RU2322058C2 - Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids - Google Patents

Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids Download PDF

Info

Publication number
RU2322058C2
RU2322058C2 RU2005138583/15A RU2005138583A RU2322058C2 RU 2322058 C2 RU2322058 C2 RU 2322058C2 RU 2005138583/15 A RU2005138583/15 A RU 2005138583/15A RU 2005138583 A RU2005138583 A RU 2005138583A RU 2322058 C2 RU2322058 C2 RU 2322058C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lysate
nucleic acids
bonds
rna
ions
Prior art date
Application number
RU2005138583/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005138583A (en
Inventor
Елена Владимировна Четверина (RU)
Елена Владимировна Четверина
Александр Борисович Четверин (RU)
Александр Борисович Четверин
Александра Владимировна Кравченко (RU)
Александра Владимировна Кравченко
Original Assignee
Институт белка 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 белка Российской академии наук filed Critical Институт белка Российской академии наук
Priority to RU2005138583/15A priority Critical patent/RU2322058C2/en
Publication of RU2005138583A publication Critical patent/RU2005138583A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2322058C2 publication Critical patent/RU2322058C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine, biotechnology, biochemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods for preparing for analysis of nucleic acids isolated from biological material used mainly for detection of specific RNA and DNA molecules in biological material. Preserving method involves preparing a lysate by mixing biological material with a preserving solution that contains guanidine compound in the amount providing the essentially complete denaturation of nucleases in a sample to be analyzed, namely with a reducing agent of protein S-S-bonds taken in the amount providing the essentially complete reduction of S-S-bonds in lysate proteins, with a strong detergent not forming insoluble compound with guanidine and taken in the amount providing formation of micelles in lysate with at least one chelating agent for ions of two- and trivalent metals and taken in the amount providing its molar concentration in lysate that is known to be higher as the compare maximal molar concentration of ions of two- and trivalent metals, and by a buffer maintaining pH value of lysate in the range from 6 to 8. Method provides safety of nucleic acids in prolonged storage of samples in a not frozen state.
EFFECT: improved preserving method.
13 cl, 1 dwg, 3 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области молекулярной биологии и биотехнологии, в частности к способу консервации биологических образцов.The invention relates to the field of molecular biology and biotechnology, in particular to a method for the conservation of biological samples.

Уровень техникиState of the art

Выделение интактных нуклеиновых кислот - ДНК и/или РНК - из биологических образцов является необходимым условием для многих видов экспериментов и аналитических исследований, включая клонирование генетического материала и разные виды молекулярной диагностики, основанные на размножении нуклеиновых кислот, таких как ПЦР (полимеразная цепная реакция) или изотермические способы размножения, рассмотренные, например, в работах [1, 2]. Часто между забором биологического материала и выделением из него нуклеиновых кислот проходит много времени; часто собранный материал должен быть транспортирован на значительное расстояние при относительно высокой температуре. Бывает также удобно собрать серию образцов в течение некоторого времени, а затем все образцы обрабатывать одновременно. Во всех этих и во многих других случаях образцы должны храниться в течение некоторого, подчас длительного, времени и очень важно обеспечить такие условия хранения, чтобы сохранилась целостность (интактность) нуклеиновых кислот.Isolation of intact nucleic acids - DNA and / or RNA - from biological samples is a prerequisite for many types of experiments and analytical studies, including cloning of genetic material and various types of molecular diagnostics based on the multiplication of nucleic acids, such as PCR (polymerase chain reaction) or isothermal propagation methods considered, for example, in [1, 2]. Often a lot of time passes between the collection of biological material and the release of nucleic acids from it; Often the collected material must be transported a considerable distance at a relatively high temperature. It is also convenient to collect a series of samples for some time, and then process all samples at the same time. In all these and in many other cases, the samples must be stored for some, sometimes long, time, and it is very important to ensure such storage conditions that the integrity (intactness) of nucleic acids is preserved.

Важно, чтобы условия хранения были совместимы с последующим использованием нуклеиновых кислот. Например, в образец не должны вводиться препараты (например, ванадат-рибонуклеозидные комплексы), которые в дальнейшем могут привести к ингибированию ПЦР. Важно также, чтобы способ хранения образцов не требовал использования дорогостоящего и громоздкого оборудования (например, низкотемпературных морозильников), был дешевым и простым.It is important that storage conditions are compatible with subsequent use of nucleic acids. For example, drugs (for example, vanadate-ribonucleoside complexes), which may subsequently lead to inhibition of PCR, should not be introduced into the sample. It is also important that the method for storing samples does not require the use of expensive and bulky equipment (for example, low-temperature freezers), it is cheap and simple.

К настоящему времени предложено много способов хранения биологического материала. Наиболее распространенным является хранение в замороженном состоянии. Чтобы предотвратить деградацию нуклеиновых кислот, стараются замораживать образцы очень быстро (например, в жидком азоте) и хранить их при очень низкой температуре (например, при -80°С). Помимо того, что этот способ слишком дорог и недоступен для многих клинических лабораторий, он также не обеспечивает полной сохранности нуклеиновых кислот, так как в процессе размораживания из-за разрушения внутриклеточных структур высвобождаются нуклеазы, которые быстро гидролизуют ДНК и - особенно - РНК. Чтобы сократить время размораживания и уменьшить деградацию нуклеиновых кислот, образец растирают в порошок в замороженном состоянии. Однако такой способ очень трудоемок и непригоден для диагностических целей, так как сопряжен с высоким риском взаимного загрязнения образцов.To date, many methods for storing biological material have been proposed. The most common is frozen storage. To prevent degradation of nucleic acids, they try to freeze samples very quickly (for example, in liquid nitrogen) and store them at a very low temperature (for example, at -80 ° C). In addition to the fact that this method is too expensive and unavailable for many clinical laboratories, it also does not ensure the complete preservation of nucleic acids, since during thawing due to the destruction of intracellular structures, nucleases are released that quickly hydrolyze DNA and, especially, RNA. To shorten the thaw time and reduce the degradation of nucleic acids, the sample is ground into powder in a frozen state. However, this method is very time-consuming and unsuitable for diagnostic purposes, as it is associated with a high risk of mutual contamination of the samples.

Было предложено хранить образцы фиксированными в смеси 5% уксусной кислоты, 95% этанола и ингибиторов рибонуклеаз [3]. Помимо того, что это способ не обеспечивает полной сохранности РНК [4], он также сопряжен с деградацией ДНК (которая подвержена гидролизу в кислой среде). Были также предложены другие варианты спиртовых растворов, смесей спиртов с ацетоном (например, рассмотренные в публикации [4]), смеси метанола с полиэтиленгликолем [5]. Однако помимо того, что хранение в таких растворах не обеспечивает сохранности РНК при комнатной температуре [4], интенсивная деградация нуклеиновых кислот может происходить из-за реактивации нуклеаз в момент замены спиртов на водные растворы, в которых осуществляют выделение нуклеиновых кислот. Аналогичные проблемы возникают при использовании веществ, которые вызывают преципитацию РНК из водных растворов, такие как трифенилметановые красители или соли кобальта [6]; кроме того, в этом случае красители и ионы кобальта могут ингибировать последующую ПЦР.It was proposed to keep the samples fixed in a mixture of 5% acetic acid, 95% ethanol and ribonuclease inhibitors [3]. In addition to the fact that this method does not ensure complete preservation of RNA [4], it is also associated with DNA degradation (which is susceptible to hydrolysis in an acidic environment). Other variants of alcohol solutions, mixtures of alcohols with acetone (for example, considered in the publication [4]), and mixtures of methanol with polyethylene glycol [5] were also proposed. However, in addition to the fact that storage in such solutions does not ensure the safety of RNA at room temperature [4], intense degradation of nucleic acids can occur due to reactivation of nucleases at the time of replacement of alcohols with aqueous solutions in which nucleic acids are isolated. Similar problems arise when using substances that cause precipitation of RNA from aqueous solutions, such as triphenylmethane dyes or cobalt salts [6]; in addition, in this case, cobalt dyes and ions can inhibit subsequent PCR.

