RU2588457C2 - Determination of target nucleic acid sequences by splitting oligonucleotide probe and hybridisation - Google Patents

Determination of target nucleic acid sequences by splitting oligonucleotide probe and hybridisation Download PDF

Info

Publication number
RU2588457C2
RU2588457C2 RU2013152434/10A RU2013152434A RU2588457C2 RU 2588457 C2 RU2588457 C2 RU 2588457C2 RU 2013152434/10 A RU2013152434/10 A RU 2013152434/10A RU 2013152434 A RU2013152434 A RU 2013152434A RU 2588457 C2 RU2588457 C2 RU 2588457C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nucleic acid
target nucleic
acid sequence
hybridization
cleavage
Prior art date
Application number
RU2013152434/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013152434A (en
Inventor
Джон Йоон ЧУН
Янг Джо ЛИ
Original Assignee
Сиджен, Инк.
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
Priority claimed from PCT/KR2011/009317 external-priority patent/WO2012150749A1/en
Application filed by Сиджен, Инк. filed Critical Сиджен, Инк.
Publication of RU2013152434A publication Critical patent/RU2013152434A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2588457C2 publication Critical patent/RU2588457C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: group of inventions relates to detection of a target nucleic acid sequence by a POCH (PO cleavage and hybridisation) assay on a solid substrate. Invention detects target nucleic acid sequence by use of POCH assay, in which PO (probing oligonucleotide) hybridised with target nucleic acid sequence is cleaved and cleavage of PO is detected by hybridisation with CO (capturing oligonucleotide). Uncleaved PO is hybridised with CO immobilised onto solid substrate. Design of PO and CO is convenient and optimisation of reaction conditions is routinely easy. Where detection of signal on solid substrate is continuously performed along with repetition of cleavage of POs, number of POs cleaved is increased upon repetition number of cleavage reaction and signal is changed in parallel with number of POs cleaved. In this case target nucleic acid sequence can be detected in a real-time manner. In contrast, change of signal is not observed in absence of target nucleic acid sequence.
EFFECT: use of group of inventions allows simultaneous detection of multiple target nucleic acid sequences using a mark, even of one type.
42 cl, 24 dwg, 7 tbl, 7 ex

Description

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке.The present invention relates to the detection of a target nucleic acid sequence in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support.

СВЕДЕНИЯ О РОДСТВЕННОМ УРОВНЕ ТЕХНИКИRELATED INFORMATION

Основанные на гибридизации ДНК технологии были бы чрезвычайно полезным средством в определении конкретной нуклеиновокислотной последовательности и были бы, несомненно, необходимы в области клинической диагностики, генетических исследований и лабораторной судебно-медицинской экспертизы. Помимо гибридизационных способов с использованием зондов были предложены различные подходы с использованием дополнительных ферментативных реакций, например, способ с применением TaqMan™ -зондов.DNA hybridization-based technologies would be an extremely useful tool in determining a specific nucleic acid sequence and would undoubtedly be needed in the areas of clinical diagnosis, genetic research and laboratory forensics. In addition to hybridization methods using probes, various approaches have been proposed using additional enzymatic reactions, for example, a method using TaqMan ™ probes.

В способе с применением TaqMan™-зондов меченый зонд, гибридизованный с нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями, расщепляется под действием 5′-нуклеазной активности ДНК-полимеразы, зависимой от располагающегося "вверх по течению" праймера (патенты США №№ 5210015, 5538848 и 6326145). Высвобождение меченого фрагмента указывает на расщепление зонда, в конечном итоге указывая на присутствие последовательностей-мишеней. Детекцию этого меченого фрагмента можно осуществить, используя анализ по размеру, такой как гель-электрофорез, седиментация в градиентах, гель-проникающая хроматография и гомохроматография. Расщепление зондов может быть осуществлено в режиме реального времени с использованием системы двух взаимодействующих меток.In the TaqMan ™ probe method, a labeled probe hybridized to the target nucleic acid sequences is cleaved by the 5′-nuclease activity of the DNA polymerase depending on the upstream primer (US Patent Nos. 5210015, 5538848 and 6326145) . The release of the labeled fragment indicates the cleavage of the probe, ultimately indicating the presence of target sequences. This labeled fragment can be detected using size analysis such as gel electrophoresis, gradient sedimentation, gel permeation chromatography, and homochromatography. The splitting of the probes can be carried out in real time using a system of two interacting labels.

Согласно способу с применением TaqMan™-зондов предлагается два подхода для генерации сигнала: зависимое от полимеризации расщепление и независимое от полимеризации расщепление. При зависимом от полимеризации расщеплении удлинение располагающегося "вверх по течению" праймера должно происходить до того, как полимераза нуклеиновых кислот встретится с 5′-концом меченого зонда. По мере продолжения реакции удлинения полимераза постепенно расщепляет 5′-конец меченого зонда. При независимом от полимеризации расщеплении располагающийся "вверх по течению" праймер и меченый зонд гибридизуются с нуклеиновой кислотой-мишенью в непосредственной близости, так что связывание полимеразы нуклеиновых кислот с 3′-концом располагающегося "вверх по течению" праймера приводит ее в контакт с 5′-концом меченого зонда, результатом чего является высвобождение метки. Кроме того, в способе с применением TaqMan™ -зондов описывается, что меченый зонд, имеющий на своем 5′-конце 5′-хвостовой участок, не гибридизующийся с последовательностями-мишенями, также расщепляется с образованием фрагмента, содержащего данный 5′-хвостовой участок.According to the method using TaqMan ™ probes, two approaches for signal generation are proposed: polymerization-dependent splitting and polymerization-independent splitting. With polymerization-dependent cleavage, elongation of the upstream primer must occur before nucleic acid polymerase meets the 5′-end of the labeled probe. As the extension reaction continues, the polymerase gradually cleaves the 5′-end of the labeled probe. When polymerization is independent of the cleavage, the upstream primer and the labeled probe hybridize to the target nucleic acid in close proximity, so that the binding of the nucleic acid polymerase to the 3 ′ end of the upstream primer brings it into contact with 5 ′ - The end of the labeled probe, resulting in the release of the label. In addition, the TaqMan ™ probe method describes that a labeled probe having a 5′-tail region at its 5′-end that does not hybridize with target sequences also cleaves to form a fragment containing this 5′-tail region .

Сообщалось о некоторых способах, в которых зонды, имеющие 5′-хвостовой участок, некомлементарный последовательностям-мишеням, расщепляются под действием 5′-нуклеазы с высвобождением фрагмента, содержащего данный 5′-хвостовой участок, и детекцию мишени осуществляют с использованием фрагмента, содержащего данный 5′-хвостовой участок.Some methods have been reported in which probes having a 5′-tail region non-complementary to target sequences are cleaved by 5′-nuclease to release a fragment containing a given 5′-tail region and target detection is carried out using a fragment containing this 5′-tail section.

Например, в патенте США № 5691142 описывается расщепляемая структура, которая должна перевариваться под действием 5′-нуклеазной активности ДНК-полимеразы. Приводится пример данной расщепляемой структуры, в которой олигонуклеотид, содержащий 5′-концевой участок, некомплементарный матрице, и 3′-концевой участок, комплементарный матрице, гибридизуется с данной матрицей, и в непосредственной близости, с этой матрицей гибридизуется располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид. Такая расщепляемая структура расщепляется ДНК-полимеразой, обладающей 5′-нуклеазной активностью, или модифицированной ДНК-полимеразой со сниженной способностью к синтезу с высвобождением 5′-концевого участка, некомплементарного данной матрице. Высвободившийся 5′-концевой участок далее гибридизуется с олигонуклеотидом, имеющим шпилечную структуру с образованием расщепляемой структуры, индуцируя ввиду этого прогрессирующие реакции расщепления, необходимые для детекции последовательностей-мишеней.For example, US Pat. No. 5,691,142 describes a cleavable structure that must be digested by the 5′-nuclease activity of DNA polymerase. An example of this cleavable structure is given, in which an oligonucleotide containing a 5′-terminal region, non-complementary to the matrix, and a 3′-terminal region, complementary to the matrix, hybridizes with this matrix, and in the immediate vicinity, the upstream hybridizes with this matrix oligonucleotide. Such a cleavable structure is cleaved by a DNA polymerase having 5′-nuclease activity, or a modified DNA polymerase with a reduced ability to synthesize, releasing a 5′-terminal region incomplete to this matrix. The released 5′-terminal region then hybridizes with an oligonucleotide having a hairpin structure to form a cleavable structure, thereby inducing progressive cleavage reactions necessary for the detection of target sequences.

В патенте США № 7381532 описывается способ, в котором расщепляемая структура, содержащая располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид с блокированным 3′-концом, расщепляется ДНК-полимеразой, обладающей 5′-нуклеазной активностью, или нуклеазой FEN (флэп-эндонуклеазой) с высвобождением некомплементарного 5′-концевого одноцепочечного "свисающего" участка (флэпа), и детекцию этого высвободившегося 5′-концевого "свисающего" участка осуществляют, используя анализ по размеру или систему двух взаимодействующих меток.US Pat. No. 7,381,532 describes a method in which a cleavable structure comprising an upstream oligonucleotide with a 3 ′ end blocked is cleaved by DNA polymerase having 5′ nuclease activity or FEN nuclease (flap endonuclease) to be released non-complementary 5′-terminal single-chain “hanging” section (flap), and the detection of this released 5′-terminal “hanging” section is carried out using size analysis or a system of two interacting labels.

В публикации заявки на патент США 2008/0241838 описывается способ детекции мишени с использованием расщепления зондов с одиночной меткой, имеющих 5′-концевой участок, некомплементарный мишени, и зондов захвата, иммобилизованных на твердой подложке. Одиночная метка расположена на некомплементарном 5′-концевом участке меченого зонда. Меченые зонды, гибридизованные с мишенью, расщепляются с высвобождением фрагментов, после чего эти фрагменты далее гибридизуются с зондами захвата для детекции присутствия последовательности-мишени. В этом способе необходимо, чтобы нерасщепленный/интактный зонд не гибридизовался с зондом захвата. Чтобы это осуществить данным способом, необходимо предотвратить гибридизацию нерасщепленного целевого зонда (target probe) с иммобилизованным зондом захвата посредством регулирования ориентации иммобилизуемого олигонуклеотида при его иммобилизации и расстояния от него до поверхности твердой подложки. Однако такое ограничение приводит к снижению эффективности гибридизации на твердой подложке и к затруднениям в оптимизации реакционных условий.U.S. Patent Application Publication No. 2008/0241838 describes a method for detecting a target using the cleavage of single-labeled probes having a 5′-terminal portion non-complementary to the target and capture probes immobilized on a solid substrate. A single label is located on the non-complementary 5′-terminal portion of the labeled probe. Labeled probes hybridized to the target are cleaved to release fragments, after which these fragments then hybridize to capture probes to detect the presence of the target sequence. In this method, it is necessary that the undigested / intact probe does not hybridize with the capture probe. In order to do this in this way, it is necessary to prevent the hybridization of an undigested target probe with an immobilized capture probe by controlling the orientation of the immobilized oligonucleotide during its immobilization and the distance from it to the surface of the solid substrate. However, this limitation leads to a decrease in the efficiency of hybridization on a solid substrate and to difficulties in optimizing the reaction conditions.

В публикации заявки на патент США 2008/0193940 также описывается способ детекции мишени с использованием зондов, в составе которых имеется некомплементарная мишени последовательность (последовательность, содержащую тег (или маркировку; tag) или "свисающий" участок (флэп)), а также зондов захвата, иммобилизованных на твердых подложках. Метка также располагается на некомплементарном участке зондов. Нерасщепленные зонды образуют шпилечную структуру и не гибридизуются с зондами захвата. В противоположность этому когда зонды расщепляются, содержащие метку фрагменты далее гибридизуются с зондами захвата, тем самым осуществляется детекция присутствия нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней. Однако, имеются серьезные проблемы, связанные с необходимостью тщательного контроля реакционных условий, при рассмотрении величины Тm для гибридизации последовательностей-мишеней с зондами, а также при рассмотрении величины Тm для шпилечной структуры нерасщепленных зондов, равно как и величины Тm для гибридизации расщепленных фрагментов с зондами захвата.US Patent Application Publication 2008/0193940 also describes a method for detecting a target using probes that contain a non-complementary target sequence (a sequence containing a tag (or marking; tag) or a “hanging” portion (flap)), as well as capture probes immobilized on solid substrates. The label is also located on the non-complementary portion of the probes. Unsplit probes form a hairpin structure and do not hybridize to capture probes. In contrast, when probes are cleaved, label-containing fragments are then hybridized to capture probes, thereby detecting the presence of target nucleic acid sequences. However, there are serious problems associated with the need for careful monitoring of the reaction conditions when considering the value of T m for hybridization of target sequences with probes, as well as when considering the value of T m for the hairpin structure of unsplit probes, as well as the value of T m for hybridization of split fragments with capture probes.

Таким образом, в данной области сохраняется давно назревшая необходимость в разработке новых подходов к детекции последовательности-мишени на твердой фазе, в частности, лишенных недостатков традиционных технологий, посредством использования зондов, несущих содержащую тег последовательность, и зондов захвата, иммобилизованных на твердых подложках.Thus, in this area there remains a long-overdue need to develop new approaches to detecting a target sequence on a solid phase, in particular, devoid of the disadvantages of traditional technologies, by using probes carrying a tag-containing sequence and capture probes immobilized on solid substrates.

По всей этой заявке сделаны ссылки на различные патенты и публикации, и упоминания о них приведены в круглых скобках. Тем самым описание этих патентов и публикаций во всей своей полноте включено в эту заявку посредством ссылок с целью более полного описания данного изобретения и состояния области, к которой это изобретение имеет отношение.Throughout this application, references are made to various patents and publications, and references to them are given in parentheses. Thus, the description of these patents and publications in their entirety is incorporated into this application by reference in order to more fully describe the present invention and the state of the field to which this invention relates.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования с целью разработки новых подходов для детекции последовательностей-мишеней, характеризующихся более высокой точностью и удобством, помимо прочего, в режиме множественной детекции. В результате авторы изобретения разработали новые протоколы для детекции последовательностей-мишеней с использованием зондирующего олигонуклеотида (РО) и захватывающего олигонуклеотида (СО), в которых детекция мишени осуществляется посредством реакции расщепления зонда и дополнительной гибридизации зонда (то есть, 5′-нуклеолитической реакции с участием РО и реакции гибридизации между расщепленным/нерасщепленным РО и СО). Протоколы по настоящему изобретению с резко повышенной специфичностью к мишени хорошо адаптированы к реакциям на твердой фазе, и это дает возможность осуществлять множественную детекцию последовательностей-мишеней с более высокой точностью и более удобным образом.The authors of the present invention have carried out intensive studies to develop new approaches for the detection of target sequences, characterized by higher accuracy and convenience, among other things, in the mode of multiple detection. As a result, the inventors have developed new protocols for detecting target sequences using a probe oligonucleotide (PO) and an capture oligonucleotide (CO), in which the target is detected by a probe cleavage reaction and additional probe hybridization (i.e., a 5′-nucleolytic reaction involving PO and hybridization reactions between split / non-split PO and CO). The protocols of the present invention with sharply increased specificity for the target are well adapted to reactions in the solid phase, and this makes it possible to carry out multiple detection of target sequences with higher accuracy and in a more convenient manner.

Соответственно, данным изобретением решается задача разработки способа детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке.Accordingly, this invention solves the problem of developing a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSN (PO cleavage and hybridization) on a solid substrate.

Другой задачей данного изобретения является разработка набора для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке.Another objective of the present invention is to develop a kit for the detection of a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in the analysis with ROSN (cleavage and hybridization of PO) on a solid substrate.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующего далее подробного описания в сочетании с прилагаемой формулой изобретения и графическими материалами.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description in conjunction with the appended claims and drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На Фиг. 1 схематически показаны структуры РО (зондирующего олигонуклеотида (probing oligonucleotide)) и СО (захватывающего олигонуклеотида (capturing oligonucleotide)), использованных в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО). РО включает нетегированный (т.е. немаркированный; англ. non-tagged) РО и тегированный РО, который далее подразделяют на 3′-тегированный РО и 5′-тегированный РО. Предпочтительно 3′-конец РО блокируют, чтобы не допустить его удлинения (Фиг. 1А). СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО. СО иммобилизуют на твердой подложке через его 3′-конец или 5′-конец. Предпочтительно 3′-конец СО, иммобилизованного через 5′-конец, блокируют, чтобы не допустить его удлинения (Фиг. 1В).In FIG. Figure 1 schematically shows the structures of PO (probing oligonucleotide) and CO (capturing oligonucleotide) used in the analysis with ROSH (cleavage and hybridization of PO). A RO includes an untagged (i.e., unmarked; non-tagged) RO and a tagged RO, which is further subdivided into 3′-tagged RO and 5′-tagged RO. Preferably, the 3 ′ end of the PO is blocked to prevent elongation (FIG. 1A). CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO. CO are immobilized on a solid support through its 3′-end or 5′-end. Preferably, the 3′-end of CO immobilized through the 5′-end is blocked to prevent elongation (FIG. 1B).

На Фиг. 2 схематически представлен РОСН-анализ с использованием нетегированного РО, имеющего одиночную флуоресцентную метку на 5′-конце своего узнающего мишень участка (targeting portion).In FIG. Figure 2 shows schematically a ROSH analysis using an untagged PO having a single fluorescent label at the 5 ′ end of its targeting portion.

На Фиг. 3 схематически представлен РОСН-анализ с использованием нетегированного РО, имеющего одиночную флуоресцентную метку на 3′-конце своего узнающего мишень участка.In FIG. Figure 3 shows schematically a ROSH analysis using an untagged PO having a single fluorescent label at the 3 ′ end of its target-recognizing region.

На Фиг. 4 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 3′-тегированного РО, имеющего одиночную флуоресцентную метку на 5′-конце своего узнающего мишень участка.In FIG. Figure 4 is a schematic representation of ROSN analysis using a 3′-tagged PO having a single fluorescent label at the 5′-end of its target-recognizing region.

На Фиг. 5 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО, имеющего одиночную флуоресцентную метку на 3′-конце своего узнающего мишень участка.In FIG. Figure 5 shows schematically a ROSH analysis using a 5′-tagged PO having a single fluorescent label at the 3′-end of its target-recognizing region.

На Фиг. 6 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО, имеющего одиночную флуоресцентную метку на 3′-конце своего узнающего мишень участка, и СО, дополнительно содержащего матричный участок (templating portion), служащий в качестве матрицы для удлинения тегирующего участка (tagging portion), гибридизованного с СО.In FIG. Figure 6 is a schematic representation of ROSN analysis using a 5′-tagged PO having a single fluorescent label at the 3′-end of its target-recognizing region, and CO additionally containing a templating portion serving as a matrix for extending the tagging region portion) hybridized with CO.

