RU2193069C2 - Method of detection of mutations of deoxyribonucleic acids using restrictases and kit for assay carrying out - Google Patents

Method of detection of mutations of deoxyribonucleic acids using restrictases and kit for assay carrying out Download PDF

Info

Publication number
RU2193069C2
RU2193069C2 RU99127314/13A RU99127314A RU2193069C2 RU 2193069 C2 RU2193069 C2 RU 2193069C2 RU 99127314/13 A RU99127314/13 A RU 99127314/13A RU 99127314 A RU99127314 A RU 99127314A RU 2193069 C2 RU2193069 C2 RU 2193069C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seeds
dna
detection
label
carriers
Prior art date
Application number
RU99127314/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99127314A (en
Inventor
Урсула БИЛИТЕВСКИ (DE)
Урсула БИЛИТЕВСКИ
Дирк КУЛЬМАЙЕР (DE)
Дирк КУЛЬМАЙЕР
Original Assignee
Гезелльшафт Фюр Биотехнологише Форшунг Мбх (Гбф)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гезелльшафт Фюр Биотехнологише Форшунг Мбх (Гбф) filed Critical Гезелльшафт Фюр Биотехнологише Форшунг Мбх (Гбф)
Publication of RU99127314A publication Critical patent/RU99127314A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2193069C2 publication Critical patent/RU2193069C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING 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
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6827Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
    • C12Q1/683Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism involving restriction enzymes, e.g. restriction fragment length polymorphism [RFLP]

Abstract

FIELD: genetic engineering, biochemistry. SUBSTANCE: invention relates to method of detection of mutations in DNA using restrictases. DNA segment in mutated genome subjected for analysis is copied by polymerase chain reaction. Labeled primers are used. The first label is used for binding DNA segment with carrier surface and the second label is used for detection of mutation. The selected restrictase is incubated with amplicon obtaining after polymerase chain reaction carrying out. Mutated segment is not cleaved if cleavage site is fallen out as result of mutation. After binding segment with carrier surface detection is performed and label of the second primer is removed in the case of DNA of "wild type" but it can be found in mutant. Method ensures to use a lot of labels that can detect mutation directly or indirectly. Invention proposes rapidly acting method for detection of definite genome mutations. EFFECT: enhanced effectiveness of method, decreased labor intensity. 12 cl, 11 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к способу обнаружения мутаций дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), причем одна ДНК амплифицируется с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), а получаемые в результате ампликоны разрезаются одним или более рестрикционными ферментами (рестриктазами) и подвергаются обнаружению, способ отличается тем, что используют две меченые затравки, причем метка первых затравок служит для связывания ампликонов с одним или более носителями, а метка вторых затравок - для обнаружения. Далее изобретение относится к набору для проведения вышеназванного способа, отличающемуся тем, что он включает две меченые затравки. The invention relates to a method for detecting mutations of deoxyribonucleic acids (DNA), wherein one DNA is amplified by polymerase chain reaction (PCR), and the resulting amplicons are cut by one or more restriction enzymes (restrictase enzymes) and are detected, the method is characterized in that two labeled seeds, the label of the first seeds used to bind amplicons with one or more carriers, and the label of the second seeds used to detect. The invention further relates to a kit for carrying out the above method, characterized in that it comprises two labeled seeds.

В процессе выявления человеческого генома показано значение дефектных генов в возникновении множества заболеваний. Так, например, при многих видах рака, при таких заболеваниях, как муковисцидоз, болезнь Альцгеймера, а также при развитии тромбозов наблюдаются изменения генетической информации, которые в определенных случаях вызывают возникновение названных заболеваний. Поэтому в медицинской диагностике все большее значение приобретает обнаружение подобных мутаций. In the process of identifying the human genome, the importance of defective genes in the occurrence of many diseases is shown. So, for example, with many types of cancer, with diseases such as cystic fibrosis, Alzheimer's disease, as well as with the development of thrombosis, changes in genetic information are observed, which in certain cases cause the occurrence of these diseases. Therefore, in medical diagnostics, the detection of such mutations is becoming increasingly important.

В настоящее время мутации часто обнаруживают с помощью так называемого рестрикционного анализа. При этом пользуются рестриктазами, способными распознавать двухцепочечную ДНК по определенным ее последовательностям и расщеплять ее в соответствующем сайте. В настоящее время идентифицировано около 500 различных рестриктаз более чем со 100 характерными для них сайтами расщепления. Эту высокую специфичность используют для обнаружения дефектов, ибо в пределы такого сайта расщепления фермента часто входит мутация, вызывающая болезненное изменение организма. Вследствие мутации сайт настолько изменяется, что исследуемая цепь не поддается расщеплению. В других случаях сайт, поддающийся расщеплению данным ферментом, появляется лишь в результате мутации, которая ранее не имела места. Currently, mutations are often detected using the so-called restriction analysis. In this case, restrictase enzymes are used that are able to recognize double-stranded DNA by its specific sequences and cleave it in the corresponding site. Currently, about 500 different restriction enzymes with more than 100 cleavage sites characteristic of them have been identified. This high specificity is used to detect defects, because a mutation that causes a painful change in the body often enters the boundaries of such an enzyme cleavage site. Due to the mutation, the site changes so much that the chain under investigation cannot be cleaved. In other cases, a site capable of being cleaved by this enzyme appears only as a result of a mutation that did not previously occur.