Еще было предложено стабилизировать РНК в растворе сильным детергентом додецилсульфатом лития [7]. Мы пробовали использовать такой способ, но обнаружили, что при обработке образцов с высоким содержанием рибонуклеаз, таких как цельная кровь, РНК деградирует в первые же секунды после добавлении додецилсульфата. Дело в том, что додецилсульфат значительно быстрее увеличивает доступность нуклеаз к РНК, разрушая субклеточные структуры и РНК-белковые комплексы, чем инактивирует нуклеазы. Кроме того, инактивация рибонуклеаз додецилсульфатом в значительной мере обратима.It was also proposed to stabilize RNA in solution with a strong detergent lithium dodecyl sulfate [7]. We tried to use this method, but found that when processing samples with a high content of ribonucleases, such as whole blood, RNA degrades in the first seconds after the addition of dodecyl sulfate. The fact is that dodecyl sulfate significantly increases the availability of nucleases to RNA, destroying subcellular structures and RNA-protein complexes, than inactivates nucleases. In addition, inactivation of ribonucleases by dodecyl sulfate is significantly reversible.

Наиболее сильным из известных денатурантов рибонуклеаз является тиоцианат гуанидина, который широко используют при выделении РНК [8]. Однако не известны примеры успешного использования этого вещества для длительного хранения биологического материала. Более того, автор патента [4] демонстрирует, что в присутствии тиоцианата гуанидина РНК практически полностью деградирует уже за 12 часов при +4°С, указывая на возможность того, что сам гуанидин является катализатором гидролиза РНК. Этот же автор предлагает использовать "высаливание" образцов высокими концентрациями солей (предпочтительно сульфатом аммония), достаточными для преципитации РНК. Хотя автор патента [4] приводит положительные примеры использования высаливания для консервации кусочков тканей, он вскользь упоминает возможность использования такого способа и для консервации клеточных суспензий, в частности, крови. При проверке данного способа консервации крови, было обнаружено, что (1) при концентрации сульфата аммония, рекомендованной автором патента [4], не образуется осаждаемого преципитата. Вместо этого образуется желеобразная масса, которая лишь немного уплотняется при центрифугировании. Из этой массы не удалось выделить нуклеиновые кислоты. При добавлении тиоцианата гуанидина она растворилась, но из полученного раствора не удалось осадить нуклеиновые кислоты способами, обычно применяемыми для осаждения РНК и ДНК из гуанидинтиоцианатных лизатов в отсутствие сульфата аммония, например, добавлением изопропанола.The strongest of the known denaturants of ribonucleases is guanidine thiocyanate, which is widely used in the isolation of RNA [8]. However, there are no known examples of the successful use of this substance for long-term storage of biological material. Moreover, the author of the patent [4] demonstrates that in the presence of guanidine thiocyanate RNA almost completely degrades within 12 hours at + 4 ° C, indicating the possibility that guanidine itself is a catalyst for RNA hydrolysis. The same author suggests using salting out of samples with high salt concentrations (preferably ammonium sulfate), sufficient for RNA precipitation. Although the author of the patent [4] gives positive examples of the use of salting out for the preservation of tissue pieces, he briefly mentions the possibility of using this method for the preservation of cell suspensions, in particular blood. When checking this method of blood preservation, it was found that (1) when the concentration of ammonium sulfate recommended by the author of the patent [4], precipitated precipitate does not form. Instead, a jelly-like mass forms, which only slightly compacts during centrifugation. Nucleic acids could not be isolated from this mass. When guanidine thiocyanate was added, it was dissolved, but nucleic acids could not be precipitated from the resulting solution by methods commonly used to precipitate RNA and DNA from guanidine thiocyanate lysates in the absence of ammonium sulfate, for example, by adding isopropanol.

В качестве прототипа настоящего изобретения может быть рассмотрен патент [4], а также родственные патенты [9, 10].As a prototype of the present invention can be considered a patent [4], as well as related patents [9, 10].

Мы усомнились в том, что сам тиоцианат гуанидина может вызывать деградацию РНК и предположили, что быстрая деградация РНК, описанная в патенте [4], была вызвана какими-то иными факторами. В случае биологических образцов, особенно животных тканей, таких факторов может быть множество. Прежде всего, это рибонуклеазы, ионы двух- и трехвалентных металлов и перекиси, являющиеся источником свободных радикалов. К сожалению, автор патента [4] не дает детального описания эксперимента, а лишь указывает, что "образцы были помещены в раствор, основанный на 4М тиоцианате гуанидина при 4°С на 12 часов" ("samples were placed... in a 4 molar guanid-inium isothiocyanate (GITC) based RNA extraction solution (lanes 1, 3, and 5) at 4°C for 12 hours" - см. подпись к фиг.2 патента [4]). Поэтому неясно, какие еще вещества и в каких концентрациях присутствовали в растворе, а также в каких условиях (рН, освещенность) проводился эксперимент.We doubted that guanidine thiocyanate itself could cause RNA degradation and suggested that the fast RNA degradation described in the patent [4] was caused by some other factors. In the case of biological samples, especially animal tissues, there can be many such factors. First of all, these are ribonucleases, ions of divalent and trivalent metals and peroxides, which are a source of free radicals. Unfortunately, the author of the patent [4] does not provide a detailed description of the experiment, but merely indicates that “the samples were placed ... in a 4”, based on 4M guanidine thiocyanate at 4 ° C for 12 hours. molar guanid-inium isothiocyanate (GITC) based RNA extraction solution (lanes 1, 3, and 5) at 4 ° C for 12 hours "- see signature to FIG. 2 of patent [4]). Therefore, it is unclear what other substances and in what concentrations were present in the solution, and also under what conditions (pH, illumination) the experiment was conducted.

В процессе экспериментов было установлено, что при правильном составе консервирующего раствора, приготовленного на основе тиоцианата гуанидина, РНК и ДНК остаются интактными при +4°С в течение, по крайней мере, 2 недель. Более того, в таком растворе РНК сохраняется в существенно интактном состоянии при комнатной температуре до 3 суток. Также установлено, что сохранность РНК при комнатной температуре можно продлить, по крайней мере, до 2 недель, если высадить нуклеиновые кислоты водорастворимым органическим растворителем (чертеже). Таким образом, было продемонстрировано, что тиоцианат гуанидина не является фактором, вызывающим деградацию РНК.During the experiments it was found that with the correct composition of the preservation solution prepared on the basis of guanidine thiocyanate, RNA and DNA remain intact at + 4 ° C for at least 2 weeks. Moreover, in such a solution, RNA remains in a substantially intact state at room temperature for up to 3 days. It was also found that the safety of RNA at room temperature can be extended to at least 2 weeks if nucleic acids are planted with a water-soluble organic solvent (drawing). Thus, it was demonstrated that guanidine thiocyanate is not a factor causing RNA degradation.

Целью данного изобретения является повышение сохранности РНК и ДНК в течение длительного времени, в том числе при относительно высоких температурах. Другой задачей является разработка способа, совместимого с последующим выделением чистых нуклеиновых кислот из консервированных образцов и разными методами анализа, включая ПЦР и иные системы размножения нуклеиновых кислот.The aim of this invention is to increase the safety of RNA and DNA for a long time, including at relatively high temperatures. Another objective is to develop a method compatible with the subsequent isolation of pure nucleic acids from canned samples and various analysis methods, including PCR and other nucleic acid multiplication systems.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Указанные цели решаются тем, что предложен способ консервации биологических образцов, который включает получение лизата путем смешивания биологического материала с консервирующим раствором, содержащим соединение гуанидина в количестве, достаточном для существенно полной денатурации содержащихся в образце нуклеаз, причем консервирующий раствор также содержит следующие компоненты, препятствующие деградации нуклеиновых кислот: (1) восстановитель белковых S-S-связей в количестве, обеспечивающем существенно полное восстановление S-S-связей в белках лизата; (2) сильный детергент, не образующий нерастворимого соединения с гуанидином, в количестве, достаточном для формирования мицелл в лизате; (3) по крайней мере, один комплексен ионов двух- и трехвалентных металлов в количестве, обеспечивающем его молярную концентрацию в лизате заведомо более высокую, чем ожидаемая максимальная молярная концентрация ионов двух- и трехвалентных металлов; (4) буфер, поддерживающий значение рН лизата в диапазоне от 6 до 8.These goals are solved by the fact that the proposed method of preservation of biological samples, which involves obtaining a lysate by mixing the biological material with a preservation solution containing the guanidine compound in an amount sufficient to substantially completely denature the nucleases contained in the sample, the preservation solution also containing the following components that prevent degradation nucleic acids: (1) a reducing agent for protein SS-bonds in an amount providing substantially complete restoration of SS-bonds her lysate proteins; (2) a strong detergent that does not form an insoluble compound with guanidine in an amount sufficient to form micelles in the lysate; (3) at least one complex of ions of divalent and trivalent metals in an amount providing its molar concentration in the lysate is obviously higher than the expected maximum molar concentration of ions of divalent and trivalent metals; (4) a buffer that maintains the pH of the lysate in the range of 6 to 8.

