RU2518301C1 - Method of determining human genotype on polymorphism in type ii collagen gene col2a1 c>a (rs1635529) - Google Patents
Method of determining human genotype on polymorphism in type ii collagen gene col2a1 c>a (rs1635529) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518301C1 RU2518301C1 RU2012155611/10A RU2012155611A RU2518301C1 RU 2518301 C1 RU2518301 C1 RU 2518301C1 RU 2012155611/10 A RU2012155611/10 A RU 2012155611/10A RU 2012155611 A RU2012155611 A RU 2012155611A RU 2518301 C1 RU2518301 C1 RU 2518301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- col2
- allele
- hex
- fam
- polymorphism
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
1. Область техники1. The technical field
Предложенный способ относится к области медицины, биологии и биотехнологии и может быть использован при диагностике заболеваний пародонта в ротовой полости, прогнозирования тяжести и скорости прогрессии заболевания и алгоритма лечения заболевания в зависимости от индивидуального генетического профиля пациента.The proposed method relates to the field of medicine, biology and biotechnology and can be used in the diagnosis of periodontal diseases in the oral cavity, predicting the severity and rate of disease progression and the algorithm for treating the disease depending on the individual genetic profile of the patient.
На протяжении многих лет заболевания пародонта стабильно занимают по распространенности одно из ведущих мест в мире. Несмотря на широкое развитие инструментальных и лабораторных методов исследования ранняя и точная диагностика различных стоматологических заболеваний до сих пор остается крайне актуальным вопросом.Over the years, periodontal disease has consistently occupied one of the leading places in the world in prevalence. Despite the wide development of instrumental and laboratory research methods, early and accurate diagnosis of various dental diseases still remains an extremely urgent issue.
Известно, что развитие и течение любого заболевания бактериальной природы определяется силой ответной реакции организма, которая, в свою очередь, зависит не только от приобретенного иммунитета, но в значительной степени определяется генотипом человека. За последние 10-15 лет получены первые результаты по идентификации генетических маркеров пародонтита. Установлена ассоциация с пародонтитом полиморфных локусов генов цитокинов, коллагена 1 типа, антигенов HLA, рецептора витамина D, ряда ферментов и регуляторных молекул (Brett P.M. et al., 2005; Agrawal A.A. et al., 2006; Tervonen T. et al., 2007; Wagner J. et al., 2007; Pirhan D. et al., 2007; Scarel-Caminaga R.M. et al., 2011).It is known that the development and course of any disease of a bacterial nature is determined by the strength of the body's response, which, in turn, depends not only on the acquired immunity, but is largely determined by the person’s genotype. Over the past 10-15 years, the first results have been obtained on the identification of genetic markers of periodontitis. There has been an association with periodontitis of polymorphic loci of cytokine genes, type 1 collagen, HLA antigens, vitamin D receptor, a number of enzymes and regulatory molecules (Brett PM et al., 2005; Agrawal AA et al., 2006; Tervonen T. et al., 2007 ; Wagner J. et al., 2007; Pirhan D. et al., 2007; Scarel-Caminaga RM et al., 2011).
Коллагены составляют основу соединительной ткани организма и обеспечивают ее прочность и эластичность. Последние работы указывают на возможную взаимосвязь полиморфизма коллагенов с развитием заболеваний соединительной ткани, таких как остеопороз, остеоартрит, фиброз подслизистой и т.п. Kuivaniemi с соавторами проанализировали 278 полиморфных локусов в генах коллагена I, II, III, IX, X и XI типов у 317 пациентов. В результате было сделано заключение, что отдельные варианты коллагена способствуют развитию некоторых заболеваний костей, хрящей и кровеносных сосудов.Collagens form the basis of the connective tissue of the body and provide its strength and elasticity. Recent works indicate a possible correlation of collagen polymorphism with the development of connective tissue diseases such as osteoporosis, osteoarthritis, submucosal fibrosis, etc. Kuivaniemi et al. Analyzed 278 polymorphic loci in genes of type I, II, III, IX, X, and XI collagen in 317 patients. As a result, it was concluded that certain variants of collagen contribute to the development of certain diseases of the bones, cartilage and blood vessels.
