RU158971U1 - BIOCHIP - Google Patents
BIOCHIP Download PDFInfo
- Publication number
- RU158971U1 RU158971U1 RU2014148361/10U RU2014148361U RU158971U1 RU 158971 U1 RU158971 U1 RU 158971U1 RU 2014148361/10 U RU2014148361/10 U RU 2014148361/10U RU 2014148361 U RU2014148361 U RU 2014148361U RU 158971 U1 RU158971 U1 RU 158971U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oligonucleotides
- substrate
- immobilized
- genes
- biochip
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
1. Биочип для выявления патогенных мутаций в кодирующих регионах значимых для заболевания генов, представляющий собой подложку с набором иммобилизованных на ней олигонуклеотидов, отличающийся тем, что подложка выполнена из прозрачного материала с покрытием, обеспечивающим прочное связывание олигонуклеотида с поверхностью подложки, набор иммобилизованных олигонуклеотидов включает последовательности длиной 25-60 оснований, содержащие и не содержащие генетический маркер (по 3 повтора каждого олигонуклеотида), а также олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме.2. Биочип по п. 1, отличающийся тем, что на подложке иммобилизованы олигонуклеотиды, содержащие генетический маркер, с последовательностью, приведенной в табл. 1.3. Биочип по п. 1, отличающийся тем, что на подложке иммобилизованы олигонуклеотиды, содержащие генетический маркер, с последовательностью, приведенной в табл. 2.4. Биочип по любому из пп. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что на подложке иммобилизованы олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме в последовательности, приведенной в табл. 3.1. A biochip for detecting pathogenic mutations in coding regions of genes that are significant for the disease, which is a substrate with a set of oligonucleotides immobilized on it, characterized in that the substrate is made of a transparent material with a coating that provides strong binding of the oligonucleotide to the surface of the substrate, the set of immobilized oligonucleotides includes sequences 25-60 bases long, with and without a genetic marker (3 repeats of each oligonucleotide), as well as oligonucleotides from enes human housekeeping genes from other organisms that have no homology to the human genome.2. The biochip according to claim 1, characterized in that oligonucleotides containing a genetic marker are immobilized on a substrate with the sequence shown in Table. 1.3. The biochip according to claim 1, characterized in that oligonucleotides containing a genetic marker are immobilized on a substrate with the sequence shown in Table. 2.4. Biochip according to any one of paragraphs. 1, or 2, or 3, characterized in that oligonucleotides from the genes of the human household and from the genes of other organisms that do not have homology in the human genome in the sequence shown in Table 1 are immobilized on the substrate. 3.
Description
Полезная модель относится к молекулярной биологии, микробиологии и медицине, в частности, к способам выявления и идентификации известных полиморфизмов генов, ответственных за развитие различных заболеваний, с использованием дифференцирующего олигонуклеотидного биологического микрочипа (биочипа).The utility model relates to molecular biology, microbiology and medicine, in particular, to methods for identifying and identifying known polymorphisms of genes responsible for the development of various diseases using a differentiating oligonucleotide biological microchip (biochip).
Точная диагностика в сочетании с детальным анализом типа наследования того или иного заболевания имеет определяющее значение для формирования групп риска, то есть отбора пациентов, у которых вероятность возникновения заболевания повышена.Accurate diagnosis in combination with a detailed analysis of the type of inheritance of a disease is crucial for the formation of risk groups, that is, the selection of patients in whom the likelihood of the disease is increased.
В настоящее время известно несколько методов, используемых для скрининга на различные заболевания.Currently, several methods are known for screening for various diseases.
Например, известен биочип по патенту РФ на изобретение №2303634 (МПК C12N 15/11, опубл. 27.07.2007), принятый в качестве прототипа. Известный биочип основан на проведении оригинального варианта мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПНР) в две стадии с последующей гибридизацией флуоресцентно меченного фрагмента ДНК на биологическом микрочипе, содержащем оригинальный набор дифференцирующих олигонуклеотидов, а также процедуры регистрации и интерпретации результатов.For example, the biochip is known according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2303634 (IPC C12N 15/11, publ. July 27, 2007), adopted as a prototype. The well-known biochip is based on an original version of the multiplex polymerase chain reaction (NDP) in two stages, followed by hybridization of a fluorescently labeled DNA fragment on a biological microchip containing an original set of differentiating oligonucleotides, as well as registration and interpretation of the results.