Предложенный способ консервации обеспечивает хранение образцов в течение длительного времени, а также безопасную транспортировку образцов при температуре окружающей среды. Наконец, предложенный способ консервации совместим с процедурой последующего выделения нуклеиновых кислот.The proposed method of conservation ensures the storage of samples for a long time, as well as the safe transportation of samples at ambient temperature. Finally, the proposed conservation method is compatible with the subsequent nucleic acid isolation procedure.

Перечень чертежейList of drawings

Изобретение поясняется чертежом:The invention is illustrated in the drawing:

применение способа для консервации образцов крови, особенно богатой рибонуклеазами и ионами железа, где: (А) - препараты цельной крови анализировали с помощью электрофореза в ПААГ, с последующим окрашиванием бромистым этидием, выявляющим преимущественно ДНК, (Б) - данные авторадиографии, полученные с использованием фосфоимиджера "Cyclon".the use of the method for the preservation of blood samples, especially rich in ribonuclease and iron ions, where: (A) - whole blood preparations were analyzed by electrophoresis in SDS page, followed by staining with ethidium bromide, detecting mainly DNA, (B) - data of autoradiography obtained using phosphoimager "Cyclon".

Описание изобретенияDescription of the invention

Основываясь на результатах исследований, предложен способ консервации биологических образцов, обеспечивающий существенную сохранность РНК и ДНК в процессе хранения образцов до выделения нуклеиновых кислот. Суть предлагаемого изобретения состоит в том, что биологические образцы смешивают с консервирующим раствором, который (1) содержит, помимо тиоцианата гуанидина, ряд компонентов, препятствующих деградации нуклеиновых кислот под действием факторов, присутствующих в биологических образцах или образующихся при их хранении и (2) имеет значение рН, при котором наблюдается наименьшая скорость гидролиза ДНК и РНК и наименьшая скорость образования свободных радикалов. При необходимости, в процессе добавления консервирующего раствора образец гомогенизируют. В дальнейшем, обработанный таким образом образец будем называть лизатом.Based on the research results, a method for the conservation of biological samples is proposed, which ensures the substantial safety of RNA and DNA during storage of samples until nucleic acids are isolated. The essence of the invention lies in the fact that biological samples are mixed with a preservation solution, which (1) contains, in addition to guanidine thiocyanate, a number of components that prevent the degradation of nucleic acids under the influence of factors present in biological samples or formed during their storage and (2) has the pH value at which the lowest rate of hydrolysis of DNA and RNA and the lowest rate of formation of free radicals are observed. If necessary, the sample is homogenized during the addition of the preservation solution. Further, the sample processed in this way will be called a lysate.

Согласно изобретению консервирующий раствор содержит следующие компоненты, препятствующие деградации нуклеиновых кислот.According to the invention, the preservation solution contains the following components that prevent the degradation of nucleic acids.

(1) Соединение гуанидина, предпочтительно тиоцианат гуанидина, но возможно также использование хлорида или иных солей гуанидина, а также смесей разных соединений гуанидина. Конечная концентрация соединения гуанидина в лизате должна обеспечивать, с учетом присутствия других компонентов консервирующего раствора, существенно полную денатурацию белков, прежде всего полную денатурацию рибонуклеаз и дезоксирибонуклеаз (вместе - нуклеаз). В случае тиоцианата гуанидина, предпочтительная концентрация в лизате равна 4 М, в случае хлорида гуанидина - 6 М.(1) A guanidine compound, preferably guanidine thiocyanate, but it is also possible to use chloride or other salts of guanidine, as well as mixtures of different guanidine compounds. The final concentration of the guanidine compound in the lysate should ensure, taking into account the presence of other components of the preservation solution, substantially complete denaturation of proteins, primarily complete denaturation of ribonucleases and deoxyribonucleases (together, nucleases). In the case of guanidine thiocyanate, the preferred concentration in the lysate is 4 M, in the case of guanidine chloride, 6 M.

(2) Соединение, восстанавливающее S-S-связи в белках, - с целью существенно полной инактивации нуклеаз с учетом присутствия других компонентов консервирующего раствора. Предпочтительным соединением является 2-меркаптоэтанол (β-меркаптоэтанол) в силу его относительной дешевизны, но возможно использование и других восстановителей, таких как дитиотрейтол, тиомочевина и глутатион. Конечная концентрация восстановителя в лизате должна обеспечивать, с учетом присутствия других компонентов консервирующего раствора, существенно полное восстановление S-S-связей в белках лизата. Предпочтительная концентрация 2-меркаптоэтанола в лизате - от 1 до 2% (по объему). Предпочтительная концентрация других восстановителей может быть другой. Например, восстановительный потенциал дитиотрейтола выше, чем 2-меркаптоэтанола, поэтому его предпочтительно использовать в 4-6 раз более низкой концентрации.(2) A compound that restores S-S bonds in proteins, with the goal of substantially complete inactivation of nucleases, taking into account the presence of other components of the preservation solution. The preferred compound is 2-mercaptoethanol (β-mercaptoethanol) due to its relative cheapness, but other reducing agents such as dithiothreitol, thiourea and glutathione can also be used. The final concentration of the reducing agent in the lysate should provide, taking into account the presence of other components of the preservation solution, a substantially complete restoration of S-S bonds in the lysate proteins. The preferred concentration of 2-mercaptoethanol in the lysate is from 1 to 2% (by volume). The preferred concentration of other reducing agents may be different. For example, the reduction potential of dithiothreitol is higher than 2-mercaptoethanol; therefore, it is preferable to use it 4-6 times lower concentration.

(3) Сильный детергент, не образующий нерастворимого соединения с гуанидином при их совместном присутствии в консервирующем растворе при температуре его хранения (которой предпочтительно является комнатная температура). Детергент способствует полной инактивации нуклеаз, а также улучшает лизис клеток и тканей образца. Предпочтительным детергентом является саркозил (N-додецилсаркозин или N-лаурилсаркозин), но возможно использование и других детергентов, таких как эфиры полиэтиленгликоля, известные под торговой маркой Triton (например, Triton Х-100 - терт-октилфениловый эфир полиэтиленгликоля) и полиоксиэтиленсорбитаны, известные под торговой маркой Tween (например, Tween 20 - монолаурат полиоксиэтилен-сорбитана), или их химические аналоги. Не годится, например, додецилсульфат, образующий с гуанидином нерастворимое соединение при комнатной температуре. Концентрация детергента в лизате должна быть достаточно высокой для формирования мицелл. Предпочтительная концентрация саркозила в лизате - 0,5%.(3) Strong detergent that does not form an insoluble compound with guanidine when they are combined in a preservative solution at its storage temperature (which is preferably room temperature). The detergent promotes complete inactivation of nucleases, and also improves lysis of the cells and tissues of the sample. Sarcosyl (N-dodecyl sarcosine or N-lauryl sarcosine) is the preferred detergent, but other detergents such as the polyethylene glycol ethers known under the Triton trademark (for example, Triton X-100 tert-octylphenyl polyethylene glycol ether) and polyoxyethylene sorbitan can be used. trademark Tween (for example, Tween 20 - polyoxyethylene sorbitan monolaurate), or their chemical analogues. For example, dodecyl sulfate, which forms an insoluble compound with guanidine at room temperature, is not suitable. The concentration of detergent in the lysate should be high enough to form micelles. The preferred concentration of sarcosyl in the lysate is 0.5%.