Статистически значимые отличия по частоте встречаемости генотипов были обнаружены для полиморфизма в гене коллагена COL2A1 С>A (rs1635529). Частота встречаемости аллеля С была достоверно выше в основной группе по сравнению с контролем. Гомозиготный вариант СС в исследованном локусе у пациентов с пародонтитом встречался в 1,5 раза чаще, чем в группе здоровых лиц (Зорина, 2011).Statistically significant differences in the frequency of occurrence of genotypes were found for polymorphism in the collagen gene COL2A1 C> A (rs1635529). The frequency of occurrence of the C allele was significantly higher in the main group compared with the control. Homozygous SS variant in the studied locus in patients with periodontitis was 1.5 times more likely than in the group of healthy individuals (Zorina, 2011).
2. Уровень техники2. The level of technology
Широко распространен способ определения типа нуклеотида, находящегося в определенном месте ДНК, основанный на использовании аллель-специфичных праймеров с регистрацией результатов ПЦР по окончании реакции с помощью электрофореза. При использовании ПЦР с регистрацией результатов в ходе реакции известны различные способы определения генотипа исследуемого образца.A widespread method for determining the type of nucleotide located at a specific DNA site is based on the use of allele-specific primers with registration of PCR results at the end of the reaction by electrophoresis. When using PCR with recording the results during the reaction, various methods are known for determining the genotype of the test sample.
Существуют различные способы, позволяющие определить тип нуклеотида, находящегося в определенном месте ДНК, основанные на использовании аллель-специфичных праймеров с регистрацией результатов ПЦР непосредственно в ходе реакции с помощью использования флуоресцентно-меченных проб (олигонуклеотидов) (Andreas R. Tobler at all, ″THE SNPlex Genotiping System: A Flexible and Scalable Platform for SNP Genotyping″, Journal of Biomolecular Techniques, V. 16, issue 4, Desember 2005).There are various methods for determining the type of nucleotide located at a specific DNA site, based on the use of allele-specific primers with PCR results recorded directly during the reaction using fluorescently-labeled samples (oligonucleotides) (Andreas R. Tobler at all, ″ THE SNPlex Genotiping System: A Flexible and Scalable Platform for SNP Genotyping (Journal of Biomolecular Techniques, V. 16, issue 4, Desember 2005).
Например, в наборах производства Applied Biosystems используют одну пару праймеров для каждого аллеля и два зонда с различными флуорецентными метками, в зависимости от генотипа аллеля фиксируют разгорание различных меток (″TaqMan SNP Genotyping Assays″, Applied Biosistems, Prodakt Bulletin, USA, 06/2006). Недостатком способа, используемого в данных наборах, является сравнительно невысокая достоверность результатов исследования из-за небольшой разницы между получаемыми кривыми флуоресценции для разных аллелей.For example, Applied Biosystems kits use one pair of primers for each allele and two probes with different fluorescence labels, depending on the allele genotype, different labels burn up (″ TaqMan SNP Genotyping Assays ″, Applied Biosistems, Prodakt Bulletin, USA, 06/2006 ) The disadvantage of the method used in these sets is the relatively low reliability of the study results due to the small difference between the obtained fluorescence curves for different alleles.