На Фиг. 7 схематически представлен РОСН-анализ с использованием нетегированного РО, имеющего донорную молекулу и акцепторную молекулу в системе двух взаимодействующих меток, для измерения сигнала от акцепторной молекулы. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО.In FIG. Figure 7 shows schematically a ROSH analysis using an untagged PO having a donor molecule and an acceptor molecule in a system of two interacting labels to measure the signal from the acceptor molecule. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in such a way that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex.

На Фиг. 8 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 3′-тегированного РО, имеющего донорную молекулу и акцепторную молекулу в системе двух взаимодействующих меток, для измерения сигнала от акцепторной молекулы. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО.In FIG. Figure 8 shows schematically a ROSH analysis using a 3′-tagged PO having a donor molecule and an acceptor molecule in a system of two interacting labels to measure the signal from the acceptor molecule. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in such a way that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex.

На Фиг. 9 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО, имеющего донорную молекулу и акцепторную молекулу в системе двух взаимодействующих меток, для измерения сигнала от акцепторной молекулы. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО.In FIG. Figure 9 shows schematically a ROSH analysis using a 5′-tagged PO having a donor molecule and an acceptor molecule in a system of two interacting labels to measure the signal from the acceptor molecule. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in such a way that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex.

На Фиг. 10 схематически представлен РОСН-анализ с использованием нетегированного РО, имеющего донорную молекулу и акцепторную молекулу в системе двух взаимодействующих меток, для измерения сигнала от донорной молекулы. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы таким образом, что сигнал от донорной молекулы не гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО.In FIG. Figure 10 is a schematic representation of a POSH analysis using an untagged PO having a donor molecule and an acceptor molecule in a system of two interacting labels to measure the signal from the donor molecule. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in such a way that the signal from the donor molecule is not suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex.

На Фиг. 11 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 3′-тегированного РО, имеющего донорную молекулу и акцепторную молекулу в системе двух взаимодействующих меток, для измерения сигнала от донорной молекулы. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО.In FIG. Figure 11 shows schematically a POSH analysis using a 3′-tagged PO having a donor molecule and an acceptor molecule in a system of two interacting labels to measure the signal from the donor molecule. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in such a way that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex.

На Фиг. 12 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО, имеющего донорную молекулу и акцепторную молекулу в системе двух взаимодействующих меток, для измерения сигнала от донорной молекулы. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО.In FIG. Figure 12 is a schematic representation of an ROSH analysis using a 5′-tagged PO having a donor molecule and an acceptor molecule in a system of two interacting labels to measure the signal from the donor molecule. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in such a way that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex.

На Фиг. 13 схематически представлен РОСН-анализ с использованием интеркалирующего агента.In FIG. 13 is a schematic representation of POCH analysis using an intercalating agent.

На Фиг. 14 представлены результаты детекции мишени посредством РОСН-анализа с использованием нетегированного РО с одиночной меткой.In FIG. Figure 14 shows the results of target detection by ROSH analysis using a single-tagged untagged PO.

На Фиг. 15 представлены результаты детекции мишени посредством РОСН-анализа с использованием 3′-тегированного РО с одиночной меткой.In FIG. Figure 15 shows the results of target detection by ROSH analysis using a 3'-tagged single-label PO.

На Фиг. 16 представлены результаты детекции мишени посредством РОСН-анализа с использованием 5′-тегированного РО с одиночной меткой.In FIG. 16 shows the results of target detection by ROSH analysis using a 5′-tagged single-label PO.

На Фиг. 17 представлены результаты детекции мишени посредством РОСН-анализа с использованием 3′-тегированного РО с двойной меткой.In FIG. 17 shows the results of target detection by ROSH analysis using a 3′-tagged PO with a double label.

На Фиг. 18 представлены результаты детекции мишени посредством РОСН-анализа с использованием ПЦР-амплификации. РО представляет собой нетегированный РО с одиночной меткой.In FIG. Figure 18 shows the results of target detection by ROSH analysis using PCR amplification. A PO is a single-tagged untagged PO.

На Фиг. 19 представлены результаты детекции мишени посредством РОСН-анализа с использованием ПЦР-амплификации. РО представляет собой 3′-тегированный РО с одиночной меткой.In FIG. 19 shows the results of target detection by ROSH analysis using PCR amplification. A PO is a 3′-tagged PO with a single label.

На Фиг. 20 представлены результаты детекции в режиме реального времени нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней посредством РОСН-анализа с использованием 3′-тегированного РО с одиночной меткой. На Фиг. 20А показаны флуоресцентные изображения в зависимости от числа циклов при РОСН-анализе, а на Фиг. 20В показано изменение интенсивности флуоресценции в зависимости от числа циклов при РОСН-анализе.In FIG. Figure 20 shows the results of real-time detection of target nucleic acid sequences by ROSH analysis using a 3'-tagged PO with a single label. In FIG. 20A shows fluorescence images depending on the number of cycles in the POCH analysis, and FIG. 20B shows the change in fluorescence intensity depending on the number of cycles in the ROSN analysis.

На Фиг. 21 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО для детекции одиночной нуклеотидной вариации.In FIG. 21 is a schematic representation of ROSH analysis using a 5′-tagged PO to detect a single nucleotide variation.

На Фиг. 22 схематически представлен РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО, имеющего искусственный некомплементарный нуклеотид (mismatch nucleotide) в качестве группировки, не подходящей для спаривания оснований (non-base pairing moiety), с целью детекции одиночной нуклеотидной вариации.In FIG. Figure 22 is a schematic representation of ROSN analysis using a 5′-tagged PO having an artificial mismatch nucleotide as a non-base pairing moiety to detect a single nucleotide variation.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THIS INVENTION

Авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования с целью разработки новых подходов для детекции последовательностей-мишеней, характеризующихся более высокой точностью и удобством, помимо прочего, в режиме множественной детекции. В результате авторы изобретения разработали новые протоколы для детекции последовательностей-мишеней с использованием зондирующего олигонуклеотида (РО) и захватывающего олигонуклеотида (СО), в которых детекция мишени осуществляется посредством реакции расщепления зонда и дополнительной гибридизации зонда (то есть, 5′-нуклеолитической реакции с участием РО и реакции гибридизации между расщепленным/нерасщепленным РО и СО). Протоколы по настоящему изобретению с резко повышенной специфичностью к мишени хорошо адаптированы к реакциям на твердой фазе, и это дает возможность осуществлять множественную детекцию последовательностей-мишеней с более высокой точностью и более удобным образом.The authors of the present invention have carried out intensive studies to develop new approaches for the detection of target sequences, characterized by higher accuracy and convenience, among other things, in the mode of multiple detection. As a result, the inventors have developed new protocols for detecting target sequences using a probe oligonucleotide (PO) and an capture oligonucleotide (CO), in which the target is detected by a probe cleavage reaction and additional probe hybridization (i.e., a 5′-nucleolytic reaction involving PO and hybridization reactions between split / non-split PO and CO). The protocols of the present invention with sharply increased specificity for the target are well adapted to reactions in the solid phase, and this makes it possible to carry out multiple detection of target sequences with higher accuracy and in a more convenient manner.

Настоящее изобретение относится к новому протоколу для детекции последовательностей-мишеней на твердой подложке с использованием комбинации РО и СО.The present invention relates to a new protocol for the detection of target sequences on a solid substrate using a combination of PO and CO.

Основополагающий принцип настоящего изобретения состоит в детекции наличия расщепления РО посредством использования СО, иммобилизованного на твердой подложке. Помимо этого, следует отметить, что, когда в образце отсутствует последовательность-мишень, нерасщепленный РО гибридизуется с СО, иммобилизованным на твердой подложке. Согласно настоящему изобретению, окончательный подлежащий измерению сигнал будет различным в зависимости от того, образуется или нет дуплекс - нерасщепленный РО/СО, что может указывать на присутствие или отсутствие последовательности-мишени.A fundamental principle of the present invention is to detect the presence of PO cleavage by using CO immobilized on a solid support. In addition, it should be noted that when the target sequence is absent in the sample, undigested PO hybridizes with CO immobilized on a solid substrate. According to the present invention, the final signal to be measured will be different depending on whether or not a duplex — unsplit PO / CO — is generated, which may indicate the presence or absence of a target sequence.

В настоящем изобретении выполняют детекцию последовательности-мишени в соответствии с описанным выше принципом осуществления, и изобретение подразделяют на три воплощения в зависимости от выбранных систем меток.In the present invention, the target sequence is detected in accordance with the principle of implementation described above, and the invention is divided into three embodiments depending on the selected label systems.

Настоящее изобретение будет изложено ниже в данном описании более подробно.The present invention will be described below in more detail.

I. Способ детекции мишени посредством РОСН с использованием одиночной меткиI. Method for target detection by ROSN using a single label

В одном из аспектов настоящего изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In one aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(a) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет одиночную метку; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью;(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with an upstream oligonucleotide and a probe oligonucleotide (PO); wherein the upstream oligonucleotide comprises a hybridizable nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; RO has a single label; the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity;

(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с получением содержащего одиночную метку фрагмента;(b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by an enzyme having 5′-nuclease activity to obtain a single label-containing fragment;

(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; и(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the single-label containing fragment does not hybridize with CO, and the uncleaved PO hybridizes with the CO to form an uncleaved PO / CO duplex; and

(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от одиночной метки на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a single label on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Предложено осуществлять определение присутствия последовательности-мишени посредством гибридизации отщепленного фрагмента целевого зонда с олигонуклеотидом, иммобилизованным на твердой подложке (см. публикации заявок на патент США №№2008/0241838 и 2008/0193940). Согласно традиционному способу присутствие или отсутствие последовательности-мишени определяют только посредством гибридизации расщепленного зонда с олигонуклеотидом, иммобилизованным на твердой подложке. Нерасщепленный зонд не вовлекается в гибридизацию с иммобилизованным олигонуклеотидом. Чтобы это осуществить традиционным способом, необходимо предотвратить гибридизацию нерасщепленного целевого зонда с иммобилизованным олигонуклеотидом путем конструирования целевого зонда с тегирующим участком таким образом, чтобы он имел шпилечную структуру, или посредством регулирования ориентации иммобилизуемого олигонуклеотида при его иммобилизации и расстояния от него до поверхности твердой подложки.It is proposed to determine the presence of the target sequence by hybridization of the cleaved fragment of the target probe with an oligonucleotide immobilized on a solid support (see US Patent Application Publication Nos. 2008/0241838 and 2008/0193940). According to a conventional method, the presence or absence of a target sequence is determined only by hybridization of the cleaved probe with an oligonucleotide immobilized on a solid support. The unsplit probe is not involved in hybridization with the immobilized oligonucleotide. To do this in the traditional way, it is necessary to prevent the hybridization of the undigested target probe with the immobilized oligonucleotide by constructing the target probe with the tagging region so that it has a hairpin structure, or by adjusting the orientation of the immobilized oligonucleotide when it is immobilized and the distance from it to the surface of the solid substrate.

Традиционный способ, требующий наличия целевого зонда, имеющего шпилечную структуру, обладает серьезными недостатками, заключающимися в том, что конструкция целевого зонда и реакционные условия должны быть определены с учетом как условий гибридизации между целевым зондом, имеющим шпилечную структуру, и последовательностью-мишенью, так и условий, при которых не происходит гибридизация между целевым зондом и иммобилизованным олигонуклеотидом. Таким образом, традиционные способы являются очень неудобными и непрактичными с точки зрения конструирования целевого зонда и иммобилизованного олигонуклеотида и определения реакционных условий.The traditional method, requiring the presence of a target probe having a hairpin structure, has serious drawbacks in that the design of the target probe and reaction conditions must be determined taking into account both the hybridization conditions between the target probe having a hairpin structure and the target sequence, and conditions under which hybridization does not occur between the target probe and the immobilized oligonucleotide. Thus, traditional methods are very inconvenient and impractical from the point of view of designing the target probe and the immobilized oligonucleotide and determining the reaction conditions.

В отличие от традиционных способов согласно настоящему изобретению используется гибридизация между нерасщепленным РО и иммобилизованным СО, не имеющая недостатков, характерных для традиционных способов.In contrast to the traditional methods of the present invention, hybridization between undigested PO and immobilized CO is used without the disadvantages characteristic of traditional methods.

Согласно настоящему изобретению, окончательный подлежащий измерению сигнал, указывающий на присутствие или отсутствие последовательности-мишени, будет различным в зависимости от того, гибридизуется с СО, иммобилизованным на твердой подложке, отщепленный фрагмент РО, или с иммобилизованным СО гибридизуется нерасщепленный РО.According to the present invention, the final signal to be measured, indicating the presence or absence of the target sequence, will be different depending on whether the cleaved PO fragment is hybridized with CO immobilized on a solid support, or the uncleaved PO hybridizes with immobilized CO.

Поэтому способ по настоящему изобретению называется "Анализ с расщеплением и гибридизацией РО (РОСН)".Therefore, the method of the present invention is called "Analysis with cleavage and hybridization of PO (ROSN)."

Настоящее изобретение будет описано более подробно далее.The present invention will be described in more detail below.

Стадия (а). Гибридизация располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида и РО с нуклеиновокислотной последовательностью-мишеньюStage (a). Hybridization of the upstream oligonucleotide and PO with the target nucleic acid sequence

Согласно настоящему изобретению нуклеиновокислотная последовательность-мишень сначала гибридизуется с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и РО (зондирующим олигонуклеотидом).According to the present invention, the target nucleic acid sequence first hybridizes to the upstream oligonucleotide and PO (probe oligonucleotide).

Используемый в данном описании термин "нуклеиновая кислота-мишень", "нуклеиновокислотная последовательность-мишень" или "последовательность-мишень" относится к представляющей интерес для детекции нуклеиновокислотной последовательности, на которой отжигают зонд или праймер, либо которую гибридизуют с зондом или праймером в условиях гибридизации, отжига или амплификации.As used herein, the term “target nucleic acid”, “target nucleic acid sequence”, or “target sequence” refers to a nucleic acid sequence of interest to detect on which a probe or primer is annealed, or which is hybridized with a probe or primer under hybridization conditions annealing or amplification.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер или располагающийся "вверх по течению" зонд.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide is an upstream primer or an upstream probe.

РО, используемый в настоящем изобретении, предпочтительно представляет собой зонд.The PO used in the present invention is preferably a probe.

Используемый в данном описании термин "зонд" относится к молекуле одноцепочечной нуклеиновой кислоты, содержащей участок или участки, по существу комплементарный(ые) нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As used herein, the term “probe” refers to a single-stranded nucleic acid molecule containing a region or regions that are substantially complementary to the target nucleic acid sequence.

Термин "праймер", как он использован в данном описании, относится к олигонуклеотиду, который способен действовать в качестве точки инициации синтеза в случае его помещения в условия, при которых индуцируется синтез продукта удлинения праймера, комплементарного цепи нуклеиновой кислоты (матрице), т.е. в присутствии нуклеотидов и агента для полимеризации, такого как ДНК-полимераза, и при подходящих значениях температуры и рН. Предпочтительно праймер представляет собой молекулы одноцепочечных дезоксирибонуклеотидов.The term “primer,” as used herein, refers to an oligonucleotide that is capable of acting as a point of synthesis initiation when placed under conditions under which the synthesis of a primer extension product that is complementary to the nucleic acid chain (template) is induced, i.e. . in the presence of nucleotides and a polymerization agent, such as DNA polymerase, and at suitable temperatures and pH. Preferably, the primer is a single chain deoxyribonucleotide molecule.

Зонды или праймеры, используемые в данном изобретении, могут содержать природный dNMP (дезоксинуклеозид-монофосфат) (т.е. dAMP, dGMP, dCMP и dTMP), модифицированный нуклеотид или неприродный нуклеотид. Зонды или праймеры также могут включать рибонуклеотиды.The probes or primers used in this invention may contain natural dNMP (deoxynucleoside monophosphate) (i.e., dAMP, dGMP, dCMP and dTMP), a modified nucleotide or a non-natural nucleotide. Probes or primers may also include ribonucleotides.

Праймер должен иметь достаточную длину, чтобы праймировать синтез продуктов удлинения в присутствии агента для полимеризации. Точная длина праймеров будет зависеть от многих факторов, включая температуру способ применения и источник праймера. Термин "отжиг" или "праймирование ", как он использован в данном описании, относится к присоединению олигодезоксинуклеотида или нуклеиновой кислоты к являющейся матрицей нуклеиновой кислоте, при этом данное присоединение позволяет полимеразе осуществлять полимеризацию нуклеотидов с образованием молекулы нуклеиновой кислоты, которая комплементарна нуклеиновой кислоте, являющейся матрицей, или ее части.The primer must be of sufficient length to prime the synthesis of elongation products in the presence of a polymerization agent. The exact length of the primers will depend on many factors, including the temperature of the method of application and the source of the primer. The term “annealing” or “priming,” as used herein, refers to the attachment of an oligodeoxynucleotide or nucleic acid to a nucleic acid matrix, which addition allows the polymerase to polymerize nucleotides to form a nucleic acid molecule that is complementary to a nucleic acid that is matrix, or parts thereof.

Термин "гибридизация", используемый в данном описании, относится к образованию двухцепочечной нуклеиновой кислоты из комплементарных одноцепочечных нуклеиновых кислот. Гибридизация может осуществляться между двумя цепями нуклеиновой кислоты, полностью сопоставимыми или в значительной степени сопоставимыми при некотором количестве ошибочных спариваний. Комплементарность, необходимая для гибридизации, может зависеть от условий гибридизации, в частности от температуры.The term “hybridization” as used herein refers to the formation of a double stranded nucleic acid from complementary single stranded nucleic acids. Hybridization can occur between two nucleic acid chains that are completely comparable or substantially comparable with a number of mismatches. The complementarity required for hybridization may depend on hybridization conditions, in particular temperature.

Гибридизация нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и РО может быть осуществлена в подходящих условиях гибридизации, определенных в установленном порядке путем оптимизации методик. Такие условия, как температура, концентрация компонентов, продолжительность гибридизации и промывки, компоненты буферов, их рН и ионная сила, могут быть изменены в зависимости от различных факторов, включая длину и GC-состав олигонуклеотида (располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида и РО) и нуклеотидных последовательностей-мишеней. Например, когда используется относительно короткий олигонуклеотид, предпочтительно, чтобы были приняты условия низкой жесткости. Подробные условия гибридизации можно найти в Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001); и M.L.M. Anderson, Nucleic Acid Hybridization, Springer-Verlag New York Inc., N.Y. (1999).Hybridization of target nucleic acid sequences with an upstream oligonucleotide and PO can be carried out under suitable hybridization conditions determined in the established manner by optimizing the procedures. Conditions such as temperature, concentration of components, duration of hybridization and washing, buffer components, their pH and ionic strength, can be changed depending on various factors, including the length and GC composition of the oligonucleotide (located upstream oligonucleotide and PO) and nucleotide target sequences. For example, when a relatively short oligonucleotide is used, it is preferred that low stringency conditions are adopted. Detailed hybridization conditions can be found in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001); and M.L.M. Anderson, Nucleic Acid Hybridization, Springer-Verlag New York Inc., N.Y. (1999).

