RU2270254C2 - Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor - Google Patents

Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2270254C2
RU2270254C2 RU2004113570/13A RU2004113570A RU2270254C2 RU 2270254 C2 RU2270254 C2 RU 2270254C2 RU 2004113570/13 A RU2004113570/13 A RU 2004113570/13A RU 2004113570 A RU2004113570 A RU 2004113570A RU 2270254 C2 RU2270254 C2 RU 2270254C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biochip
pcr
hybridization
dna
results
Prior art date
Application number
RU2004113570/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004113570A (en
Inventor
Андрей Дарьевич Мирзабеков (умер)
дунов Дмитрий Александрович Гр (RU)
Дмитрий Александрович Грядунов
Владимир Михайлович Михайлович (RU)
Владимир Михайлович Михайлович
Александр Сергеевич Заседателев (RU)
Александр Сергеевич Заседателев
Георгий Александрович Романов (RU)
Георгий Александрович Романов
Владимир Васильевич Кузнецов (RU)
Владимир Васильевич Кузнецов
Владимир Дылыкович Цыдендамбаев (RU)
Владимир Дылыкович Цыдендамбаев
Игорь Анатольевич Митрохин (RU)
Игорь Анатольевич Митрохин
Елена Михайловна Крылова (RU)
Елена Михайловна Крылова
Original Assignee
Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук
Институт Физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук
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 Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук, Институт Физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук filed Critical Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук
Priority to RU2004113570/13A priority Critical patent/RU2270254C2/en
Publication of RU2004113570A publication Critical patent/RU2004113570A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2270254C2 publication Critical patent/RU2270254C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: molecular biology, gene engineering.
SUBSTANCE: invention relates to method for detection of typical marker foreign DNA sequences, usable in plant modification, in transgenic plant materials and products made of the same. Claimed identification method includes carrying out of multiplex polymerase chain reaction on the base of DNA isolated from tested material followed by hybridization of fluorescent labeled reaction products on specialized bioarrays. Hybridization data are registered by control and program complex and identification of foreign genes and regulatory zones thereof in tested material is carried out, and obtained results are quantitatively interpreted.
EFFECT: method for large scale screening of plant materials and products obtained from the same.
5 cl, 5 dwg, 2 tbl, 4 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области генной инженерии растений, молекулярной биологии, биобезопасности, фитобиотехнологии и защите окружающей среды, в частности к способам выявления и идентификации типичных инсерций ДНК, используемых при генетической трансформации растений, в генетически модифицированном растительном материале и продуктах на его основе. Изобретение включает специфический набор олигонуклеотидных зондов, структуру биочипа, методику подготовки образца растительной ДНК к процедуре гибридизации на биочипе, способы регистрации и интерпретации результатов.The invention relates to the field of plant genetic engineering, molecular biology, biosafety, phytobiotechnology and environmental protection, in particular to methods for identifying and identifying typical DNA insertions used in the genetic transformation of plants in genetically modified plant material and products based on it. The invention includes a specific set of oligonucleotide probes, a biochip structure, a method for preparing a plant DNA sample for hybridization on a biochip, methods for recording and interpreting the results.

Уровень техникиState of the art

Для обнаружения трансгенных компонентов растительного происхождения известен способ использования антител для идентификации чужеродных белков (Stave J.W. Food Control, 1999, vol.10, pp.367-374).To detect transgenic components of plant origin, a method is known for using antibodies to identify foreign proteins (Stave J.W. Food Control, 1999, vol. 10, pp. 367-374).

Этим способом можно выявлять присутствие чужеродных белков лишь заведомо известной природы, причем на каждый возможный трансгенный белок нужно наработать свой тип антител. Белки сами по себе, как правило, нестабильны и в ходе обработки сырья при изготовлении пищевых продуктов могут легко менять конформацию и целостность, становясь вследствие этого недоступными для обнаружения с помощью антител. Чувствительность способа выявления чужеродных белков на основе антител не всегда достаточна для надежного обнаружения малых количеств белка в трансгенных продуктах.In this way, it is possible to detect the presence of foreign proteins of only a known nature, and each type of transgenic protein needs to develop its own type of antibody. Proteins themselves are usually unstable and, during the processing of raw materials in the manufacture of food products, can easily change conformation and integrity, thereby becoming inaccessible to detection with antibodies. The sensitivity of the method for detecting foreign antibodies-based proteins is not always sufficient for reliable detection of small amounts of protein in transgenic products.

Другим известным способом обнаружения трансгенных компонентов растительного происхождения является анализ ДНК с применением метода полимеразной цепной реакции (ПНР), в частности, для идентификации в составе ДНК промотора 35S вируса мозаики цветной капусты и nos-терминатора агробактерии A.tumefaciens (Lipp M., Brodmann P., Pietsch К., Pauwels J., Anklam E. Journal of AOAC International, 1999, vol.82, №4, pp.923-928).Another known method for detecting transgenic components of plant origin is DNA analysis using the method of polymerase chain reaction (NDP), in particular, to identify the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus and the nos terminator of the agrobacterium A.tumefaciens (Lipp M., Brodmann P ., Pietsch K., Pauwels J., Anklam E. Journal of AOAC International, 1999, vol. 82, No. 4, pp. 923-928).

Метод, основанный на выявлении в испытуемых пробах трансгенной ДНК, более чувствителен и надежен, чем метод анализа белков, т.к. ДНК как биополимер более стабильна по сравнению с белком. Кроме того, появляется возможность выявлять не только экспрессирующиеся участки генома, но и вспомогательные, такие как промоторы и терминаторы транскрипции.The method based on the detection of transgenic DNA in the test samples is more sensitive and reliable than the protein analysis method, because DNA as a biopolymer is more stable than protein. In addition, it becomes possible to identify not only expressed genome regions, but also auxiliary ones, such as promoters and transcription terminators.

Однако получившая распространение методика на основе тестирования одного промотора (35S) и одного терминатора (nos) с помощью традиционной ПЦР (Lipp M. et al., 1999) имеет ряд недостатков и на сегодняшний день малоэффективна, т.к. значительная доля (до 30-50%) трансгенных растений создается с применением иных промоторов и терминаторов. Кроме того, использование фрагментов ДНК фитопатогенов как маркеров может приводить к ложно-позитивным результатам в случае, если исходные растения были заражены соответствующими вирусами и/или бактериями. Выявляемые с помощью традиционной ПЦР фрагменты ДНК имеют длину около 200 пар оснований (Lipp M. et al., 1999), что означает, что в случае распада ДНК, например, при термической обработке исходного сырья, до фрагментов меньшей длины данный метод идентификации трансгенов оказывается непригодным. Также серьезным недостатком метода традиционной ПЦР является визуальный характер оценки результатов, что может приводить к их ложной интерпретации и не позволяет определять количественные соотношения. Следует отметить, что описанная методика ПЦР, использующая в качестве ДНК-мишеней две детерминанты трансгенности, малоперспективна, т.к. намечается отказ от применения в практике генетической инженерии растений регуляторных фрагментов ДНК из патогенных микроорганизмов.However, the widely used technique based on testing one promoter (35S) and one terminator (nos) using traditional PCR (Lipp M. et al., 1999) has a number of disadvantages and is currently ineffective, because a significant proportion (up to 30-50%) of transgenic plants is created using other promoters and terminators. In addition, the use of DNA fragments of phytopathogens as markers can lead to false-positive results if the original plants were infected with the corresponding viruses and / or bacteria. DNA fragments detected by conventional PCR have a length of about 200 base pairs (Lipp M. et al., 1999), which means that in the case of DNA decomposition, for example, by heat treatment of the feedstock, this method of transgenic identification turns out to be shorter fragments unsuitable. Another serious drawback of the traditional PCR method is the visual nature of the evaluation of the results, which can lead to their false interpretation and does not allow to determine the quantitative ratio. It should be noted that the described PCR method using two determinants of transgenicity as DNA targets is unpromising, because It is planned to abandon the use of regulatory DNA fragments from pathogenic microorganisms in the practice of plant genetic engineering.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей настоящего изобретения является создание нового метода идентификации генетически модифицированных растений и продуктов на их основе, для устранения недостатков известных методов.The objective of the present invention is to provide a new method for identifying genetically modified plants and products based on them, to eliminate the disadvantages of known methods.