(4) По крайней мере, один комплексон (хелатор) ионов двух- и трехвалентных металлов, являющихся эффективными катализаторами гидролиза РНК [11]. Особенную опасность представляют ионы Fe2+ и Fe3+, присутствующие в животных тканях в больших количествах в составе гемоглобина и высвобождающиеся при его денатурации. Предпочтительным комплексоном является ЭДТА (этилендиамин-N,N,N',N'-тетраацетат), константы связывания которого с ионами железа составляют ≈10-14 М-1 (Fe2+) и ≈10-24 М-1 (Fe3+) [12]. Также могут быть использованы другие комплексоны, такие как ЭГТА (этиленгликоль-бис[2-аминоэтил]-N,N,N',N'-тетраацетат), 8-гидроксихинолин и 1,10-фенантролин. Молярная концентрация комплексона должна быть заведомо выше, чем ожидаемая максимальная молярная концентрация ионов двух- и трехвалентных металлов. Предпочтительная концентрация ЭДТА в лизате - 10-20 мМ.(4) At least one complexon (chelator) of divalent and trivalent metal ions, which are effective catalysts for RNA hydrolysis [11]. Of particular risk are ions Fe 2+ and Fe 3+, are present in animal tissues in large amounts in the composition of hemoglobin released during denaturation. The preferred complexone is EDTA (ethylene diamine-N, N, N ', N'-tetraacetate), the binding constants of which with iron ions are ≈10 -14 M -1 (Fe 2+ ) and ≈10 -24 M -1 (Fe 3 + ) [12]. Other complexones such as EGTA (ethylene glycol bis [2-aminoethyl] -N, N, N ′, N′-tetraacetate), 8-hydroxyquinoline and 1,10-phenanthroline can also be used. The molar concentration of complexon should be obviously higher than the expected maximum molar concentration of ions of divalent and trivalent metals. The preferred concentration of EDTA in the lysate is 10-20 mM.

(5) Буфер, поддерживающий значение рН в диапазоне от 6 до 8. При рН>8 возможен щелочной гидролиз РНК, а при рН<6 возможна кислотная апуринизация ДНК с последующей деградацией ее сахарофосфатного остова [13]. Кроме того, при понижении значения рН от 6 до 4 многократно ускоряется так называемая реакция Фентона [14], при которой с участием Fe2+ из перекисей, которые могут присутствовать в тканях или образовываться под действием света при наличии растворенного кислорода, образуются свободные радикалы, прежде всего гидроксил-радикалы, вызывающие негидролитический распад как РНК [15], так и ДНК [16]. Как правило, биологические лизаты имеют кислую реакцию, поэтому предпочтительным буфером является соль лимонной кислоты, например, трехзамещенный цитрат натрия, который эффективно поддерживает рН на уровне выше 6, одновременно являясь эффективным комплексоном ионов Fe3+ [12]. Предпочтительная концентрация буфера в лизате - 20-30 мМ, но при необходимости могут быть использованы и более высокие концентрации.(5) A buffer that maintains a pH in the range from 6 to 8. At pH> 8, alkaline hydrolysis of RNA is possible, and at pH <6, acid apurination of DNA is possible with subsequent degradation of its sugar phosphate backbone [13]. In addition, with a decrease in pH from 6 to 4, the so-called Fenton reaction is accelerated many times [14], in which free radicals are formed with the participation of Fe 2+ from peroxides that can be present in tissues or form under the influence of light in the presence of dissolved oxygen. first of all, hydroxyl radicals causing nonhydrolytic decomposition of both RNA [15] and DNA [16]. As a rule, biological lysates have an acidic reaction, therefore, the preferred buffer is a citric acid salt, for example, trisubstituted sodium citrate, which effectively maintains the pH above 6, while being an effective complex of Fe 3+ ions [12]. The preferred concentration of buffer in the lysate is 20-30 mM, but higher concentrations can be used if necessary.

Следует отметить, что, кроме буфера, реакции Фентона препятствуют и другие компоненты консервирующего раствора, такие как восстановители S-S-связей и комплексоны ионов двух- и трехвалентных металлов [14], а во избежание образования перекисей лизат следует хранить в защищенном от света месте и/или в светозащитной посуде.It should be noted that, in addition to the buffer, Fenton’s reactions are also hindered by other components of the preservative solution, such as reducing agents of SS bonds and complexons of ions of divalent and trivalent metals [14], and in order to avoid the formation of peroxides, the lysate should be stored in a dark place and / or in a lightproof bowl.

Предпочтительный состав консервирующего раствора и предпочтительный способ консервации биологического образца приведен в примере 1, а результат его применения для консервации образцов крови, особенно богатой рибонуклеазами и ионами железа, показан на чертеже.The preferred composition of the preservation solution and the preferred method for preserving the biological sample are shown in Example 1, and the result of its use for the preservation of blood samples, especially rich in ribonuclease and iron ions, is shown in the drawing.

Согласно изобретению сохранность РНК в лизате может быть дополнительно увеличена путем последующего смешивания лизата с водорастворимым органическим растворителем, способного вызывать преципитацию нуклеиновых кислот. Такими свойствами обладают многие органические растворители, например, низкомолекулярные спирты (такие как метанол, этанол и изопропанол), ацетон, полиэтиленгликоль и диметилсульфоксид [17]. Предпочтительным согласно изобретению является изопропанол. Количество добавляемого органического растворителя должно обеспечивать существенно полную преципитацию нуклеиновых кислот, но при этом не быть избыточным, чтобы не вызвать чрезмерную преципитацию белков. Предпочтительное количество изопропанола - 2 объема на 1 объем лизата; оптимальное количество других растворителей может быть иным и должно быть установлено в предварительных экспериментах. Предпочтительный способ консервации биологического образца с применением изопропанола приведен в примере 2, а результат его применения для консервации образцов крови показан на чертеже.According to the invention, the safety of RNA in the lysate can be further increased by subsequent mixing of the lysate with a water-soluble organic solvent capable of causing precipitation of nucleic acids. Many organic solvents possess such properties, for example, low molecular weight alcohols (such as methanol, ethanol, and isopropanol), acetone, polyethylene glycol, and dimethyl sulfoxide [17]. Isopropanol is preferred according to the invention. The amount of added organic solvent should ensure substantially complete precipitation of nucleic acids, but not be excessive so as not to cause excessive precipitation of proteins. The preferred amount of isopropanol is 2 volumes per 1 volume of lysate; the optimal amount of other solvents may be different and should be established in preliminary experiments. A preferred method for preserving a biological sample using isopropanol is shown in Example 2, and the result of its use for preserving blood samples is shown in the drawing.

Можно заметить, что по мере хранения лизата в присутствии изопропанола снижается количество ДНК, выделяемой из лизата по методу, изложенному в примере 3. Однако при этом не заметно увеличения содержания низкомолекулярных фрагментов, как следовало бы ожидать при деградации ДНК. Наиболее вероятная причина снижения выхода - потери ДНК, вызванные ухудшением ее растворимости при хранении в присутствии изопропанола. Вероятно, при хранении образуются плотные ДНК-белковые агрегаты, которые теряются при фенольной экстракции, переходя в органическую фазу. Поэтому, если желательно выделить ДНК из такого образца с максимальным выходом, образец перед фенольной экстракцией следует обработать протеиназой К (или другой подобной протеазой), предпочтительно в присутствии мочевины и детергента, как описано, например, в работе [18].It can be noted that as the lysate is stored in the presence of isopropanol, the amount of DNA released from the lysate decreases according to the method described in Example 3. However, this does not noticeably increase the content of low molecular weight fragments, as would be expected during DNA degradation. The most likely reason for the decrease in yield is DNA loss caused by a deterioration in its solubility during storage in the presence of isopropanol. Probably, during storage, dense DNA-protein aggregates are formed, which are lost during phenolic extraction, passing into the organic phase. Therefore, if it is desirable to isolate DNA from such a sample with maximum yield, the sample should be treated with proteinase K (or another similar protease) before phenol extraction, preferably in the presence of urea and detergent, as described, for example, in [18].