He предполагается различия между терминами "отжиг" и "гибридизация", и эти термины будут использованы взаимозаменяемо.He does not anticipate differences between the terms "annealing" and "hybridization", and these terms will be used interchangeably.

Располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид и РО содержат гибридизующиеся нуклеотидные последовательности, комплементарные нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Термин "комплементарный" используется в данном описании для указания на то, что праймеры или зонды являются в достаточной степени комплементарными, чтобы селективно гибридизоваться с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью в намеченных условиях отжига или в жестких условиях, охватывая термины "по существу комплементарный" и "полностью комплементарный", предпочтительно "полностью комплементарный".The upstream oligonucleotide and PO contain hybridizing nucleotide sequences complementary to the target nucleic acid sequence. The term “complementary” is used herein to indicate that primers or probes are sufficiently complementary to selectively hybridize to a target nucleic acid sequence under intended annealing conditions or under stringent conditions, encompassing the terms “substantially complementary” and “fully complementary ", preferably" fully complementary ".

Используемый в данном описании термин "зондирующий олигонуклеотид (РО)" означает олигонуклеотид, содержащий узнающий мишень участок, служащий в качестве зонда,As used herein, the term “probing oligonucleotide (PO)” means an oligonucleotide containing a target-recognizing region serving as a probe,

Согласно предпочтительному воплощению РО включает нетегированный РО без тегирующего участка, имеющего нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и тегированный РО с тегирующим участком, имеющим нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени (Фиг. 1А).According to a preferred embodiment, the RO includes an untagged PO without a tagging region having a nucleotide sequence incomplete with a target nucleic acid sequence and a tagged PO with a tagging region having a nucleotide sequence non-complementary to a target nucleic acid sequence (Fig. 1A).

Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени (Фиг. 1А).According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, further comprising in its 3′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising in its 5′-terminal portion a tagging region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence (Fig. 1A).

Тегирующий участок РО предпочтительно представляет собой тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Термин "некомплементарный" используется в данном описании для указания на то, что праймеры или зонды являются в достаточной степени некомплементарными, чтобы не гибридизоваться селективно с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью в намеченных условиях отжига или в жестких условиях, охватывая термины "по существу некомплементарный" и "полностью некомплементарный", предпочтительно "полностью некомплементарный".The PO tagging region is preferably a tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence. The term “non-complementary” is used herein to indicate that primers or probes are sufficiently non-complementary so as not to selectively hybridize to the target nucleic acid sequence under the intended annealing conditions or under stringent conditions, encompassing the terms “substantially non-complementary” and “ completely non-complementary ", preferably" completely non-complementary.

Предпочтительно тегированный РО используется для селективной гибридизации с СО благодаря наличию тегирующего участка.Preferably, tagged PO is used for selective hybridization with CO due to the presence of the tagging region.

Для РО не предусматривается какой-либо конкретной длины. Нетегированный РО может иметь любую длину, достаточную для специфической гибридизации с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, например, его длина может составлять 10-60 нуклеотидов, 10-50 нуклеотидов, 10-40 нуклеотидов, 10-30 нуклеотидов, 15-60 нуклеотидов, 15-50 нуклеотидов, 15-40 нуклеотидов, 15-30 нуклеотидов, 20-60 нуклеотидов, 20-50 нуклеотидов, 20-40 нуклеотидов или 20-30 нуклеотидов. Тегированный РО может иметь длину 15-80 нуклеотидов, 15-60 нуклеотидов, 15-40 нуклеотидов, 20-80 нуклеотидов, 20-60 нуклеотидов, 20-40 нуклеотидов, 30-80 нуклеотидов, 30-60 нуклеотидов или 30-40 нуклеотидов. Узнающий мишень участок РО может быть любой длины при условии, что он специфически гибридизуется с нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями. Например, длина узнающего мишень участка РО может составлять 10-50 нуклеотидов, 10-40 нуклеотидов, 10-30 нуклеотидов, 15-50 нуклеотидов, 15-40 нуклеотидов, 15-30 нуклеотидов, 20-50 нуклеотидов, 20-40 нуклеотидов или 20-30 нуклеотидов. Тегирующий участок тегированного РО может быть любой длины при условии, что он специфически гибридизуется с СО. Например, длина тегирующего участка РО может составлять 5-50 нуклеотидов, 5-40 нуклеотидов, 5-30 нуклеотидов, 5-20 нуклеотидов, 10-50 нуклеотидов, 10-40 нуклеотидов, 10-30 нуклеотидов, 10-20 нуклеотидов, 15-50 нуклеотидов, 15-40 нуклеотидов, 15-30 нуклеотидов или 15-20 нуклеотидов.No specific length is provided for RO. A non-tagged PO can be of any length sufficient for specific hybridization with the target nucleic acid sequence, for example, its length can be 10-60 nucleotides, 10-50 nucleotides, 10-40 nucleotides, 10-30 nucleotides, 15-60 nucleotides, 15- 50 nucleotides, 15-40 nucleotides, 15-30 nucleotides, 20-60 nucleotides, 20-50 nucleotides, 20-40 nucleotides or 20-30 nucleotides. Tagged PO can have a length of 15-80 nucleotides, 15-60 nucleotides, 15-40 nucleotides, 20-80 nucleotides, 20-60 nucleotides, 20-40 nucleotides, 30-80 nucleotides, 30-60 nucleotides or 30-40 nucleotides. The PO region recognizing the target can be of any length, provided that it specifically hybridizes with the target nucleic acid sequences. For example, the length of a target-recognizing region of PO can be 10-50 nucleotides, 10-40 nucleotides, 10-30 nucleotides, 15-50 nucleotides, 15-40 nucleotides, 15-30 nucleotides, 20-50 nucleotides, 20-40 nucleotides or 20 -30 nucleotides. The tagging region of the tagged PO can be of any length, provided that it specifically hybridizes with CO. For example, the length of the tagging region of a PO can be 5-50 nucleotides, 5-40 nucleotides, 5-30 nucleotides, 5-20 nucleotides, 10-50 nucleotides, 10-40 nucleotides, 10-30 nucleotides, 10-20 nucleotides, 15- 50 nucleotides, 15-40 nucleotides, 15-30 nucleotides or 15-20 nucleotides.

На 3′-конце РО может находиться группа 3′-ОН. Предпочтительно 3′-конец РО "блокируют", чтобы не допустить его удлинения.At the 3′-end of the PO, there may be a 3′-OH group. Preferably, the 3′-end of the PO is “blocked” to prevent elongation.

Блокирование может быть достигнуто традиционными методами. Например, блокирование можно осуществить путем добавления к 3′-гидроксильной группе последнего нуклеотида химической группировки, такой как биотин, метка, фосфатная группа, алкильная группа, ненуклеотидный линкер, фосфоротионат или алкандиол. Альтернативно, блокирование может быть выполнено посредством удаления 3′-гидроксильной группы последнего нуклеотида или путем использования нуклеотида, лишенного 3′-гидроксильной группы, такого как дидезоксинуклеотид.Blocking can be achieved by traditional methods. For example, blocking can be accomplished by adding to the 3′-hydroxyl group of the last nucleotide a chemical moiety such as biotin, label, phosphate group, alkyl group, non-nucleotide linker, phosphorothionate or alkanediol. Alternatively, blocking can be accomplished by removing the 3′-hydroxyl group of the last nucleotide or by using a nucleotide lacking a 3′-hydroxyl group, such as a dideoxynucleotide.

Альтернативно, РО может быть сконструирован так, чтобы принимать такую вторичную структуру, как шпилечная структура. Поскольку в настоящем изобретении нерасщепленный РО гибридизуется с олигонуклеотидами, иммобилизованными на твердой подложке, шпилечная структура должна быть сконструирована таким образом, чтобы не препятствовать гибридизации нерасщепленного РО с иммобилизованным СО. Предпочтительно шпилечная структура РО имеет величину Тm меньше таковой у дуплекса, образованного между нерасщепленным РО и иммобилизованным СО.Alternatively, the PO can be designed to adopt a secondary structure such as a hairpin structure. Since in the present invention, unsplit PO is hybridized with oligonucleotides immobilized on a solid support, the hairpin structure should be designed so as not to impede the hybridization of the unsplit PO with immobilized CO. Preferably, the hairpin structure of the PO has a value of T m less than that of the duplex formed between the unsplit PO and the immobilized CO.

Между тем, в соответствии с традиционным методом, для детекции последовательности-мишени посредством применения реакции расщепления целевого зонда, имеющего тегирующий участок, и гибридизации с олигонуклеотидом, иммобилизованным на твердой подложке, необходимо, чтобы целевой зонд имел шпилечную структуру, препятствующую гибридизации нерасщепленного целевого зонда с иммобилизованным олигонуклеотидом.Meanwhile, in accordance with the conventional method, in order to detect a target sequence by using the cleavage reaction of a target probe having a tagging region and hybridization with an oligonucleotide immobilized on a solid support, it is necessary that the target probe has a hairpin structure that prevents hybridization of the unsplit target probe with immobilized oligonucleotide.

Когда используют тегированный РО, гибридизацию с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью осуществляют в жестких условиях, при которых его узнающий мишень участок гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, а его тегирующий участок не гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью. Фраза "тегирующий участок РО не гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью" означает, что он не образует стабильного дуплекса с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью в условиях конкретно определенной жесткости. Предпочтительно тегирующий участок тегированного РО не гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, оставаясь в виде одиночной цепи.When a tagged PO is used, hybridization with the target nucleic acid sequence is carried out under stringent conditions under which its target recognition region hybridizes with the target nucleic acid sequence and its tagging region does not hybridize with the target nucleic acid sequence. The phrase “the tagging region of the PO does not hybridize to the target nucleic acid sequence” means that it does not form a stable duplex with the target nucleic acid sequence under conditions of a specific stiffness. Preferably, the tagged region of the tagged PO does not hybridize to the target nucleic acid sequence, remaining as a single chain.

Располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО, когда осуществляется его гибридизация с нуклеиновой кислотой-мишенью. Располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь, гибридизованная с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, индуцирует расщепление РО, гибридизованного с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью.The upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO when it is hybridized to the target nucleic acid. The upstream oligonucleotide or its extended chain hybridized to the target nucleic acid sequence induces the cleavage of PO hybridized to the target nucleic acid sequence, an enzyme having 5′-nuclease activity.

Индукция расщепления РО при посредстве располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида может протекать двумя путями: (1) как индукция расщепления, независимая от удлинения (т.е. полимеризации) располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида; и (2) как индукция расщепления, зависимая от удлинения располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида.Induction of PO cleavage via an upstream oligonucleotide can occur in two ways: (1) as an induction of cleavage independent of the elongation (ie, polymerization) of an upstream oligonucleotide; and (2) as the induction of cleavage, dependent on the elongation of the upstream oligonucleotide.

В том случае, когда располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован достаточно близко к РО, чтобы индуцировать расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, тогда фермент, связавшийся с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом, расщепляет РО без реакции удлинения. В отличие от этого, когда располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован в отдалении от РО, тогда фермент, обладающий полимеразной активностью, (например, матричная полимераза) катализирует удлинение располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида (например, располагающегося "вверх по течению" праймера), а фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, связавшийся с удлиненным продуктом, расщепляет РО.In the case where the upstream oligonucleotide is localized close enough to PO to induce the cleavage of PO with an enzyme having 5′-nuclease activity, then the enzyme that binds to the upstream oligonucleotide cleaves the PO without an extension reaction. In contrast, when an upstream oligonucleotide is localized away from PO, then an enzyme having polymerase activity (eg, matrix polymerase) catalyzes the elongation of an upstream oligonucleotide (eg, upstream) primer), and an enzyme with 5′-nuclease activity, bound to an elongated product, cleaves PO.

Следовательно, располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид может быть локализован относительно РО двумя способами. Располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид может быть локализован достаточно близко к РО, чтобы индуцировать расщепление РО независимым от удлинения (т.е. полимеризации) образом. Альтернативно, располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид может быть локализован достаточно далеко от РО, чтобы индуцировать расщепление РО зависимым от удлинения образом.Therefore, the upstream oligonucleotide can be localized relative to PO in two ways. The upstream oligonucleotide can be localized close enough to the PO to induce the cleavage of the PO independent of elongation (ie, polymerization). Alternatively, an upstream oligonucleotide can be localized far enough from PO to induce PO cleavage in an elongation-dependent manner.

Используемый в данном описании термин "расположенный в непосредственной близости" в отношении расположений или локализаций означает, что располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован вблизи узнающего мишень участка РО с образованием "ника" (одноцепочечного разрыва). Кроме того, этот термин означает, что располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован на расстоянии 1-30 нуклеотидов, 1-20 нуклеотидов или 1-15 нуклеотидов от узнающего мишень участка РО.Used in this description, the term "located in close proximity" in relation to locations or localizations means that located "upstream" of the oligonucleotide is localized near the target-recognizing region of PO with the formation of a nick (single-stranded gap). In addition, this term means that an upstream oligonucleotide is located at a distance of 1-30 nucleotides, 1-20 nucleotides, or 1-15 nucleotides from the target region of the PO.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован на достаточном отдалении от РО, чтобы индуцировать расщепление РО зависимым от удлинения образом.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide is located far enough from the PO to induce the cleavage of the PO in an elongation-dependent manner.

Используемый в данном описании термин "отдаленный" в отношении расположений или локализаций не имеет ограничений, как и термин "расположенный в непосредственной близости", включая в себя любые расположения или локализации, достаточные для обеспечения протекания реакций удлинения. Например, термин "отдаленный" может включать в себя локализацию с образованием "ника".As used herein, the term “distant” with respect to locations or locations is not limited, as is the term “located in close proximity,” including any locations or locations sufficient to permit extension reactions to occur. For example, the term "remote" may include localization with the formation of a nickname.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер или располагающийся "вверх по течению" зонд. Располагающийся "вверх по течению" праймер подходит для индукции независимого от удлинения расщепления или для индукции зависимого от удлинения расщепления, а располагающийся "вверх по течению" зонд подходит для индукции независимого от удлинения расщепления.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide is an upstream primer or an upstream probe. The upstream primer is suitable for inducing extension-independent cleavage or for inducing extension-dependent cleavage, and the upstream probe is suitable for inducing extension-independent cleavage.

Альтернативно, располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид имеет последовательность, частично перекрывающуюся с узнающим мишень участком РО. Предпочтительно, чтобы длина перекрывающейся последовательности составляла 1-10 нуклеотидов, более предпочтительно 1-5 нуклеотидов, еще более предпочтительно 1-3 нуклеотида. В том случае, когда используется 5′-тегированный РО, имеющий частично перекрывающуюся последовательность, 3′-концевой узнающий мишень участок может быть частично расщеплен вместе с расщеплением тегирующего участка в реакции расщепления на стадии (b). Помимо этого, присутствие перекрывающейся последовательности позволяет расщеплять желаемый сайт узнающего мишень участка.Alternatively, the upstream oligonucleotide has a sequence partially overlapping with the target recognition region PO. Preferably, the length of the overlapping sequence is 1-10 nucleotides, more preferably 1-5 nucleotides, even more preferably 1-3 nucleotides. In the case where a 5′-tagged PO having a partially overlapping sequence is used, the 3′-terminal target-recognizing region can be partially cleaved together with the cleavage of the tagging region in the cleavage reaction in step (b). In addition, the presence of an overlapping sequence allows the cleavage of the desired site of the target recognition site.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" праймер индуцирует посредством своей удлиненной цепи расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью.According to a preferred embodiment, the upstream primer induces, through its extended chain, PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity.

В настоящем изобретении могут быть применены традиционные технологии для реакций расщепления с использованием располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов при условии, что располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид индуцирует расщепление РО, гибридизованного с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью. Например, в настоящем изобретении могут быть применены способы, описанные в патентах США №№5210015, 5487972, 5691142, 5994069 и 7381532 и публикации заявки на патент США №2008/0241838.Conventional techniques for cleavage reactions using upstream oligonucleotides may be applied in the present invention, provided that the upstream oligonucleotide induces cleavage of the PO hybridized with the target nucleic acid sequence. For example, the methods described in US Pat. Nos. 5,221,015, 5,489,972, 5,691,142, 5,994,069, and 7381,532 and US Patent Application Publication No. 2008/0241838 can be applied in the present invention.

Согласно предпочтительному воплощению выполнение способа по настоящему изобретению осуществляют в присутствии располагающегося "вниз по течению" праймера. Располагающийся "вниз по течению" праймер дополнительно образует нуклеиновокислотную последовательность-мишень, которая будет гибридизоваться с РО, повышая чувствительность детекции мишени.According to a preferred embodiment, the method of the present invention is carried out in the presence of a downstream primer. The downstream primer further forms a target nucleic acid sequence that will hybridize with PO, increasing the sensitivity of target detection.

В тех случаях, когда дополнительно используют располагающийся "вниз по течению" праймер, кроме того используют второй РО, локализованный "вниз по течению" относительно располагающегося "вниз по течению" праймера.In those cases where an upstream primer is additionally used, in addition a second PO is used, localized downstream relative to the downstream primer.

Согласно предпочтительному воплощению, когда используют располагающийся "вверх по течению" праймер и располагающийся "вниз по течению" праймер, для удлинения этих праймеров применяют матричную полимеразу нуклеиновых кислот. Матричная полимераза нуклеиновых кислот может служить в качестве фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, для расщепления РО.According to a preferred embodiment, when an upstream primer and a downstream primer are used, matrix nucleic acid polymerase is used to extend these primers. Matrix nucleic acid polymerase can serve as an enzyme with 5′-nuclease activity to cleave PO.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид (располагающийся "вверх по течению" праймер или располагающийся "вверх по течению" зонд) и/или располагающийся "вниз по течению" праймер имеют структуру олигонуклеотида с двойным праймированием (DPO), разработанную авторами настоящего изобретения. Олигонуклеотиды, имеющие структуру DPO, демонстрируют значительно улучшенную специфичность к мишени по сравнению с традиционными праймерами и зондами (см. WO 2006/095981; Chun et. al., Dual priming oligonucleotide system for the multiplex detection of respiratory viruses and SNP genotyping of CYP2C19 gene, Nucleic Acid Research, 35: 6е40(2007)).According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide (upstream primer or upstream probe) and / or downstream primer have a double priming oligonucleotide (DPO) structure developed by the present inventors inventions. Oligonucleotides having a DPO structure exhibit significantly improved target specificity compared to traditional primers and probes (see WO 2006/095981; Chun et. Al., Dual priming oligonucleotide system for the multiplex detection of respiratory viruses and SNP genotyping of CYP2C19 gene Nucleic Acid Research, 35: 6e40 (2007)).

Согласно предпочтительному воплощению узнающий мишень участок РО имеет структуру модифицированного олигонуклеотида с двойной специфичностью (mDSO), разработанную авторами настоящего изобретения. Структура модифицированного олигонуклеотида с двойной специфичностью (mDSO) демонстрирует значительно улучшенную специфичность к мишени по сравнению с традиционными зондами (см. WO 2011/028041).According to a preferred embodiment, the target-recognizing region of PO has the structure of a modified double specificity oligonucleotide (mDSO) developed by the present inventors. The structure of the modified double specificity oligonucleotide (mDSO) demonstrates significantly improved target specificity compared to traditional probes (see WO 2011/028041).