Недостатком биочипа по патенту РФ №2303634 является использование мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР). Проведение ПЦР достаточно трудоемко, на ее проведение требуется много времени, и поэтому не может охватывать большое количество патогенных мутаций, что снижает специфичность и достоверность проводимого анализа.The disadvantage of the biochip according to the patent of the Russian Federation No. 2303634 is the use of multiplex polymerase chain reaction (PCR). PCR is rather laborious, it takes a lot of time, and therefore cannot cover a large number of pathogenic mutations, which reduces the specificity and reliability of the analysis.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении специфичности и достоверности экспресс анализа при упрощении его проведения. В основу полезной модели положена также задача создания биочипа, обеспечивающего оптимальное функционирование иммобилизованных в нем биологических макромолекул для выявления патогенных мутаций в кодирующих регионах значимых для заболевания генов и мутаций вне кодирующих регионов, а также в межгенных промежутках как маркеров диагностируемого заболевания.The problem solved by the proposed utility model is to increase the specificity and reliability of the express analysis while simplifying its implementation. The utility model is also based on the task of creating a biochip that ensures the optimal functioning of biological macromolecules immobilized in it to detect pathogenic mutations in coding regions of genes and mutations that are significant for the disease outside coding regions, as well as in intergenic spaces as markers of the diagnosed disease.
Поставленная задача решается тем, что в биочипе, представляющем собой подложку с набором иммобилизованных на ней олигонуклеотидов, согласно изобретению, подложка выполнена из прозрачного материала с покрытием, обеспечивающим прочное связывание олигонуклеотида с поверхностью подложки, набор иммобилизованных олигонуклеотидов включает последовательности длиной 25-60 оснований, содержащие и не содержащие генетический маркер (3 повтора каждого олигонуклеотида), а также олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме.The problem is solved in that in a biochip, which is a substrate with a set of oligonucleotides immobilized on it, according to the invention, the substrate is made of a transparent material with a coating that provides strong binding of the oligonucleotide to the surface of the substrate, the set of immobilized oligonucleotides includes sequences of 25-60 bases in length, containing and not containing a genetic marker (3 repeats of each oligonucleotide), as well as oligonucleotides from the genes of the human household and from the genes of each x organisms that have no homology to the human genome.
Иммобилизация на микрочипе олигонуклеотидов длиной 25-60 оснований повышает специфичность гибридизации и, как следствие, вероятность обнаружения патогенной мутации. В сочетании с 3 повторами каждого олигонуклеотида, позитивными и негативными контролями это повысит специфичность и достоверность проводимого экспресс-анализа.The immobilization of oligonucleotides with a length of 25-60 bases on a microchip increases the specificity of hybridization and, as a result, the probability of detecting a pathogenic mutation. In combination with 3 repetitions of each oligonucleotide, positive and negative controls, this will increase the specificity and reliability of the rapid analysis.
Для диагностики генетической предрасположенности к РМЖ на биочипе целесообразно иммобилизировать содержащие генетический маркер олигонуклеотиды в последовательности, приведенной в табл. 1.To diagnose a genetic predisposition to breast cancer on a biochip, it is advisable to immobilize oligonucleotides containing a genetic marker in the sequence shown in Table. one.
Для диагностики генетической предрасположенности к сколиозу на биочипе целесообразно иммобилизировать содержащие генетический маркер олигонуклеотиды в последовательности, приведенной в табл. 2.To diagnose a genetic predisposition to scoliosis on a biochip, it is advisable to immobilize oligonucleotides containing a genetic marker in the sequence shown in Table. 2.
Последовательности не мутантных олигонуклеотидов в обоих случаях берут из стандартных последовательностей генов, опубликованных в базе данных .Sequences of non-mutant oligonucleotides in both cases are taken from standard gene sequences published in the database.
Иммобилизация на подложке олигонуклеотидов, содержащих и не содержащих генетический маркер, позволяет одновременно определять наличие патогенной мутации и ее статус без дополнительных операций, усложняющих проведение экспресс-анализа.The immobilization of oligonucleotides on the substrate, containing and not containing a genetic marker, allows you to simultaneously determine the presence of a pathogenic mutation and its status without additional operations that complicate the rapid analysis.
Наличие на биочипе олигонуклеотидов из генов домашнего хозяйства человека и из генов, не имеющих гомологии в человеческом геноме, обеспечивают контроль за правильностью проведения выделения нуклеиновых кислот из образца крови пациента, реакции обратной транскрипции, мечения, гибридизации, и отмывки микрочипа. Такой контроль также повышает специфичность и достоверность экспресс-анализа.The presence on the biochip of oligonucleotides from genes in human households and from genes that do not have homology in the human genome provides control over the correctness of nucleic acid isolation from a patient’s blood sample, reverse transcription reaction, labeling, hybridization, and washing the microchip. Such control also increases the specificity and reliability of the rapid analysis.