Для проведения стандартного анализа исследуемая геномная ДНК подвергается ПЦР, с помощью которой удается скопировать нужный участок ДНК, в пределах которого находится мутация. В этих целях используют так называемые праймеры - участки ДНК - (затравки), определяющие начало и конец амплифицированного участка ДНК. Далее, для проведения анализа нужны еще свободные нуклеотиды - фрагменты ДНК и полимераза - фермент, катализирующий образование исследуемых и копируемых сегментов ДНК. Далее, для проведения ПЦР используют еще прибор, термостат, обеспечивающий нужный температурный режим ПЦР. To conduct a standard analysis, the genomic DNA under investigation is subjected to PCR, with the help of which it is possible to copy the desired portion of the DNA within which the mutation is located. For this purpose, use the so-called primers - DNA sections - (seed), which determine the beginning and end of the amplified DNA section. Further, for analysis, free nucleotides are also needed - DNA fragments and polymerase - an enzyme that catalyzes the formation of the studied and copied DNA segments. Further, for conducting PCR, they also use a device, a thermostat, which provides the desired temperature regime of PCR.

После копирования исследуемого сегмента его расщепляют с помощью соответствующей рестриктазы. Последняя при определенных условиях после мутации расщепляет специфическую последовательность ДНК или же расщепления ДНК не происходит. В зависимости от концентрации фермента этот процесс может продолжаться несколько часов. After copying the test segment, it is digested with the appropriate restriction enzyme. The latter, under certain conditions, after a mutation cleaves a specific DNA sequence or DNA cleavage does not occur. Depending on the concentration of the enzyme, this process can take several hours.

До сих пор для анализа продукта не используют метод электрофореза в агарозном геле. Для этого в буферном растворе путем нагревания растворяют полимерагарозу и после охлаждения гелеобразный полисахарид выливают в прибор для проведения электрофореза. После полного охлаждения геля на него наносят пробы и при приложении разности потенциалов фрагменты ДНК начинают перемещаться в агарозном геле, причем степень перемещения зависит от их размера. Until now, agarose gel electrophoresis has not been used to analyze the product. To do this, polymegarose is dissolved in a buffer solution by heating, and after cooling, the gel-like polysaccharide is poured into an electrophoresis device. After the gel is completely cooled, samples are applied to it and, when a potential difference is applied, DNA fragments begin to move in the agarose gel, and the degree of movement depends on their size.

Фрагменты ДНК можно визуализировать, например, добавив флуоресцирующие интеркалаты, т.е. вещества, которые внедряются во фрагменты ДНК и становятся видимыми под действием УФ-излучения. Мутацию удается диагностицировать в том случае, когда в геле наблюдается специфическое изменение поведения относительно рестриктированного образца. DNA fragments can be visualized, for example, by adding fluorescent intercalates, i.e. substances that are introduced into DNA fragments and become visible under the influence of UV radiation. A mutation can be diagnosed when a specific change in behavior relative to a restricted sample is observed in the gel.

Для обнаружения мутации служат наряду с копированием интересующего фрагмента ДНК, сложные гель-электрофоретические методы, связанные с приготовлением соответствующих гелей, нанесением проб и периодами ожидания между отдельными операциями гель-электрофореза. To detect mutations, along with copying the DNA fragment of interest, complex gel electrophoretic methods associated with the preparation of the corresponding gels, application of samples and waiting periods between individual gel electrophoresis operations are used.

Указанные способы требуют больших затрат времени, они сложны и, следовательно, дорогостоящи. These methods are time consuming, they are complex and, therefore, expensive.

Задачей изобретения является разработка способа и соответствующего набора для его осуществления, с помощью которых удается обнаружить вышеописанные мутации просто и с высокой степенью воспроизводимости и прохождения проб, избегая недостатков гель-электрофореза. The objective of the invention is to develop a method and an appropriate kit for its implementation, with which it is possible to detect the above mutations simply and with a high degree of reproducibility and passage of samples, avoiding the disadvantages of gel electrophoresis.

Задача решается способом обнаружения мутаций дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), причем одна ДНК амплифицируется с помощью ПЦР, а получаемые в результате ампликоны разрезаются одной или более рестриктазами и подвергаются обнаружению, т.е. анализируются, отличающимся тем, что используют две меченые затравки, причем метка первых затравок служит для связывания ампликонов (скопированных фрагментов ДНК) с одним или более носителями, а метка вторых затравок - для обнаружения (анализа). The problem is solved by a method for detecting mutations of deoxyribonucleic acids (DNA), moreover, one DNA is amplified by PCR, and the resulting amplicons are cut with one or more restriction enzymes and are detected, i.e. are analyzed, characterized in that they use two labeled seeds, with the label of the first seeds used to bind amplicons (copied DNA fragments) with one or more carriers, and the label of the second seeds used for detection (analysis).

ПЦР, используемую при осуществлении настоящего способа, проводят обычным образом, причем в качестве затравок используют затравки вышеописанного типа. The PCR used in the implementation of the present method is carried out in the usual way, and the seeds of the type described above are used as seeds.