Термин "традиционный олигонуклеотид" относится к олигонуклеотидам (праймеру или зонду), не имеющим структуры DSO или mDSO.The term "traditional oligonucleotide" refers to oligonucleotides (primer or probe) that do not have a DSO or mDSO structure.

Используемый в данном изобретении РО имеет одиночную метку. Одиночная метка обеспечивает поступление сигнала, указывающего на присутствие или отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Данная метка будет более подробно описана на стадии (d).The PO used in this invention has a single label. A single label provides a signal indicating the presence or absence of a target nucleic acid sequence. This label will be described in more detail in step (d).

Стадия (b). Расщепление РОStage (b). RO cleavage

Далее, продукт со стадии (а) приводят в контакт с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО.Further, the product from step (a) is brought into contact with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO.

РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, переваривается ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, высвобождая фрагмент, содержащий одиночную метку (см. Фиг. 2-6). Если нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, РО не переваривается ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью.PO hybridized with the target nucleic acid sequence is digested with an enzyme having 5′-nuclease activity, releasing a single label fragment (see FIGS. 2-6). If the target nucleic acid sequence is absent, the PO is not digested by the enzyme having 5′-nuclease activity.

Используемый в данном описании термин "условия для расщепления РО" означает условия, достаточные для переваривания РО, гибридизованного с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, такие как температура, рН, ионная сила, буфер, длина и последовательность олигонуклеотидов и ферменты. Например, когда в качестве фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, используют Taq ДНК-полимеразу, условия для расщепления РО включают трис-HCl буфер, KCl, MgCl2 и температуру.Used in this description, the term "conditions for the cleavage of PO" means conditions sufficient for the digestion of PO hybridized with the nucleic acid sequence of the target, an enzyme having 5′-nuclease activity, such as temperature, pH, ionic strength, buffer, length and sequence of oligonucleotides and enzymes. For example, when Taq DNA polymerase is used as an enzyme having 5′-nuclease activity, conditions for PO cleavage include Tris-HCl buffer, KCl, MgCl 2 and temperature.

Для проведения реакции расщепления РО может быть применено большое число традиционных технологий. Сайты расщепления РО варьируют в зависимости от типа располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов (располагающегося "вверх по течению" зонда или располагающегося "вверх по течению" праймера), сайтов гибридизации располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов и условий расщепления (см. патенты США №№ 5210015, 5487972, 5691142, 5994069 и 7381532 и публикацию заявки на патент США № 2008/0241838).A large number of conventional technologies can be used to carry out the PO cleavage reaction. PO cleavage sites vary depending on the type of upstream oligonucleotides (upstream probe or upstream primer), hybridization sites upstream oligonucleotides and cleavage conditions (see US Patents No. 5210015, 5487972, 5691142, 5994069 and 7381532 and publication of patent application US No. 2008/0241838).

Длина и последовательность содержащего одиночную метку фрагмента могут варьировать в зависимости от выбранной технологии расщепления. В частности, когда используют тегированный РО, может быть получен его фрагмент, содержащий частичную или полную последовательность тегирующего участка. Благодаря корректировке локализации одиночной метки на тегированном РО эта одиночная метка может не находиться во фрагменте, содержащем частичную или полную последовательность тегирующего участка.The length and sequence of a single label containing fragment may vary depending on the cleavage technology selected. In particular, when a tagged PO is used, a fragment thereof containing a partial or full sequence of the tagging portion can be obtained. Due to the adjustment of the localization of a single label on a tagged PO, this single label may not be in a fragment containing a partial or complete sequence of the tagging region.

Как правило, начальным сайтом расщепления РО после удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера является исходная точка двойной цепи между РО и нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью или сайт на расстоянии 1-3 нуклеотида от этой исходной точки. Длина расщепленного РО становится меньше, ввиду этого он диссоциирует из комплекса с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью. Когда используют 3′-тегированный РО или 5′-тегированный РО, может быть получен фрагмент, содержащий тегирующий участок и часть узнающего мишень участка. Когда применяют реакцию расщепления, независимую от удлинения располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов, сайт расщепления РО определяется в зависимости от локализации располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов. Когда используют 3′-тегированный РО или 5′-тегированный РО, полученный фрагмент РО может содержать (1) часть тегирующего участка, (2) тегирующий участок или (3) тегирующий участок и часть узнающего мишень участка.As a rule, the initial cleavage site of PO after extension of the upstream primer is the starting point of the double chain between the PO and the target nucleic acid sequence or a site 1-3 nucleotides from this starting point. The length of the cleaved PO becomes shorter; therefore, it dissociates from the complex with the target nucleic acid sequence. When a 3′-tagged PO or 5′-tagged PO is used, a fragment can be obtained containing the tagging region and part of the target-recognizing region. When a cleavage reaction is used that is independent of the elongation of the upstream oligonucleotides, the PO cleavage site is determined depending on the location of the upstream oligonucleotides. When a 3′-tagged PO or 5′-tagged PO is used, the resulting PO fragment may contain (1) a portion of the tagging portion, (2) a tagging portion or (3) a tagging portion and a portion of the target-recognizing portion.

Используемый в данном описании термин "фрагмент, содержащий тегирующий участок или часть тегирующего участка" в отношении расщепления тегированного РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, применяется для обозначения (1) тегирующего участка, (2) тегирующего участка и близлежащей неполной последовательности узнающего мишень участка и (3) части тегирующего участка.As used herein, the term “fragment containing a tagging region or part of a tagging region” with respect to cleavage of a tagged PO with an enzyme having 5′-nuclease activity is used to denote (1) the tagging region, (2) the tagging region and the nearby incomplete target recognition sequence plot and (3) parts of the tagging plot.

Термин "часть", используемый в отношении РО, как например, часть 5′-концевого тегирующего участка РО и 5′-концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка РО, относится к нуклеотидной последовательности, содержащей 1-40, 1-30, 1-20, 1-15, 1-10 или 1-5 нуклеотидов, предпочтительно 1, 2, 3 или 4 нуклеотида.The term "part" used in relation to PO, such as a portion of the 5′-terminal tagging region of the PO and the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region of the PO, refers to a nucleotide sequence containing 1-40, 1-30, 1-20, 1-15, 1-10 or 1-5 nucleotides, preferably 1, 2, 3 or 4 nucleotides.

Согласно предпочтительному воплощению фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, представляет собой ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью, или нуклеазу FEN, более предпочтительно термостабильную ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью, или нуклеазу FEN.According to a preferred embodiment, the enzyme having 5′-nuclease activity is a DNA polymerase having 5′-nuclease activity, or FEN nuclease, more preferably thermostable DNA polymerase having 5′-nuclease activity, or FEN nuclease.

Подходящей ДНК-полимеразой, обладающей 5′-нуклеазной активностью, в данном изобретении является термостабильная ДНК-полимераза, полученная из ряда бактериальных видов, включая Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermus flavus, Thermococcus literalis, Thermus antranikianii, Thermus caldophilus, Thermus chliarophilus, Thermus igniterrae, Thermus lacteus, Thermus oshimai, Thermus ruber, Thermus rubens, Thermus scotoductus, Thermus silvanus, Thermus species Z05, Thermus species sps 17, Thermus thermophilus, Thermotoga maritima, Thermotoga neapolitana, Thermosipho africanus, Thermococcus litoralis, Thermococcus barossi, Thermococcus gorgonarius, Thermotoga maritima, Thermotoga neapolitana, Thermosiphoafricanus, Pyrococcus woesei, Pyrococcus horikoshii, Pyrococcus abyss/, Pyrodictium occultum, Aquifex pyrophilus и Aquifex aeolieus. Наиболее предпочтительно, чтобы термостабильная ДНК-полимераза представляла собой Taq полимеразуA suitable DNA polymerase having 5′-nuclease activity in the present invention is a thermostable DNA polymerase obtained from a number of bacterial species, including Thermus aquaticus (Taq), Thermus thermophilus (Tth), Thermus filiformis, Thermus flavus, Thermococcus literalis, Thermus antranikianii, thermus caldophilus, thermus chliarophilus, thermus igniterrae, thermus lacteus, thermus oshimai, thermus ruber, thermus rubens, thermus scotoductus, thermus silvanus, thermus species z05, thermus species sps 17, thermus thermophilus, thermotoga maritima Thermococcus litoralis, Thermococcus barossi, Thermococcus gorgonarius, Thermotoga maritima, Thermotoga neapolitana, Thermosiphoafricanus, Pyrococcus woesei, Pyrococcus horikoshii, Pyrococcus abyss /, Pyrodictium occultum, Aquifex pyr ophilus and Aquifex aeolieus. Most preferably, the thermostable DNA polymerase is Taq polymerase

Альтернативно, в настоящем изобретении можно использовать ДНК-полимеразы, обладающие 5′-нуклеазной активностью, модифицированные с целью уменьшения полимеразной активности.Alternatively, DNA polymerases having 5′-nuclease activity, modified to reduce polymerase activity, can be used in the present invention.

Используемая нуклеаза FEN (флэп-эндонуклеаза) представляет собой флэп-специфичную 5′-нуклеазу.The FEN nuclease used (flap endonuclease) is a flap-specific 5′-nuclease.

Подходящая для настоящего изобретения нуклеаза FEN включает нуклеазы FEN, полученные из ряда бактериальных видов, включая Sulfolobus solfataricus, Pyrobaculum aerophilum, Thermococcus litoralis, Archaeaglobus veneficus, Archaeaglobus profundus, Acidianus brierlyi, Acidianus ambivalens, Desulfurococcus amylolyticus, Desulfurococcus mobilis, Pyrodictium brockii, Thermococcus gorgonarius, Thermococcus zilligii, Methanopyrus kandleri, Methanococcus igneus, Pyrococcus horikoshii, Aeropyrum pernix и Archaeaglobus veneficus.Suitable for the present invention, FEN nuclease includes FEN nucleases obtained from a number of bacterial species, including Sulfolobus solfataricus, Pyrobaculum aerophilum, Thermococcus litoralis, Archaeaglobus veneficus, Archaeaglobus profundus, Acidianus brierlyi, Acidianus ambivalens, Desulfurococococcoccus amcus, Desulfurococococcus amcus Thermococcus zilligii, Methanopyrus kandleri, Methanococcus igneus, Pyrococcus horikoshii, Aeropyrum pernix and Archaeaglobus veneficus.

Когда располагающийся "вверх по течению" праймер используют на стадии (а), предпочтительно, чтобы условия для расщепления РО включали реакцию удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера.When the upstream primer is used in step (a), it is preferred that the conditions for PO cleavage include an extension reaction of the upstream primer.

Согласно предпочтительному воплощению на стадии (а) используют располагающийся "вверх по течению" праймер, для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера используют матричную полимеразу, и эта матричная полимераза идентична ферменту, обладающему 5′-нуклеазной активностью.According to a preferred embodiment, an upstream primer is used in step (a), matrix polymerase is used to extend the upstream primer, and this matrix polymerase is identical to an enzyme having 5′-nuclease activity.

Возможно, что на стадии (а) используют располагающийся "вверх по течению" праймер, для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера используют матричную полимеразу, и эта матричная полимераза отличается от фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью.It is possible that upstream primer is used in step (a), matrix polymerase is used to extend the upstream primer, and this matrix polymerase is different from an enzyme having 5′-nuclease activity.

Стадия (с). Гибридизация с СО на твердой фазеStage (s). Solid phase hybridization

Продукт со стадии (b) приводят в контакт с СО (захватывающим олигонуклеотидом), иммобилизованным на твердой подложке, для осуществления реакции гибридизации.The product from step (b) is contacted with CO (an capture oligonucleotide) immobilized on a solid support to carry out a hybridization reaction.

В настоящем изобретении детекцию расщепления РО осуществляют, используя СО, иммобилизованный на твердой подложке. Когда РО не расщепляется на стадии (b), содержащий одиночную метку нерасщепленный РО гибридизуется с СО, иммобилизованным на твердой подложке, в результате чего поступает сигнал от одиночной метки на твердой подложке. Когда РО расщепляется на стадии (b), содержащий одиночную метку отщепленный фрагмент не гибридизуется с СО, в результате чего сигнала от одиночной метки на твердой подложке не поступает.In the present invention, the detection of PO cleavage is carried out using CO immobilized on a solid support. When the PO is not cleaved in step (b), the single-label non-cleaved PO hybridizes with CO immobilized on a solid support, resulting in a signal from a single mark on the solid support. When the PO is cleaved in step (b), the single label containing the cleaved fragment does not hybridize with CO, resulting in no signal from the single label on the solid support.

Поскольку возможность осуществления расщепления РО зависит от присутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени, наличие этой нуклеиновокислотной последовательности-мишени можно зарегистрировать путем измерения гашения или уменьшения сигнала от одиночной метки на твердой подложке.Since the possibility of PO cleavage depends on the presence of the target nucleic acid sequence, the presence of this target nucleic acid sequence can be detected by measuring the blanking or attenuation of the signal from a single label on a solid substrate.

СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО. Этот термин, используемый в данном описании, или "способная к гибридизации последовательность" в сочетании с СО относится к последовательности, способной к образованию стабильного дуплекса с нерасщепленным РО на стадии (с). Например, последовательность СО, способная к гибридизации с РО, может содержать последовательность, комплементарную всему узнающему мишень участку РО или части этого участка; всему тегирующему участку РО или части этого участка; всему узнающему мишень участку и части тегирующего участка РО; части узнающего мишень участка и всему тегирующему участку РО; или части узнающего мишень участка и части тегирующего участка РО.CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO. The term, as used herein, or “hybridizable sequence” in combination with CO, refers to a sequence capable of forming a stable duplex with uncleaved PO in step (c). For example, a CO sequence capable of hybridization with PO may comprise a sequence complementary to the entire PO region or part of this region recognizing the target; the whole tagging section of the RO or part of this section; the entire site recognizing the target and the part of the tagging site of the RO; parts of the site recognizing the target and the entire tagging site of the RO; or parts of the target-recognizing site and parts of the tagging site of the RO.

Не предполагается различия между терминами "нуклеотидная последовательность, способная к гибридизации" и "нуклеотидная последовательность, комплементарная", и эти термины будут использованы взаимозаменяемо.No distinction is made between the terms “nucleotide sequence capable of hybridization” and “nucleotide sequence complementary”, and these terms will be used interchangeably.

Реакцию гибридизации на стадии (с) проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО.The hybridization reaction in step (c) is carried out under such conditions that the single-label containing fragment does not hybridize with CO, and the uncleaved PO hybridizes with the CO to form an uncleaved PO / CO duplex.

В одном из воплощений данного изобретения СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком О. Нуклеотидная последовательность, способная к гибридизации с узнающим мишень участком РО, содержит последовательность, комплементарную всему узнающему мишень участку РО или части этого участка, и обладает комплементарностью и длиной, достаточными для образования стабильного дуплекса между нерасщепленным РО и СО в реакции гибридизации на стадии (с).In one embodiment of the invention, the CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the target recognition region O. The nucleotide sequence capable of hybridization with the target recognition region PO contains a sequence that is complementary to the whole region of the target recognition region or part of this region, and is complementary and long enough to form a stable duplex between the unsplit PO and CO in the hybridization reaction in step (c).

Как проиллюстрировано на Фиг. 2 и 3, СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО. Когда присутствует нуклеиновокислотная последовательность-мишень, содержащий одиночную метку фрагмент, образованный в результате реакции расщепления, имеет меньшую длину чем нерасщепленный РО, и поэтому не обладает способностью гибридизоваться с СО в условиях определенной жесткости (в частности, при определенной температуре). В результате, одиночная метка не будет присутствовать на твердой подложке.As illustrated in FIG. 2 and 3, CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with a target recognition region of PO. When there is a target nucleic acid sequence containing a single label, the fragment formed as a result of the cleavage reaction has a shorter length than the unsplit PO, and therefore does not have the ability to hybridize with CO under conditions of a certain stringency (in particular, at a certain temperature). As a result, a single label will not be present on a solid substrate.

Альтернативно, СО можно сконструировать таким образом, чтобы он не имел последовательности, способной гибридизоваться с содержащим одиночную метку фрагментом, для предотвращения гибридизации содержащего одиночную метку фрагмента с СО.Alternatively, CO can be designed so that it does not have a sequence capable of hybridizing with a single label fragment to prevent hybridization of a single label fragment with CO.

Следовательно, в случае присутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени образования дуплекса между нерасщепленным РО и СО не происходит и никакого сигнала от одиночной метки не поступает.Therefore, in the presence of a target nucleic acid sequence, duplex formation between undigested PO and CO does not occur and no signal from a single label is received.

В случае отсутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени нерасщепленный РО образует дуплекс с СО, и одиночная метка будет присутствовать на твердой подложке.In the absence of a target nucleic acid sequence, uncleaved PO forms a duplex with CO, and a single label will be present on the solid support.

Когда процессы, проиллюстрированные на Фиг. 2 и 3, проводят с использованием полимеразы, обладающей 5′-нуклеазной активностью, нетегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, не расщепляется. Поскольку нетегированный РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, его гибридизацию с СО можно предотвратить в тщательно выверенных условиях, обеспечивающих отсутствие какого-либо сигнала от одиночной метки. Однако, в случае использования ферментов, обладающих 5′-нуклеазной активностью, как в настоящем изобретении, РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется, и наличие расщепления определяют в удобных общепринятых условиях с целью точной детекции присутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени.When the processes illustrated in FIG. 2 and 3, carried out using a polymerase having 5′-nuclease activity, untagged PO hybridized with the target nucleic acid sequence is not cleaved. Since non-tagged PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, its hybridization with CO can be prevented under carefully verified conditions ensuring the absence of any signal from a single label. However, in the case of using enzymes having 5′-nuclease activity, as in the present invention, the PO hybridized with the target nucleic acid sequence is cleaved and the presence of cleavage is determined under convenient generally accepted conditions to accurately detect the presence of the target nucleic acid sequence.

Как проиллюстрировано на Фиг. 4 и 5, СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО. Одиночная метка на тегированном РО располагается таким образом, что эта одиночная метка не остается на содержащем тегирующий участок фрагменте, который высвобождается в результате расщепления тегированного РО и гибридизуется с СО. Даже когда фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, никакого сигнала от одиночной метки не поступает, поскольку фрагмент, содержащий тегирующий участок, не несет одиночной метки. Сигнал поступает в результате гибридизации нерасщепленного тегированного РО с СО.As illustrated in FIG. 4 and 5, CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the tagging region of PO. The single label on the tagged PO is positioned so that this single label does not remain on the fragment containing the tagging region, which is released as a result of cleavage of the tagged PO and hybridizes with CO. Even when a fragment containing a tagging region hybridizes with CO, no signal from a single label is received, since a fragment containing a tagging region does not carry a single label. The signal comes from the hybridization of an unsplit tagged PO with CO.