Предлагаемым подходом к детекции генетического полиморфизма является использование двух аллель-специфичных и меченных разными флуоресцентными метками олигонуклеотидов, а также олигонуклеотида, несущего гаситель флуоресценции и гибридизирующегося на матрицу рядом с аллель-специфичным олигонуклеотидом. Гибридизация аллель-специфичного олигонуклеотида на матрицу ведет к переносу энергии с находящегося на нем флуорофора-донора на гаситель флуоресценции расположенного рядом «гасящего» олигонуклеотида. Регистрацию результатов амплификации ведут по окончании ПНР путем снятия спектра флуоресценции при изменении температуры реакционной смеси в диапазоне от 25 до 80 градусов по Цельсию (так называемые «кривые плавления»). При получении графиков флуоресценции возможен как нагрев, так и охлаждение реакционной смеси в указанном интервале температур.The proposed approach to the detection of genetic polymorphism is the use of two allele-specific and labeled with different fluorescent labels of oligonucleotides, as well as an oligonucleotide carrying a fluorescence quencher and hybridizing to the matrix next to the allele-specific oligonucleotide. Hybridization of the allele-specific oligonucleotide to the matrix leads to the transfer of energy from the donor fluorophore located on it to the fluorescence quencher of the adjacent quenching oligonucleotide. The amplification results are recorded at the end of the NDP by taking the fluorescence spectrum when the temperature of the reaction mixture varies from 25 to 80 degrees Celsius (the so-called "melting curves"). Upon receipt of fluorescence graphs, both heating and cooling of the reaction mixture in the indicated temperature range are possible.
Предлагаемое изобретение делает определение вариабельных позиций в ДНК более надежным и удешевляет подобные исследования благодаря использованию стандартного оборудования.The present invention makes the determination of variable positions in DNA more reliable and cheapens such studies through the use of standard equipment.
3. Раскрытие изобретения3. Disclosure of invention
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение доступности подобных исследований, поскольку способ может быть осуществлен на стандартном известном оборудовании. Также он обеспечивает возможность проводить исследование в одной пробирке, что снижает затраты на исследование.The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to increase the availability of such studies, since the method can be implemented on standard known equipment. It also provides the ability to conduct research in one test tube, which reduces research costs.
Использованный нами способ генотипирования является вариантом классического метода «примыкающих проб». При определении замен одиночных нуклеотидов вначале проводили ПЦР с праймерами, общими для обоих вариантов последовательности, затем температуру реакционной смеси снижали для гибридизации полученной матрицы с олигонуклеотидными пробами. Для определения варианта последовательности использовали два типа олигонуклеотидов, гибридизирующихся на матрицу рядом. Один из олигонуклеотидов метили флуорофором, другой - гасителем флуоресценции.The method of genotyping used by us is a variant of the classical method of “adjoining samples”. When determining substitutions of single nucleotides, PCR was first performed with primers common to both variants of the sequence, then the temperature of the reaction mixture was reduced to hybridize the resulting matrix with oligonucleotide samples. To determine the sequence variant, two types of oligonucleotides were used, hybridizing to the matrix side by side. One of the oligonucleotides was labeled with a fluorophore, the other with a fluorescence quencher.
В реакции использовали один общий олигонуклеотид с гасителем флуоресценции и пару аллель-специфичных (сиквенс-специфичных) олигонуклеотидов, несущих флуорофор. Олигонуклеотидные пробы, соответствующие тому или иному варианту последовательности, метили различными флуорофорами, что позволило определять оба варианта в одной пробирке. Определение генотипа проводили после ПЦР и гибридизации путем измерения уровня флуоресценции в ходе температурной денатурации дуплексов олигонуклеотидов и полученных матриц (или наоборот - гибридизации). Данное измерение проводили в режиме реального времени, его результатом являлись кривые плавления.The reaction used one common oligonucleotide with a fluorescence quencher and a pair of allele-specific (sequence-specific) oligonucleotides bearing a fluorophore. Oligonucleotide samples corresponding to one or another variant of the sequence were labeled with various fluorophores, which made it possible to determine both variants in the same tube. The genotype was determined after PCR and hybridization by measuring the level of fluorescence during temperature denaturation of oligonucleotide duplexes and the resulting matrices (or vice versa - hybridization). This measurement was carried out in real time, its result was melting curves.