Согласно изобретению в качестве носителей предпочтительно используют такие, которые в условиях ПЦР также позволяют провести связывание первых затравок. При этом особо предпочтительными оказались носители, имеющие активированную поверхность, такие как обработанная соответствующим образом поверхность реакционного сосуда или микротитрационный планшет. According to the invention, preferably, carriers are used which, under PCR conditions, also allow the binding of the first seeds. In this case, carriers having an activated surface, such as a suitably treated surface of a reaction vessel or a microtiter plate, turned out to be particularly preferred.

Согласно предлагаемому способу первые затравки частично или полностью фиксируются на носителях либо до, либо во время, либо после ПЦР, в то время как вторые затравки предпочтительно присутствуют в реакционном растворе в свободном, т. е. не зафиксированном на носителях виде и в случае необходимости в избыточном количестве. Затравки могут добавляться в реакционный раствор либо одновременно, либо последовательно. According to the proposed method, the first seeds are partially or completely fixed on the media either before, during, or after PCR, while the second seeds are preferably present in the reaction solution in a free, i.e., not fixed on the media form and, if necessary, excess amount. Seeds can be added to the reaction solution either simultaneously or sequentially.

Вторые затравки предпочтительно должны иметь метки, легко обнаруживаемые обычными методами. The second seeds should preferably have labels that are easily detectable by conventional methods.

Согласно изобретению до, во время или после связывания сегментов ДНК (ампликонов, полученных в результате ПЦР) к носителям можно добавить одну или несколько рестриктаз, причем предпочтительно их добавление после процесса связывания. Согласно изобретению рестриктазы можно инкубировать с ампликонами. According to the invention, before, during or after binding of the DNA segments (amplicons obtained by PCR), one or more restriction enzymes can be added to the carriers, preferably after the binding process. According to the invention, restriction enzymes can be incubated with amplicons.

В качестве рестриктазы могут быть использованы все известные рестриктазы, при этом какой энзим или какие энзимы будут применяться в конкретном случае, зависит, конечно, от расщепляемой последовательности. As a restriction enzyme, all known restriction enzymes can be used, with which enzyme or enzymes to be used in a particular case, of course, depending on the cleavage sequence.

После фиксации ампликонов на подходящих носителях с помощью первых затравок и до и/или после расщепления предпочтительно, однако, после расщепления ампликона с помощью одной или более вышеуказанных рестриктаз ампликоны промываются пригодным промывным средством, например, при необходимости, деионизированной или дистиллированной водой, содержащей в случае необходимости добавки, например буферы. При осуществляемом после расщепления промывании удаляются расщепленные, но не зафиксированные сегменты ДНК. After fixing the amplicons on suitable carriers with the first seeds and before and / or after splitting, it is preferable, however, after splitting the amplicon with one or more of the above restriction enzymes, the amplicons are washed with a suitable washing agent, for example, if necessary, with deionized or distilled water containing, if necessary the need for additives, such as buffers. When washing is carried out after cleavage, cleaved but not fixed DNA segments are removed.

Согласно изобретению методы обнаружения выбирают так, чтобы имелась возможность обнаружить метку вторых затравок. При этом процесс обнаружения в соответствии с типом меток вторых затравок может осуществляться прямым или косвенным путем. According to the invention, the detection methods are chosen so that it is possible to detect the label of the second seeds. In this case, the detection process in accordance with the type of labels of the second seeds can be carried out directly or indirectly.

На практике биохимического анализа известно множество методов обнаружения. In the practice of biochemical analysis, many detection methods are known.

1. Сопряжение с веществами, непосредственно обнаруживаемыми спектроскопией. 1. Conjugation with substances directly detected by spectroscopy.

2. Использование ферментативных меток, которые превращают свой субстрат в фотохимически обнаруживаемые вещества. Преимущество последнего метода состоит в усилении связанного с этим измерительного сигнала. 2. The use of enzymatic labels, which turn their substrate into photochemically detectable substances. An advantage of the latter method is the amplification of the associated measurement signal.

Согласно первой форме осуществления изобретения (см. схему 1) сначала амплифицируется ДНК, и получаемые в результате ампликоны связываются с подходящим носителем, при этом метка на первой затравке служит фактором связывания. В случае необходимости первые затравки могут включать также несколько таких меток. According to a first embodiment of the invention (see Scheme 1), the DNA is first amplified and the resulting amplicons bind to a suitable carrier, with the label on the first seed serving as a binding factor. If necessary, the first seeds may also include several such labels.

Согласно второй форме выполнения изобретения (см. схему 2) первые затравки сначала связывают с соответствующим носителем, например с поверхностью сосуда, в котором протекает ПЦР. При этом выбираемый метод сопряжения должен удовлетворять граничным условиям ПЦР, например термостойкости. Реакция затем протекает в стандартных условиях, при этом вторая затравка не связана с носителем и относительно к первой затравке предпочтительно находится в избытке. According to a second embodiment of the invention (see Scheme 2), the first seeds are first bound to an appropriate carrier, for example, to the surface of a vessel in which PCR proceeds. In this case, the chosen pairing method should satisfy the PCR boundary conditions, for example, heat resistance. The reaction then proceeds under standard conditions, wherein the second seed is not bound to the carrier and is preferably in excess relative to the first seed.