Для позитивного и негативного контролей целесообразно иммобилизовать на микрочипе олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме в последовательности, приведенной в табл. 3.For positive and negative controls, it is advisable to immobilize on a microchip oligonucleotides from genes of the human household and from genes of other organisms that do not have homology in the human genome in the sequence shown in Table. 3.
Предлагаемое изобретение поясняется фиг., на которой схематически изображен заявляемый биочип и таблицами, где в табл. 1 приведен перечень последовательностей олигонуклеотидов для идентификации патогенных мутаций РМЖ, в табл. 2 - перечень последовательностей олигонуклеотидов для идентификации патогенных мутаций сколиоза, в табл. 3 - перечень последовательностей олигонуклеотидов для позитивного и негативного контролей.The invention is illustrated in Fig., Which schematically depicts the inventive biochip and tables, where in the table. 1 shows a list of oligonucleotide sequences for identifying pathogenic mutations in breast cancer, in table. 2 - a list of oligonucleotide sequences for identifying pathogenic mutations of scoliosis, in table. 3 is a listing of oligonucleotide sequences for positive and negative controls.
Пример конкретной реализации заявляемого биочипа для диагностики предрасположенности к РМЖ.An example of a specific implementation of the inventive biochip for the diagnosis of susceptibility to breast cancer.
На подложке из стекла размером 25×75×1 мм, покрытой материалом, обеспечивающим прочное сцепление олигонуклеотидов с поверхностью (SuperEpoxy 3 от Arrayit), иммобилизованы олигонуклеотиды, перечисленные в таблице 1, методом роботизированной печати на принтере микрочипов SpotBot® 2 от компании Arrayit.On a glass substrate of 25 × 75 × 1 mm in size coated with a material that provides strong adhesion of oligonucleotides to the surface (SuperEpoxy 3 from Arrayit), the oligonucleotides listed in Table 1 were immobilized by the method of robotic printing on a SpotBot® 2 microarray printer from Arrayit.
В качестве позитивных и негативных контролей, подтверждающих правильность выполнения всех операций по процессингу микрочипа и повышающих надежность анализа, на микрочипе иммобилизованы олигонуклеотиды, перечисленные в таблице 3.As positive and negative controls, confirming the correctness of all microchip processing operations and increasing the reliability of the analysis, the oligonucleotides listed in Table 3 are immobilized on the microchip.
Из клинического образца, 5 мл, венозной крови методом центрифугирования выделена лейкоцитарная фракция, из которой при помощи набора RNeasy Protect Cell Mini Kit от QIAGEN, выделена тотальная РНК.A leukocyte fraction was isolated from a clinical sample, 5 ml, of venous blood by centrifugation, from which total RNA was isolated using the RIAeasy Protect Cell Mini Kit from QIAGEN.
При помощи Набора Superscript VILO от Invitrogen проведена реакция обратной транскрипции с одновременным мечением при добавлении в реакционную смесь Су5 СТР от Perkin Elmer.Using the Invitrogen Superscript VILO Kit from Invitrogen, a reverse transcription reaction was carried out with simultaneous labeling when Perkin Elmer was added to the reaction mixture Su5 CTP.
После реакции получения кДНК и мечения, смесь меченых зондов очистили от не включившейся метки при помощи Fluorescent Probe Purification Kit, Single Column Format от Arrayit.After the cDNA production reaction and labeling, the mixture of labeled probes was cleared of the tag not included using the Fluorescent Probe Purification Kit, Single Column Format from Arrayit.
Меченый зонд смешали с буфером для гибридизации, поместили на напечатанный на стеклянном носителе микрочип под покровное стекло, и провели гибридизацию в герметичной гибридизационной камере при соответствующей температуре, обеспечивающей дискриминацию мутантных аллелей от аллелей дикого типа.A labeled probe was mixed with hybridization buffer, placed on a glass-printed microchip under a coverslip, and hybridized in a sealed hybridization chamber at an appropriate temperature to discriminate mutant alleles from wild-type alleles.
После гибридизации микрочипы были отмыты в серии буферов при условиях, обеспечивающих отмывку не специфически связавшихся зондов.After hybridization, the microarrays were washed in a series of buffers under conditions ensuring the washing of non-specifically bound probes.