Условия реакции подбирали так, чтобы максимизировать разницу в температурах плавления совершенного и несовершенного дуплексов. Таким образом, если анализируемый образец содержал только один вариант последовательности, т.е. был гомозиготен по данному полиморфизму, температура плавления для пробы образующей совершенный дуплекс была существенно выше, нежели для пробы образующей несовершенный дуплекс. Если же анализировали гетерозиготный образец, температуры плавления были практически одинаковы.The reaction conditions were chosen so as to maximize the difference in the melting temperatures of perfect and imperfect duplexes. Thus, if the analyzed sample contained only one variant of the sequence, i.e. was homozygous for this polymorphism, the melting temperature for the sample forming the perfect duplex was significantly higher than for the sample forming the imperfect duplex. If a heterozygous sample was analyzed, the melting points were almost the same.
Указанный результат достигается путем использования при постановке ПЦР флуоресцентно-меченных аллель-специфичных олигонуклеотидных проб и праймеров:The indicated result is achieved by using fluorescence-labeled allele-specific oligonucleotide probes and primers during PCR.
FAM - означает флуоресцентный краситель FAM, HEX - означает флуоресцентный краситель HEX, BHQ1 - означает присоединенный к 5′-концевому нуклеотиду темновой гаситель флуоресценции.FAM - means fluorescent dye FAM, HEX - means fluorescent dye HEX, BHQ1 - means a dark fluorescence quencher attached to the 5'-terminal nucleotide.
активности/мкл10 units
activity / μl
84 mМ Трис-HCl рН 8,6
21 mM(NH4)2SO4
3,1 mМ MgCl2
0,003% Tween-20
0,003% NP-40
6,25% глицерин* The composition of the buffer for PCR
84 mM Tris-HCl pH 8.6
21 mM (NH 4 ) 2 SO 4
3.1 mM MgCl 2
0.003% Tween-20
0.003% NP-40
6.25% glycerin
4. Осуществление изобретения4. The implementation of the invention
В качестве материала для исследования рекомендуется использовать кровь, соскобы буккального эпителия, биоптаты мягких тканей человека или иной стандартный биологический материал. Выделение ДНК из биоматериала производится с использованием комплекта реагентов для выделения ДНК (не является предметом данного патента).It is recommended to use blood, scrapings of buccal epithelium, biopsy specimens of human soft tissues or other standard biological material as a material for research. Isolation of DNA from biomaterial is performed using a set of reagents for DNA isolation (not the subject of this patent).
Полимеразную цепную реакцию и определение температуры плавления олигонуклеотидных проб проводили с помощью детектирующего амплификатора «ДТпрайм» (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия). Использовали следующий температурный режим амплификации: 94°С - 10 с, 64°С - 30 с в течение 50 циклов. По завершении реакции амплификации реакционную смесь остужали до 25°С со скоростью 2°С/сек. Кривые плавления получали следующим образом: температуру реакционной смеси повышали с 25°С до 75°С с шагом 1°С, измеряя уровень флуоресценции на каждом шаге.The polymerase chain reaction and the determination of the melting temperature of oligonucleotide samples were carried out using a DTprime detecting amplifier (NPO DNA-Technology LLC, Russia). The following amplification temperature regime was used: 94 ° C for 10 s, 64 ° C for 30 s for 50 cycles. Upon completion of the amplification reaction, the reaction mixture was cooled to 25 ° C at a rate of 2 ° C / sec. Melting curves were obtained as follows: the temperature of the reaction mixture was increased from 25 ° C to 75 ° C in increments of 1 ° C, measuring the level of fluorescence at each step.
Результаты, т.е. отнесение образца к гомозиготе или гетерозиготе по данному аллелю, оцениваются по форме кривых плавления ДНК (рис 1).Results i.e. the assignment of a sample to a homozygote or heterozygote for a given allele is evaluated by the shape of the DNA melting curves (Fig. 1).
Список литературыBibliography
1. Agrawal А.А., Kapley A., Yeltiwar R.K. et al. Assessment of single nucleotide polymorphism at IL-1A14845 and IL-1B13954 as genetic susceptibility test for chronic periodontitis in Maharashtrian ethnicity. // J. Periodontol. - 2006. - Vol.77. - P.1515-1521.1. Agrawal A.A., Kapley A., Yeltiwar R.K. et al. Assessment of single nucleotide polymorphism at IL-1A14845 and IL-1B13954 as genetic susceptibility test for chronic periodontitis in Maharashtrian ethnicity. // J. Periodontol. - 2006 .-- Vol.77. - P.1515-1521.