Эта задача решается новым способом обнаружения последовательностей трансгенной ДНК в растительном материале и продуктах на основе этого материала. В заявленном методе предложено использование мультиплексной ПЦР для одновременной амплификации фрагментов генов и регуляторных элементов, используемых при трансформации ДНК растений. Присутствие или отсутствие набора трансгенных последовательностей ДНК определяют с помощью гибридизации на специально подобранных олигонуклеотидах-зондах, иммобилизованных на изготовленных для этой цели биочипах. Метод включает также способы регистрации и интерпретации результатов анализа.This problem is being solved by a new method for detecting transgenic DNA sequences in plant material and products based on this material. In the claimed method, the use of multiplex PCR for the simultaneous amplification of gene fragments and regulatory elements used in the transformation of plant DNA is proposed. The presence or absence of a set of transgenic DNA sequences is determined by hybridization on specially selected probe oligonucleotides immobilized on biochips made for this purpose. The method also includes methods for recording and interpreting analysis results.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Сущность изобретения заключается в новом подходе для обнаружения генетических детерминант трансгенности в растительном материале и продуктах на его основе, с использованием олигонуклеотидного биочипа. Метод основан на мультиплексной ПЦР с использованием специфичных праймеров, комплементарных последовательностям исследуемых генов и регуляторных элементов, с последующей гибридизацией этих фрагментов на биочипе, содержащем оригинальный набор дифференцирующих олигонуклеотидов.The essence of the invention is a new approach for the detection of genetic determinants of transgenicity in plant material and products based on it, using an oligonucleotide biochip. The method is based on multiplex PCR using specific primers complementary to the sequences of the studied genes and regulatory elements, followed by hybridization of these fragments on a biochip containing an original set of differentiating oligonucleotides.

Применение указанных праймеров позволяет амплифицировать фрагменты небольшого размера - около 100 п.о. - трансгенной ДНК, если таковая присутствует в геноме испытуемого источника. Получаемые одноцепочечные флуоресцентно меченые фрагменты ДНК способны вступать в специфическое гибридизационное взаимодействие с олигонуклеотидами, иммобилизованными на биочипе. Известный порядок расположения олигонуклеотидов на биочипе дает возможность установить, какие именно маркерные гены и регуляторные элементы входят в состав трансгенной ДНК. Разработанные условия гибридизации обеспечивают высокую степень дифференциации между теми ячейками биочипа, где произошла гибридизация, и теми, где специфических гибридов не возникло. Дизайн праймеров и олигонуклеотидов обеспечивает абсолютную специфичность их взаимодействия с искомыми трансгенными последовательностями ДНК. При этом иммобилизованный олигонуклеотид имеет иную последовательность, чем праймеры для амплификации, что исключает возможность гибридизации в ячейке какой-либо случайно амплифицированной флуоресцентно меченой ДНК. Визуальная регистрация результатов гибридизации дополнена количественной регистрацией на основе специально приспособленной компьютерной программы, позволяющей точно определить степень превышения сигнала над уровнем фона.The use of these primers allows amplification of small fragments of about 100 bp. - transgenic DNA, if any, is present in the genome of the test source. The resulting single-stranded fluorescently labeled DNA fragments are able to enter into specific hybridization interactions with oligonucleotides immobilized on a biochip. The known arrangement of oligonucleotides on the biochip makes it possible to determine which marker genes and regulatory elements are part of transgenic DNA. The developed hybridization conditions provide a high degree of differentiation between those cells of the biochip where hybridization has occurred and those where specific hybrids have not arisen. The design of primers and oligonucleotides provides the absolute specificity of their interaction with the desired transgenic DNA sequences. In this case, the immobilized oligonucleotide has a different sequence than the amplification primers, which excludes the possibility of hybridization in the cell of any randomly amplified fluorescently labeled DNA. Visual registration of the results of hybridization is supplemented by quantitative registration based on a specially adapted computer program that allows you to accurately determine the degree to which the signal exceeds the background level.

Принципиальная схема обнаружения фрагментов трансгенной ДНКThe concept of detecting fragments of transgenic DNA

К выделенной из образца ДНК добавляют несколько пар праймеров, специфичных к консервативным областям маркерных генов и регуляторных участков ДНК, обычно используемых при трансформации растений. Проводят реакцию мультиплексной ПЦР в выбранном режиме. Накопление флуоресцентно меченых одноцепочечных ПЦР-продуктов достигается за счет избытка в каждой из пар одного из праймеров, содержащего на 5'-конце флуоресцентную метку. Полученные продукты ПЦР гибридизуют на биочипе с иммобилизованными зондами, комплементарными последовательностям фрагментов детектируемых генов и/или регуляторных элементов.Several pairs of primers specific to the conserved regions of marker genes and regulatory regions of DNA commonly used in plant transformation are added to the DNA extracted from the sample. Conduct a multiplex PCR reaction in the selected mode. The accumulation of fluorescently labeled single-chain PCR products is achieved due to the excess in each of the pairs of one of the primers containing a fluorescent label at the 5'-end. The resulting PCR products are hybridized on a biochip with immobilized probes complementary to the sequences of fragments of the detected genes and / or regulatory elements.

Биочипы представляют собой массив микроячеек гидрогеля, закрепленных на поверхности стекла. В ячейках иммобилизован набор олигонуклеотидов, гомологичных фрагментам трансгенных последовательностей ДНК. Каждая из ячеек содержит индивидуальный ковалентно иммобилизованный олигонуклеотид, причем иммобилизованные олигонуклеотиды имеют иную последовательность, чем праймеры на те же гены. Помимо этого, на биочипе расположены ячейки с неспецифическими олигонуклеотидами, выполняющие роль отрицательного контроля гибридизации, а также ячейки, маркированные флуоресцентным красителем и предназначенные для правильной ориентации биочипа. Позиция на биочипе всех ячеек, как опытных, так и контрольных, строго детерминирована. Поверхность биочипа, на которой расположены микроячейки, закрыта пластиковьм корпусом гибридизационной камеры, которая вместе со стеклом образует замкнутое пространство, служащее для проведения гибридизации. Корпус камеры снабжен отогнутым краем для удаления камеры после проведения гибридизации и двумя отверстиями для внесения образца, которые герметизируются при помощи липкой ленты.Biochips are an array of hydrogel microcells mounted on a glass surface. A set of oligonucleotides homologous to fragments of transgenic DNA sequences is immobilized in the cells. Each cell contains an individual covalently immobilized oligonucleotide, and the immobilized oligonucleotides have a different sequence than the primers for the same genes. In addition, cells with non-specific oligonucleotides are located on the biochip, which play the role of a negative control of hybridization, as well as cells marked with a fluorescent dye and intended for the correct orientation of the biochip. The position on the biochip of all cells, both experimental and control, is strictly determined. The surface of the biochip, on which the microcells are located, is closed by the plastic casing of the hybridization chamber, which together with the glass forms an enclosed space serving for hybridization. The camera body is equipped with a bent edge to remove the camera after hybridization and two holes for the introduction of the sample, which are sealed with adhesive tape.