Отмытый микрочип был отсканирован на сканнере SureScan Microaaray Scanner от Agilent Technologies, и проанализирован при помощи программного обеспечения Agilent Microarray Control. При общем анализе все позитивные контрольные точки на скане микрочипа светятся, а негативные контрольные точки нет, то сделан вывод, что процедуры выделения РНК, получения кДНК, мечения, гибридизации и отмывки проведены правильно, и позитивным сигналам из точек печати мутантных аллелей маркеров можно доверять. Так как, олигонуклеотиды с мутантными и нормальными аллелями маркеров напечатаны друг под другом, то столбцы точек печати нормальных аллелей должны светиться все и во всех трех повторах, за исключением случаев, когда носитель какой либо мутации является гомозиготой по этой мутации. В случае гетерозиготности носителя по какой либо мутации, будут светиться точки печати и мутантного, и нормального вариантов. Один индивид может быть носителем нескольких мутаций в одном или разных генах, в гомозиготном или гетерозиготном состоянии, и эти факты дают основу для расчета рисков возникновения и развития рака молочной железы у носителя мутаций до проявления клинических симптомов заболевания.The washed microchip was scanned with a Agilent Technologies SureScan Microaaray Scanner and analyzed using Agilent Microarray Control software. In the general analysis, all the positive control points on the microchip scan are lit, but there are no negative control points, it was concluded that the procedures for isolating RNA, obtaining cDNA, labeling, hybridization and washing were carried out correctly, and positive signals from printing points of mutant marker alleles can be trusted. Since oligonucleotides with mutant and normal marker alleles are printed under each other, the columns of the printing points of normal alleles should all shine and in all three repetitions, except when the carrier of any mutation is homozygous for this mutation. If the carrier is heterozygous for any mutation, the print points of both the mutant and normal variants will light up. A single individual can be a carrier of several mutations in one or different genes, in a homozygous or heterozygous state, and these facts provide the basis for calculating the risks of breast cancer occurrence and development in a mutation carrier before clinical symptoms of the disease appear.
Пример конкретной реализации заявляемого способа, биочипа и набора олигонуклеотидов для диагностики предрасположенности к сколиозу.An example of a specific implementation of the proposed method, a biochip and a set of oligonucleotides for the diagnosis of predisposition to scoliosis.
На подложке из стекла размером 25×75×1 мм, покрытой материалом, обеспечивающим прочное сцепление олигонуклеотидов с поверхностью (SuperEpoxy 3 от Arrayit), иммобилизованы олигонуклеотиды, перечисленные в таблице 2, методом роботизированной печати на принтере микрочипов SpotBot® 2 от компании Arrayit.On a glass substrate of 25 × 75 × 1 mm in size coated with a material that provides strong adhesion of oligonucleotides to the surface (SuperEpoxy 3 from Arrayit), the oligonucleotides listed in Table 2 were immobilized by the method of robotic printing on a SpotBot® 2 microarray printer from Arrayit.
В качестве позитивных и негативных контролей, подтверждающих правильность выполнения всех операций по процессингу микрочипа и повышающих надежность анализа, на микрочипе иммобилизованы олигонуклеотиды, перечисленные в таблице 3.As positive and negative controls, confirming the correctness of all microchip processing operations and increasing the reliability of the analysis, the oligonucleotides listed in Table 3 are immobilized on the microchip.
Из клинического образца, 5 мл, венозной крови пациента с диагностированным идиопатическим сколиозом методом центрифугирования выделена лейкоцитарная фракция, из которой при помощи набора QIAamp DNA Mini Kit была выделена тотальная ДНК.A leukocyte fraction was isolated from a clinical sample, 5 ml, of venous blood from a patient with diagnosed idiopathic scoliosis by centrifugation, from which total DNA was isolated using the QIAamp DNA Mini Kit.
Выделенная ДНК была помечена методом ник-трансяции при помощи набора PromoFluor-550 Nick Translation Labeling Kit. Меченый зонд был очищен при помощи Fluorescent Probe Purification Kit от Arrayit.The isolated DNA was nick-transcribed using the PromoFluor-550 Nick Translation Labeling Kit. The labeled probe was cleaned using the Fluorescent Probe Purification Kit from Arrayit.
Меченый зонд смешали с буфером для гибридизации, поместили на напечатанный на стеклянном носителе микрочип под покровное стекло, и провели гибридизацию в герметичной гибридизационной камере при соответствующей температуре, обеспечивающей дискриминацию мутантных аллелей от аллелей дикого типа.A labeled probe was mixed with hybridization buffer, placed on a glass-printed microchip under a coverslip, and hybridized in a sealed hybridization chamber at an appropriate temperature to discriminate mutant alleles from wild-type alleles.
После гибридизации микрочипы были отмыты в серии буферов при условиях, обеспечивающих отмывку не специфически связавшихся зондов.After hybridization, the microarrays were washed in a series of buffers under conditions ensuring the washing of non-specifically bound probes.