2. Brett P.M., Zygogianni P., Griffiths G.S. et al. Functional gene polymorphisms in aggressive and chronic periodontitis. // J. Dent. Res. - 2005. - Vol.84, №12. - P.1149-1153.2. Brett P.M., Zygogianni P., Griffiths G.S. et al. Functional gene polymorphisms in aggressive and chronic periodontitis. // J. Dent. Res. - 2005. - Vol. 84, No. 12. - P.1149-1153.
3. Pirhan D., Atilla G., Emingil G. et al. Effect of MMP-1 promoter polymorphisms on GCF MMP-1 levels and outcome of periodontal therapy in patients with severe chronic periodontitis. // J. Clin. Periodontol. - 2008. - Vol.35, №10. - P.862-870.3. Pirhan D., Atilla G., Emingil G. et al. Effect of MMP-1 promoter polymorphisms on GCF MMP-1 levels and outcome of periodontal therapy in patients with severe chronic periodontitis. // J. Clin. Periodontol. - 2008. - Vol. 35, No. 10. - P.862-870.
4. Scarel-Caminaga R.M., Trevilatto P.C., Souza A.P. et al. Investigation of IL4 gene polymorphism in individuals with different levels of chronic periodontitis in a Brazilian population. // J. Clin. Periodontol. - 2003. - Vol.30. - P.341-345.4. Scarel-Caminaga R.M., Trevilatto P.C., Souza A.P. et al. Investigation of IL4 gene polymorphism in individuals with different levels of chronic periodontitis in a Brazilian population. // J. Clin. Periodontol. - 2003 .-- Vol.30. - P.341-345.
5. Tervonen Т., Raunio Т., Knuuttila M. et al. Polymorphisms in the CD 14 and IL-6 genes associated with periodontal disease. // J. Clin. Periodontol. - 2007. - Vol.34. - P.377-383.5. Tervonen T., Raunio T., Knuuttila M. et al. Polymorphisms in the CD 14 and IL-6 genes associated with periodontal disease. // J. Clin. Periodontol. - 2007. - Vol. 34. - P.377-383.
6. Wagner J., Kaminski W.E., Aslanidis C. Prevalence of OPG and IL-1 gene polymorphisms in chronic periodontitis. // J. Clin. Periodontol. - 2007. - Vol.34. - P.823-827.6. Wagner J., Kaminski W.E., Aslanidis C. Prevalence of OPG and IL-1 gene polymorphisms in chronic periodontitis. // J. Clin. Periodontol. - 2007. - Vol. 34. - P.823-827.
7. Зорина O.A. Взаимосвязь качественного и количественного состава биоценозов ротовой полости и индивидуального генетического профиля на фоне воспалительных заболеваний пародонта. // Автореферат диссертации - М., 2011.7. Zorina O.A. The relationship of the qualitative and quantitative composition of the biocenoses of the oral cavity and the individual genetic profile against the background of inflammatory periodontal diseases. // Abstract of the dissertation - M., 2011.