Изучаемые фрагменты ДНК образуют совершенные стабильные гибридизационные дуплексы только с соответствующими (полностью комплементарными) олигонуклеотидами. Со всеми остальными олигонуклеотидами изучаемые фрагменты ДНК могут формировать лишь нестабильные несовершенные дуплексы. Дифференциацию совершенных и несовершенных дуплексов выполняют путем сравнения интенсивностей флуоресценции ячеек, в которых образовались дуплексы. Интенсивность сигнала в ячейке, в которой образовался совершенный гибридизационный дуплекс, во много раз выше, чем в ячейке, где мог формироваться лишь несовершенный дуплекс. При этом детерминированный порядок расположения олигонуклеотидов в ячейках биочипа дает возможность установить, какие именно маркерные гены и регуляторные элементы входят в состав трансгенной ДНК. Результаты гибридизации могут быть интерпретированы однозначно как визуально, так и с помощью программы "Imageware", входящей в состав аппаратно-программного комплекса "Чипдетектор-03" для анализа флуоресцентных изображений, получаемых на биочипах.The studied DNA fragments form perfect stable hybridization duplexes only with the corresponding (fully complementary) oligonucleotides. With all other oligonucleotides, the studied DNA fragments can form only unstable imperfect duplexes. The differentiation of perfect and imperfect duplexes is performed by comparing the fluorescence intensities of the cells in which the duplexes formed. The signal intensity in the cell in which the perfect hybridization duplex was formed is many times higher than in the cell where only imperfect duplex could be formed. In this case, the determinate arrangement of oligonucleotides in the cells of the biochip makes it possible to establish which marker genes and regulatory elements are part of transgenic DNA. Hybridization results can be interpreted uniquely both visually and using the Imageware program, which is part of the Chipdetector-03 hardware and software complex for analyzing fluorescence images obtained on biochips.

Таким образом, одним из аспектов изобретения является набор специфических олигонуклеотидов, приведенных в таблице 1, используемых в качестве праймеров для ПЦР в способе идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе такого материала.Thus, one aspect of the invention is a set of specific oligonucleotides shown in Table 1, used as primers for PCR in a method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on such material.

Еще одним аспектом изобретения является биочип, представляющий собой микроматрицу с ячейками, одни из которых содержат иммобилизованные олигонуклеотиды-зонды, другие - олигонуклеотиды для контроля на процедуру тестирования, а третьи - флуоресцентные красители для правильной ориентации биочипа при регистрации результатов, отличающийся тем, что в качестве зондов использованы олигонуклеотиды, приведенные в таблице 2, комплементарные фрагментам типичных маркерных и вспомогательных последовательностей ДНК, используемых при генетической трансформации растений.Another aspect of the invention is a biochip, which is a microarray with cells, some of which contain immobilized probe oligonucleotides, others are oligonucleotides for monitoring the test procedure, and others are fluorescent dyes for the correct orientation of the biochip when recording results, characterized in that as probes used oligonucleotides shown in table 2, complementary to fragments of typical marker and auxiliary DNA sequences used in genetic plant transformation.

Следующим аспектом изобретения является способ идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе такого материала, включающий анализ ДНК при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) и регистрацию результатов анализа, отличающийся тем, что: а) ПЦР проводят на препарате ДНК в виде мультиплексной реакции с получением флуоресцентно меченого продукта, при этом используют специфические пары праймеров, один из которых флуоресцентно мечен и присутствует в избытке по отношению ко второму немеченому праймеру; б) результаты ПЦР анализируют с помощью гибридизации на биочипе и в) результаты анализа регистрируют с помощью алпаратно-программного комплекса, позволяющего отображать флуоресценцию ячеек биочипа на экране компьютера, количественно определять флуоресцентный сигнал в любой точке биочипа, определять отношение флуоресцентного сигнала к фону в каждой ячейке биочипа и соответственно соотношение флуоресцентных сигналов в ячейках.Another aspect of the invention is a method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on such material, including DNA analysis by polymerase chain reaction (PCR) and recording the results of the analysis, characterized in that: a) PCR is carried out on the DNA preparation in the form of multiplex reactions to obtain a fluorescently labeled product, using specific pairs of primers, one of which is fluorescently labeled and is present in excess relative to the second unlabeled mu primer; b) the PCR results are analyzed using hybridization on a biochip and c) the analysis results are recorded using an hardware-software complex that displays the fluorescence of the biochip cells on a computer screen, quantifies the fluorescence signal at any point of the biochip, determines the ratio of the fluorescent signal to the background in each cell biochip and, accordingly, the ratio of fluorescent signals in the cells.

В способе согласно изобретению регистрация результатов гибридизации по п.3(в) может быть выполнена с помощью аппаратно-программного комплекса "Чипдетектор-03", который позволяет преобразовать полученные результаты в цифровом формате и производить последующую математическую обработку.In the method according to the invention, the registration of the results of hybridization according to claim 3 (c) can be performed using the Chipdetector-03 hardware-software complex, which allows you to convert the obtained results in digital format and perform subsequent mathematical processing.

Кроме того, в способе по изобретению при необходимости усиления гибридизационного сигнала реакцию ПЦР по п.3(а) можно проводить в две стадии, сначала как симметричную мультиплексную ПЦР, а затем как асимметричную мультиплексную ПЦР с включением флуоресцентно меченых праймеров.In addition, in the method according to the invention, if it is necessary to amplify the hybridization signal, the PCR reaction according to claim 3 (a) can be carried out in two stages, first as a symmetric multiplex PCR, and then as an asymmetric multiplex PCR with the inclusion of fluorescently labeled primers.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленный способ отличается от вышеописанного метода идентификации двух регуляторных элементов трансгенной ДНК с помощью традиционной ПЦР по нескольким параметрам. Во-первых, заявленный способ позволяет существенно увеличить число детектируемых мишеней и, в то же время, снизить трудоемкость благодаря использованию мультиплексной ПЦР. Во-вторых, процедура гель-электрофореза прототипа, связанная с применением токсических веществ и ручного труда, заменена в заявленном способе на гибридизацию на биочипе, практически не требующую трудовых затрат и участия персонала. В-третьих, размеры амплифицируемых фрагментов в заявленном способе существенно меньше, чем в прототипе, что позволяет анализировать существенно более деградированную ДНК. В-четвертых, применение в заявленном способе регистрации результатов с помощью специального аппаратно-программного комплекса "Чипдетектор-03" позволяет установить уровень интенсивности флуоресцентного сигнала в каждой ячейке и однозначно интерпретировать результаты гибридизации.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed method differs from the above method for identifying two regulatory elements of transgenic DNA using traditional PCR in several ways. Firstly, the claimed method can significantly increase the number of detected targets and, at the same time, reduce the complexity due to the use of multiplex PCR. Secondly, the prototype gel electrophoresis procedure associated with the use of toxic substances and manual labor is replaced in the claimed method with a biochip hybridization that practically does not require labor costs and personnel participation. Thirdly, the size of the amplified fragments in the claimed method is significantly smaller than in the prototype, which allows you to analyze a significantly more degraded DNA. Fourth, the application in the claimed method of recording results using a special hardware-software complex "Chipdetector-03" allows you to set the intensity level of the fluorescent signal in each cell and uniquely interpret the results of hybridization.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1. Схема биочипа для идентификации трансгенных растительных объектов.Figure 1. Biochip scheme for identification of transgenic plant objects.

Фиг.2. Результат гибридизации на биочипе. Обнаружение маркерных генов npt и gus, промоторов nos и 35S в образце ДНК из картофеля сорта Desiree.Figure 2. The result of hybridization on a biochip. Detection of npt and gus marker genes, nos and 35S promoters in a DNA sample from Desiree potato.

Фиг.3. Результат гибридизации на биочипе. Обнаружение маркерного гена npt, промотора nos, терминатора ocs в образце ДНК из трансгенного табака.Figure 3. The result of hybridization on a biochip. Detection of the npt marker gene, nos promoter, ocs terminator in a DNA sample from transgenic tobacco.

Фиг.4. Результат гибридизации на биочипе. Обнаружение маркерного гена npt в образце ДНК из продукта питания.Figure 4. The result of hybridization on a biochip. Detection of the npt marker gene in a DNA sample from a food product.