Во время ПЦР в растворе образуется нужный сегмент ДНК, причем процессы гибридизации и амплификации, иницируемые уже связанной затравкой, происходят и на поверхности носителя. По окончании ПЦР получают желаемые продукты, которые непосредственно связаны с носителем. Затем удаляют промыванием излишки необходимых для проведения ПЦР исходных веществ (например, свободные нуклеотиды) и несвязанные продукты реакции. Потом расщепляют сегмент соответствующей рестриктазой, осуществляют в случае необходимости еще одну стадию промывки и, наконец, осуществляют вышеописанное обнаружение. During PCR, the desired DNA segment forms in the solution, and the hybridization and amplification processes initiated by the already bound seed also occur on the surface of the carrier. At the end of PCR, the desired products are obtained that are directly linked to the carrier. Then, the excess material necessary for PCR (e.g., free nucleotides) and unbound reaction products are removed by washing. The segment is then digested with the appropriate restriction enzyme, if necessary, another washing step is carried out, and finally, the above detection is carried out.

Согласно схеме 1 можно метить, например, биотином. На стадии 3 согласно этой схеме сопряжение с носителем осуществляется, например, с помощью микротитрационного планшета через связывающий биотин белок, например стрептавидин или авидин, который адсорбируется на поверхности носителя или ковалентно связывается, например, на поверхности лунок микротитрационного планшета. Микротитрационные планшеты, покрытые слоем стрептавидина, имеются в продаже (ф-ма Берингер, г. Мангейм). According to scheme 1, it is possible to label, for example, biotin. At stage 3, according to this scheme, pairing with the carrier is carried out, for example, by means of a microtiter plate through a biotin-binding protein, for example streptavidin or avidin, which is adsorbed on the surface of the carrier or covalently bound, for example, on the surface of the wells of a microtiter plate. Microtiter tablets coated with a streptavidin layer are commercially available (form Beringer, Mannheim).

Согласно схеме 2 для затравки 1 можно предусмотреть ковалентное сопряжение с носителем, например микротитрационным планшетом. В этих целях можно использовать, например, фосфорилированные затравки, которые в рамках карбодиимидной реакции могут реагировать с активированными соответствующим образом носителями. Примером подходящих функциональных групп носителя, например микротитрационного планшета, могут служить аминогруппы. Подобного рода миркотитрационные планшеты тоже доступны в торговле. According to Scheme 2, for seed 1, covalent conjugation with a carrier, for example a microtiter plate, can be provided. For this purpose, for example, phosphorylated seeds can be used, which, as part of the carbodiimide reaction, can react with carriers which are activated accordingly. An example of suitable functional groups of a carrier, for example a microtiter plate, are amino groups. Mirk-titration tablets of this kind are also commercially available.

В случае схем 1 и 2 можно использовать одни и те же метки для затравок 2. Подходящими примерами являются флуоресцеин и его производные, родамин и его производные, Су5 (флуоресцирующий краситель), Су3 (флуоресцирующий краситель) или соединения, подвергающиеся косвенному обнаружению. In the case of Schemes 1 and 2, the same labels can be used for seeds 2. Suitable examples are fluorescein and its derivatives, rhodamine and its derivatives, Cy5 (fluorescent dye), Cy3 (fluorescent dye) or compounds that are indirectly detected.

- Флуоресцирующие красители: в случае этих затравок возможно непосредственное последующее обнаружение с помощью подходящего флуориметра. - Fluorescent dyes: in the case of these seeds, direct subsequent detection with a suitable fluorimeter is possible.

- Дигоксин: возможно косвенное обнаружение после добавления меченого ферментом антитела. - Digoxin: indirect detection is possible after the addition of an enzyme-labeled antibody.

- Биотин: возможно косвенное обнаружение после добавления конъюгата авидина и фермента, например, после добавления авидина или стрептавидина. - Biotin: indirect detection is possible after the addition of an avidin conjugate and an enzyme, for example, after the addition of avidin or streptavidin.

Факт связывания соответствующего белка распознавания (антитела, авидина или стрептавидина) как в других анализах с микротитрационными планшетами можно обнаружить, добавив подходящие ферментные субстраты, в частности ферменты пероксидазы или щелочной фосфатазы (причем в результате реакции с ферментом получают окрашенные продукты), или же непосредственно, если процесс сопряжения осуществляется не на микротитрационных планшетах, а на подходящих детекторах. При этом подходящими детекторами могут служить, например, известные из техники биосенсоров планарные волноводы, на которых можно провести реакции сопряжения с помощью затравки 1, описанной выше для микротитрационных планшетов. The fact of binding of the corresponding recognition protein (antibodies, avidin or streptavidin) as in other assays with microtiter plates can be detected by adding suitable enzyme substrates, in particular peroxidase or alkaline phosphatase enzymes (moreover, colored products are obtained by reaction with the enzyme), or directly, if the pairing process is carried out not on microtiter tablets, but on suitable detectors. In this case, suitable detectors can be, for example, planar waveguides known from the biosensor technique, on which conjugation reactions can be carried out using the seed 1 described above for microtiter plates.

Согласно изобретению исследуемая ДНК, представляющая собой дикий тип или мутант, может иметь рестрикционный сайт. According to the invention, the studied DNA, which is a wild type or mutant, may have a restriction site.

