin-merket probebinding (mere enn 85%) til den faste bæreren er forårsaket av interaksjon med ..den spesifikke ligand avidin. (w/v) sodium dodecyl sulfate and 0.1% (v/v) ε-mercaptoethanol also reduced biotin-DNA binding by 50%, and further treatment of this cleaved resin with free biotin abolished biotin-DNA binding. A slightly different approach also indicated that the major biotin-DNA binding to the solid support was not only biotin-dependent but also avidin-dependent. A control solid support was prepared by treating cellulose in the same manner as that used for coupling to avidin, with the exception that avidin was omitted from the reaction and replaced with TrisrHCl. This control resin bound 5 to b% of control DNA probe and 15 to 16% of biotin-labeled DNA probe under the conditions used above for the kinetic studies. The majority of biotin-labeled probe binding (more than 85%) to the solid support is caused by interaction with the specific ligand avidin.
EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3
Dette eksempel demonstrerer konstruksjonen av M13-vektorer inneholdende MstII-fragmenter med sigdcellemutasjon. This example demonstrates the construction of M13 vectors containing sickle mutation MstII fragments.
For å analysere den viktigste genetiske formen av sigdcel-leanemi ved bruk av analysefremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, er veldig spesifikke M13-konstruksjoner nødven-dige. DNA-fragmentene fra begge sidene av Mstil-restriksjons-setet som identifiserer -den 6. kodonfeilen i en sigdcelle-enhet ble satt inn M13-fag. De to fragmentene som blir benyttet for dette, ble avledet ,fra plasmid pHBC6 (Fukumaki et al., Cell 28; 585 (1982)) og renset ved akrylamid gelelektroforese. Omtrent 10 jjg av 200 basepar Sau 1 (-Mst II isoschizomer) beliggende rett nedstrøms for det diagnostiske Mst II-setet ble behandlet med Klenow DNA-polymerase i nærvær av 250 pM dXTPer for å "fylle-inn" Mst II-setet. Dette "blunt"-DNA-fragmentet ble deretter satt Inn i Hc II-setet til pUC 18. Analyse av 24 pUC 18-B-200 isolater indikerte nærværet av det 200 baseinnskuddet i 2 isolater, pUC 18-B-200-6 og pUC 18-B-200-9. Etter CsCl-preparering, ble omtrent 200 jig pUC 18-B-200-9 spaltet med Eco RI og Hd III før rensing ved gelelektorforese. Dette Eco RI, Hd III-endede 200 baseparfragmentet ble deretter satt inn i en M13 mp 18 for å tilveiebringe enkelt-trådet DNA. Flere konstruksjoner ble gjort ved bruk av dette 200 basef ragmentet for å tillate enkel produksjon av store mengder spesifikke RNA-sekvenser. Dette fragmentet ble satt inn i transkripsjonsvektor pT7-l og pT7-2 (United States Biochemical Corporation, P.O. Box 22406, Cleveland, Ohio, 44122). Disse konstruksjonene tillater in vitro-syntese av merket RNA for bruk som en probe i sigdcel-leanalyse Ifølge foreliggende oppfinnelse. De andre rekombinante vektorene som er nødvendig for analysen av sigd-celleegenskapen benytter det 800 basepar Mst II Hpa 1-fragmentet som er lokalisert ved oppstrøms for det diagnostiske Mst II-restriksjonssete. Dette fragmentet ble klonet på en lignende måte igjen ved bruk av Klenow DNA-polymerase for å "runde av" de 5' overhengende endene som finnes ved Mst II-enden. Dette 800 basepar-fragmentet ble satt inn i fire vektorer for å tilveiebringe enkelt-trådet RNA og DNA. Disse er: To analyze the major genetic form of sickle cell anemia using the assay method of the present invention, very specific M13 constructs are necessary. The DNA fragments from both sides of the Mst1 restriction site identifying the 6th codon error in a sickle cell unit were inserted into M13 phage. The two fragments that are used for this were derived from plasmid pHBC6 (Fukumaki et al., Cell 28; 585 (1982)) and purified by acrylamide gel electrophoresis. Approximately 10 µg of 200 base pair Sau 1 (-Mst II isoschizomes) located immediately downstream of the diagnostic Mst II site was treated with Klenow DNA polymerase in the presence of 250 pM dXTPer to "fill in" the Mst II site. This "blunt" DNA fragment was then inserted into the Hc II site of pUC 18. Analysis of 24 pUC 18-B-200 isolates indicated the presence of the 200 base insert in 2 isolates, pUC 18-B-200-6 and pUC 18-B-200-9. After CsCl preparation, approximately 200 µg pUC 18-B-200-9 was digested with Eco RI and Hd III before purification by gel electrophoresis. This Eco RI, Hd III-ended 200 bp fragment was then inserted into an M13 mp 18 to provide single-stranded DNA. Several constructs were made using this 200 base fragment to allow easy production of large quantities of specific RNA sequences. This fragment was inserted into transcription vector pT7-1 and pT7-2 (United States Biochemical Corporation, P.O. Box 22406, Cleveland, Ohio, 44122). These constructs allow in vitro synthesis of labeled RNA for use as a probe in sickle cell analysis according to the present invention. The other recombinant vectors required for the sickle cell trait assay utilize the 800 base pair Mst II Hpa 1 fragment located upstream of the diagnostic Mst II restriction site. This fragment was similarly cloned again using Klenow DNA polymerase to "round off" the 5' overhangs present at the Mst II end. This 800 base pair fragment was inserted into four vectors to provide single-stranded RNA and DNA. These are:
Selvom foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet i detalj med hensyn på visse versjoner derav, er også andre versjoner mulig. Rammen av vedlagte krav bør ikke nødvendigvis være begrensende til beskrivelsen av versjonene som er innbefattet heri . Although the present invention has been described in detail with regard to certain versions thereof, other versions are also possible. The scope of the attached requirements should not necessarily be limiting to the description of the versions included herein.