В случае присутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени образования дуплекса между нерасщепленным РО и СО не происходит ввиду расщепления РО, приводящего к гашению (или уменьшению) сигнала от одиночной метки на твердой подложке, что указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the case of the presence of a target nucleic acid sequence, the formation of a duplex between unsplit PO and CO does not occur due to PO cleavage leading to damping (or reduction) of the signal from a single label on a solid substrate, which indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Согласно предпочтительному воплощению с использованием тегированного РО, нуклеотидная последовательность СО, способная к гибридизации с тегирующим участком РО, содержит последовательность, комплементарную ко всему тегирующему участку РО или части этого участка, и обладает комплементарностью и длиной, достаточными для образования стабильного дуплекса между нерасщепленным тегированным РО и СО в реакции гибридизации на стадии (с).According to a preferred embodiment using tagged PO, the nucleotide sequence of CO capable of hybridization with the tagging portion of PO contains a sequence complementary to the entire tagging portion of PO or a portion of this portion, and has complementarity and length sufficient to form a stable duplex between non-cleaved tagged PO and CO in the hybridization reaction in step (c).

Альтернативно, когда используют тегированный РО, СО может содержать нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с частью (или со всем) тегирующего(им) участка(ом) и с частью (или со всем) узнающего(им) мишень участка(ом) тегированного РО. Место расположения одиночной метки на тегированном РО определяют с учетом способа расщепления, сайта расщепления и последовательности СО, и расщепление тегированного РО осуществляют в таких условиях, при которых содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО. Предпочтительно одиночная метка располагается таким образом, что она остается на фрагменте, который высвобождается в результате расщепления тегированного РО и не гибридизуется с СО.Alternatively, when a tagged PO is used, the CO may contain a nucleotide sequence capable of hybridization with part (or all) of the tagging region (s) and part (or all) of the target region (ohm) of the tagged PO . The location of a single label on a tagged PO is determined taking into account the cleavage method, the cleavage site, and the CO sequence, and the tagged PO is cleaved under such conditions that a fragment containing a single tag does not hybridize with CO. Preferably, the single label is positioned so that it remains on the fragment that is released as a result of cleavage of the tagged PO and does not hybridize with CO.

Согласно предпочтительному воплощению с использованием 5′-тегированного РО, СО может дополнительно содержать матричный участок, служащий в качестве матрицы для удлинения тегирующего участка, гибридизованного с СО (см. Фиг. 6). Продукт удлинения дает возможность осуществления более стабильной гибридизации с СО. Для проведения удлинения может понадобиться дополнительная ДНК-полимераза.According to a preferred embodiment, using a 5′-tagged PO, the CO may further comprise a matrix region serving as a matrix for lengthening the tagging region hybridized with CO (see FIG. 6). The extension product allows for more stable hybridization with CO. An extension may require additional DNA polymerase.

СО иммобилизован на твердой подложке через свой 5′-конец или 3′-конец.CO is immobilized on a solid support through its 5′-end or 3′-end.

Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, и СО СО иммобилизован на твердой подложке через свой 5′-конец (Фиг. 4). Предпочтительно РО представляет собой 5′-тегированный РО, и СО иммобилизован на твердой подложке через свой 3′-конец (Фиг. 5).According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, and the CO CO is immobilized on a solid support through its 5′-end (FIG. 4). Preferably, the PO is a 5′-tagged PO, and the CO is immobilized on a solid support through its 3′-end (FIG. 5).

Согласно предпочтительному воплощению твердая подложка, на которой иммобилизуют СО, представляет собой микрочип. СО иммобилизован непосредственно или опосредованно (предпочтительно опосредованно) через свой 5′-конец или 3′-конец на поверхности твердой подложки. Кроме того, СО может быть иммобилизован на поверхности твердой подложки ковалентным или нековалентным образом. В тех случаях, когда иммобилизованные СО представляют собой СО, иммобилизованные на поверхности твердой подложки опосредованно, используют подходящие линкеры. Линкеры, полезные в данном изобретении, могут включать любые линкеры, используемые для иммобилизации зондов на поверхности твердой подложки. Например, алкильные или арильные соединения с аминной функциональной группой либо алкильные или арильные соединения с тиоловой функциональной группой служат в качестве линкеров для иммобилизации СО. Помимо этого, в качестве линкеров может служить поли(Т)-хвост или поли(А)-хвост. Предпочтение отдается поли(Т)-хвосту или поли(А)-хвосту по той причине, что он способен уменьшать стерические ограничения (space hindrance) при действии фермента (например, в ферментативной реакции расщепления) и повышать эффективность гибридизации. Поли(Т)-хвост или поли(А)-хвост не рассматривается как последовательность зондов.According to a preferred embodiment, the solid support on which CO is immobilized is a microchip. CO is immobilized directly or indirectly (preferably indirectly) through its 5′-end or 3′-end on the surface of a solid substrate. In addition, CO can be immobilized on the surface of a solid substrate in a covalent or non-covalent manner. In cases where the immobilized COs are COs immobilized indirectly on the surface of the solid support, suitable linkers are used. Linkers useful in this invention may include any linkers used to immobilize probes on the surface of a solid substrate. For example, alkyl or aryl compounds with an amine functional group or alkyl or aryl compounds with a thiol functional group serve as linkers for immobilizing CO. In addition, a poly (T) tail or a poly (A) tail can serve as linkers. Preference is given to a poly (T) tail or a poly (A) tail for the reason that it is able to reduce space hindrance under the action of an enzyme (for example, in an enzymatic cleavage reaction) and increase the efficiency of hybridization. A poly (T) tail or a poly (A) tail is not considered a sequence of probes.

Микрочип, обеспечивающий соблюдение условий реакции в данном изобретении, может включать любой из микрочипов, которые известны специалисту в данной области. Все процессы в настоящем изобретении, то есть гибридизацию с нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями, расщепление и детекцию осуществляют на микрочипе. Иммобилизованные на микрочипе СО служат в качестве способных к гибридизации элементов чипа. Твердая подложка для изготовления микрочипа включает металлы (например, золото, сплав золота и меди, аллюминий), оксид металла, стекло, керамику, кварц, кремний, полупроводник, пластинку из Si/SiO2, германий, арсенид галия, углерод, углеродную нанотрубку, полимеры (например, полистирол, полиэтилен, полипропилен и полиакриламид), сефарозу агарозу и коллоиды, но этим не ограничивается. Большинство используемых в данном изобретении иммобилизованных СО могут быть иммобилизованы на доступном участке или двух или более доступных участках на твердой подложке, которая может содержать 2-1000000 доступных участков. Чтобы получить микрочип или микрочипы для заданного применения, иммобилизованные СО могут быть изготовлены с использованием традиционных технологий изготовления, таких как фотолитография, технология струйной печати, механическое точечное нанесение пятен и их варианты.A microchip ensuring compliance with the reaction conditions in this invention may include any of the microchips that are known to a person skilled in the art. All processes in the present invention, that is, hybridization with target nucleic acid sequences, cleavage and detection are carried out on a microchip. The CO immobilized on a microchip serve as hybridisable chip elements. A solid substrate for the manufacture of a microchip includes metals (e.g., gold, an alloy of gold and copper, aluminum), metal oxide, glass, ceramics, quartz, silicon, a semiconductor, a Si / SiO 2 plate, germanium, galium arsenide, carbon, a carbon nanotube, polymers (e.g., polystyrene, polyethylene, polypropylene and polyacrylamide), sepharose agarose and colloids, but are not limited to this. Most of the immobilized COs used in this invention can be immobilized on an accessible site or two or more accessible sites on a solid substrate, which may contain 2-1000000 available sites. In order to obtain a microchip or microchips for a given application, immobilized CO can be manufactured using traditional manufacturing techniques such as photolithography, inkjet technology, mechanical spot spotting, and variants thereof.

Согласно настоящему изобретению, осуществляемому на твердой фазе, можно проводить одновременную детекцию множества нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней с использованием метки даже одного типа, поскольку метки на иммобилизованных СО физически отделены друг от друга. В этом отношении, количество нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней, детекция которых будет осуществлена на твердой фазе согласно настоящему изобретению, является неограниченным.According to the present invention, carried out on the solid phase, it is possible to carry out the simultaneous detection of multiple nucleic acid target sequences using labels of even one type, since the labels on immobilized CO are physically separated from each other. In this regard, the number of target nucleic acid sequences to be detected on the solid phase of the present invention is unlimited.

Используя конфокальные устройства для проведения детекции на твердой подложке, можно осуществлять детекцию только сигнала с твердой подложки без какого-либо влияния сигнала от меток, присутствующих в реакционном растворе.Using confocal devices for detecting on a solid substrate, it is possible to detect only a signal from a solid substrate without any influence of the signal from the labels present in the reaction solution.

Длина СО может варьировать в широких пределах. СО может иметь любую длину при условии, что ее достаточно для образования дуплекса с нерасщепленным РО. Например, длина СО составляет 5-80 нуклеотидов, 5-60 нуклеотидов, 5-40 нуклеотидов, 5-30 нуклеотидов, 10-80 нуклеотидов, 10-60 нуклеотидов, 10-40 нуклеотидов, 10-30 нуклеотидов, 10-20 нуклеотидов, 15-80 нуклеотидов, 15-60 нуклеотидов, 15-40 нуклеотидов, 15-30 нуклеотидов или 15-20 нуклеотидов.The length of CO can vary within wide limits. CO can be of any length, provided that it is sufficient for the formation of a duplex with unsplit PO. For example, the length of CO is 5-80 nucleotides, 5-60 nucleotides, 5-40 nucleotides, 5-30 nucleotides, 10-80 nucleotides, 10-60 nucleotides, 10-40 nucleotides, 10-30 nucleotides, 10-20 nucleotides, 15-80 nucleotides, 15-60 nucleotides, 15-40 nucleotides, 15-30 nucleotides or 15-20 nucleotides.

Согласно предпочтительному воплощению с использованием 5′-тегированного РО, когда СО дополнительно содержит матричный участок для удлинения тегирующего участка, гибридизованного с СО, СО также может дополнительно содержать 5-100 нуклеотидов в данном матричном участке.According to a preferred embodiment, using a 5′-tagged PO, when the CO further comprises a template region for lengthening the tagging region hybridized with the CO, the CO can also further comprise 5-100 nucleotides in the matrix region.

Согласно предпочтительному воплощению 3′-конец СО блокируют, чтобы не допустить его удлинения. Не допускающее удлинения блокирование СО может быть достигнуто традиционными методами. Например, блокирование можно осуществить путем добавления химической группировки, такой как биотин, метки, фосфатная группа, алкильная группа, ненуклеотидный линкер, фосфоротионат или алкандиол, к 3′-гидроксильной группе последнего нуклеотида СО. Альтернативно, блокирование может быть выполнено посредством удаления 3′-гидроксильной группы последнего нуклеотида или путем использования нуклеотида, лишенного 3′-гидроксильной группы, такого как дидезоксинуклеотид.According to a preferred embodiment, the 3′-end of the CO is blocked to prevent elongation. Elongation-free blocking of CO can be achieved by conventional methods. For example, blocking can be accomplished by adding a chemical moiety, such as biotin, labels, phosphate group, alkyl group, non-nucleotide linker, phosphorothionate or alkanediol, to the 3′-hydroxyl group of the last CO nucleotide. Alternatively, blocking can be accomplished by removing the 3′-hydroxyl group of the last nucleotide or by using a nucleotide lacking a 3′-hydroxyl group, such as a dideoxynucleotide.

Гибридизация на стадии (с) может быть описана более подробно со ссылкой на описания, приведенные на стадии (а).Hybridization in step (c) can be described in more detail with reference to the descriptions given in step (a).

Гибридизацию на стадии (с) проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО. Условия гибридизации могут быть определены в установленном порядке традиционными методами, известными специалисту в данной области. Например, условия гибридизации можно регулировать посредством изменения температуры, концентрации компонентов, продолжительности гибридизации, компонентов буфера и его рН и ионной силы.The hybridization in step (c) is carried out under such conditions that a single-label fragment does not hybridize with CO, and uncleaved PO hybridizes with CO to form an uncleaved PO / CO duplex. Hybridization conditions can be determined in the prescribed manner by traditional methods known to a person skilled in the art. For example, hybridization conditions can be controlled by changing the temperature, concentration of components, duration of hybridization, components of the buffer and its pH and ionic strength.

Согласно предпочтительному воплощению условия гибридизации на стадии (с) регулируют посредством изменения температуры при проведении гибридизации. Альтернативно, условия гибридизации на стадии (с), в частности условия, позволяющие содержащему одиночную метку фрагменту не гибридизоваться с СО, можно обеспечить путем исключения из СО последовательности, способной стабильно гибридизоваться с содержащим одиночную метку фрагментом.According to a preferred embodiment, the hybridization conditions in step (c) are controlled by changing the temperature during the hybridization. Alternatively, the hybridization conditions in step (c), in particular the conditions that allow a single-label fragment to not hybridize with CO, can be achieved by excluding from the CO a sequence capable of stably hybridizing to the single-label fragment.

РО и СО могут состоять из природных dNMP. Альтернативно, РО и СО могут состоять из модифицированных нуклеотидов или неприродных нуклеотидов, таких как PNA (пептидо-нуклеиновая кислота), см. публикацию РСТ №WO 92/20702) и LNA ("закрытая" нуклеиновая кислота), см. публикации РСТ №№WO 98/22489, WO 98/39352 и WO 99/14226). РО и СО могут содержать универсальные основания, такие как дезоксиинозин, инозин, 1-(2′-дезокси-бета-O-рибофуранозил)-3-нитропиррол и 5-нитроиндол. Термин "универсальное основание" относится к основанию, способному образовывать пары оснований с каждым из природных оснований ДНК/РНК с небольшим различением в отношении их.PO and CO may be composed of natural dNMPs. Alternatively, PO and CO may be composed of modified nucleotides or non-natural nucleotides, such as PNA (peptide-nucleic acid), see PCT publication No. WO 92/20702) and LNA ("closed" nucleic acid), see PCT publication No. WO 98/22489, WO 98/39352 and WO 99/14226). PO and CO may contain universal bases such as deoxyinosine, inosine, 1- (2′-deoxy-beta-O-ribofuranosyl) -3-nitropyrrole and 5-nitroindole. The term "universal base" refers to a base capable of forming base pairs with each of the natural DNA / RNA bases with a slight difference in their ratio.

Стадия (d). Детекция расщепления РО, указывающая на присутствие последовательности-мишениStage (d). PO cleavage detection indicating the presence of a target sequence

По окончании реакции гибридизации проводят детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от одиночной метки на твердой подложке, тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.At the end of the hybridization reaction, the presence of PO cleavage is detected by measuring the signal from a single label on a solid substrate, thereby the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Как обсуждалось выше, картины гибридизации РО с СО отчетливо различаются в зависимости от того, произошло или нет расщепление РО. Такая разница в картине гибридизации обуславливает различие в сигнале на твердой подложке. Следовательно, присутствие или отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени может быть определено путем детекции сигнала от одиночной метки на твердой подложке.As discussed above, the patterns of hybridization of PO with CO clearly differ depending on whether or not the cleavage of PO occurs. This difference in the hybridization pattern causes a difference in the signal on the solid substrate. Therefore, the presence or absence of a target nucleic acid sequence can be determined by detecting a signal from a single label on a solid substrate.

Стадию (d) проводят, измеряя сигнал от одиночной метки, связанной с РО, на твердой подложке.Stage (d) is carried out by measuring the signal from a single label associated with PO on a solid substrate.

Одиночная метка на РО может быть описана как репортерная молекула.A single label on a PO can be described as a reporter molecule.

Используемая одиночная метка включает, но не ограничивается этим, химические метки (например, биотин), ферментативные метки (например, щелочную фосфатазу, пероксидазу β-галактозидазу и β-глюкозидазу), флуоресцентные метки, люминесцентные метки, хемилюминесцентные метки, электрохимические метки и металлические метки. Предпочтительно одиночная метка включает флуоресцентную метку.The single label used includes, but is not limited to, chemical labels (e.g., biotin), enzymatic labels (e.g., alkaline phosphatase, β-galactosidase and β-glucosidase peroxidase), fluorescent labels, luminescent labels, chemiluminescent labels, electrochemical labels and metal . Preferably, a single label includes a fluorescent label.

Одиночная метка располагается таким образом, что она не остается на фрагменте, который высвобождается в результате расщепления РО и гибридизуется с СО.The single label is positioned in such a way that it does not remain on the fragment that is released as a result of PO cleavage and hybridizes with CO.

Когда используется нетегированный РО, одиночная метка может быть присоединена в любом месте. Предпочтительно одиночная метка присоединена к 5′-концевому или 3′-концевому участку нетегированного РО. Более предпочтительно она локализована на 5′-конце или 3′-конце либо на расстоянии 1-20 нуклеотидов (еще более предпочтительно 1-10 нуклеотидов) от 5′-конца или 3′-конца нетегированного РО, еще более предпочтительно на 5′-конце или 3′-конце.When an untagged PO is used, a single tag can be attached anywhere. Preferably, a single label is attached to the 5′-terminal or 3′-terminal portion of the untagged PO. More preferably, it is localized at the 5′-end or 3′-end or at a distance of 1-20 nucleotides (even more preferably 1-10 nucleotides) from the 5′-end or 3′-end of untagged PO, even more preferably 5′- end or 3′-end.

Согласно предпочтительному воплощению с использованием тегированного РО, одиночная метка располагается таким образом, что она не остается на содержащем тегирующий участок фрагменте, который высвобождается в результате расщепления тегированного РО. Более предпочтительно одиночная метка располагается таким образом, что она не остается на содержащем тегирующий участок фрагменте, который высвобождается в результате расщепления тегированного РО и гибридизуется с СО.According to a preferred embodiment using tagged PO, a single label is positioned so that it does not remain on the fragment containing the tagging region that is released as a result of cleavage of the tagged PO. More preferably, the single label is positioned so that it does not remain on the fragment containing the tagging region, which is released as a result of cleavage of the tagged PO and hybridizes with CO.

Место расположения одиночной метки может быть определено с учетом способов расщепления, сайтов расщепления и высвобождения расщепленного РО из нуклеиновокислотной последовательности-мишени.The location of a single label can be determined taking into account the methods of cleavage, cleavage sites and the release of cleaved PO from the target nucleic acid sequence.

Более предпочтительно одиночная метка локализована на 5′-концевом участке или на расстоянии 1-20 нуклеотидов (еще более предпочтительно 1-10 нуклеотидов) от 5′-конца 3′-тегированного РО, и локализована на 3′-концевом участке или на расстоянии 1-20 нуклеотидов (еще более предпочтительно 1-10 нуклеотидов) от 3′-конца 5′-тегированного РО. Еще более предпочтительно одиночная метка локализована на 5′-конце 3′-тегированного РО и локализована на 3′-конце 5′-тегированного РО.More preferably, a single label is localized at the 5′-terminal region or 1-20 nucleotides (even more preferably 1-10 nucleotides) from the 5′-end of the 3′-tagged PO, and is located at the 3′-terminal region or at a distance of 1 -20 nucleotides (even more preferably 1-10 nucleotides) from the 3′-end of the 5′-tagged PO. Even more preferably, a single label is localized at the 5′-end of the 3′-tagged PO and localized at the 3′-end of the 5′-tagged PO.