Claims (1)
FAM - означает флуоресцентный краситель FAM, HEX - означает флуоресцентный краситель HEX, BHQ1 - означает присоединенный к 5′-концевому нуклеотиду темновой гаситель флуоресценции;
отнесение образца к гомозиготе или гетерозиготе по данному аллелю оценивается по форме кривых плавления ДНК, по максимуму первой производной графиков флуоресценции. A method for determining the human genotype by polymorphism in the gene of collagen type II COL2A1 C> A (rs1635529), based on the removal of melting curves with fluorescently-labeled allele-specific oligonucleotide samples, characterized in that they use a pair of primers common for all alleles that are different for each allele fluorescently-labeled allele-specific oligonucleotide probes and a universal oligonucleotide labeled with a fluorescence quencher of the following nucleotide composition:
FAM - means fluorescent dye FAM, HEX - means fluorescent dye HEX, BHQ1 - means a dark fluorescence quencher attached to the 5'-terminal nucleotide;
the assignment of a sample to a homozygote or heterozygote for a given allele is evaluated by the shape of the DNA melting curves, by the maximum of the first derivative of the fluorescence graphs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155611/10A RU2518301C1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Method of determining human genotype on polymorphism in type ii collagen gene col2a1 c>a (rs1635529) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155611/10A RU2518301C1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Method of determining human genotype on polymorphism in type ii collagen gene col2a1 c>a (rs1635529) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2518301C1 true RU2518301C1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=51216329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012155611/10A RU2518301C1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Method of determining human genotype on polymorphism in type ii collagen gene col2a1 c>a (rs1635529) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2518301C1 (en) |
-
2012
- 2012-12-21 RU RU2012155611/10A patent/RU2518301C1/en active
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
LOUGHLIN J. ET AL., Differential allelic expression of the type octeoarthritis cartilage. Am. J. Hum. Genet. 1995, v.56, р.1186-1199. * |
колонка 15. . * |
фиг. 2, описание к фиг. 2. * |
фиг. 3, описание к фиг. 3. . RU 2249210 C2 (ГУН "РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ ИМ. Р.Р. ВРЕДЕНА" (RU)), 27.03.2005, с. 1 описания * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20170034829A (en) | Genetic polymorphic markers for determining type of white skin and use thereof | |
US11542556B2 (en) | Single nucleotide polymorphism in HLA-B*15:02 and use thereof | |
KR101536213B1 (en) | SNP markers for abdominal obesity and use thereof | |
WO2011148715A1 (en) | Normal-tension glaucoma susceptibility gene and method for using the same | |
EP1964929B1 (en) | Hla-b genotyping method and kit based on real-time pcr | |
KR101646189B1 (en) | Marker for diagnosing intrinsic atopic dermatitis and use thereof | |
KR101532308B1 (en) | SNP markers for abdominal obesity and use thereof | |
RU2548811C2 (en) | METHOD FOR DETERMINING HUMAN GENOTYPE BY POLYMORPHISM IN MATRIX METALLOPROTEINASE MMP9-1562 C>T (rs3918242) GENE | |
RU2518301C1 (en) | Method of determining human genotype on polymorphism in type ii collagen gene col2a1 c>a (rs1635529) | |
US10770183B2 (en) | Methods of assessing a risk of developing necrotizing meningoencephalitis | |
RU2739943C1 (en) | Diagnostic technique for the 167delt (rs80338942) mutation of the gjb2 gene | |
JP6245796B2 (en) | Markers, probes, primers and kits for predicting the risk of developing primary biliary cirrhosis and methods for predicting the risk of developing primary biliary cirrhosis | |
KR102167792B1 (en) | Composition for early predicting or diagnosing hypercalcemia in dog | |
US20220017963A1 (en) | Methods, Compositions and Systems for Detecting PNPLA3 Allelic Variants | |
RU2556808C2 (en) | METHOD FOR DETERMINING HUMAN GENOTYPE BY POLYMORPHOUS POSITION rs1613662 IN GP6 GENE CODING GLYCOPROTEIN VI | |
WO2015037681A1 (en) | Test method for evaluating the risk of anti-thyroid drug-induced agranulocytosis, and evaluation kit | |
JP2008212032A (en) | METHOD FOR ASSAYING mRNA OF PROTEIN INVOLVED IN METABOLISM OF SUGAR, FAT AND PROTEIN IN RAT, AND PROBE AND KIT THEREFOR | |
RU2445368C2 (en) | METHOD FOR HUMAN GENOTYPE DETERMINATION BY 5382 GENE BRCA1 (5382insC) POSITION POLYMORPHISM | |
JP2022050883A (en) | Method for determining genetic predisposition of delayed epidermal turnover | |
US20140038835A1 (en) | Methods for diagnosing hypertrophic cardiomyopathy | |
WO2012068245A1 (en) | Methods for identifying subjects at risk of developing psychiatric disorders during interferon-alpha treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170830 |