Фиг.5. Результат гибридизации на биочипе образца ДНК из нетрансформированного растения.Figure 5. The result of hybridization on a biochip of a DNA sample from an untransformed plant.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Заявленный способ осуществляют следующим образом. Непосредственно перед испытанием готовят смесь в микропробирках для проведения мультиплексной ПЦР, в состав которой входят: реакционный буфер для ПЦР; смесь дезоксинуклеотид-трифосфатов в концентрации 200 мкМ каждого; несколько пар праймеров в количестве 5-10 пмолей для флуоресцентно меченых праймеров и 0,5-2 пмолей для немеченых праймеров; 12,5 единиц активности термостабильной Taq ДНК-полимеразы, а также испытуемая суммарная ДНК в количестве 1-3 мкг на пробу. Состав праймеров представлен в таблице 1. Микропробирки помещают в программируемый термостат-термоциклер и проводят реакцию ПЦР в следующем режиме: денатурация при 95°С - 30 с (в первом цикле - 5 мин), отжиг при 60(±5)°С - 30 с, элонгация при 72°С - 30 с (в последнем цикле - 5 мин), всего порядка 35-45 циклов.The claimed method is as follows. Immediately before the test, a mixture is prepared in microtubes for conducting multiplex PCR, which includes: a reaction buffer for PCR; a mixture of deoxynucleotide triphosphates in a concentration of 200 μm each; several pairs of primers in an amount of 5-10 pmoles for fluorescently labeled primers and 0.5-2 pmoles for unlabeled primers; 12.5 activity units of thermostable Taq DNA polymerase, as well as the test total DNA in the amount of 1-3 μg per sample. The composition of the primers is presented in table 1. The microtube is placed in a programmable thermostat-thermocycler and the PCR reaction is carried out in the following mode: denaturation at 95 ° C for 30 s (in the first cycle for 5 min), annealing at 60 (± 5) ° C for 30 s, elongation at 72 ° С - 30 s (in the last cycle - 5 min), a total of about 35-45 cycles.

Для проведения гибридизации аликвоту образца, полученного в результате ПЦР, смешивают с буфером гибридизации с доведением компонентов последнего до следующих концентраций: GuSCH - 1 M, HEPES, pH 7,5-50 мМ, EDTA - 5 мМ. Полученную смесь помещают на биочип, герметично закрывают гибридизационной камерой и проводят гибридизацию при 37°С в течение 14-18 часов. После гибридизации биочип трижды ополаскивают дистиллированной водой при 25°С и высушивают.To conduct hybridization, an aliquot of the sample obtained by PCR is mixed with a hybridization buffer to bring the components of the latter to the following concentrations: GuSCH - 1 M, HEPES, pH 7.5-50 mm, EDTA - 5 mm. The resulting mixture is placed on a biochip, hermetically sealed with a hybridization chamber, and hybridization is carried out at 37 ° C for 14-18 hours. After hybridization, the biochip is rinsed three times with distilled water at 25 ° C and dried.

Регистрацию гибридизационной картины осуществляют, используя аппаратно-программный комплекс "Чипдетектор" с программой Imageware.Registration of the hybridization pattern is carried out using the hardware-software complex Chipdetector with Imageware.

Изготовление олигонуклеотидного биочипа для обнаружения маркерных генов и регуляторных участков ДНК, используемых при трансформации растенийProduction of an oligonucleotide biochip for detecting marker genes and regulatory regions of DNA used in plant transformation

Олигонуклеотиды синтезируют на автоматическом синтезаторе (типа 394 DNA/RNA synthesizer. Applied Biosystems, США) и содержат спейсер со свободной аминогруппой 3'-Amino-Modifier C7 CPG 500 (Glen Research, США) для последующей иммобилизации в гель или 5'-Amino-Modifier C6 (Glen Research, США) для введения флуоресцентной метки. Введение флуоресцентной метки Су-5 («Биочип-ИМБ», Россия) осуществляют в соответствии с рекомендациями производителя.Oligonucleotides are synthesized using an automatic synthesizer (type 394 DNA / RNA synthesizer. Applied Biosystems, USA) and contain a free amino group spacer 3'-Amino-Modifier C7 CPG 500 (Glen Research, USA) for subsequent immobilization in gel or 5'-Amino- Modifier C6 (Glen Research, USA) for introducing a fluorescent label. The introduction of the fluorescent label Su-5 (Biochip-IMB, Russia) is carried out in accordance with the manufacturer's recommendations.

Гелевые ячейки биочипа наносят на стеклянную подложку в виде капель с максимальной аккуратностью и воспроизводимостью с помощью роботов (Rubina A.Y. et al. Anal Biochem., 2004, vol.325(1), pp.92-106). Каждая сформированная ячейка представляет собой полусферу диаметром 200-250 мкм и периодом около 300 мкм и содержит иммобилизованный олигонуклеотид-зонд, комплементарный последовательности гена или регуляторного элемента (промотора или терминатора), используемых при генетической модификации растений.The gel cells of the biochip are applied on a glass substrate in the form of drops with maximum accuracy and reproducibility using robots (Rubina A.Y. et al. Anal Biochem., 2004, vol. 325 (1), pp. 92-106). Each formed cell is a hemisphere with a diameter of 200-250 microns and a period of about 300 microns and contains an immobilized oligonucleotide probe complementary to the sequence of a gene or regulatory element (promoter or terminator) used in the genetic modification of plants.

Структура биочипаBiochip structure

Биочип содержит пять иммобилизованных олигонуклеотидов-зондов, список которых представлен в таблице 2, три маркерные точки для правильного позиционирования (захвата изображения), выполняемого программой 'Imageware', и три ячейки, содержащие неспецифичные к исследуемым геномам олигонуклеотиды, выполняющие роль отрицательного контроля. Расположение иммобилизованных на микрочипе олигонуклеотидов показано на фиг.1.The biochip contains five immobilized probe oligonucleotides, the list of which is presented in Table 2, three marker points for the correct positioning (image capture) performed by the Imageware program, and three cells containing oligonucleotides that are non-specific to the genome under study and that act as a negative control. The location of the oligonucleotides immobilized on the microchip is shown in FIG.

Последовательности иммобилизованных олигонуклеотидов приведены в Табл.2.The sequences of immobilized oligonucleotides are shown in Table 2.

Регистрацию гибридизационной картины осуществляют, используя аппаратно-программный комплекс "Чипдетектор-03".The registration of the hybridization picture is carried out using the hardware-software complex Chipdetector-03.

Интерпретация результатов гибридизации осуществляется путем сравнения интенсивности флуоресцентного сигнала в ячейках 35S_I, gus_I, nos_I, npt_I, ocs_I с интенсивностью сигнала в ячейках NC (фиг.1), служащих отрицательным контролем. Если отношение хотя бы одного из этих сигналов превышало пороговое значение, определяемое для каждой из анализируемых ячеек и задаваемое в программе "Imageware", то следует заключение о том, что исследуемый образец является трансгенным, т.е. содержит чужеродную ДНК.Interpretation of the hybridization results is carried out by comparing the intensity of the fluorescent signal in cells 35S_I, gus_I, nos_I, npt_I, ocs_I with the signal intensity in NC cells (Fig. 1), which serve as a negative control. If the ratio of at least one of these signals exceeded the threshold value determined for each of the analyzed cells and specified in the Imageware program, then the conclusion follows that the test sample is transgenic, i.e. contains foreign DNA.

ПримерыExamples

Пример 1.Example 1

Анализ присутствия чужеродных последовательностей в ДНК из трансгенного картофеля.Analysis of the presence of foreign sequences in DNA from transgenic potatoes.

ДНК из трансформированного картофеля сорта Desiree выделяли стандартным методом и использовали в описанной выше процедуре тестирования. Использовали праймеры и иммобилизованные олигонуклеотиды для маркерных генов npt II и gus, a также для промотора 35S вируса мозаики цветной капусты, промотора nos и терминатора ocs агробактерии A.tumefaciens.DNA from transformed Desiree potatoes was isolated by the standard method and used in the test procedure described above. Primers and immobilized oligonucleotides were used for the npt II and gus marker genes, as well as for the 35S promoter of cauliflower mosaic virus, the nos promoter, and the ocs terminator of the agrobacterium A.tumefaciens.