Лизат, полученный в результате смешивания биологического образца с консервирующим раствором согласно изобретению, полностью совместим с большинством из широко используемых процедур выделения нуклеиновых кислот. По химическому составу этот лизат близок лизату, получаемому при различных способах выделения нуклеиновых кислот, в том числе при выделении РНК с помощью экстракции кислым фенолом [19] и при выделении РНК и ДНК с помощью адсорбции на мелкодисперсных силикатных или стеклянных носителях [20], применяемых, например, в экстракторе NucliSens (Organon Teknika, Нидерланды). Фактически, процесс консервации образца заменяет стадию получения лизата, предусмотренную указанными способами.The lysate obtained by mixing a biological sample with a preservative solution according to the invention is fully compatible with most of the widely used nucleic acid isolation procedures. The chemical composition of this lysate is close to the lysate obtained by various methods of nucleic acid isolation, including the isolation of RNA by extraction with acid phenol [19] and the isolation of RNA and DNA by adsorption on finely dispersed silicate or glass carriers [20] used , for example, in a NucliSens extractor (Organon Teknika, Netherlands). In fact, the process of preservation of the sample replaces the stage of obtaining the lysate provided for by these methods.

Предложенный способ поясняется следующими примерами его осуществления.The proposed method is illustrated by the following examples of its implementation.

Пример 1. Консервация образцов крови и костного мозга.Example 1. Preservation of blood and bone marrow samples.

Ниже приведена процедура, рассчитанная для обработки 0,15 мл крови. Аналогичные результаты получаются при консервации 0,15 мл иных клеточных суспензий, например, костного мозга. При консервации образца другого объема следует пропорционально изменить объемы добавляемых растворов. При консервации твердых тканей их следует предпочтительно гомогенизировать в консервирующем растворе любым доступным способом (в блендоре, гомогенизаторе Поттера, ультразвуковом гомогенизаторе и т.п.).The following is a procedure calculated to process 0.15 ml of blood. Similar results are obtained with the conservation of 0.15 ml of other cell suspensions, for example, bone marrow. When preserving a sample of a different volume, the volumes of the added solutions should be proportionally changed. When preserving hard tissues, they should preferably be homogenized in a preservation solution in any way possible (in a blender, Potter homogenizer, ultrasonic homogenizer, etc.).

0,15 мл свежесобранной крови вливали в пробирку, в которую заранее добавлен консервирующий раствор (0,3 мл), и быстро перемешивали. Консервирующий раствор имел следующий состав: 6 М тиоцианат гуанидина, 37,5 мМ цитрат натрия (рН 7,5), 0,75% саркозил, 20 мМ ЭДТА, 2% 2-меркаптоэтанол (конечные концентрации: 4 М тиоцианат гуанидина, 25 мМ цитрат натрия, 0,5% саркозил, 13 мМ ЭДТА, 1,3% 2-меркаптоэтанол). Полученный лизат хранили при разных температурных режимах [комнатная температура ("к.т."), а также +4°С и -20°С] в течение 3, 7 и 14 суток. Затем выделяли нуклеиновые кислоты способом, описанным в примере 3, начиная с пункта 2, и часть полученного препарата, соответствующую 20 мкл крови, анализировали с помощью электрофореза в ПААГ. Результаты представлены на чертеже. За сохранностью ДНК, которая составляет до 90% массы выделенного препарата, следили по окраске бромистым этидием (А), а за сохранностью РНК - по сохранности внутреннего контроля, 32Р-меченой РНК фага QP длиной 3821 нт, которую добавляли в кровь вместе с консервирующим раствором и отслеживали с помощью авторадиографии (Б). Образцы, полученные при консервации способом, описанным в этом примере, имеют нечетные номера. Дорожки "К" содержат контрольные образцы, из которых выделяли нуклеиновые кислоты немедленно после добавления консервирующего раствора, а дорожки "М" - наборы ДНК-маркеров размера.0.15 ml of freshly collected blood was poured into a test tube into which a preservation solution (0.3 ml) was added in advance, and stirred rapidly. The preservation solution had the following composition: 6 M guanidine thiocyanate, 37.5 mM sodium citrate (pH 7.5), 0.75% sarcosyl, 20 mM EDTA, 2% 2-mercaptoethanol (final concentrations: 4 M guanidine thiocyanate, 25 mM sodium citrate, 0.5% sarcosyl, 13 mM EDTA, 1.3% 2-mercaptoethanol). The resulting lysate was stored at different temperature conditions [room temperature ("rt"), as well as + 4 ° C and -20 ° C] for 3, 7 and 14 days. Then, nucleic acids were isolated by the method described in example 3, starting from point 2, and the part of the obtained preparation, corresponding to 20 μl of blood, was analyzed by electrophoresis in SDS page. The results are presented in the drawing. DNA preservation, which amounts to 90% of the mass of the isolated preparation, was monitored by ethidium bromide staining (A), and RNA preservation was monitored by the safety of internal control, 32 P-labeled RNA phage QP 3821 nt long, which was added to the blood together with preserving solution and tracked using autoradiography (B). Samples obtained by preservation by the method described in this example have odd numbers. Lanes “K” contain control samples from which nucleic acids were isolated immediately after the addition of the preservation solution, and tracks “M” contained sets of DNA size markers.

Указанный выше консервирующий раствор стабилен при температуре выше +20°С и его можно хранить (предпочтительно в темноте) в течение, по крайней мере, двух месяцев без существенного ухудшения свойств. Однако при понижении температуры ниже +20°С из раствора могут выпадать кристаллы, которые можно растворить при нагревании. Поэтому, если ожидается, что температура окружающей среды может опускаться ниже +20°С, то консервирующий раствор предпочтительно разбавить, соответственно увеличив его объем, добавляемый к биологическому образцу, с тем чтобы были соблюдены указанные конечные концентрации реагентов. Например, консервирующий раствор, разбавленный в 1,125 раз, можно хранить при длительном понижении температуры до +15°С, при этом на 1 объем образца следует добавлять 3 объема консервирующего раствора.The above preservative solution is stable at temperatures above + 20 ° C and can be stored (preferably in the dark) for at least two months without significant deterioration. However, when the temperature drops below + 20 ° C, crystals can precipitate from the solution, which can be dissolved by heating. Therefore, if it is expected that the ambient temperature may drop below + 20 ° C, then the preservative solution is preferably diluted, respectively increasing its volume added to the biological sample, so that the indicated final concentrations of reagents are observed. For example, a preservative solution diluted 1.125 times can be stored with a prolonged decrease in temperature to + 15 ° C, while 3 volumes of preservative solution should be added per 1 volume of sample.

Пример 2. Консервация образцов крови, включающая преципитацию нуклеиновых кислот с помощью органического растворителя.Example 2. Preservation of blood samples, including the precipitation of nucleic acids using an organic solvent.

0,15 мл свежесобранной крови смешивали с 0,3 мл консервирующего раствора как описано в примере 1, после чего добавляли 0,9 мл изопропанола и интенсивно перемешивали (то есть добавляли 2 объема изопропанола на 1 объем лизата). Полученную суспензию хранили при разных температурных режимах [комнатная температура ("к.т."), а также +4°С и -20°С] в течение 3, 7 и 14 суток. Затем выделяли нуклеиновые кислоты способом, описанным в примере 3, начиная с пункта 3 (предварительно подвергнув образец центрифугированию, как описано в пункте 2) и часть полученного препарата, соответствующую 20 мкл крови, анализировали с помощью электрофореза в ПААГ. Результаты представлены на чертеже. Образцы, полученные при консервации способом, описанным в этом примере, имеют четные номера. Остальные условия эксперимента те же, что в примере 1.0.15 ml of freshly collected blood was mixed with 0.3 ml of preservation solution as described in Example 1, after which 0.9 ml of isopropanol was added and mixed vigorously (i.e., 2 volumes of isopropanol per 1 volume of lysate were added). The resulting suspension was stored at different temperature conditions [room temperature ("rt"), as well as + 4 ° C and -20 ° C] for 3, 7 and 14 days. Then, nucleic acids were isolated by the method described in example 3, starting from step 3 (after having subjected the sample to centrifugation, as described in step 2), and the part of the obtained preparation, corresponding to 20 μl of blood, was analyzed by PAGE. The results are presented in the drawing. Samples obtained by preservation by the method described in this example have even numbers. The remaining experimental conditions are the same as in example 1.