Согласно предпочтительному воплощению тегированный РО имеет одиночную метку; одиночная метка располагается на узнающем мишень участке тегированного РО; одиночная метка располагается таким образом, что она не остается на содержащем тегирующий участок фрагменте, который высвобождается в результате расщепления РО на стадии (b); и дуплекс между фрагментом, содержащим тегирующий участок, и СО не имеет одиночной метки, а дуплекс -нерасщепленный РО/СО имеет одиночную метку (см. Фиг. 4 и 5). Дуплекс -(фрагмент, содержащий тегирующий участок)/СО, иммобилизованный на твердой подложке, не в состоянии обеспечить поступление сигнала ввиду отсутствия одиночной метки; однако, дуплекс - нерасщепленный РО/СО обеспечивает поступление сигнала ввиду присутствия одиночной метки на нерасщепленном РО.According to a preferred embodiment, the tagged PO has a single label; a single label is located on the target-recognized region of the tagged PO; a single label is positioned so that it does not remain on the fragment containing the tagging region, which is released as a result of PO cleavage in step (b); and the duplex between the fragment containing the tagging region and the CO does not have a single label, and the duplex non-cleaved PO / CO has a single label (see Figs. 4 and 5). Duplex - (a fragment containing a tagging site) / CO immobilized on a solid substrate is not able to provide a signal due to the absence of a single label; however, duplex - unsplit PO / CO provides a signal due to the presence of a single label on the unsplit PO.

Как описано выше, детекцию присутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени осуществляют, измеряя сигнал от одиночной метки на твердой подложке.As described above, the presence of a target nucleic acid sequence is detected by measuring the signal from a single label on a solid substrate.

Согласно предпочтительному воплощению с использованием РО с одиночной меткой окончательный измеренный сигнал сравнивают с сигналом от отрицательного контроля, не имеющего нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Далее, для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени определяют гашение (или уменьшение) сигнала.According to a preferred embodiment, using a single-labeled PO, the final measured signal is compared to a signal from a negative control lacking a target nucleic acid sequence. Further, to detect the nucleic acid sequence of the target, damping (or reduction) of the signal is determined.

Согласно предпочтительному воплощению с использованием РО с одиночной меткой, когда детекцию на твердой подложке осуществляют непрерывно вместе с повторением расщепления РО, число расщепленных РО увеличивается по мере повторения числа реакций расщепления, и происходит ослабление сигнала одновременно с увеличением числа расщепленных РО. В этом случае, детекцию нуклеиновокислотной последовательности-мишени можно осуществлять в режиме реального времени. В противоположность этому, в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени изменения сигнала не наблюдается.According to a preferred embodiment using a single-label PO, when detection on a solid substrate is carried out continuously along with repetition of the PO cleavage, the number of cleaved POs increases as the number of cleavage reactions repeats, and the signal attenuates simultaneously with an increase in the number of cleaved POs. In this case, the detection of the target nucleic acid sequence can be carried out in real time. In contrast, in the absence of a target nucleic acid sequence, no signal change is observed.

Одиночные флуоресцентные метки, полезные в настоящем изобретении, могут включать любые молекулы, известные в данной области техники. Примерами их являются: Су2™ (506), YO-PRO™-1 (509), YOYO™-1 (509), кальцеин (517), FITC (518), FluorX™ (519), Alexa™ (520), родамин 110 (520), Oregon Green™ 500 (522), Oregon Green™ 488 (524), RiboGreen™ (525), Rhodamine Green™ (527), родамин 123 (529), Magnesium Green™ (531), Calcium Green™ (533), TO-PRO™-1 (533), TOT01 (533), JOE (548), BODIPY530/550 (550), Dil (565), BODIPY TMR (568), BODIPY558/568 (568), BODIPY564/570 (570), Су3™ (570), Alexa™ 546 (570), TRITC (572), Magnesium Orange™ (575), фикоэритрин R&B (575), родамин-фаллоидин (575), Calcium Orange™ (576), пиронин Y (580), родамин В (580), TAMRA (582), Rhodamine Red™ (590), Cy3.5™ (596), ROX (608), Calcium Crimson™ (615), Alexa™ 594 (615), техасский красный (615), нильский красный (628), YO-PRO™-3 (631), YOYO™-3 (631), R-фикоцианин (642), С-фикоцианин (648), TO-PRO™-3 (660), TOTO3 (660), DiD DilC(5) (665), Cy5™ (670), тиадикарбоцианин (671) и Су5.5 (694), HEX (556), TET (536), Biosearch Blue (447), CAL Fluor Gold 540 (544), CAL Fluor Orange 560 (559), CAL Fluor Red 590 (591), CAL Fluor Red 610 (610), CAL Fluor Red 635 (637), FAM (520), флуоресцеин (520), флуоресцеин-С3 (520), Pulsar 650 (566), Quasar 570 (667), Quasar 670 (705) и Quasar 705 (610). Числа в скобках представляют собой длину волны, соответствующую максимуму излучения, в нанометрах. Предпочтительно одиночные флуоресцентные метки включают JOE, FAM, TAMRA, ROX и метку на основе флуоресцеина.Single fluorescence labels useful in the present invention may include any molecule known in the art. Examples of these are: Su2 ™ (506), YO-PRO ™ -1 (509), YOYO ™ -1 (509), calcein (517), FITC (518), FluorX ™ (519), Alexa ™ (520), Rhodamine 110 (520), Oregon Green ™ 500 (522), Oregon Green ™ 488 (524), RiboGreen ™ (525), Rhodamine Green ™ (527), Rhodamine 123 (529), Magnesium Green ™ (531), Calcium Green ™ (533), TO-PRO ™ -1 (533), TOT01 (533), JOE (548), BODIPY530 / 550 (550), Dil (565), BODIPY TMR (568), BODIPY558 / 568 (568), BODIPY564 / 570 (570), Cy3 ™ (570), Alexa ™ 546 (570), TRITC (572), Magnesium Orange ™ (575), phycoerythrin R&B (575), rhodamine-phalloidin (575), Calcium Orange ™ (576 ), pyronine Y (580), rhodamine B (580), TAMRA (582), Rhodamine Red ™ (590), Cy3.5 ™ (596), ROX (608), Calcium Crimson ™ (615), Alexa ™ 594 ( 615), Texas Red (615), Nile Red (628), YO-PRO ™ -3 (631), YOYO ™ -3 (631), R-Phycocyanin (642), C-Phycocyan in (648), TO-PRO ™ -3 (660), TOTO3 (660), DiD DilC (5) (665), Cy5 ™ (670), thiadicarbocyanine (671) and Cy5.5 (694), HEX (556) ), TET (536), Biosearch Blue (447), CAL Fluor Gold 540 (544), CAL Fluor Orange 560 (559), CAL Fluor Red 590 (591), CAL Fluor Red 610 (610), CAL Fluor Red 635 ( 637), FAM (520), fluorescein (520), fluorescein-C3 (520), Pulsar 650 (566), Quasar 570 (667), Quasar 670 (705) and Quasar 705 (610). The numbers in brackets represent the wavelength corresponding to the maximum radiation, in nanometers. Preferred single fluorescent labels include JOE, FAM, TAMRA, ROX, and a fluorescein-based label.

Одиночная метка может быть присоединена к РО рядом методов, известных специалисту в данной области. Предпочтительно, одиночная метка может быть присоединена к РО через спейсер, содержащий по меньшей мере три атома углерода (например, 3-х углеродный спейсер, 6-ти углеродный спейсер и 12-ти углеродный спейсер).A single label can be attached to the PO by a number of methods known to a person skilled in the art. Preferably, a single label can be attached to the PO through a spacer containing at least three carbon atoms (for example, a 3-carbon spacer, a 6-carbon spacer and a 12-carbon spacer).

II. Способ детекции мишени посредством РОСН с использованием двойной меткиII. A method for detecting a target using ROSN using a double label

Настоящее изобретение демонстрирует превосходные характеристики при использовании системы двух взаимодействующих меток для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.The present invention demonstrates excellent performance when using a system of two interacting labels for the detection of nucleic acid sequences of the target.

В другом аспекте данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(a) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет систему двух взаимодействующих меток, содержащую донорную молекулу и акцепторную молекулу; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью;(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with an upstream oligonucleotide and a probe oligonucleotide (PO); wherein the upstream oligonucleotide comprises a hybridizable nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO has a system of two interacting labels containing a donor molecule and an acceptor molecule; the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity;

(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с разделением системы двух взаимодействующих меток, в результате чего образуются содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент;(b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, with the separation of the system of two interacting labels, resulting in the formation of a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule;

(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; при этом сигнал от дуплекса нерасщепленный РО/СО отличается от сигнала, поступающего тогда, когда по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО; и(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that at least one of the fragments containing the donor molecule fragment and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO, and unsplit PO is hybridized with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex; wherein the signal from the duplex unsplit PO / CO differs from the signal arriving when at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO; and

(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от системы двух взаимодействующих меток на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a system of two interacting labels on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Поскольку второе воплощение данного изобретения является таким же, как и первое воплощение с использованием одиночной метки, за исключением применения системы меток, общее для них описание опущено, чтобы избежать излишнего дублирования, приводящего к усложнению данного описания.Since the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment using a single label, with the exception of the use of a label system, a general description is omitted to avoid unnecessary duplication, which complicates this description.

Система двух взаимодействующих меток - донор/акцептор присоединена к РО.A system of two interacting labels - donor / acceptor attached to the PO.

Система двух взаимодействующих меток представляет собой генерирующую сигнал систему, в которой происходит передача энергии между донорной молекулой и акцепторной молекулой без участия радиоактивности. В качестве репрезентативной системы взаимодействующих меток система меток при FRET (резонансном переносе энергии флуоресценции) включает флуоресцентную репортерную молекулу (донорную молекулу) и молекулу-гаситель (акцепторную молекулу). При FRET донор энергии является флуоресцентным, а акцептор энергии может быть флуоресцентным или не быть флуоресцентным. Для другой формы систем взаимодействующих меток донор энергии не является флуоресцентным, например, хромофор, а акцептор энергии является флуоресцентным. Для еще одной формы систем взаимодействующих меток донор энергии является люминесцентным, например биолюминесцентным, хемилюминесцентным, электрохемилюминесцентным, а акцептор является флуоресцентным.The system of two interacting labels is a signal-generating system in which energy is transferred between a donor molecule and an acceptor molecule without the participation of radioactivity. As a representative system of interacting labels, the label system for FRET (resonance fluorescence energy transfer) includes a fluorescent reporter molecule (donor molecule) and a quencher molecule (acceptor molecule). With FRET, the energy donor is fluorescent, and the energy acceptor may be fluorescent or not fluorescent. For another form of interacting label systems, the energy donor is not fluorescent, for example, a chromophore, and the energy acceptor is fluorescent. For another form of interacting label systems, the energy donor is luminescent, for example bioluminescent, chemiluminescent, electrochemiluminescent, and the acceptor is fluorescent.

Согласно предпочтительному воплощению РО имеет систему двух взаимодействующих меток, более предпочтительно FRET-метку, еще более предпочтительно двойную метку, содержащую донорную молекулу и акцепторную молекулу (см. Фиг. 7-13).According to a preferred embodiment, the PO has a system of two interacting tags, more preferably a FRET tag, even more preferably a double tag containing a donor molecule and an acceptor molecule (see Figs. 7-13).

Донорная молекула и акцепторная молекула, полезные в данном изобретении, включают любые молекулы, известные специалисту в данной области, и их примеры могут быть описаны со ссылкой на упомянутые выше флуоресцентные метки.A donor molecule and an acceptor molecule useful in the present invention include any molecules known to one skilled in the art, and examples thereof may be described with reference to the fluorescence labels mentioned above.

Подходящие пары донор-акцептор описаны в ряде публикаций, которые приведены ниже: Pesce et al., editors, Fluorescence Spectroscopy (Marcel Dekker, New York, 1971); White et al., Fluorescence Analysis: A Practical Approach (Marcel Dekker, New York, 1970); Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2nd Edition (Academic Press, New York, 1971); Griffiths, Color and Constitution of Organic Molecules (Academic Press, New York, 1976); Bishop, editor, Indicators (Pergamon Press, Oxford, 1972); Haugland, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes, Eugene, 1992); Pringsheim, Fluorescence and Phosphorescence (Interscience Publishers, New York, 1949); Haugland R.P, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals, 6th Edition (Molecular Probes, Eugene, Oreg., 1996); патенты США №№3996345 и 4351760.Suitable donor-acceptor pairs are described in a number of publications, which are listed below: Pesce et al., Editors, Fluorescence Spectroscopy (Marcel Dekker, New York, 1971); White et al., Fluorescence Analysis: A Practical Approach (Marcel Dekker, New York, 1970); Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2 nd Edition (Academic Press, New York, 1971); Griffiths, Color and Constitution of Organic Molecules (Academic Press, New York, 1976); Bishop, editor, Indicators (Pergamon Press, Oxford, 1972); Haugland, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes, Eugene, 1992); Pringsheim, Fluorescence and Phosphorescence (Interscience Publishers, New York, 1949); Haugland RP, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals, 6 th Edition (Molecular Probes, Eugene, Oreg, 1996.); U.S. Patent Nos. 3,996,345 and 4,351,760.

В передающей сигнал системе, содержащей репортер и гаситель, адаптированные к РО, репортер включает в себя донора FRET, а гаситель включает в себя другого партнера (акцептора) FRET. Например, в качестве репортера используют краситель на основе флуоресцеина, а в качестве гасителя краситель на основе родамина.In a signal transmission system comprising a reporter and a damper adapted to the PO, the reporter includes a FRET donor, and the damper includes another FRET donor (acceptor). For example, a fluorescein-based colorant is used as a reporter, and a rhodamine-based colorant is used as a quencher.

Донорная (репортерная) молекула и акцепторная молекула (гаситель), присоединенные к РО, могут быть флуоресцентными или не быть флуоресцентными. Например, в данном изобретении можно использовать нефлуоресцентный темный гаситель, способный гасить флуоресценцию в более широком диапазоне длин волн или на определенной длине волны. Когда акцепторная молекула (гаситель) является флуоресцентной, сигнал от флуоресцентной акцепторной молекулы (гасителя) может быть использован для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.The donor (reporter) molecule and the acceptor molecule (quencher) attached to the PO can be fluorescent or not fluorescent. For example, a non-fluorescent dark quencher capable of damping fluorescence over a wider range of wavelengths or at a specific wavelength can be used in the present invention. When the acceptor molecule (quencher) is fluorescent, the signal from the fluorescent acceptor molecule (quencher) can be used to detect the target nucleic acid sequence.

Настоящее изобретение будет описано более подробно далее.The present invention will be described in more detail below.

Стадия (а). Гибридизация располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида и РО с нуклеиновокислотной последовательностью-мишеньюStage (a). Hybridization of the upstream oligonucleotide and PO with the target nucleic acid sequence

Стадия (а) второго воплощения настоящего изобретения может быть понята со ссылкой на описание стадии (а) первого воплощения.Stage (a) of the second embodiment of the present invention can be understood with reference to the description of stage (a) of the first embodiment.

РО имеет систему двух взаимодействующих меток, содержащую донорную молекулу и акцепторную молекулу, которая обеспечивает получение сигнала, указывающего на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.PO has a system of two interacting labels containing a donor molecule and an acceptor molecule, which provides a signal indicating the presence of a target nucleic acid sequence.

Стадия (b). Расщепление РОStage (b). RO cleavage

Стадия (b) второго воплощения данного изобретения может быть понята со ссылкой на описание стадии (b) первого воплощения.Step (b) of the second embodiment of the present invention can be understood with reference to the description of step (b) of the first embodiment.

Продукт со стадии (а) приводят в контакт с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО.The product from step (a) is brought into contact with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO.

РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, переваривается ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, с разделением системы двух взаимодействующих меток, в результате чего образуются содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент (см. Фиг. 7-13).PO hybridized with the target nucleic acid sequence is digested with an enzyme having 5′-nuclease activity, with the separation of the system of two interacting labels, resulting in the formation of a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule (see Fig. 7-13).

Согласно предпочтительному воплощению донорная молекула и акцепторная молекула на РО разделены сайтом расщепления для фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью.According to a preferred embodiment, the donor molecule and the acceptor molecule at the PO are separated by a cleavage site for an enzyme having 5′-nuclease activity.

В отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени РО не переваривается ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, и ввиду этого не происходит разделения системы двух взаимодействующих меток.In the absence of the target nucleic acid sequence, the PO is not digested by the enzyme possessing 5′-nuclease activity, and therefore there is no separation of the system of two interacting labels.

Стадия (с). Гибридизация с СО на твердой фазеStage (s). Solid phase hybridization

Продукт со стадии (b) приводят в контакт с СО (захватывающим олигонуклеотидом), иммобилизованным на твердой подложке, для осуществления реакции гибридизации.The product from step (b) is contacted with CO (an capture oligonucleotide) immobilized on a solid support to carry out a hybridization reaction.

Стадия (с) второго воплощения настоящего изобретения может быть понята со ссылкой на описание стадии (с) первого воплощения. Реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО. Условия гибридизации могут быть определены в установленном порядке традиционными методами, известными специалисту в данной области. Например, условия гибридизации можно регулировать посредством изменения температуры, концентрации компонентов, продолжительности гибридизации, компонентов буфера и его рН и ионной силы.Step (c) of the second embodiment of the present invention can be understood with reference to the description of step (c) of the first embodiment. The hybridization reaction is carried out under such conditions that at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO, and unsplit PO hybridizes with CO to form an unsplit PO / CO duplex. Hybridization conditions can be determined in the prescribed manner by traditional methods known to a person skilled in the art. For example, hybridization conditions can be controlled by changing the temperature, concentration of components, duration of hybridization, components of the buffer and its pH and ionic strength.

Согласно предпочтительному воплощению такие условия гибридизации, что по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО, регулируют посредством изменения температуры при проведении гибридизации. Альтернативно, условия гибридизации на стадии (с) можно обеспечить путем исключения из СО последовательности, способной стабильно гибридизоваться с содержащим метку фрагментом.According to a preferred embodiment, such hybridization conditions that at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO are controlled by changing the temperature during hybridization. Alternatively, the hybridization conditions in step (c) can be achieved by excluding from the CO a sequence capable of stably hybridizing with the label containing fragment.

Когда присутствует нуклеиновокислотная последовательность-мишень, по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО. В случае отсутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени нерасщепленный РО, имеющий систему двух взаимодействующих меток, гибридизуется с СО.When a target nucleic acid sequence is present, at least one of the fragments containing the donor molecule fragment and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize to CO. In the absence of a target nucleic acid sequence, an unsplit PO having a system of two interacting labels hybridizes with CO.