Подготовка проб для проведения гибридизации на микрочипе методом мультиплексной ПЦРSample preparation for hybridization on a microchip by multiplex PCR

В 27 мкл ПЦР-смеси вносили 3 мкл раствора ДНК, выделенного из изучаемого образца. Состав ПЦР-смеси:In 27 μl of the PCR mixture, 3 μl of the DNA solution isolated from the test sample was added. The composition of the PCR mixture:

1×ПЦР-буфер: 50 мМ KCl, 10 мМ Tris-HCl (рН 9.0 при 25°С), 0.1% Triton® X-100 (Силекс, Россия)1 × PCR buffer: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 9.0 at 25 ° C), 0.1% Triton® X-100 (Sileks, Russia)

2 мМ MgCl2 (Силекс, Россия)2 mm MgCl 2 (Sileks, Russia)

200 мкМ каждого dNTP (Силекс, Россия)200 μm of each dNTP (Sileks, Russia)

12.5 ед. термостабильной Taq ДНК-полимеразы (Силекс, Россия)12.5 units thermostable Taq DNA polymerase (Sileks, Russia)

1 мкл смеси праймеров (таблица 1).1 μl of a mixture of primers (table 1).

Амплификацию проводили на программируемом термоциклере "Терцик" (ДНК-Технология, Россия) со следующим режимом: 95°С - 30 с, 62°С - 30 с, 72°С - 30 с; 43 цикла (в первом цикле время денатурации увеличивали до 5 мин, в последнем - время достройки до 5 мин).Amplification was carried out on a Tertsik programmable thermal cycler (DNA-Technology, Russia) with the following mode: 95 ° C for 30 s, 62 ° C for 30 s, 72 ° C for 30 s; 43 cycles (in the first cycle, the denaturation time was increased to 5 minutes, in the last - completion time to 5 minutes).

На фиг.2 представлена картина гибридизации на биочипе флуоресцентно меченых продуктов ПЦР. Видно, что четыре ячейки дают сильный флуоресцентный сигнал, во много раз превышающий фоновую флуоресценцию ячеек отрицательного контроля NC. Флуоресцирующие ячейки содержат последовательности генов npt II и gus, а также промоторов 35S и nos. Ячейка, соответствующая терминатору ocs, сохранила фоновую флуоресценцию. Результат данного тестирования можно однозначно интерпретировать как положительный, т.е. выявляющий трансгенную природу данного растительного образца. Это же тестирование устанавливает, что в растительный геном внедрены маркерные гены npt II и gus, а также промоторы 35S и nos.Figure 2 presents the picture of hybridization on a biochip of fluorescently labeled PCR products. It can be seen that four cells give a strong fluorescent signal, many times higher than the background fluorescence of the cells of the negative control NC. Fluorescent cells contain sequences of npt II and gus genes, as well as 35S and nos promoters. The cell corresponding to the ocs terminator retained background fluorescence. The result of this test can be unambiguously interpreted as positive, i.e. revealing the transgenic nature of this plant sample. The same testing establishes that npt II and gus marker genes, as well as 35S and nos promoters, are introduced into the plant genome.

Пример 2.Example 2

Анализ присутствия чужеродных последовательностей в ДНК из трансгенного табака. Испытание проводили аналогично описанному в примере 1.Analysis of the presence of foreign sequences in DNA from transgenic tobacco. The test was carried out as described in example 1.

На фиг.3 представлена картина гибридизации на биочипе флуоресцентно меченых продуктов ПЦР.Figure 3 presents the picture of hybridization on a biochip of fluorescently labeled PCR products.

Видно, что три ячейки дают сильный флуоресцентный сигнал, во много раз превышающий фоновую флуоресценцию ячеек отрицательного контроля NC. Флуоресцирующие ячейки содержат последовательности гена npt II, терминатора ocs, a также промотора nos. Ячейки, содержащие олигонуклеотиды, комплементарные фрагментам ocs и 35S, сохранили фоновую флуоресценцию.It can be seen that three cells give a strong fluorescent signal, many times higher than the background fluorescence of the cells of the negative control NC. Fluorescent cells contain sequences of the npt II gene, the ocs terminator, and the nos promoter. Cells containing oligonucleotides complementary to ocs and 35S fragments retained background fluorescence.

Результат данного тестирования можно однозначно интерпретировать как положительный, т.е. выявляющий трансгенную природу данного растительного образца. Это же тестирование устанавливает, что в растительный геном внедрены ген npt II, а также промотор nos, терминатор ocs.The result of this test can be unambiguously interpreted as positive, i.e. revealing the transgenic nature of this plant sample. The same testing establishes that the npt II gene, as well as the nos promoter, ocs terminator, are introduced into the plant genome.

Пример 3.Example 3

Анализ присутствия чужеродных последовательностей ДНК из продукта питания (паштет "Популярный", Черкизовский завод). Испытание проводили аналогично описанному в примере 1. Картина гибридизации на биочипе флуоресцентно меченых продуктов ПЦР представлена на фиг.4.Analysis of the presence of alien DNA sequences from a food product (Paste Popular, Cherkizovsky Plant). The test was carried out similarly to that described in example 1. The pattern of hybridization on a biochip of fluorescently labeled PCR products is presented in figure 4.

Флуоресцентный сигнал наблюдается только в ячейке, содержащей олигонуклеотид, комплементарный последовательности фрагмента гена npt II. Во всех остальных анализируемых ячейках биочипа интенсивность сигнала близка к значению интенсивности в ячейках отрицательного контроля. Следовательно, исследуемый продукт питания содержит генетически модифицированный растительный компонент, что устанавливается по наличию гена npt II.A fluorescent signal is observed only in the cell containing the oligonucleotide complementary to the sequence of the fragment of the npt II gene. In all other analyzed biochip cells, the signal intensity is close to the value in the negative control cells. Therefore, the studied food product contains a genetically modified plant component, which is established by the presence of the npt II gene.

Пример 4.Example 4

Анализ присутствия чужеродных последовательностей ДНК нетрансформированного растения. Испытание проводили аналогично описанному в примере 1. Картина гибридизации на биочипе флуоресцентно меченых продуктов ПЦР представлена на фиг.5.Analysis of the presence of foreign DNA sequences of an untransformed plant. The test was carried out similarly to that described in example 1. The pattern of hybridization on a biochip of fluorescently labeled PCR products is presented in figure 5.

Результаты показывают, что ни одна из опытных ячеек не дает флуоресцентного сигнала, достоверно превышающего сигнал контрольных ячеек. Это свидетельствует о нетрансгенной природе испытуемой ДНК.The results show that none of the experimental cells gives a fluorescent signal that significantly exceeds the signal of the control cells. This indicates the non-transgenic nature of the tested DNA.

Главным преимуществом предлагаемого метода является одновременный анализ присутствия в испытуемой ДНК сразу большого числа различных генов и их регуляторных областей, обычно используемых при получении трансгенных растений. Это позволяет не только надежно дискриминировать трансгенные и нетрансгенные образцы ДНК, но и однозначно определить, какие конкретно маркерные гены присутствуют в трансгенном материале. При этом большое число детектируемых последовательностей не делает процедуру более сложной в исполнении, т.к. стадия ПЦР-амплификации фрагментов ДНК и стадия гибридизации на микрочипе выполняются в один прием независимо от числа испытуемых последовательностей. Большое число тестируемых последовательностей ДНК делает маловероятными ложноотрицательные результаты, т.к. вероятность обнаружить хотя бы один фрагмент чужеродной ДНК приближается здесь к 100%. Важно также то, что у трансгенных растений имеется, как правило, несколько разных встроенных в геном последовательностей. Поэтому в случае присутствия трансгенного материала в исходном образце флуоресцентный сигнал будет чаще всего наблюдаться сразу в нескольких ячейках с зондами, специфичными к различным мишеням, каждая из которых служит независимым подтверждением положительного результата тестирования, что снижает вероятность ложноположительных результатов.The main advantage of the proposed method is the simultaneous analysis of the presence in the test DNA of a large number of different genes and their regulatory regions, usually used to obtain transgenic plants. This allows not only to reliably discriminate transgenic and non-transgenic DNA samples, but also to uniquely determine which specific marker genes are present in the transgenic material. Moreover, a large number of detected sequences does not make the procedure more difficult to execute, because the stage of PCR amplification of DNA fragments and the stage of hybridization on a microchip are performed in one step, regardless of the number of test sequences. A large number of DNA sequences tested makes false negative results unlikely, as the probability of detecting at least one fragment of foreign DNA is approaching 100% here. It is also important that transgenic plants usually have several different sequences built into the genome. Therefore, in the case of the presence of transgenic material in the initial sample, the fluorescent signal will most often be observed in several cells with probes specific to different targets, each of which serves as an independent confirmation of a positive test result, which reduces the likelihood of false positive results.