Если используют более разбавленный консервирующий раствор (см. пример 1), то соответственно увеличивают добавляемый объем изопропанола, чтобы соблюсти объемное соотношение 2:1 (изопропанол:лизат).If a more diluted preservative solution is used (see Example 1), then the added volume of isopropanol is increased accordingly to maintain a volume ratio of 2: 1 (isopropanol: lysate).

Пример 3. Выделение нуклеиновых кислот из цельной крови и костного мозга.Example 3. Isolation of nucleic acids from whole blood and bone marrow.

Все операции проводили в микроцентрифужных пробирках типа "Эппендорф", а центрифугирование осуществляли, если не указано иное, на холоде (4°С) в центрифугах MiniSpin™ (Eppendorf, Германия) на максимальной скорости (13400 об/мин), используя для выделения аликвоты 150 мкл цельной крови или костного мозга, или соответствующие количества препаратов, подвергнутых консервации как изложено в примерах 1 и 2.All operations were performed in Eppendorf type microcentrifuge tubes, and centrifugation was carried out, unless otherwise indicated, in the cold (4 ° C) in MiniSpin ™ centrifuges (Eppendorf, Germany) at maximum speed (13,400 rpm), using aliquots to isolate 150 μl of whole blood or bone marrow, or the corresponding amount of preparations subjected to preservation as described in examples 1 and 2.

(1) Лизис (эта стадия идентична консервации, поэтому ее пропускали, если выделяли нуклеиновые кислоты из хранившихся образцов). 150 мкл крови или костного мозга смешивали с 300 мкл лизирующего раствора, содержащего 6 М тиоцианат гуанидина, 37,5 мМ цитрат натрия (рН 7,5), 0,75% саркозил, 20 мМ ЭДТА, 2% 2-меркаптоэтанол (конечные концентрации: 4 М гуанидинтиоцианат, 25 мМ цитрат натрия, 0,5% саркозил, 13 мМ ЭДТА, 1,3% 2-меркаптоэтанол). Раствор тщательно перемешивали. Инкубировали при 0°С (в ледяной бане) в течение 5 мин.(1) Lysis (this stage is identical to preservation, therefore, it was skipped if nucleic acids were isolated from stored samples). 150 μl of blood or bone marrow was mixed with 300 μl of a lysing solution containing 6 M guanidine thiocyanate, 37.5 mm sodium citrate (pH 7.5), 0.75% sarcosyl, 20 mm EDTA, 2% 2-mercaptoethanol (final concentrations : 4 M guanidine thiocyanate, 25 mM sodium citrate, 0.5% sarcosyl, 13 mM EDTA, 1.3% 2-mercaptoethanol). The solution was thoroughly mixed. Incubated at 0 ° C (in an ice bath) for 5 minutes.

(2) Осаждение изопропанолом (эту стадию пропускали, если нуклеиновые кислоты уже подвергали преципитации изопропанолом при консервации). К лизату добавляли 900 мкл изопропанола, интенсивно перемешивали. Инкубировали при 0°С в течение 30 минут и центрифугировали в течение 15 мин. Надосадочную жидкость отбрасывали.(2) Isopropanol precipitation (this step was skipped if nucleic acids were already precipitated with isopropanol during conservation). 900 l of isopropanol was added to the lysate, and stirred vigorously. Incubated at 0 ° C for 30 minutes and centrifuged for 15 minutes. The supernatant was discarded.

(3) Растворение осадка. К осадку приливали 400 мкл лизирующего раствора, разведенного водой в 1,5 раза. Конечные концентрации: 4 М гуанидинтиоцианат, 25 мМ цитрат натрия, 0,5% саркозил, 13 мМ ЭДТА, 1,3% 2-меркаптоэтанол. Раствор тщательно перемешивали.(3) Dissolution of the precipitate. 400 μl of lysis solution diluted with water 1.5 times was added to the precipitate. Final concentrations: 4 M guanidine thiocyanate, 25 mM sodium citrate, 0.5% sarcosyl, 13 mM EDTA, 1.3% 2-mercaptoethanol. The solution was thoroughly mixed.

(4) Осаждение изопропанолом. Добавляли 800 мкл изопропанола, интенсивно перемешивали. Инкубировали при 0°С в течение 30 минут и центрифугировали в течение 15 мин. Надосадочную жидкость отбрасывали.(4) Precipitation with isopropanol. 800 μl of isopropanol was added, mixed vigorously. Incubated at 0 ° C for 30 minutes and centrifuged for 15 minutes. The supernatant was discarded.

(5) Промывка осадка нуклеиновых кислот спиртово-солевым раствором. К осадку добавляли 400 мкл раствора, содержащего 165 мМ хлорид натрия, 110 мМ цитрат натрия (рН 7,0), 45% (по объему) 96% этанола. Перемешивали при комнатной температуре в течение 10 мин на встряхивателе Reax-Top™ (Heidolph, Германия) при максимальной интенсивности (2500 об/мин), после чего центрифугировали в течение 15 мин. Надосадочную жидкость удаляли.(5) Flushing the nucleic acid precipitate with an alcohol-salt solution. To the precipitate was added 400 μl of a solution containing 165 mM sodium chloride, 110 mM sodium citrate (pH 7.0), 45% (v / v) 96% ethanol. It was stirred at room temperature for 10 minutes on a Reax-Top ™ shaker (Heidolph, Germany) at maximum intensity (2500 rpm), and then centrifuged for 15 minutes. The supernatant was removed.

(6) Растворение осадка. К осадку приливали 500 мкл раствора, содержащего 10 мМ Трис HCl (рН 8,0), 1 мМ ЭДТА, 8М мочевину, 2% SDS, 2% 2-меркаптоэтанол. Перемешивали при комнатной температуре в течение 10 мин на встряхивателе Reax-Top™ при максимальной интенсивности.(6) Dissolution of the precipitate. 500 μl of a solution containing 10 mM Tris HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA, 8M urea, 2% SDS, 2% 2-mercaptoethanol was added to the precipitate. Stir at room temperature for 10 minutes on a Reax-Top ™ shaker at maximum intensity.

(7) Экстракция фенолом. Сначала к раствору добавляли 45 мкл 4 М хлорида натрия (до 300 мМ) для последующего осаждения. Далее добавляли 545 мкл (один объем) смеси фенол:хлороформ:изоамиловый спирт (24:24:1, по объему) (использовали фенол, насыщенный буфером Трис-HCl, рН 8,0). Перемешивали при комнатной температуре в течение 2 мин на встряхивателе Reax-Top™ при максимальной интенсивности. Центрифугировали при комнатной температуре в течение 10 мин. Отбирали 400 мкл водной фазы. Водную фазу промывали 400 мкл хлороформа (перемешивали в течение 1 мин, центрифугировали в течение 1 мин), отбирали 360 мкл водной фазы.(7) Phenol Extraction. First, 45 μl of 4 M sodium chloride (up to 300 mM) was added to the solution for subsequent precipitation. Next, 545 μl (one volume) of a phenol: chloroform: isoamyl alcohol mixture (24: 24: 1, by volume) was added (phenol saturated with Tris-HCl buffer, pH 8.0 was used). Stirred at room temperature for 2 minutes on a Reax-Top ™ shaker at maximum intensity. Centrifuged at room temperature for 10 minutes. 400 μl of the aqueous phase was collected. The aqueous phase was washed with 400 μl of chloroform (stirred for 1 min, centrifuged for 1 min), 360 μl of the aqueous phase was taken.