а) Наличие рестрикционного сайта в неповрежденной ДНК дикого типа:
В случае возникновения мутации в интересующем участке ДНК удаляют рестрикционный сайт ДНК в соответствии с выбранным примером. При этом для предупреждения специфического распознавания и расщепления сегмента ферментом достаточно точечной мутации. В последующей стадии промывания до проведения собственно обнаружения можно удалить рестриктазу, исходные продукты для ПЦР и в случае необходимости продукты ПЦР, содержащие обнаруживаемую метку.
a) The presence of a restriction site in intact wild-type DNA:
In the event of a mutation in the DNA region of interest, the restriction site of the DNA is deleted in accordance with the selected example. Moreover, to prevent specific recognition and cleavage of the segment by an enzyme, a point mutation is sufficient. In the subsequent washing step, prior to the actual detection, the restriction enzyme, PCR starting products and, if necessary, PCR products containing the detectable label can be removed.

На стадии обнаружения анализируют наличие или отсутствие метки. В случае мутации ДНК имеет место обнаруживаемая метка, и в зависимости от выбранного типа метки наблюдается соответствующая реакция. В случае метки ферментом, например, наблюдается катализированная цветная реакция. В случае отсутствия мутации фермент способен к специфическому расщеплению и метка удаляется, так что определяемый сигнал отсутствует. At the detection stage, the presence or absence of the label is analyzed. In the case of a DNA mutation, a detectable label occurs, and an appropriate reaction is observed depending on the type of label selected. In the case of a label with an enzyme, for example, a catalyzed color reaction is observed. In the absence of mutation, the enzyme is capable of specific cleavage and the label is removed, so that the detected signal is absent.

б) Наличие рестрикционного сайта в мутированной ДНК:
В случае возникновения мутации в интересующем участке ДНК создают рестрикционный сайт ДНК в соответствии с выбранным примером. При этом для специфического распознавания и расщепления сегмента ферментом достаточно точечной мутации. В последующей стадии промывания до проведения собственно обнаружения можно удалить рестриктазу, исходные продукты для ПЦР и в случае необходимости выделенные продукты ПЦР, содержащие обнаруживаемую метку.
b) The presence of a restriction site in mutated DNA:
In the event of a mutation in the DNA region of interest, a DNA restriction site is created in accordance with the selected example. Moreover, for specific recognition and cleavage of a segment by an enzyme, a point mutation is sufficient. In the subsequent washing step, prior to the actual detection, the restriction enzyme, PCR starting products and, if necessary, isolated PCR products containing the detectable label can be removed.

На стадии обнаружения анализируют наличие или отсутствие метки. В случае мутации ДНК обнаруживаемая метка отсутствует, и реакции не происходит. В случае отсутствия мутации фермент не способен к специфическому расщеплению, и метка не удаляется, и, следовательно, получают определяемый сигнал. At the detection stage, the presence or absence of the label is analyzed. In the case of a DNA mutation, a detectable label is absent and no reaction occurs. In the absence of mutation, the enzyme is not capable of specific cleavage, and the label is not removed, and therefore, a detectable signal is obtained.

Изобретение ниже подробно поясняется чертежами, иллюстрирующими вышеописанный случай а) :
Схема 1 иллюстрирует первую последовательность стадий предлагаемого способа обнаружения. На фиг.1 изображена амплификация мишени с помощью меченых затравок. ПЦР проводят в пригодных для этого сосудах. На фиг.2 изображены маркированные метками продукты ПЦР. Один конец продуктов ПЦР имеет метку, служащую для последующего связывания с поверхностью носителя, а метка на другом их конце служит для обнаружения. Искомая последовательность, содержащая возможную мутацию, находится внутри пределов амплифицированных сегментов.
The invention is explained in detail below with drawings illustrating the above case a):
Scheme 1 illustrates the first sequence of steps of the proposed detection method. Figure 1 shows the amplification of the target using labeled seeds. PCR is carried out in suitable vessels. Figure 2 shows labeled PCR products. One end of the PCR products has a label that serves for subsequent binding to the surface of the carrier, and a label at the other end serves to detect. The desired sequence containing a possible mutation is within the limits of the amplified segments.

На фиг.3 изображен процесс связывания сегментов благодаря первой метке; на фиг. 4 изображен процесс воздействия рестриктазой, для того чтобы установить, удален или нет рестрикционный сайт вследствие мутации. В случае наличия мутации, как изображено на фиг.5, рестрикционный сайт отсутствует и обнаруживаемые метки не удаляются. Наоборот, в случае отсутствия мутации фермент способен к расщеплению. Простой промывкой можно отделить сегмент, вследствие чего связанная часть сегмента не дает сигнала. Figure 3 shows the process of linking segments due to the first label; in FIG. 4 depicts the process of exposure to a restriction enzyme in order to determine whether or not a restriction site has been deleted due to a mutation. In the case of a mutation, as shown in figure 5, the restriction site is absent and the detected labels are not deleted. Conversely, in the absence of mutation, the enzyme is capable of cleavage. A simple flushing can separate the segment, so that the connected part of the segment does not give a signal.