Приведенные примеры иллюстрируют преимущества предлагаемого изобретения для идентификации трансгенных компонентов лишь отчасти, т.к. эти преимущества не ограничены приведенными примерами и обусловлены возможностью постоянно дополнять состав биочипа по мере освоения генной инженерией новых регуляторных участков ДНК и маркерных генов для создания трансгенных растений.The above examples illustrate the advantages of the present invention for the identification of transgenic components only partially, because these advantages are not limited to the given examples and are due to the ability to constantly supplement the biochip composition as genetic engineering assumes new regulatory DNA regions and marker genes to create transgenic plants.

Для достижения высокой надежности предложенного способа дополнительно осуществлены следующие меры. Во-первых, иммобилизованные зонды соответствуют внутренней части амплифицируемых специфичных фрагментов ДНК-мишеней. Это исключает возможность неспецифической гибридизации какой-либо случайно амплифицированной ДНК. Во-вторых, в структуру самого биочипа введены ячейки, выполняющие роль отрицательного контроля. В-третьих, длины амплифицируемых фрагментов ДНК составляют около 100 п.о., что дает возможность выявлять трансгенные последовательности даже в сильно деградированных до длин 150-200 н.о. образцах ДНК. Кроме того, в процессе тестирования каждой серии образцов предусмотрено использование положительного и отрицательного контролей сравнения - образцов ДНК, выделенной из охарактеризованных трансгенного и нетрансгенного растений.To achieve high reliability of the proposed method, the following measures are additionally implemented. First, immobilized probes correspond to the inside of amplified specific fragments of target DNA. This eliminates the possibility of nonspecific hybridization of any randomly amplified DNA. Secondly, cells performing the role of negative control were introduced into the structure of the biochip itself. Thirdly, the lengths of amplified DNA fragments are about 100 bp, which makes it possible to detect transgenic sequences even in highly degraded to lengths of 150-200 bp DNA samples. In addition, in the process of testing each series of samples, the use of positive and negative control comparisons is provided - DNA samples isolated from characterized transgenic and non-transgenic plants.

Высокие чувствительность и специфичность метода обусловлены тем, что он объединяет преимущества двух наиболее чувствительных и специфичных способов анализа генома: полимеразной цепной реакции (ПЦР) и специфической гибридизации. ПЦР увеличивает концентрацию искомых последовательностей ДНК в миллион и более раз, что вполне достаточно для достоверной и количественной детекции флуоресцентного сигнала. Исходя из этого, для надежного выявления трансгенов в исходной ДНК достаточно наличия всего 105-106 одинаковых трангенных последовательностей, что соответствует примерно 1-10 фг, т.е. 10-15-10-14 г их ДНК. Подобная чувствительность соответствует одной из самых высоких для известных в настоящее время методов обнаружения трансгенов.High sensitivity and specificity of the method are due to the fact that it combines the advantages of the two most sensitive and specific methods of genome analysis: polymerase chain reaction (PCR) and specific hybridization. PCR increases the concentration of the desired DNA sequences by a million or more times, which is quite sufficient for reliable and quantitative detection of the fluorescent signal. Based on this, for the reliable detection of transgenes in the initial DNA, it is sufficient to have only 10 5 -10 6 identical transgenic sequences, which corresponds to about 1-10 fg, i.e. 10 -15 -10 -14 g of their DNA. Such sensitivity corresponds to one of the highest for currently known methods for detecting transgenes.

Предлагаемый способ высокотехнологичен и не требует значительных трудовых затрат. Компоненты для ПЦР могут быть приготовлены заранее в одной смеси, а сама реакция ПЦР занимает не более 1,5 часа. Гибридизация на биочипе проходит без участия персонала и может проводиться и в нерабочее время, т.е. в течение ночи. Отмывка чипа после гибридизации и анализ флуоресценции ячеек на аппаратно-программном комплексе "Чипдетектор-03" требуют минимума трудовых затрат и могут быть проведены в течение минуты. Срок хранения биочипов с прогибридизовавшимся флуоресцентно меченым материалом составляет несколько лет, при этом повторная регистрация флуоресценции может быть проведена в любой момент. Комплекс "Чипдетектор-03" позволяет сохранять в памяти компьютера как изображения, так и цифровые значения интенсивностей флуоресцентного сигнала.The proposed method is high-tech and does not require significant labor costs. Components for PCR can be prepared in advance in one mixture, and the PCR reaction itself takes no more than 1.5 hours. Hybridization on a biochip takes place without the participation of personnel and can be carried out after hours, i.e. during the night. Washing the chip after hybridization and analysis of cell fluorescence on the Chipdetector-03 hardware-software complex require a minimum of labor costs and can be carried out within a minute. The shelf life of biochips with a hybridized fluorescently labeled material is several years, and fluorescence can be re-registered at any time. The Chipdetector-03 complex allows you to save both images and digital values of fluorescence signal intensities in the computer memory.

Таким образом, удобство и быстрота тестирования, а также объективность анализа позволяют проводить испытание большого количества образцов ДНК параллельно в строго идентичных условиях, не требуя ни на одной из стадий высококвалифицированного персонала. При этом сохраняется сколь угодно долго возможность повторного анализа биочипа после гибридизации.Thus, the convenience and speed of testing, as well as the objectivity of the analysis, allow testing of a large number of DNA samples in parallel under strictly identical conditions, without requiring highly qualified personnel at any stage. At the same time, the possibility of repeated analysis of the biochip after hybridization is retained for an unlimited time.

Предлагаемый способ не представляет опасности для здоровья персонала и для окружающей среды, он не связан с применением токсических или радиоактивных соединений. В связи с тем, что в процессе тестирования используются лишь микрообъемы жидких сред, не возникает проблемы с утилизацией или захоронением отходов.The proposed method does not pose a risk to human health and the environment, it is not associated with the use of toxic or radioactive compounds. Due to the fact that only microvolumes of liquid media are used in the testing process, there is no problem with the disposal or disposal of waste.

Figure 00000002
Figure 00000002

Таблица 2.
Список олигонуклеотидов, иммобилизованных на биочипе
Table 2.
List of oligonucleotides immobilized on a biochip
SEQ ID
No:
SEQ ID
No:
Название олигонуклеотидаThe name of the oligonucleotide Детектируемая мишеньDetectable target Последовательность олигонуклеотида [5'-NH2-(B)n]The sequence of the oligonucleotide [5'-NH 2 - (B) n ]
11eleven 35S_I35S_I 35S-промотор35S promoter 5' GCC ATC ATT GCG ATA AAG G5 'GCC ATC ATT GCG ATA AAG G 1212 gus_Igus_I ген gusgus gene 5' CTG GTA TCA GCG CGA A5 'CTG GTA TCA GCG CGA A 1313 nos_Inos_I промотор nosnos promoter 5' GCT AAG CAC ATA CGT CAG AA5 'GCT AAG CAC ATA CGT CAG AA 14fourteen npt_Inpt_I ген nptIInptII gene 5' GGC AGC GCG GCT ATC5 'GGC AGC GCG GCT ATC 15fifteen ocs_Iocs_I терминатор ocsterminator ocs 5' TTC TGT TGT GCA CGT TGT A5 'TTC TGT TGT GCA CGT TGT A

Claims (5)