Сигнал, поступающий от дуплекса нерасщепленный РО/СО, (то есть в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени) заметно отличается от сигнала, поступающего тогда, когда по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО (то есть в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени). Следовательно, сигнал от системы двух взаимодействующих меток генерируется по-разному в зависимости от присутствия или отсутствия нуклеиновокислотной последовательности-мишени.The signal arriving from an uncleaved PO / CO duplex (that is, in the absence of a target nucleic acid sequence) differs markedly from a signal arriving when at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO (i.e., in the presence of a target nucleic acid sequence). Therefore, the signal from the system of two interacting labels is generated differently depending on the presence or absence of the target nucleic acid sequence.

Стадия (d). Детекция расщепления РО, указывающего на присутствие последовательности-мишениStage (d). Detection of PO cleavage indicating the presence of a target sequence

По окончании реакции гибридизации осуществляют детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от системы двух взаимодействующих меток на твердой подложке, тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.At the end of the hybridization reaction, the presence of PO cleavage is detected by measuring the signal from the system of two interacting labels on a solid substrate, thereby the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Как обсуждалось выше, картины гибридизации РО с СО отчетливо различаются в зависимости от того, произошло или нет расщепление РО. Такая разница в картине гибридизации обуславливает различие в сигнале на твердой подложке. Следовательно, присутствие или отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени может быть определено путем детекции сигнала от системы двух взаимодействующих меток на твердой подложке.As discussed above, the patterns of hybridization of PO with CO clearly differ depending on whether or not the cleavage of PO occurs. This difference in the hybridization pattern causes a difference in the signal on the solid substrate. Therefore, the presence or absence of a target nucleic acid sequence can be determined by detecting a signal from a system of two interacting labels on a solid substrate.

В случае использования системы двух взаимодействующих меток сигнал измеряют двумя способами. Первый способ состоит в измерении сигнала, генерированного акцепторной молекулой, а второй способ состоит в измерении сигнала, генерированного донорной молекулой.In the case of using a system of two interacting labels, the signal is measured in two ways. The first method consists in measuring the signal generated by the acceptor molecule, and the second method consists in measuring the signal generated by the donor molecule.

Первый способ измерения проиллюстрирован на Фиг. 7-9.The first measurement method is illustrated in FIG. 7-9.

На Фиг. 7 представлено воплощение с использованием нетегированного РО для измерения сигнала от акцепторной молекулы. Согласно предпочтительному воплощению нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО. В этом случае, система двух взаимодействующих меток предпочтительно локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, при этом при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от акцепторной молекулы.In FIG. 7 depicts an embodiment using untagged PO to measure a signal from an acceptor molecule. According to a preferred embodiment, the nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO comprises a nucleotide sequence capable of hybridization with a target recognition region of PO. In this case, the system of two interacting labels is preferably localized in such a way that the signal from the donor molecule is quenched by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex, and during stage (d), the signal from the acceptor molecule is detected.

Как представлено на Фиг. 7, когда донорная молекула и акцепторная молекула расположены в непосредственной близости друг от друга на нетегированном РО таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой (например, расположенными в непосредственной близости, что способствует протеканию явления FRET) происходит передача энергии, нетегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется с образованием фрагмента, содержащего донорную молекулу, и фрагмента, содержащего акцепторную молекулу. Следовательно, взаимодействие между донорной молекулой и акцепторной молекулой отсутствует до тех пор, пока оба фрагмента, и фрагмент, содержащий донорную молекулу, и фрагмент, содержащий акцепторную молекулу, гибридизованы с СО на стадии (с), в результате никакого сигнала с твердой подложки не поступает.As shown in FIG. 7, when the donor molecule and the acceptor molecule are located in close proximity to each other on an untagged PO so that between the donor molecule and the acceptor molecule (for example, located in close proximity, which contributes to the occurrence of the FRET phenomenon), energy transfer occurs, untagged PO, hybridized with the target nucleic acid sequence, cleaves to form a fragment containing a donor molecule, and a fragment containing an acceptor molecule. Therefore, there is no interaction between the donor molecule and the acceptor molecule until both fragments, both the fragment containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule are hybridized with CO in stage (c), as a result, no signal from the solid substrate comes .

Используемое в данном описании выражение "донорная молекула и акцепторная молекула расположены в непосредственной близости" означает, что донорная молекула и акцепторная молекула разделены некоторым количеством нуклеотидов в зонде таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой происходит передача энергии. Предпочтительно донорная молекула и акцепторная молекула разделены 1-20, 1-15 и 1-10 нуклеотидами.Used in this description, the expression "donor molecule and the acceptor molecule are located in close proximity" means that the donor molecule and the acceptor molecule are separated by a certain number of nucleotides in the probe so that energy transfer occurs between the donor molecule and the acceptor molecule. Preferably, the donor molecule and the acceptor molecule are separated by 1-20, 1-15 and 1-10 nucleotides.

В том случае, когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, нерасщепленный нетегированный РО гибридизуется с СО, и осуществляется взаимодействие между донорной молекулой и акцепторной молекулой, посредством чего обеспечивается получение сигнала от акцепторной молекулы. Облучение светом с длиной волны возбуждения для донорной молекулы вызывает флуоресценцию донорной молекулы, которая затем гасится акцепторной молекулой, что в конечном итоге обеспечивает получение флуоресцентного сигнала от акцепторной молекулы.In the case when the target nucleic acid sequence is absent, the unsplit untagged PO hybridizes with CO, and the interaction between the donor molecule and the acceptor molecule is carried out, thereby providing a signal from the acceptor molecule. Irradiation with a wavelength of the excitation wave for the donor molecule causes the fluorescence of the donor molecule, which is then quenched by the acceptor molecule, which ultimately provides a fluorescent signal from the acceptor molecule.

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени образования дуплекса нерасщепленный РО/СО не происходит ввиду расщепления РО, и поэтому сигнал от акцепторной молекулы не поступает. Измерение гашения (или уменьшения) сигнала от акцепторной молекулы на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of a target nucleic acid sequence, the formation of a duplex of undigested PO / CO does not occur due to the cleavage of PO, and therefore, no signal is received from the acceptor molecule. Measurement of the damping (or decrease) of the signal from the acceptor molecule on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence.

На Фиг. 8 и 9 представлены воплощения с использованием тегированного РО для измерения сигнала от акцепторной молекулы. Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, а нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО. Система двух взаимодействующих меток предпочтительно локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, при этом при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от акцепторной молекулы.In FIG. 8 and 9 show embodiments using tagged POs to measure the signal from an acceptor molecule. According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, further comprising in its 3′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising in its 5′-terminal portion a tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence, and the nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO, soda rzhit nucleotide sequence capable of hybridizing to the tagged portion RO. The system of two interacting labels is preferably localized in such a way that the signal from the donor molecule is quenched by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex, while during stage (d) the signal from the acceptor molecule is detected.

Как проиллюстрировано на Фиг. 8 с использованием 3′-тегированного РО, когда донорная молекула и акцепторная молекула конформационно расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой происходит передача энергии, 3′-тегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется с образованием фрагмента, содержащего донорную молекулу, и фрагмента, содержащего акцепторную молекулу. Содержащий акцепторную молекулу фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, содержащим нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком 3′-тегированного РО, но фрагмент, содержащий донорную молекулу, не вовлечен в гибридизацию с СО, таким образом, сигнала от акцепторной молекулы не поступает.As illustrated in FIG. 8 using a 3′-tagged PO, when the donor molecule and the acceptor molecule are conformationally located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between the donor molecule and the acceptor molecule, 3′-tagged PO hybridized with the target nucleic acid sequence, cleaved to form a fragment containing a donor molecule, and a fragment containing an acceptor molecule. The fragment containing the acceptor molecule containing the tagging region is hybridized with CO containing the nucleotide sequence capable of hybridization with the tagging region of the 3′-tagged PO, but the fragment containing the donor molecule is not involved in hybridization with CO, thus, the signal from the acceptor molecule not coming.

Используемное в данном описании выражение "донорная молекула и акцепторная молекула конформационно расположены в непосредственной близости" означает, что донорная молекула и акцепторная молекула пространственно приближены друг к другу благодаря наличию конформационной структуры у части РО или РО, такой как случайная спираль или шпилечная структура.Used in this description, the expression "donor molecule and the acceptor molecule are conformationally located in close proximity" means that the donor molecule and the acceptor molecule are spatially close to each other due to the presence of a conformational structure in part of the PO or PO, such as a random helix or hairpin structure.

В том случае, когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, нерасщепленный 3′-тегированный РО гибридизуется с СО, и осуществляется взаимодействие между донорной молекулой и акцепторной молекулой, посредством чего обеспечивается получение сигнала от акцепторной молекулы.In the case when the target nucleic acid sequence is absent, the unsplit 3′-tagged PO hybridizes with CO and the interaction between the donor molecule and the acceptor molecule is carried out, thereby obtaining a signal from the acceptor molecule.

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени образования дуплекса нерасщепленный РО/СО не происходит ввиду расщепления 3′-тегированного РО, и поэтому сигнал от акцепторной молекулы не поступает. Измерение гашения (или уменьшения) сигнала от акцепторной молекулы на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of a target nucleic acid sequence, the formation of a duplex, undigested PO / CO does not occur due to the cleavage of the 3′-tagged PO, and therefore no signal is received from the acceptor molecule. Measurement of the damping (or decrease) of the signal from the acceptor molecule on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence.

Согласно предпочтительному воплощению донорная молекула и акцепторная молекула на 3′-тегированном РО расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между ними происходит передача энергии. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы в 3′-тегированном РО в направлении 5′→3′ или направлении 3′→5′.According to a preferred embodiment, the donor molecule and the acceptor molecule on a 3′-tagged PO are located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between them. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in a 3′-tagged PO in the direction 5 ′ → 3 ′ or in the direction 3 ′ → 5 ′.

Согласно предпочтительному воплощению, как донорная молекула, так и акцепторная молекула локализованы на узнающем мишень участке 3′-тегированного РО, либо одна из них локализована на узнающем мишень участке, а другая локализована на тегирующем участке 3′-тегированного РО.According to a preferred embodiment, both the donor molecule and the acceptor molecule are located on the target-recognizing region of the 3′-tagged PO, or one of them is located on the target-recognizing region, and the other is located on the tagging region of the 3′-tagged PO.

Как проиллюстрировано на Фиг. 9 с использованием 5′-тегированного РО, когда донорная молекула и акцепторная молекула конформационно расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой происходит передача энергии, 5′-тегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется с образованием фрагмента, содержащего донорную молекулу, и фрагмента, содержащего акцепторную молекулу. Содержащий донорную молекулу фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, содержащим нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком 5′-тегированного РО, но фрагмент, содержащий акцепторную молекулу, не вовлечен в гибридизацию с СО, таким образом, сигнала от акцепторной молекулы не поступает.As illustrated in FIG. 9 using a 5′-tagged PO, when the donor molecule and the acceptor molecule are conformationally located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between the donor molecule and the acceptor molecule, 5′-tagged PO hybridized with the target nucleic acid sequence, cleaved to form a fragment containing a donor molecule, and a fragment containing an acceptor molecule. A fragment containing a donor molecule containing a tagging region is hybridized with CO containing a nucleotide sequence capable of hybridizing with a tagging region of a 5′-tagged PO, but a fragment containing an acceptor molecule is not involved in hybridization with CO, thus, a signal from an acceptor molecule not coming.

В том случае, когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, нерасщепленный 5′-тегированный РО гибридизуется с СО, и осуществляется взаимодействие между донорной молекулой и акцепторной молекулой, посредством чего обеспечивается получение сигнала от акцепторной молекулы.In the case when the target nucleic acid sequence is absent, the unsplit 5′-tagged PO hybridizes with CO and the interaction between the donor molecule and the acceptor molecule is carried out, whereby a signal is received from the acceptor molecule.

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени образования дуплекса нерасщепленный РО/СО не происходит ввиду расщепления 5′-тегированного РО, и поэтому сигнал от акцепторной молекулы не поступает. Измерение гашения (или уменьшения) сигнала от акцепторной молекулы на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of a target nucleic acid sequence, the formation of a duplex, undigested PO / CO does not occur due to the cleavage of the 5′-tagged PO, and therefore no signal is received from the acceptor molecule. Measurement of the damping (or decrease) of the signal from the acceptor molecule on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence.

Согласно предпочтительному воплощению донорная молекула и акцепторная молекула на 5′-тегированном РО расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между ними происходит передача энергии. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы в 5′-тегированном РО в направлении 5′→3′ или направлении 3′→5′.According to a preferred embodiment, the donor molecule and the acceptor molecule on the 5′-tagged PO are located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between them. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in a 5′-tagged PO in the direction 5 ′ → 3 ′ or in the direction 3 ′ → 5 ′.

Согласно предпочтительному воплощению, как донорная молекула, так и акцепторная молекула локализованы на узнающем мишень участке 5′-тегированного РО, либо одна из них локализована на узнающем мишень участке, а другая локализована на тегирующем участке 5′-тегированного РО.According to a preferred embodiment, both the donor molecule and the acceptor molecule are located on the target recognition region of the 5′-tagged PO, or one of them is located on the target-recognizing region, and the other is located on the tagging region of the 5′-tagged PO.

Второй способ измерения проиллюстрирован на Фиг. 10-12.A second measurement method is illustrated in FIG. 10-12.

На Фиг. 10 представлено воплощение с использованием нетегированного РО для измерения сигнала от донорной молекулы. Согласно предпочтительному воплощению нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО. Реакцию гибридизации на стадии (с) проводят в таких условиях, что фрагмент, содержащий донорную молекулу, не гибридизуется с СО; при этом система двух взаимодействующих меток локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы не гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, и при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от акцепторной молекулы.In FIG. 10 shows an embodiment using untagged PO to measure the signal from a donor molecule. According to a preferred embodiment, the nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO comprises a nucleotide sequence capable of hybridization with a target recognition region of PO. The hybridization reaction in step (c) is carried out under such conditions that the fragment containing the donor molecule does not hybridize with CO; in this case, the system of two interacting labels is localized in such a way that the signal from the donor molecule is not suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex, and during stage (d), the signal from the acceptor molecule is detected.

Как представлено на Фиг. 10, когда донорная молекула и акцепторная молекула конформационно расположены в непосредственной близости друг от друга на нетегированном РО таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой происходит передача энергии, нетегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется с образованием фрагмента, содержащего донорную молекулу, и фрагмента, содержащего акцепторную молекулу Гибридизацию осуществляют на стадии (с) в таких условиях, при которых фрагмент, содержащий донорную молекулу, не гибридизуется с СО. Следовательно, сигнала от донорной молекулы на твердой подложке не поступает.As shown in FIG. 10, when the donor molecule and the acceptor molecule are conformationally located in close proximity to each other on the untagged PO so that energy transfer occurs between the donor molecule and the acceptor molecule, the untagged PO hybridized with the target nucleic acid sequence is split to form a fragment containing the donor a molecule and a fragment containing an acceptor molecule. Hybridization is carried out in step (c) under conditions such that a fragment containing a donor th molecule does not hybridize with CO. Therefore, there is no signal from the donor molecule on the solid support.

В том случае, когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, нерасщепленный нетегированный РО гибридизуется с СО, разделяя донорную молекулу и акцепторную молекулу, что приводит к предотвращению взаимодействия между донорной молекулой и акцепторной молекулой. Облучение светом с длиной волны возбуждения для донорной молекулы (например, репортерной молекулы) вызывает флуоресценцию донорной молекулы, которая не гасится акцепторной молекулой, что в конечном итоге обеспечивает получение сигнала флуоресценции от донорной молекулы.In the case where the target nucleic acid sequence is absent, the unsplit untagged PO hybridizes with CO, separating the donor molecule and the acceptor molecule, which prevents the interaction between the donor molecule and the acceptor molecule. Irradiation with a wavelength of excitation for a donor molecule (e.g., a reporter molecule) causes the fluorescence of the donor molecule, which is not quenched by the acceptor molecule, which ultimately provides a fluorescence signal from the donor molecule.

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени образования дуплекса нерасщепленный РО/СО не происходит ввиду расщепления РО и ввиду того, что содержащий донорную молекулу фрагмент не гибридизуется с СО, поэтому сигнала от донорной молекулы не поступает. Измерение гашения (или уменьшения) сигнала от донорной молекулы на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of a target nucleic acid sequence of the formation of a duplex, undigested PO / CO does not occur due to PO cleavage and because the fragment containing the donor molecule does not hybridize with CO, therefore, there is no signal from the donor molecule. Measurement of the damping (or decrease) of the signal from the donor molecule on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence.

Согласно предпочтительному воплощению донорная молекула и акцепторная молекула локализованы в нетегированном РО в направлении 5′→3′ или направлении 3′→5′, более предпочтительно в направлении 5′→3′.According to a preferred embodiment, the donor molecule and the acceptor molecule are located in the untagged PO in the direction 5 ′ → 3 ′ or in the direction 3 ′ → 5 ′, more preferably in the direction 5 ′ → 3 ′.

На Фиг. 11 и 12 с использованием тегированного РО представлены воплощения для измерения сигнала от донорной молекулы. Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, а нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО. Содержащий донорную молекулу фрагмент содержит тегирующий участок, способный к гибридизации с СО, и в реакции гибридизации на стадии (с) фрагмент, содержащий донорную молекулу, гибридизуется с СО. Система двух взаимодействующих меток предпочтительно локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, при этом при проведении стадии (а) осуществляют детекцию сигнала от донорной молекулы.In FIG. 11 and 12, using tagged POs, embodiments are shown for measuring a signal from a donor molecule. According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, further comprising in its 3′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising in its 5′-terminal portion a tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence, and the nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO, soda rzhit nucleotide sequence capable of hybridizing to the tagged portion RO. The fragment containing the donor molecule contains a tagging region capable of hybridization with CO, and in the hybridization reaction in step (c), the fragment containing the donor molecule hybridizes with CO. The system of two interacting labels is preferably localized in such a way that the signal from the donor molecule is quenched by the acceptor molecule during the formation of an unsplit PO / CO duplex, while during stage (a) the signal from the donor molecule is detected.

Как проиллюстрировано на Фиг. 11 с использованием 3′-тегированного РО, когда донорная молекула и акцепторная молекула конформационно расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой происходит передача энергии, 3′-тегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется с образованием фрагмента, содержащего донорную молекулу, и фрагмента, содержащего акцепторную молекулу Содержащий донорную молекулу фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, содержащим нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком 3′-тегированного РО, но фрагмент, содержащий акцепторную молекулу, не вовлечен в гибридизацию с СО, что таким образом обеспечивает получение сигнала от донорной молекулы.As illustrated in FIG. 11 using a 3′-tagged PO, when the donor molecule and the acceptor molecule are conformationally located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between the donor molecule and the acceptor molecule, 3′-tagged PO hybridized with the target nucleic acid sequence, cleaves to form a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule A fragment containing a donor molecule containing a tagging site, hybridization is a C SB containing a nucleotide sequence capable of hybridizing to the 3'-tagged site tagged PO, but a fragment containing the acceptor molecule not involved in hybridization with CO that thus provides a signal from the donor molecule.