(8) Осаждение этанолом. К водной фазе добавляли 1 мл холодного (-20°С) 96% этанола и интенсивно перемешивали. Инкубировали при -20°С в течение 20 мин, затем центрифугировали в течение 15 мин. Надосадочную жидкость удаляли.(8) Ethanol precipitation. 1 ml of cold (-20 ° C) 96% ethanol was added to the aqueous phase and stirred vigorously. Incubated at -20 ° C for 20 minutes, then centrifuged for 15 minutes. The supernatant was removed.

(9) Промывка осадка спиртом. К осадку приливали 400 мкл 75% этанола и мягко обмывали внутреннюю поверхность пробирки. Центрифугировали в течение 10 мин. Надосадочную жидкость отбрасывали, а осадок подсушивали в течение 10-15 мин при комнатной температуре.(9) Washing the precipitate with alcohol. 400 μl of 75% ethanol was poured onto the precipitate and the tube inner surface was gently washed. Centrifuged for 10 min. The supernatant was discarded, and the precipitate was dried for 10-15 minutes at room temperature.

(10) Растворение осадка. Осадок растворяли в 40 мкл 0,1 мМ ЭДТА, прогревали в течение 30 мин при 60°С, перемешивали на встряхивателе Reax-Top™ при максимальной интенсивности в течение 3 мин. После этого еще раз прогревали при 60°С в течение 15 мин, затем помещали в кипящую баню на 3 мин (чтобы расплавить возможные агрегаты молекул) и быстро охлаждали во льду.(10) Dissolution of the precipitate. The precipitate was dissolved in 40 μl of 0.1 mM EDTA, heated for 30 minutes at 60 ° C, and stirred on a Reax-Top ™ shaker at maximum intensity for 3 minutes. After that, it was again heated at 60 ° C for 15 min, then placed in a boiling bath for 3 min (to melt possible aggregates of molecules) and quickly cooled in ice.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Основываясь на полученных результатах, можно констатировать, что способ консервации биологических образцов обеспечивает существенную сохранность РНК и ДНК в процессе хранения образцов до выделения нуклеиновых кислот в течение длительного времени, а также безопасную транспортировку образцов при температуре окружающей среды. Наконец, предложенный способ консервации совместим с процедурой последующего выделения нуклеиновых кислот.Based on the results obtained, it can be stated that the method of preservation of biological samples ensures substantial preservation of RNA and DNA during storage of samples until nucleic acids are isolated for a long time, as well as safe transportation of samples at ambient temperature. Finally, the proposed conservation method is compatible with the subsequent nucleic acid isolation procedure.

Источники информацииInformation sources

1. Четверин А.Б., Четверина Е.В. Способ размножения нуклеиновых кислот, способ их экспрессии и среда для их осуществления // Патент РФ №2048522 (1995).1. Chetverin A.B., Chetverina E.V. The method of propagation of nucleic acids, the method of expression and the environment for their implementation // RF Patent No. 2048522 (1995).

2. Четверин А.Б., Четверина Е.В. Точная диагностика с помощью молекулярных колоний // Молекуляр. биология. Т.36. С.320-327 (2002).2. Chetverin A.B., Chetverina E.V. Accurate diagnosis using molecular colonies // Molecular. biology. T.36. S.320-327 (2002).

3. Esser С., Gottlinger С., Kremer J., Hundeiker C., Radbruch A. Isolation of full-sized mRNA from ethanol-fixed cells after cellular immunofluorescence staining and fluorescence-activated cell sorting (FACS) // Cytometry. V.21. P.382-386 (1995).3. Esser C., Gottlinger C., Kremer J., Hundeiker C., Radbruch A. Isolation of full-sized mRNA from ethanol-fixed cells after cellular immunofluorescence staining and fluorescence-activated cell sorting (FACS) // Cytometry. V.21. P. 382-386 (1995).

4. Lader E.S. Methods and reagents for preserving RNA in cell and tissue samples // United States Patent 6204375 (2001).4. Lader E.S. Methods and reagents for preserving RNA in cell and tissue samples // United States Patent 6204375 (2001).

5. Vincek, V., Nassiri, M., Nadji, M., Morales, A.R. Preservation of RNA and morphology in cells and tissues // United States Patent Application 20030211452 (2003).5. Vincek, V., Nassiri, M., Nadji, M., Morales, A.R. Preservation of RNA and morphology in cells and tissues // United States Patent Application 20030211452 (2003).

6. Kamme F.C., Meurers B.H., Talantov D., Yu J. Preservation of RNA in a biological sample // United States Patent Application 20040259133 (2004).6. Kamme F.C., Meurers B.H., Talantov D., Yu J. Preservation of RNA in a biological sample // United States Patent Application 20040259133 (2004).

7. Stefan M., Krehan A.-A., Boecher O., Waschuetza S. Use of lithium dodecyi sulfate for stabilizing RNA in solution, particularly during purification of RNA from cell lysate // Patent DE 10219117 (2003).7. Stefan M., Krehan A.-A., Boecher O., Waschuetza S. Use of lithium dodecyi sulfate for stabilizing RNA in solution, particularly during purification of RNA from cell lysate // Patent DE 10219117 (2003).

8. Chirgwin J.M., Przybyla A.E., MacDonald R.J., Putter W.J. Isolation of biologically active ribonucleic acid from sources enriched in ribonuclease // Biochemistry. V.18. P.5294-5299 (1979).8. Chirgwin J.M., Przybyla A.E., MacDonald R.J., Putter W.J. Isolation of biologically active ribonucleic acid from sources enriched in ribonuclease // Biochemistry. V.18. P.5294-5299 (1979).

9. Lader E.S. Methods and reagents for preserving RNA in cell and tissue samples // PCT publication WO 0006780 (2000).9. Lader E.S. Methods and reagents for preserving RNA in cell and tissue samples // PCT publication WO 0006780 (2000).

10. Lader E.S. Methods and reagents for preserving RNA in cell and tissue samples // United States Patent 6528641 (2003).10. Lader E.S. Methods and reagents for preserving RNA in cell and tissue samples // United States Patent 6528641 (2003).

11. Feig A.L, Uhlenbeck O.C. The role of metal ions in RNA biochemistry // The RNA World, 2nd ed. (Eds. Gesteland R.F., Cech T.R., Atkins J.F.). Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY. P.287-319 (1999).11. Feig A. L, Uhlenbeck O.C. The role of metal ions in RNA biochemistry // The RNA World, 2nd ed. (Eds. Gesteland R.F., Cech T.R., Atkins J.F.). Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY. P.287-319 (1999).

12. Sillen, L.G., Martell, A.E. Stability Constants of Metal-Ion Complexes. The Chemical Society, London, 1964.12. Sillen, L. G., Martell, A.E. Stability Constants of Metal-Ion Complexes. The Chemical Society, London, 1964.

13. Дэвидсон Дж. Биохомия нуклеиновых кислот. "Мир", Москва, 1976.13. Davidson, J. Nucleic Acid Biochemistry. "Mir", Moscow, 1976.

14. Walling, С. Fenton's reagent revisited // Асе. Chem. Res. V.8. P.125-131 (1975).14. Walling, S. Fenton's reagent revisited // Ace. Chem. Res. V.8. P.125-131 (1975).

15. Latham J.A., Cech T.R. Defining the inside and outside of a catalytic RNA molecule // Science. V.245. P.276-282 (1989).15. Latham J.A., Cech T.R. Defining the inside and outside of a catalytic RNA molecule // Science. V.245. P.276-282 (1989).

16. Tullius T.D., Dombroski B.A. Hydroxyl radical "footprinting": high-resolution information about DNA-protein contacts and application to lambda represser and Cro protein // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. V.83. P.5469-5473 (1986).16. Tullius T.D., Dombroski B.A. Hydroxyl radical "footprinting": high-resolution information about DNA-protein contacts and application to lambda represser and Cro protein // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. V.83. P.5469-5473 (1986).

17. Chomczynski P. Product and process for isolating DNA, RNA and proteins // United States Patent 5945515 (1999).17. Chomczynski P. Product and process for isolating DNA, RNA and proteins // United States Patent 5945515 (1999).