1. Способ идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе такого материала, включающий анализ ДНК при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) и регистрацию результатов анализа, отличающийся тем, что а) ПЦР проводят на препарате ДНК в виде мультиплексной реакции с получением флуоресцентно меченного продукта, при этом используют специфические пары праймеров, один из которых флуоресцентно мечен и присутствует в избытке по отношению ко второму немеченому праймеру; б) результаты ПЦР анализируют с помощью гибридизации на биочипе и в) результаты анализа регистрируют с помощью аппаратно-программного комплекса, позволяющего отображать флуоресценцию ячеек биочипа на экране компьютера, количественно определять флуоресцентный сигнал в любой точке биочипа, определять отношение флуоресцентного сигнала к фону в каждой ячейке биочипа и соответственно соотношение флуоресцентных сигналов в ячейках.1. A method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on such material, including DNA analysis by polymerase chain reaction (PCR) and recording the results of the analysis, characterized in that a) PCR is performed on the DNA preparation in the form of a multiplex reaction to obtain fluorescently labeled product, using specific pairs of primers, one of which is fluorescently labeled and is present in excess relative to the second unlabeled primer; b) the PCR results are analyzed using hybridization on a biochip and c) the analysis results are recorded using a hardware-software complex that displays the fluorescence of the biochip cells on a computer screen, quantifies the fluorescence signal at any point of the biochip, determines the ratio of the fluorescent signal to the background in each cell biochip and, accordingly, the ratio of fluorescent signals in the cells. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрацию результатов гибридизации по п.3(в) проводят с помощью аппаратно-программного комплекса «Чипдетектор-03», что позволяет преобразовать полученные результаты в цифровом формате и производить последующую математическую обработку.2. The method according to claim 1, characterized in that the registration of the results of hybridization according to claim 3 (c) is carried out using the hardware-software complex Chipdetector-03, which allows you to convert the results in digital format and perform subsequent mathematical processing. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для усиления гибридизационного сигнала реакцию ПЦР по п.3(а) проводят в две стадии, сначала как симметричную мультиплексную ПЦР, а затем как асимметричную мультиплексную ПЦР с включением флуоресцентно меченных праймеров.3. The method according to claim 1, characterized in that to enhance the hybridization signal, the PCR reaction according to claim 3 (a) is carried out in two stages, first as a symmetric multiplex PCR, and then as an asymmetric multiplex PCR with the inclusion of fluorescently labeled primers. 4. Набор специфических олигонуклеотидов, приведенных в таблице 1, используемых в качестве праймеров для ПЦР в способе идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на основе такого материала, охарактеризованном в п.1.4. A set of specific oligonucleotides shown in table 1, used as primers for PCR in the method of identification of transgenic DNA sequences in plant material and products based on such material described in paragraph 1. 5. Биочип, представляющий собой микроматрицу с ячейками, одни из которых содержат иммобилизованные олигонуклеотиды-зонды, другие - олигонуклеотиды для контроля на процедуру тестирования, а третьи - флуоресцентные красители для правильной ориентации биочипа при регистрации результатов, отличающийся тем, что в качестве зондов использованы олигонуклеотиды, приведенные в таблице 2, комплементарные фрагментам типичных маркерных и вспомогательных последовательностей ДНК, выявляемых способом, охарактеризованном в п.1.5. A biochip, which is a microarray with cells, some of which contain immobilized probe oligonucleotides, others contain oligonucleotides to control the testing procedure, and others contain fluorescent dyes to correctly orient the biochip when recording results, characterized in that oligonucleotides are used as probes shown in table 2, complementary to fragments of typical marker and auxiliary DNA sequences identified by the method described in claim 1.
RU2004113570/13A 2004-04-30 2004-04-30 Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor RU2270254C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113570/13A RU2270254C2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113570/13A RU2270254C2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004113570A RU2004113570A (en) 2005-10-10
RU2270254C2 true RU2270254C2 (en) 2006-02-20

Family

ID=35851048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004113570/13A RU2270254C2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2270254C2 (en)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007136303A1 (en) 2006-05-23 2007-11-29 Closed Company "Molecular-Medicine Technologies" Method for detecting uro-genital infection, oligonucleotide, oligonucleotide combination, biochip and a set based thereon
RU2573898C2 (en) * 2009-11-24 2016-01-27 ДАУ АГРОСАЙЕНСИЗ ЭлЭлСи Detecting of aad-12-event 416 at soy
RU2577143C2 (en) * 2009-08-19 2016-03-10 ДАУ АГРОСАЙЕНСИЗ ЭлЭлСи Detection of aad-1 of object das-40278-9
RU2603074C2 (en) * 2011-04-13 2016-11-20 Спейшел Транскриптомикс Аб Method and product for localised or spatial detection of nucleic acid in tissue sample
US10472669B2 (en) 2010-04-05 2019-11-12 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
RU197467U1 (en) * 2019-12-18 2020-04-29 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕРДЖИН" BIOCHIP FOR MULTIPLEX ANALYSIS
US10774374B2 (en) 2015-04-10 2020-09-15 Spatial Transcriptomics AB and Illumina, Inc. Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
US10774372B2 (en) 2013-06-25 2020-09-15 Prognosy s Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US10787701B2 (en) 2010-04-05 2020-09-29 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
RU2755538C1 (en) * 2020-09-18 2021-09-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for synthesising sets of oligonucleotides for amplicon targeted sequencing
RU2765075C2 (en) * 2016-12-22 2022-01-25 Иллюмина, Инк. Biochip including sequencing primer and non-sequencing unit
US11624086B2 (en) 2020-05-22 2023-04-11 10X Genomics, Inc. Simultaneous spatio-temporal measurement of gene expression and cellular activity
US11702693B2 (en) 2020-01-21 2023-07-18 10X Genomics, Inc. Methods for printing cells and generating arrays of barcoded cells
US11732299B2 (en) 2020-01-21 2023-08-22 10X Genomics, Inc. Spatial assays with perturbed cells
US11733238B2 (en) 2010-04-05 2023-08-22 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
RU2808662C1 (en) * 2023-03-29 2023-11-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов" (ФГБУ "ВГНКИ") Set of oligonucleotides for detecting dna of genetically modified atlantic salmon by real-time pcr method
US11835462B2 (en) 2020-02-11 2023-12-05 10X Genomics, Inc. Methods and compositions for partitioning a biological sample
US11926863B1 (en) 2020-02-27 2024-03-12 10X Genomics, Inc. Solid state single cell method for analyzing fixed biological cells
USRE50065E1 (en) 2012-10-17 2024-07-30 10X Genomics Sweden Ab Methods and product for optimising localised or spatial detection of gene expression in a tissue sample