Схема 2 иллюстрирует вторую последовательность стадий предлагаемого способа обнаружения. На фиг.1 показано, что часть первой затравки, служащей для связывания с поверхностью носителя, имеется в связанном виде уже до начала ПЦР. Вторая затравка, которую можно обнаружить, имеется в избытке в растворе. На фиг.2 изображено, что по окончании ПЦР ампликон, содержащий исследуемую последовательность, зафиксирован на поверхности носителя. На фиг. 3 изображено добавление рестриктазы, которая, как выше описано, способна к расщеплению последовательности дикого типа, но не мутированной последовательности. На фиг. 4 изображен результат произведенного обнаружения. После (не изображенной) стадии промывки обнаруживаемая метка в случае мутации еще имеется на зафиксированном сегменте. Однако в случае дикого типа не получают сигнала, так как в связи с присутствием рестрикционного сайта рестриктаза может расщепить несущий метку сегмент, который после отделения удаляется промывкой. Scheme 2 illustrates the second sequence of steps of the proposed detection method. Figure 1 shows that part of the first seed, which serves to bind to the surface of the carrier, is in a bound form even before the start of PCR. The second seed that can be detected is in excess in solution. Figure 2 shows that at the end of the PCR amplicon containing the test sequence is fixed on the surface of the carrier. In FIG. 3 depicts the addition of a restrictase, which, as described above, is capable of cleaving a wild-type sequence, but not a mutated sequence. In FIG. 4 shows the result of the detection. After the (not shown) washing step, a detectable label in the case of a mutation is still on the fixed segment. However, in the case of the wild-type, no signal is obtained, since, due to the presence of the restriction site, the restriction enzyme can cleave the label-bearing segment, which is removed by washing after separation.

Изобретение относится также к набору для проведения предлагаемого способа, отличающемуся тем, что он включает две меченые затравки и, кроме того, предпочтительно содержит дополнительные свободные нуклеотиды и одну полимеразу. The invention also relates to a kit for carrying out the proposed method, characterized in that it includes two labeled seeds and, in addition, preferably contains additional free nucleotides and one polymerase.

При этом первая затравка служит для связывания продуктов ПЦР с одним или более носителями, а вторая - для обнаружения мутаций, причем используемый носитель предпочтительно имеет активированную поверхность. In this case, the first seed serves to bind PCR products to one or more carriers, and the second to detect mutations, and the used carrier preferably has an activated surface.

По сравнению с уровнем техники предлагаемые способ и набор имеют следующие преимущества. Compared with the prior art, the proposed method and kit have the following advantages.

- Описанные формы выполнения изобретения позволяют сэкономить время. Преимуществами обладает особенно вторая форма выполнения изобретения, так как и ПЦР, и анализ ее продуктов осуществляют в одном сосуде. Благодаря этому отпадает необходимость в переносе проб пипеткой из одного сосуда в другой, что упрощает обращение с ними и исключает возникновения ошибок, связанных с подобными операциями. - The described forms of carrying out the invention can save time. The second embodiment of the invention has particular advantages, since both PCR and the analysis of its products are carried out in one vessel. Due to this, there is no need to transfer samples with a pipette from one vessel to another, which simplifies handling and eliminates the occurrence of errors associated with such operations.

- В зависимости от типа обнаруживаемой метки мутацию обнаруживают сразу после расщепления ДНК рестриктазой, а не по окончании гель-электрофореза. - Depending on the type of label detected, a mutation is detected immediately after digestion with a restriction enzyme, and not at the end of gel electrophoresis.

- В клинической практике тестирование часто связано с большим количеством проб. Поэтому процесс обработки проб по известному способу обнаружения мутаций, основанному на гель-электрофорезе, очень трудоемок. Так как предлагаемый способ можно осуществить полностью на микротитрационных планшетах, он обладает преимуществом одновременной обработки, например, 96 (или 384) проб. - In clinical practice, testing is often associated with a large number of samples. Therefore, the process of processing samples using a known method for detecting mutations, based on gel electrophoresis, is very laborious. Since the proposed method can be carried out completely on microtiter tablets, it has the advantage of simultaneously processing, for example, 96 (or 384) samples.

- В случае гель-электрофореза приходится работать с токсичными соединениями внедрения (интеркалатами) ДНК. Используя предлагаемый способ, можно полностью отказаться от применения этих соединений. - In the case of gel electrophoresis, one has to work with toxic DNA intercalation compounds (intercalates). Using the proposed method, you can completely abandon the use of these compounds.