18. Chetverina H.V., Samatov T.R., Ugarov V.I., Chetverin A.B. Molecular colony diagnostics: Detection and quantitation of viral nucleic acids by in-gel PCR // BioTechniques. V.33. P.150-156 (2002).18. Chetverina H.V., Samatov T.R., Ugarov V.I., Chetverin A.B. Molecular colony diagnostics: Detection and quantitation of viral nucleic acids by in-gel PCR // BioTechniques. V.33. P.150-156 (2002).

19. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. V.162. P.156-159 (1987).19. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. V.162. P.156-159 (1987).

20. Boom R., Sol C.J., Salimans M.M., Jarisen C.L., Wertheim-van Dillen P.M., van der Noordaa J. Rapid and simple method for purification of nucleic acids // J. Clin. Microbiol. V.28. P.495-503 (1990).20. Boom R., Sol C. J., Salimans M. M., Jarisen C. L., Wertheim-van Dillen P. M., van der Noordaa J. Rapid and simple method for purification of nucleic acids // J. Clin. Microbiol. V.28. P. 495-503 (1990).

Claims (13)

1. Способ консервации биологических образцов, включающий получение лизата путем смешивания биологического материала с консервирующим раствором, содержащим соединение гуанидина в количестве, достаточном для существенно полной денатурации содержащихся в образце нуклеаз, отличающийся тем, что консервирующий раствор также содержит следующие компоненты, препятствующие деградации нуклеиновых кислот: (1) восстановитель белковых S-S-связей в количестве, обеспечивающем существенно полное восстановление S-S-связей в белках лизата; (2) сильный детергент, не образующий нерастворимого соединения с гуанидином, в количестве, достаточном для формирования мицелл в лизате; (3) по крайней мере, один комплексен ионов двух- и трехвалентных металлов в количестве, обеспечивающем его молярную концентрацию в лизате заведомо более высокую, чем ожидаемая максимальная молярная концентрация ионов двух- и трехвалентных металлов; (4) буфер, поддерживающий значение рН лизата в диапазоне от 6 до 8.1. A method of preserving biological samples, comprising obtaining a lysate by mixing the biological material with a preservation solution containing a guanidine compound in an amount sufficient to substantially completely denature the nucleases contained in the sample, characterized in that the preservation solution also contains the following components that prevent the degradation of nucleic acids: (1) a reducing agent for protein SS bonds in an amount providing substantially complete restoration of SS bonds in lysate proteins; (2) a strong detergent that does not form an insoluble compound with guanidine in an amount sufficient to form micelles in the lysate; (3) at least one complex of ions of divalent and trivalent metals in an amount providing its molar concentration in the lysate is obviously higher than the expected maximum molar concentration of ions of divalent and trivalent metals; (4) a buffer that maintains the pH of the lysate in the range of 6 to 8. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе смешивания с консервирующим раствором биологический материал гомогенизируют.2. The method according to claim 1, characterized in that during mixing with a preservative solution, the biological material is homogenized. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя белковых S-S-связей используют вещество, выбранное из группы веществ, включающей 2-меркаптоэтанол, дитиотрейтол, тиомочевину и глутатион.3. The method according to claim 1, characterized in that the substance selected from the group of substances including 2-mercaptoethanol, dithiothreitol, thiourea and glutathione is used as a reducing agent for protein S-S bonds. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя белковых S-S-связей используют 2-меркаптоэтанол.4. The method according to claim 1, characterized in that 2-mercaptoethanol is used as a reducing agent for protein S-S bonds. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве детергента используют вещество, выбранное из группы веществ, включающей саркозил, эфиры полиэтиленгликоля и полиоксиэтиленсорбитаны.5. The method according to claim 1, characterized in that as a detergent use a substance selected from the group of substances including sarcosyl, polyethylene glycol ethers and polyoxyethylene sorbitans. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве детергента используют саркозил.6. The method according to claim 1, characterized in that sarcosyl is used as a detergent. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексона используют вещество, выбранное из группы веществ, включающей ЭДТА, ЭГТА, 8-гидроксихинолин и 1,10-фенантролин.7. The method according to claim 1, characterized in that the complexon is a substance selected from the group of substances including EDTA, EGTA, 8-hydroxyquinoline and 1,10-phenanthroline. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексона используют ЭДТА.8. The method according to claim 1, characterized in that EDTA is used as complexon. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве буфера используют соль лимонной кислоты.9. The method according to claim 1, characterized in that a citric acid salt is used as a buffer. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный лизат смешивают с водорастворимым органическим растворителем, способным вызывать преципитацию нуклеиновых кислот, взятым в количестве, достаточном для обеспечения существенно полной преципитации нуклеиновых кислот, присутствующих в лизате.10. The method according to claim 1, characterized in that the resulting lysate is mixed with a water-soluble organic solvent capable of causing precipitation of nucleic acids, taken in an amount sufficient to ensure substantially complete precipitation of the nucleic acids present in the lysate. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют вещество, выбранное из группы веществ, включающей низкомолекулярные спирты, ацетон, полиэтиленгликоль и диметилсульфоксид.11. The method according to claim 10, characterized in that as an organic solvent use a substance selected from the group of substances including low molecular weight alcohols, acetone, polyethylene glycol and dimethyl sulfoxide. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют изопропанол.12. The method according to claim 10, characterized in that isopropanol is used as the organic solvent. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что объем добавляемого изопропанола вдвое больше объема лизата.13. The method according to p. 12, characterized in that the volume of added isopropanol is twice the volume of the lysate.
RU2005138583/15A 2005-12-13 2005-12-13 Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids RU2322058C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005138583/15A RU2322058C2 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005138583/15A RU2322058C2 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005138583A RU2005138583A (en) 2007-06-20
RU2322058C2 true RU2322058C2 (en) 2008-04-20

Family

ID=38313977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005138583/15A RU2322058C2 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2322058C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567145C1 (en) * 2014-04-14 2015-11-10 Игорь Валериевич Корниенко Composition for storing dna-containing preparations or dna (versions) and its application
RU2619898C1 (en) * 2016-03-24 2017-05-19 Общество с ограниченной ответственностью "Биологическая среда" Method for biological materials preservation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567145C1 (en) * 2014-04-14 2015-11-10 Игорь Валериевич Корниенко Composition for storing dna-containing preparations or dna (versions) and its application
RU2619898C1 (en) * 2016-03-24 2017-05-19 Общество с ограниченной ответственностью "Биологическая среда" Method for biological materials preservation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005138583A (en) 2007-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4554080B2 (en) Methods and reagents for storing RNA in cell and tissue samples
CN110072999B (en) Nucleic acid preservation solution and method for producing and using same
US20110027862A1 (en) Sample stabilization
US8193001B2 (en) Compositions and methods for preserving RNA in biological samples
US6825340B2 (en) Methods and reagents for inactivating ribonucleases
JP5192631B2 (en) Method and apparatus for collecting and stabilizing biological samples
CN111718908B (en) Virus sample preserving fluid and preparation method and application thereof
JP5824141B2 (en) Method for separating and purifying RNA from a biological sample
WO2010064634A1 (en) Method for preparing fecal sample, solution for preparing fecal sample, and feces collection kit
AU2016266805B2 (en) Composition and method for disrupting tissue material
WO2020102570A1 (en) Rna preservation solution and methods of manufacture and use
CN109593756B (en) An extractive solution and its application in preserving tissue or cell and extracting RNA
RU2322058C2 (en) Method for preserving biological sample providing safety of nucleic acids
KR101777168B1 (en) Specimen transport medium composition for extracting nucleic acid without additional cell lysis step and uses thereof
JP2011524360A (en) Cell lysis reagent for RNA isolation
CN109609502B (en) RNA extraction method
CN116732137A (en) Treatment fluid for biological sample DNA, and use method and application thereof
WRENZYCKI et al. 1. METHODS FOR ISOLATING RNA
WRENZYCKI et al. Microscale RNA Isolation from Mammalian Embryos
Kit EZ-RNA II

Legal Events

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

Effective date: 20081214

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110310

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

Effective date: 20151214