Cited By (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007136303A1 (en) 2006-05-23 2007-11-29 Closed Company "Molecular-Medicine Technologies" Method for detecting uro-genital infection, oligonucleotide, oligonucleotide combination, biochip and a set based thereon
RU2577143C2 (en) * 2009-08-19 2016-03-10 ДАУ АГРОСАЙЕНСИЗ ЭлЭлСи Detection of aad-1 of object das-40278-9
RU2573898C2 (en) * 2009-11-24 2016-01-27 ДАУ АГРОСАЙЕНСИЗ ЭлЭлСи Detecting of aad-12-event 416 at soy
US10982268B2 (en) 2010-04-05 2021-04-20 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11384386B2 (en) 2010-04-05 2022-07-12 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10472669B2 (en) 2010-04-05 2019-11-12 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10983113B2 (en) 2010-04-05 2021-04-20 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10494667B2 (en) 2010-04-05 2019-12-03 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10612079B2 (en) 2010-04-05 2020-04-07 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10619196B1 (en) 2010-04-05 2020-04-14 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11761030B2 (en) 2010-04-05 2023-09-19 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10662468B2 (en) 2010-04-05 2020-05-26 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10662467B2 (en) 2010-04-05 2020-05-26 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11733238B2 (en) 2010-04-05 2023-08-22 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11732292B2 (en) 2010-04-05 2023-08-22 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays correlating target nucleic acid to tissue section location
US10787701B2 (en) 2010-04-05 2020-09-29 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10914730B2 (en) 2010-04-05 2021-02-09 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11634756B2 (en) 2010-04-05 2023-04-25 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10961566B2 (en) 2010-04-05 2021-03-30 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10962532B2 (en) 2010-04-05 2021-03-30 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11371086B2 (en) 2010-04-05 2022-06-28 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10480022B2 (en) 2010-04-05 2019-11-19 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11767550B2 (en) 2010-04-05 2023-09-26 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11001878B1 (en) 2010-04-05 2021-05-11 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11001879B1 (en) 2010-04-05 2021-05-11 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11008607B2 (en) 2010-04-05 2021-05-18 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11560587B2 (en) 2010-04-05 2023-01-24 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11067567B2 (en) 2010-04-05 2021-07-20 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11549138B2 (en) 2010-04-05 2023-01-10 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11156603B2 (en) 2010-04-05 2021-10-26 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11542543B2 (en) 2010-04-05 2023-01-03 Prognosys Biosciences, Inc. System for analyzing targets of a tissue section
US11208684B2 (en) 2010-04-05 2021-12-28 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11519022B2 (en) 2010-04-05 2022-12-06 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11479810B1 (en) 2010-04-05 2022-10-25 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11293917B2 (en) 2010-04-05 2022-04-05 Prognosys Biosciences, Inc. Systems for analyzing target biological molecules via sample imaging and delivery of probes to substrate wells
US11401545B2 (en) 2010-04-05 2022-08-02 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11313856B2 (en) 2010-04-05 2022-04-26 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11866770B2 (en) 2010-04-05 2024-01-09 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US10996219B2 (en) 2010-04-05 2021-05-04 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11365442B2 (en) 2010-04-05 2022-06-21 Prognosys Biosciences, Inc. Spatially encoded biological assays
US11352659B2 (en) 2011-04-13 2022-06-07 Spatial Transcriptomics Ab Methods of detecting analytes
US11795498B2 (en) 2011-04-13 2023-10-24 10X Genomics Sweden Ab Methods of detecting analytes
RU2603074C2 (en) * 2011-04-13 2016-11-20 Спейшел Транскриптомикс Аб Method and product for localised or spatial detection of nucleic acid in tissue sample
US10030261B2 (en) 2011-04-13 2018-07-24 Spatial Transcriptomics Ab Method and product for localized or spatial detection of nucleic acid in a tissue sample
US11479809B2 (en) 2011-04-13 2022-10-25 Spatial Transcriptomics Ab Methods of detecting analytes
US11788122B2 (en) 2011-04-13 2023-10-17 10X Genomics Sweden Ab Methods of detecting analytes
USRE50065E1 (en) 2012-10-17 2024-07-30 10X Genomics Sweden Ab Methods and product for optimising localised or spatial detection of gene expression in a tissue sample
US11821024B2 (en) 2013-06-25 2023-11-21 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US11359228B2 (en) 2013-06-25 2022-06-14 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US11286515B2 (en) 2013-06-25 2022-03-29 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US11046996B1 (en) 2013-06-25 2021-06-29 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US10774372B2 (en) 2013-06-25 2020-09-15 Prognosy s Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US11618918B2 (en) 2013-06-25 2023-04-04 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US11753674B2 (en) 2013-06-25 2023-09-12 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US10927403B2 (en) 2013-06-25 2021-02-23 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
US11162132B2 (en) 2015-04-10 2021-11-02 Spatial Transcriptomics Ab Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
US11299774B2 (en) 2015-04-10 2022-04-12 Spatial Transcriptomics Ab Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
US10774374B2 (en) 2015-04-10 2020-09-15 Spatial Transcriptomics AB and Illumina, Inc. Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
US11739372B2 (en) 2015-04-10 2023-08-29 Spatial Transcriptomics Ab Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
US11613773B2 (en) 2015-04-10 2023-03-28 Spatial Transcriptomics Ab Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
US11390912B2 (en) 2015-04-10 2022-07-19 Spatial Transcriptomics Ab Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens
RU2765075C2 (en) * 2016-12-22 2022-01-25 Иллюмина, Инк. Biochip including sequencing primer and non-sequencing unit
US11466321B2 (en) 2016-12-22 2022-10-11 Illumina, Inc. Array including sequencing primer and non-sequencing entity
RU197467U1 (en) * 2019-12-18 2020-04-29 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕРДЖИН" BIOCHIP FOR MULTIPLEX ANALYSIS
US11702693B2 (en) 2020-01-21 2023-07-18 10X Genomics, Inc. Methods for printing cells and generating arrays of barcoded cells
US11732299B2 (en) 2020-01-21 2023-08-22 10X Genomics, Inc. Spatial assays with perturbed cells
US11835462B2 (en) 2020-02-11 2023-12-05 10X Genomics, Inc. Methods and compositions for partitioning a biological sample
US11926863B1 (en) 2020-02-27 2024-03-12 10X Genomics, Inc. Solid state single cell method for analyzing fixed biological cells
US11624086B2 (en) 2020-05-22 2023-04-11 10X Genomics, Inc. Simultaneous spatio-temporal measurement of gene expression and cellular activity
US11866767B2 (en) 2020-05-22 2024-01-09 10X Genomics, Inc. Simultaneous spatio-temporal measurement of gene expression and cellular activity
RU2755538C1 (en) * 2020-09-18 2021-09-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for synthesising sets of oligonucleotides for amplicon targeted sequencing
RU2808662C1 (en) * 2023-03-29 2023-11-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов" (ФГБУ "ВГНКИ") Set of oligonucleotides for detecting dna of genetically modified atlantic salmon by real-time pcr method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004113570A (en) 2005-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2270254C2 (en) Identification of transgenic dna sequences in plant material and products made of the same, oligonucleotide kit and bioarray therefor
CN107385040B (en) Amplicon rescue multiplex polymerase chain reaction for amplification of multiple targets
JP5596891B2 (en) Probe set, probe fixing carrier, and genetic testing method
JP5037905B2 (en) Probe, probe set, probe fixing carrier, and genetic testing method
JP5037906B2 (en) Probe, probe set, probe fixing carrier, and genetic testing method
JP2007159411A (en) Probe set, probe-fixing carrier and method for examining gene
JP2008118904A (en) Probe, probe set, probe-immobilized carrier and method for testing gene
JP2008118914A (en) Probe, probe set, probe-immobilized carrier and genetic testing method
JP2008118912A (en) Probe, probe set, probe-immobilized carrier and method for testing gene
JP2008118907A (en) Probe, probe set, probe-immobilized carrier and genetic testing method
JP2008118908A (en) Probe, probe set, probe-immobilized carrier and method for testing gene
JP2006129810A (en) Probe set for detecting phlogogenic bacterium of infectious disease, carrier and method for examining gene
KR102147340B1 (en) A composition for detecting Ganoderma microorganism and diagnosing basal stem rot and a method using the same
KR100759390B1 (en) Methods for fabrication of uncultivated genome-probing microarrays by amplifying genome derived from a single microbial cell using multiple displacement amplification
RU72693U1 (en) BIOLOGICAL MICROCHIP FOR IDENTIFICATION OF TRANSGENIC DNA SEQUENCES AND MEASURING COMPLEX
KR100983873B1 (en) Miniarray for differential diagnosis between the porcine circovirus type 1 and 2
KR20040055617A (en) Oligonucleotide microchip and method for the detection of pathogenic microorganisms using same
CN105112506B (en) A kind of gene liquid chip and its detection method to 10 kinds of K antigens genotypings of escherichia coli in sample
KR102147392B1 (en) A composition for detecting Ganoderma microorganism and diagnosing basal stem rot and a method using the same
KR102147351B1 (en) A composition for detecting Ganoderma microorganism and diagnosing basal stem rot and a method using the same
KR102147412B1 (en) A composition for detecting Ganoderma microorganism and diagnosing basal stem rot and a method using the same
KR102147327B1 (en) A composition for detecting Ganoderma microorganism and diagnosing basal stem rot and a method using the same
RU2453605C2 (en) Differentiating and specific oligonucleotides for identification of dna sequences of transgene plants in foodstuff, method for identifying transgene products, biochip, combination of oligonucleotides (versions) and kit for implementing such method
JP5137441B2 (en) Probe set, probe fixing carrier, and inspection method
JP5137443B2 (en) Probe set, probe fixing carrier, and genetic testing method

Legal Events

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

Effective date: 20130501

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140710

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180501