Claims (80)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US91920186A | 1986-10-14 | 1986-10-14 | |
PCT/US1987/002548 WO1988002785A2 (en) | 1986-10-14 | 1987-10-06 | Improved nucleic acid hybridization technique and kit therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO882593L true NO882593L (en) | 1988-06-13 |
NO882593D0 NO882593D0 (en) | 1988-06-13 |
Family
ID=25441695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO882593A NO882593D0 (en) | 1986-10-14 | 1988-06-13 | IMPROVED KEY ACID HYBRIDIZATION TECHNIQUE AND KIT FOR THIS. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01501339A (en) |
AU (1) | AU8103687A (en) |
CA (1) | CA1309932C (en) |
DK (1) | DK324088D0 (en) |
FI (1) | FI882800A (en) |
NO (1) | NO882593D0 (en) |
WO (1) | WO1988002785A2 (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU593151B2 (en) * | 1986-11-12 | 1990-02-01 | Molecular Diagnostics, Inc. | Method for the detection of nucleic acid hybrids |
EP0322311B1 (en) * | 1987-12-21 | 1994-03-23 | Applied Biosystems, Inc. | Method and kit for detecting a nucleic acid sequence |
US5354657A (en) * | 1988-01-12 | 1994-10-11 | Boehringer Mannheim Gmbh | Process for the highly specific detection of nucleic acids in solid |
AU632494B2 (en) * | 1988-05-20 | 1993-01-07 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Immobilized sequence-specific probes |
GB2225112A (en) * | 1988-11-22 | 1990-05-23 | Ici Plc | Hybridisation probes |
DE60137104D1 (en) | 2000-03-31 | 2009-02-05 | Sanko Junyaku Kk | PROBE FOR PREPARING A POLYMERSONDE, PROCESS FOR PREPARING A POLYMERSONDE AND THE USE THEREOF |
AU2004258750A1 (en) | 2003-07-25 | 2005-02-03 | Centre National De La Recherche Scientifique -Cnrs | Purine nucleoside analogues for treating diseases caused by flaviviridae including hepatitis C |
WO2005071401A2 (en) * | 2004-01-15 | 2005-08-04 | Chiron Corporation | Homogeneous multiplex assay for nucleic acid targets |
EP2743682B1 (en) | 2011-08-11 | 2017-05-31 | Olympus Corporation | Method for detecting target particles |
CN103765194B (en) | 2011-08-30 | 2016-02-17 | 奥林巴斯株式会社 | The detection method of intended particle |
EP2818850B1 (en) | 2012-02-22 | 2016-08-03 | Olympus Corporation | Method for detecting a target particle |
JP6095645B2 (en) | 2012-03-21 | 2017-03-15 | オリンパス株式会社 | Method for detecting target nucleic acid molecule |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1980002076A1 (en) * | 1979-03-19 | 1980-10-02 | Diagnostic Techn Int Inc | Double tagged immunoassay |
US4487830A (en) * | 1982-05-14 | 1984-12-11 | American Hoechst Corporation | Enzyme/immunofluorescent assay for autoantibodies |
CA1222680A (en) * | 1983-07-05 | 1987-06-09 | Nanibhushan Dattagupta | Testing dna samples for particular nucleotide sequences |
NO843838L (en) * | 1983-09-26 | 1985-03-27 | Ortho Diagnostic Systems Inc | PROCEDURE FOR DETECTING NUCLEIC ACID |
CA1260372A (en) * | 1984-04-27 | 1989-09-26 | Elazar Rabbani | Hybridization method for the detection of genetic materials |
US4820630A (en) * | 1984-11-23 | 1989-04-11 | Digene Diagnostics, Incorporated | Assay for nucleic acid sequences, particularly genetic lesions, using interactive labels |
GB8432118D0 (en) * | 1984-12-19 | 1985-01-30 | Malcolm A D B | Sandwich hybridisation technique |
CA1272443A (en) * | 1985-02-22 | 1990-08-07 | Nanibhushan Dattagupta | Solution-phase dual hybridization assay for detecting polynucleotide sequences |
GB8508431D0 (en) * | 1985-04-01 | 1985-05-09 | English Clays Lovering Pochin | Paper coating apparatus |