Пример 1. Example 1

Мутация в человеческом факторе V считается ответственной за повышение опасности возникновения тромбоза, поскольку она ингибирует распад гликопротеина фактора V серинпротеазой АБС (активированный белок С). Человеческий фактор V представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 330 кДа, который вступает в специфическое взаимодействие с АБС и, как правило, расщепляется ею в определенном сайте последовательности - в случае человеческого белка за Аrg 506 (аргинином - 506-ой аминокислотой белка). При исследовании последовательности соответствующего гена было найдено, что, когда в сайте 1, 691 нуклеотидной последовательности G (гуанин) заменен А (аденином), существует повышенный риск возникновения тромбоза. Эта мутация приводит к тому, что в белке Аrg 506 (продукт нуклеотидной последовательности CGA) заменен глютамином (Gln) (продукт нуклеотидной последовательности САА) и, следовательно, уже не происходит вышеописанного расщепления протеазой. Для обнаружения этой мутации используют затравки, с помощью которых в рамках ПЦР удается скопировать участок гена, включающий соответствующую нуклеотидную последовательность. В результате получают, например, фрагменты длиной 267 пар оснований. Тогда в случае наличия гуанина в сайте 1, 691 обработкой рестриктазой MnlI получают три фрагмента длиной 67, 37 и 163 пар оснований соответственно, поскольку фермент благодаря своей специфичности по последовательностям способен к расщеплению фрагмента гена по двум сайтам (после 67 и далее после 37 пар оснований). В случае наличия мутации до аденина отпадает второй сайт расщепления. В результате наблюдаются только два продукта расщепления длиной 67 и 200 пар оснований соответственно, так как вследствие мутации последовательность настолько изменяется, что используемый фермент уже не может действовать. Обнаружение отдельных фрагментов гена осуществляют методом гель-электрофореза. Эта информация в основном известна из публикации R. М. Bertina и др., Mutation in blood coagulation factor V associated with resistance to activated protein C, Nature, 369, 1994, 64-67. A mutation in human factor V is considered to be responsible for increasing the risk of thrombosis, since it inhibits the breakdown of factor V glycoprotein by ABS serine protease (activated protein C). Human factor V is a glycoprotein with a molecular weight of 330 kDa, which interacts specifically with ABS and, as a rule, is cleaved by it in a certain sequence site - in the case of a human protein, after Arg 506 (arginine is the 506th amino acid of the protein). When examining the sequence of the corresponding gene, it was found that when at site 1, 691 of the nucleotide sequence G (guanine) is replaced by A (adenine), there is an increased risk of thrombosis. This mutation leads to the fact that in the protein Arg 506 (the product of the nucleotide sequence of CGA) is replaced by glutamine (Gln) (the product of the nucleotide sequence of CAA) and, therefore, the above protease cleavage no longer occurs. In order to detect this mutation, seeds are used, with which it is possible to copy a portion of the gene, including the corresponding nucleotide sequence, within the framework of PCR. The result is, for example, fragments with a length of 267 base pairs. Then, in the case of the presence of guanine in site 1, 691 by treatment with restriction enzyme MnlI, three fragments of 67, 37 and 163 base pairs in length are obtained, respectively, since the enzyme, due to its sequence specificity, is capable of cleaving a gene fragment at two sites (after 67 and after after 37 base pairs ) In the case of a mutation to adenine, the second cleavage site disappears. As a result, only two cleavage products are observed with a length of 67 and 200 base pairs, respectively, since due to the mutation the sequence is so changed that the enzyme used can no longer act. Detection of individual gene fragments is carried out by gel electrophoresis. This information is mainly known from a publication by R. M. Bertina et al., Mutation in blood coagulation factor V associated with resistance to activated protein C, Nature, 369, 1994, 64-67.

Claims (12)

1. Способ обнаружения мутаций дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), при котором одну ДНК амплифицируют с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), а получаемые ампликоны разрезают одной или более рестриктазами и подвергают обнаружению, причем используют две меченые затравки и метка первых затравок служит для связывания ампликонов с одним или более носителями, а метка вторых затравок служит для обнаружения, отличающийся тем, что используют носители, которые могут связывать первые затравки также и в условиях ПЦР, причем сначала связывают первые затравки с носителями и потом с помощью вторых затравок амплифицируют ДНК. 1. A method for detecting mutations of deoxyribonucleic acids (DNA), in which one DNA is amplified by polymerase chain reaction (PCR), and the resulting amplicons are cut with one or more restrictase enzymes and detected, using two labeled seeds and the label of the first seeds serves to bind amplicons with one or more carriers, and the label of the second seeds serves to detect, characterized in that they use carriers that can bind the first seeds also in PCR conditions, and first bind The first seeds with carriers and then using the second seeds amplify the DNA. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что носители имеют активированную поверхность. 2. The method according to p. 1, characterized in that the carriers have an activated surface. 3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первые затравки до проведения ПЦР частично или полностью связывают с носителями, а вторые затравки, в случае необходимости, находятся в реакционном растворе в свободном виде. 3. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the first seeds before PCR are partially or completely associated with carriers, and the second seeds, if necessary, are in the reaction solution in free form. 4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что одну или несколько рестриктаз добавляют до, во время или после связывания ампликонов с носителями. 4. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that one or more restriction enzymes are added before, during or after binding of the amplicons to carriers. 5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что рестриктазы инкубируют с ампликонами. 5. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the restriction enzymes are incubated with amplicons. 6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после расщепления рестриктазами, в случае необходимости, осуществляют промывание и обнаруживают метки вторых затравок. 6. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that after cleavage with restrictase, if necessary, carry out washing and detect the labels of the second seeds. 7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что метод обнаружения выбирают в соответствии с меткой вторых затравок. 7. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the detection method is selected in accordance with the label of the second seeds. 8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что обнаружение осуществляют прямым или косвенным путем в соответствии с меткой вторых затравок. 8. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the detection is carried out directly or indirectly in accordance with the label of the second seeds. 9. Набор для проведения способа по одному из предыдущих пунктов, при этом набор включает две меченые затравки, отличающийся тем, что одна из затравок для связывания ампликонов связана с одним или более твердыми носителями, а вторая служит для обнаружения, причем со второй затравкой осуществляют амплификацию ДНК. 9. A kit for carrying out the method according to one of the preceding paragraphs, the kit includes two labeled seeds, characterized in that one of the seeds for binding amplicons is associated with one or more solid carriers, and the second serves for detection, and amplification is performed with the second seed DNA 10. Набор по п. 9, отличающийся тем, что он включает дополнительно свободные нуклеотиды, одну полимеразу и, по меньшей мере, одну рестриктазу. 10. The kit according to p. 9, characterized in that it further includes free nucleotides, one polymerase and at least one restrictase. 11. Набор по одному из предыдущих пп. 9 и 10, отличающийся тем, что он включает пригодный носитель предпочтительно с активированной поверхностью. 11. Set according to one of the preceding paragraphs. 9 and 10, characterized in that it includes a suitable carrier, preferably with an activated surface. 12. Набор по одному из пп. 9-11, отличающийся тем, что пригоден для обнаружения мутаций. 12. Set according to one of paragraphs. 9-11, characterized in that it is suitable for detecting mutations.
RU99127314/13A 1997-05-21 1997-09-10 Method of detection of mutations of deoxyribonucleic acids using restrictases and kit for assay carrying out RU2193069C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19721327.8 1997-05-21
DE19721327 1997-05-21
DE19739612 1997-09-09
DE19739612.7 1997-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99127314A RU99127314A (en) 2001-11-10
RU2193069C2 true RU2193069C2 (en) 2002-11-20