Отмытый микрочип был отсканирован на сканнере SureScan Microaray Scanner от Agilent Technologies, и проанализирован при помощи программного обеспечения Agilent Microarray Control.The washed microchip was scanned on a SureScan Microaray Scanner from Agilent Technologies, and analyzed using Agilent Microarray Control software.
Если при общем анализе все позитивные контрольные точки на скане микрочипа светятся, а негативные контрольные точки нет, то сделан вывод, что процедуры выделения ДНК, мечения при помощи ник-трансляции (или другим способом), гибридизации и отмывки проведены правильно, и позитивным сигналам из точек печати мутантных аллелей маркеров можно доверять. Так как, олигонуклеотиды с мутантными и нормальными аллелями маркеров напечатаны друг под другом, то столбцы точек печати нормальных аллелей должны светиться все и во всех трех повторах, за исключением случаев, когда носитель какой либо мутации является гомозиготой по этой мутации. В случае гетерозиготности носителя по какой либо мутации, будут светиться точки печати и мутантного, и нормального вариантов. Один индивид может быть носителем нескольких мутаций в одном или разных генах, в гомозиготном или гетерозиготном состоянии, и эти факты дают основу для расчета рисков возникновения сколиоза у пациента еще до проявления клинических симптомов заболевания.If during the general analysis all the positive control points on the scan of the microchip glow, but no negative control points, then it was concluded that DNA extraction, labeling using nick translation (or another way), hybridization and washing were carried out correctly, and the positive signals from printing points of mutant marker alleles can be trusted. Since oligonucleotides with mutant and normal marker alleles are printed under each other, the columns of the printing points of normal alleles should all shine and in all three repetitions, except when the carrier of any mutation is homozygous for this mutation. If the carrier is heterozygous for any mutation, the print points of both the mutant and normal variants will light up. A single individual can be a carrier of several mutations in one or different genes, in a homozygous or heterozygous state, and these facts provide the basis for calculating the risks of scoliosis in a patient even before the clinical symptoms of the disease appear.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148361/10U RU158971U1 (en) | 2014-12-01 | 2014-12-01 | BIOCHIP |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148361/10U RU158971U1 (en) | 2014-12-01 | 2014-12-01 | BIOCHIP |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU158971U1 true RU158971U1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014148361/10U RU158971U1 (en) | 2014-12-01 | 2014-12-01 | BIOCHIP |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU158971U1 (en) |
-
2014
- 2014-12-01 RU RU2014148361/10U patent/RU158971U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107475371B (en) | Method for discovering pharmacogenomic biomarkers | |
JP2008526249A5 (en) | ||
JP2014533949A5 (en) | ||
WO2013170215A1 (en) | Methods for predicting and detecting cancer risk | |
CN102066573A (en) | Amplicon rescue multiplex polymerase chain reaction for amplificaton of multiple targets | |
JP5663491B2 (en) | Target nucleic acid detection method | |
KR20140087044A (en) | Method and system for detection of an organism | |
US20210363598A1 (en) | Compositions and methods for metagenome biomarker detection | |
WO2020061072A1 (en) | Method of characterizing a neurodegenerative pathology | |
CN108026583A (en) | HLA-B*15:02 single nucleotide polymorphism and its application | |
CA2982602A1 (en) | Metagenomic compositions and methods for the detection of breast cancer | |
US20200216903A1 (en) | Mitochondrial Disease Genetic Diagnostics | |
Farkas et al. | The suitability of matrix assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry in a laboratory developed test using cystic fibrosis carrier screening as a model | |
CN117417997A (en) | Genome biomarker combination for diagnosing keratoconus | |
KR102086204B1 (en) | Methods and kits for diagnosing or assessing the risk of cervical cancer | |
RU158971U1 (en) | BIOCHIP | |
KR20130041767A (en) | Normal-tension glaucoma susceptibility gene and method for using the same | |
JP6053681B2 (en) | Method and kit for diagnosing glaucoma in dogs | |
ES2445709T3 (en) | Method for the identification by molecular techniques of genetic variants that do not encode D (D-) antigen and encode altered C (C + W) antigen | |
RU2617936C2 (en) | Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer | |
TWI531654B (en) | Oligonucleotide probes, kit containing the same and method for pathotyping of h5 avian influenza viruses | |
JP2003144153A (en) | Method for detecting gene, primer for detecting gene, dna microarray and kit for detecting gene | |
RU2402771C2 (en) | Method of screening cardiovascular diseases and biochip for said method realisation | |
JP2023536385A (en) | Compositions and methods for detecting respiratory viruses, including coronaviruses | |
JP2021073993A (en) | Canine cataract testing method, canine cataract testing reagent, and canine cataract testing kit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161202 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20191204 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201202 |