GB8509367D0 (en) * | 1985-04-12 | 1985-05-15 | Amersham Int Plc | Nucleic acid hybridisation |
ES8707343A1 (en) * | 1985-06-13 | 1987-07-16 | Amgen | Method for performing nucleic acid hybridization assays. |
AU7015287A (en) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Cetus Corporation | Detection of nucleic acid sequence using liquid hybridization method |
GB8607101D0 (en) * | 1986-03-21 | 1986-04-30 | Serono Diagnostics Ltd | Immunoassay |
-
1987
- 1987-10-06 AU AU81036/87A patent/AU8103687A/en not_active Abandoned
- 1987-10-06 JP JP62506425A patent/JPH01501339A/en active Pending
- 1987-10-06 WO PCT/US1987/002548 patent/WO1988002785A2/en not_active Application Discontinuation
- 1987-10-07 CA CA000548798A patent/CA1309932C/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-06-13 FI FI882800A patent/FI882800A/en not_active Application Discontinuation
- 1988-06-13 NO NO882593A patent/NO882593D0/en unknown
- 1988-06-14 DK DK324088A patent/DK324088D0/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI882800A0 (en) | 1988-06-13 |
WO1988002785A2 (en) | 1988-04-21 |
CA1309932C (en) | 1992-11-10 |
DK324088D0 (en) | 1988-06-14 |
AU8103687A (en) | 1988-05-06 |
FI882800A (en) | 1988-06-13 |
WO1988002785A3 (en) | 1988-07-14 |
JPH01501339A (en) | 1989-05-11 |
NO882593D0 (en) | 1988-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5869252A (en) | Method of multiplex ligase chain reaction | |
WO2020056924A1 (en) | Method for detecting nucleic acid | |
US5688643A (en) | Method of nucleic acid-differentiation and assay kit for nucleic acid differentiation | |
US6100099A (en) | Test strip having a diagonal array of capture spots | |
JP2644215B2 (en) | Nucleic acid sequences, especially methods for measuring genetic disorders | |
AU656514B2 (en) | Detection of a nucleic acid sequence or a change therein | |
AU753273B2 (en) | Mismatch detection techniques | |
AU711836B2 (en) | Detection of mismatches by resolvase cleavage using a magnetic bead support | |
EP0336454B1 (en) | Nucleic acid hybridization assay | |
US20030203358A1 (en) | Exogenous nucleic acid detection | |
AU2002311761B2 (en) | Mutation detection using MutS and RecA | |
AU3942993A (en) | Method of multiplex ligase chain reaction | |
NO882593L (en) | IMPROVED KEY ACID HYBRIDIZATION TECHNIQUE AND KIT FOR THIS. | |
US6468751B1 (en) | Method and apparatus for performing amplification of nucleic acid on supports | |
JPH0743376B2 (en) | Nucleic acid sequence assay method and molecular gene probe | |
JP3384806B2 (en) | Probe system enabling HLA-DR typing determination and typing method using the probe | |
US6027879A (en) | Detection and isolation of nucleic acid sequences using a bifunctional hybridization probe | |
JP2012161319A (en) | β2 ADRENERGIC POLYMORPHISM DETECTION | |
French et al. | Detection of the factor V Leiden mutation by a modified photo-cross-linking oligonucleotide hybridization assay | |
WO2021201206A1 (en) | Method for determining single base mutation of erm (41) gene of acid-fast bacillus belonging to mycobacteroides abscessus complex, and primer set and probe used in said method | |
JP2792757B2 (en) | Nucleic acid detection method | |
WO2023170151A1 (en) | Method of detection of a target nucleic acid sequence in a single reaction vessel | |
WO2024062126A1 (en) | Method of detection of a target nucleic acid sequence | |
WO2023170144A1 (en) | Method of detection of a target nucleic acid sequence | |
Tu et al. | Characterization of alkaline phosphatase labeled UidA (Gus) probe and its application in testing of transgenic tritordeum |