Family

ID=26036720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99127314/13A RU2193069C2 (en) 1997-05-21 1997-09-10 Method of detection of mutations of deoxyribonucleic acids using restrictases and kit for assay carrying out

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0983379A1 (en)
JP (1) JP2001525678A (en)
AU (1) AU737771B2 (en)
CA (1) CA2290510A1 (en)
RU (1) RU2193069C2 (en)
WO (1) WO1998053098A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPR221400A0 (en) 2000-12-20 2001-01-25 Murdoch Childrens Research Institute, The Diagnostic assay
CA2519362A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-30 The University Of British Columbia Plasminogen activator inhibitor-1 (pai-1) haplotypes useful as indicators of patient outcome

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118605A (en) * 1984-10-16 1992-06-02 Chiron Corporation Polynucleotide determination with selectable cleavage sites
CA2062943A1 (en) * 1990-04-30 1991-10-31 Lori Lan Cho Cheung Method of establishing identity
WO1995002068A1 (en) * 1993-07-09 1995-01-19 Wakunaga Seiyaku Kabushiki Kaisha Method of discriminating nucleic acid and testing set for discriminating nucleic acid
WO1995025538A1 (en) * 1994-03-18 1995-09-28 The General Hospital Corporation Cleaved amplified rflp detection methods
FR2718461B1 (en) * 1994-04-07 1996-05-15 Cis Bio Int Method for detecting a restriction site in a DNA sequence.
US5851770A (en) * 1994-04-25 1998-12-22 Variagenics, Inc. Detection of mismatches by resolvase cleavage using a magnetic bead support
EP0843736B1 (en) * 1995-05-11 1999-12-22 Ulf Landegren Detection of mismatches by resolvase cleavage on a solid support
US5753439A (en) * 1995-05-19 1998-05-19 Trustees Of Boston University Nucleic acid detection methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Г.Маниатис и др. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. - М.: 1984, с.205-224. *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2290510A1 (en) 1998-11-26
AU4302297A (en) 1998-12-11
AU737771B2 (en) 2001-08-30
JP2001525678A (en) 2001-12-11
EP0983379A1 (en) 2000-03-08
WO1998053098A1 (en) 1998-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3738910B2 (en) Hybridization-ligation analysis to detect specific nucleic acid sequences
AU2008217678B9 (en) Method and test kit for determining the amounts of target sequences and nucleotide variations therein
US6428964B1 (en) Method for alteration detection
EP0664339A1 (en) Method of discriminating nucleic acid and testing set for discriminating nucleic acid
US20050214809A1 (en) Real-time detection of nucleic acids and proteins
JPH0343099A (en) Assay of sequence utilizing multiplied gene
JP2761159B2 (en) Method for detecting complementary nucleic acid sequence and kit therefor
JP3752466B2 (en) Genetic testing method
CN116829735A (en) Method for detecting target nucleic acid sequence
US6270972B1 (en) Kit for detecting nucleic acid sequences using competitive hybridization probes
RU2193069C2 (en) Method of detection of mutations of deoxyribonucleic acids using restrictases and kit for assay carrying out
JP4672234B2 (en) Method and test kit for quantification of variation in polynucleotide content in a cell or tissue sample
US6027879A (en) Detection and isolation of nucleic acid sequences using a bifunctional hybridization probe
JP4871481B2 (en) Methods for detecting and characterizing the activity of proteins involved in damage and DNA repair
US20040110179A1 (en) Method for alteration detection
JP2003533994A5 (en)
CN112858693A (en) Biomolecule detection method
US20090011944A1 (en) Method and test kit for detecting nucleotide variations
JP2004521630A (en) Methods for change detection
JP2002527080A (en) Method for measuring transcription factor activity and its technical use
RU2247781C2 (en) Method for assay of mononucleotide changes in known nucleic acid sequences
JP2001522243A (en) Amplification-based mutation detection
JP2002209584A (en) Method for detecting nucleotide polymorphism
JP2005160430A (en) Method for inspection of gene sequence
JPH0646899A (en) Rapid testing for detecting nucleic acid bond factor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030911