В том случае, когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, нерасщепленный 3′-тегированный РО гибридизуется с СО, и осуществляется взаимодействие между донорной молекулой и акцепторной молекулой, что приводит к передаче энергии от донорной молекулы к акцепторной молекуле, не вызывая тем самым никакой флуоресценции от донорной молекулы.In the case where the target nucleic acid sequence is absent, the unsplit 3′-tagged PO hybridizes with CO and the interaction between the donor molecule and the acceptor molecule occurs, which leads to the transfer of energy from the donor molecule to the acceptor molecule, thereby not causing any fluorescence from donor molecule.

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени 3′-тегированный РО расщепляется и содержащий донорную молекулу фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, обеспечивая получение сигнала от донорной молекулы. Измерение генерации (или увеличения) сигнала от донорной молекулы на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of the target nucleic acid sequence, the 3′-tagged PO is cleaved and the fragment containing the donor molecule containing the tagging region is hybridized with CO, providing a signal from the donor molecule. Measurement of the generation (or increase) of the signal from the donor molecule on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence.

Согласно предпочтительному воплощению донорная молекула и акцепторная молекула на 3′-тегированном РО расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между ними происходит передача энергии. Акцепторная молекула и донорная молекула локализованы в 3′-тегированном РО в направлении 5′→3′.According to a preferred embodiment, the donor molecule and the acceptor molecule on a 3′-tagged PO are located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between them. The acceptor molecule and the donor molecule are localized in a 3′-tagged PO in the direction 5 ′ → 3 ′.

Согласно предпочтительному воплощению, как акцепторная молекула, так и донорная молекула локализованы на узнающем мишень участке 3′-тегированного РО, либо акцепторная молекула локализована на узнающем мишень участке, а донорная молекула локализована на тегирующем участке 3′-тегированного РО.According to a preferred embodiment, both the acceptor molecule and the donor molecule are localized in the target recognition region of the 3′-tagged PO, or the acceptor molecule is localized in the target-recognition region, and the donor molecule is localized in the tagging region of the 3′-tagged PO.

Как проиллюстрировано на Фиг. 12 с использованием 5′-тегированного РО, когда донорная молекула и акцепторная молекула конформационно расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между донорной молекулой и акцепторной молекулой происходит передача энергии, 5′-тегированный РО, гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется с образованием содержащего акцепторную молекулу фрагмента и содержащего донорную молекулу фрагмента, содержащего тегирующий участок. Содержащий донорную молекулу фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, содержащим нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком 5′-тегированного РО, но фрагмент, содержащий акцепторную молекулу не вовлечен в гибридизацию с СО, что таким образом обеспечивает получение сигнала от донорной молекулы, указывающего на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени. В том случае, когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень отсутствует, нерасщепленный 5′-тегированный РО гибридизуется с СО, и осуществляется взаимодействие между донорной молекулой акцепторной молекулой, что приводит к передаче энергии донорной молекулы к акцепторной молекуле, не вызывая тем самым никакой флуоресценции от донорной молекулы.As illustrated in FIG. 12 using a 5′-tagged PO, when the donor molecule and the acceptor molecule are conformationally located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between the donor molecule and the acceptor molecule, 5′-tagged PO hybridized with the target nucleic acid sequence, cleaves to form an acceptor molecule-containing fragment and a donor-containing fragment containing a tagging site. A fragment containing a donor molecule containing a tagging region is hybridized with CO containing a nucleotide sequence capable of hybridizing with a tagging region of a 5′-tagged PO, but a fragment containing an acceptor molecule is not involved in hybridization with CO, which thus provides a signal from the donor a molecule indicating the presence of a target nucleic acid sequence. In the case when the target nucleic acid sequence is absent, the unsplit 5′-tagged PO hybridizes with CO and the interaction between the donor molecule is an acceptor molecule, which leads to the transfer of energy of the donor molecule to the acceptor molecule, thereby not causing any fluorescence from the donor molecule .

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени происходит расщепление 5′-тегированного РО, и содержащий донорную молекулу фрагмент, содержащий тегирующий участок, гибридизуется с СО, обеспечивая получение сигнала от донорной молекулы. Измерение генерации (или увеличения) сигнала от донорной молекулы на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of the target nucleic acid sequence, 5′-tagged PO is cleaved, and the fragment containing the donor molecule containing the tagging region hybridizes with CO, providing a signal from the donor molecule. Measurement of the generation (or increase) of the signal from the donor molecule on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence.

Согласно предпочтительному воплощению донорная молекула и акцепторная молекула на 5′-тегированном РО расположены в непосредственной близости друг от друга таким образом, что между ними происходит передача энергии. Донорная молекула и акцепторная молекула локализованы в 5′-тегированном РО в направлении 5′→3′.According to a preferred embodiment, the donor molecule and the acceptor molecule on the 5′-tagged PO are located in close proximity to each other so that energy transfer occurs between them. The donor molecule and the acceptor molecule are localized in a 5′-tagged PO in the direction 5 ′ → 3 ′.

Согласно предпочтительному воплощению, как донорная молекула, так и акцепторная молекула локализованы на узнающем мишень участке 5′-тегированного РО, либо акцепторная молекула локализована на узнающем мишень участке, а донорная молекула локализована на тегирующем участке 5-тегированного РО.According to a preferred embodiment, both the donor molecule and the acceptor molecule are localized in the target recognition region of the 5′-tagged PO, or the acceptor molecule is localized in the target recognition region, and the donor molecule is localized in the tagging region of the 5-tagged PO.

При альтернативном использовании тегированного РО, СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с частью (или со всем) тегирующего(им) участка(ом) и частью (или со всем) узнающего(им) мишень участка(ом) тегированного РО. Место расположения системы двух взаимодействующих меток на РО определяют с учетом способа расщепления и сайта расщепления, а также последовательности СО.In an alternative use of tagged PO, CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with part (or all) of the tagging (s) region (ohm) and part (or all) of the target region (ohms) of the tagged PO that recognizes (them). The location of the system of two interacting labels on the PO is determined taking into account the cleavage method and the cleavage site, as well as the sequence of CO.

III. Способ детекции мишени посредством РОСН с использованием интеркалирующего агентаIII. Method for target detection by ROSN using intercalating agent

Настоящее изобретение демонстрирует превосходные характеристики при использовании интеркалирующего агента для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.The present invention demonstrates excellent performance when using an intercalating agent to detect a target nucleic acid sequence.

В другом аспекте данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(a) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью;(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with an upstream oligonucleotide and a probe oligonucleotide (PO); wherein the upstream oligonucleotide comprises a hybridizable nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity;

(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью с получением отщепленного фрагмента;(b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by an enzyme having 5′-nuclease activity to produce a cleaved fragment;

(c) осуществление реакции гибридизации в присутствии интеркалируюшего агента путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что отщепленный фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; и (а) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от интеркалирующего агента на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(c) carrying out a hybridization reaction in the presence of an intercalating agent by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the cleaved fragment does not hybridize with CO, and the unsplit PO hybridizes with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex; and (a) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from the intercalating agent on a solid support; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Поскольку третье воплощение данного изобретения является таким же, как и первое воплощение с использованием одиночной метки, за исключением применения системы меток, общее для них описание опущено, чтобы избежать излишнего дублирования, приводящего к усложнению данного описания.Since the third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment using a single label, except for the use of a label system, a general description is omitted to avoid unnecessary duplication, which complicates the description.

Согласно предпочтительному воплощению реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что отщепленный фрагмент, полученный в результате расщепления РО, не гибридизуется с СО.According to a preferred embodiment, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the cleaved fragment resulting from the PO cleavage does not hybridize with CO.

Примеры интеркалирующих красителей, полезных в данном изобретении, включают SYBR™ Green I, PO-PRO™-1, BO-PRO™-1, SYTO™43, SYTO™44, SYTO™45, SYTOX™Blue, POPO™-1, POPO™-3, BOBO™-1, BOBO™-3, LO-PRO™-1, JO-PRO™-1, YO-PRO™1, TO-PRO™1, SYTO™11, SYTO™13, SYTO™15, SYTO™16, SYTO™20, SYTO™23, TOTO™-3, YOYO™3, GelStar™ и триазоловый оранжевый. Эти интеркалирующие красители специфически интеркалируют в двухцепочечные молекулы нуклеиновых кислот, генерируя сигналы.Examples of intercalating dyes useful in this invention include SYBR ™ Green I, PO-PRO ™ -1, BO-PRO ™ -1, SYTO ™ 43, SYTO ™ 44, SYTO ™ 45, SYTOX ™ Blue, POPO ™ -1, POPO ™ -3, BOBO ™ -1, BOBO ™ -3, LO-PRO ™ -1, JO-PRO ™ -1, YO-PRO ™ 1, TO-PRO ™ 1, SYTO ™ 11, SYTO ™ 13, SYTO ™ 15, SYTO ™ 16, SYTO ™ 20, SYTO ™ 23, TOTO ™ -3, YOYO ™ 3, GelStar ™ and triazole orange. These intercalating dyes specifically intercalate into double-stranded nucleic acid molecules, generating signals.

Когда нуклеиновокислотная последовательность-мишень присутствует, образования дуплекса нерасщепленный РО/СО не происходит ввиду расщепления РО, и поэтому сигнал от интеркалирующего агента не поступает. Измерение гашения (или уменьшения) сигнала от интеркалирующего агента на твердой подложке дает возможность определить присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени (см. Фиг. 13).When the target nucleic acid sequence is present, duplexing of unsplit PO / CO does not occur due to PO cleavage, and therefore no signal from the intercalating agent is received. Measurement of the damping (or decrease) of the signal from the intercalating agent on a solid substrate makes it possible to determine the presence of the target nucleic acid sequence (see Fig. 13).

Согласно предпочтительному воплощению способ дополнительно включает повторение стадий (а)-(b), (а)-(с) или (a)-(d) с денатурацией между повторяющимися циклами. Это повторение позволяет амплифицировать нуклеиновокислотную последовательность-мишень и/или сигнал от мишени.According to a preferred embodiment, the method further comprises repeating steps (a) - (b), (a) - (c) or (a) - (d) with denaturation between repeating cycles. This repetition allows amplification of the target nucleic acid sequence and / or signal from the target.

Согласно предпочтительному воплощению стадии (a)-(d) осуществляют в реакционном сосуде или в отдельных реакционных сосудах. Более предпочтительно стадии (а)-(b) и стадии (c)-(d) осуществляют в реакционном сосуде или в отдельных реакционных сосудах.According to a preferred embodiment, steps (a) to (d) are carried out in a reaction vessel or in separate reaction vessels. More preferably, steps (a) - (b) and steps (c) - (d) are carried out in a reaction vessel or in separate reaction vessels.

Предпочтительно стадии (а)-(b) и стадии (c)-(d) могут быть проведены по отдельности даже в одном реакционном сосуде. Например, когда гибридизацию между узнающим мишень участком РО и нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью осуществляют в условиях более высокой жесткости по сравнению с условиями для гибридизации между фрагментом из РО и СО, можно выполнить повторение стадий (а)-(b), не приступая к стадиям (c)-(d). По окончании повторения стадий (а)-(b) можно последовательно выполнить стадии (c)-(d).Preferably, steps (a) - (b) and steps (c) - (d) can be carried out separately even in one reaction vessel. For example, when hybridization between the target region of the PO and the nucleic acid sequence of the target is carried out under conditions of higher stringency than the conditions for hybridization between the fragment of PO and CO, it is possible to repeat steps (a) - (b) without proceeding to stages ( c) - (d). Upon completion of the repetition of steps (a) to (b), steps (c) to (d) can be performed sequentially.

В том случае, когда стадии (а)-(b) и стадии (c)-(d) могут быть проведены по отдельности, стадии (а)-(b) выполняют многократно с денатурацией между повторяющимися циклами.In the event that steps (a) - (b) and steps (c) - (d) can be carried out separately, steps (a) - (b) are performed repeatedly with denaturation between repeated cycles.

Когда настоящее изобретение с использованием располагающегося "вверх по течению" праймера осуществляют путем повторения стадий с денатурацией между повторяющимися циклами, предпочтительно применять данный способ в присутствии располагающегося "вниз по течению" праймера. Наиболее предпочтительно способ по настоящему изобретению осуществляют в соответствии с ПЦР (полимеразной цепной реакцией).When the present invention using the upstream primer is carried out by repeating the steps with denaturation between repeating cycles, it is preferable to apply this method in the presence of an upstream primer. Most preferably, the method of the present invention is carried out in accordance with PCR (polymerase chain reaction).

Когда настоящее изобретение с использованием располагающегося "вверх по течению" праймера осуществляют путем повторения стадий с денатурацией между повторяющимися циклами, предпочтительно применять данный способ в присутствии располагающегося "вниз по течению" праймера.When the present invention using the upstream primer is carried out by repeating the steps with denaturation between repeating cycles, it is preferable to apply this method in the presence of an upstream primer.

В настоящем изобретении не требуется, чтобы нуклеиновокислотные последовательности-мишени, подлежащие детекции и/или амплификации, имели какую-либо определенную последовательность или длину, включая любые молекулы ДНК (гДНК и кДНК) и РНК.The present invention does not require that the target nucleic acid sequences to be detected and / or amplified have any particular sequence or length, including any DNA molecules (gDNA and cDNA) and RNA.

Если в качестве исходного материала используют мРНК, перед проведением стадии отжига необходима стадия обратной транскрипции, детали которой можно найти в Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001); и Noonan K.F. et al., Nucleic Acids Res., 16: 10366 (1988)). Для обратной транскрипции можно использовать случайный гексамер или олигонуклеотид dT в качестве праймера, способный гибридизоваться с мРНК.If mRNA is used as the starting material, a reverse transcription step is necessary before the annealing step, details of which can be found in Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001); and Noonan K.F. et al., Nucleic Acids Res., 16: 10366 (1988)). For reverse transcription, a random hexamer or dT oligonucleotide can be used as a primer capable of hybridizing with mRNA.

Нуклеиновокислотные последовательности-мишени, которые могут подлежать детекции и/или амплификации, включают любую прокариотическую, эукариотическую (например, из простейших и паразитов, грибов, дрожжей, высших растений, низших и высших животных, в том числе млекопитающих и человека), вирусную (например, из вируса герпеса, ВИЧ, вируса гриппа, вируса Эпштейна-Барр, вируса гепатита, полиовируса и т.д.) или вироидную нуклеиновую кислоту природного происхождения.Target nucleic acid sequences that can be detected and / or amplified include any prokaryotic, eukaryotic (e.g., from protozoa and parasites, fungi, yeast, higher plants, lower and higher animals, including mammals and humans), viral (e.g. , from herpes virus, HIV, influenza virus, Epstein-Barr virus, hepatitis virus, poliovirus, etc.) or naturally occurring viroid nucleic acid.

Нуклеиновокислотная последовательность-мишень, подлежащая детекции согласно настоящему изобретению, включает большое разнообразие нуклеиновокислотных последовательностей, например, последовательности в геноме, искусственно выделенные или фрагментированные последовательности и синтезированные последовательности (например, последовательности кДНК и штрихкодовые последовательности). Например, Нуклеиновокислотная последовательность-мишень включает нуклеиновокислотные маркерные последовательности для иммуно-ПЦР (иПЦР). В и ПЦР применяют конъюгаты, образованные между нуклеиновокислотными маркерными последовательностями и антителами, совместно с ПЦР, что широко используется для детекции различных типов мишеней, включая белки (см. Sano et al., Science, 258, pp. 120-122 (1992), патент США №5665539, Niemeyer et al., Trends in Biotechnology, 23. pp. 208-216 (2005), публикацию заявки на патент США №2005/0239108 и Ye et al., Journal of Environmental Science, 22, pp. 796-800 (2010)).The target nucleic acid sequence to be detected according to the present invention includes a wide variety of nucleic acid sequences, for example, sequences in the genome, artificially isolated or fragmented sequences, and synthesized sequences (for example, cDNA sequences and barcode sequences). For example, the target nucleic acid sequence includes nucleic acid marker sequences for immuno-PCR (iPCR). B and PCR use conjugates formed between nucleic acid marker sequences and antibodies, together with PCR, which is widely used to detect various types of targets, including proteins (see Sano et al., Science, 258, pp. 120-122 (1992), U.S. Patent No. 5,665,539, Niemeyer et al., Trends in Biotechnology, 23. pp. 208-216 (2005), U.S. Patent Application Publication No. 2005/0239108 and Ye et al., Journal of Environmental Science, 22, pp. 796 -800 (2010)).

Термин "нуклеотидная вариация", используемый в данном описании, относится к любым одиночным или множественным нуклеотидным заменам, делециям или вставкам в последовательности ДНК в конкретном положении среди непрерывных сегментов ДНК, которые в других случаях являются одинаковыми в последовательности.The term "nucleotide variation", as used herein, refers to any single or multiple nucleotide substitutions, deletions or insertions in a DNA sequence at a specific position among continuous segments of DNA that are otherwise identical in sequence.

Такие непрерывные сегменты ДНК включают ген или любую другую часть хромосомы. Такие нуклеотидные вариации могут быть результатом мутации или представлять собой вариации полиморфных аллелей. Например, нуклеотидная вариация, детектируемая в настоящем изобретении, включает SNP (однонуклеотидный полиморфизм), мутацию, делецию, вставку замену и транслокацию. Примером нуклеотидной вариации являются многочисленные вариации в геноме человека (например, вариации в гене MTHFR (метилентетрагидрофолат-редуктазы)), вариации, вовлеченные в возникновение лекарственной устойчивости у патогенных микроорганизмов, и приводящие к онкогенезу вариации. Термин "нуклеотидная вариация", используемый в данном описании, включает любую вариацию в конкретном положении в молекуле ДНК. Другими словами, термин "нуклеотидная вариация" включает дикий тип и любой его мутантный тип в конкретном положении в молекуле ДНК.Such continuous DNA segments include a gene or any other part of the chromosome. Such nucleotide variations may be the result of a mutation or represent variations of polymorphic alleles. For example, the nucleotide variation detected in the present invention includes SNP (single nucleotide polymorphism), mutation, deletion, insertion substitution, and translocation. Nucleotide variations are exemplified by numerous variations in the human genome (e.g., variations in the MTHFR (methylenetetrahydrofolate reductase) gene), variations involved in the emergence of drug resistance in pathogenic microorganisms, and leading to oncogenesis of the variation. The term “nucleotide variation” as used herein includes any variation at a particular position in a DNA molecule. In other words, the term “nucleotide variation” includes the wild type and any mutant type thereof at a particular position in the DNA molecule.

В настоящем изобретении для детекции нуклеотидной вариации в нуклеиновокислотной последовательности-мишени в том случае, когда используемые праймеры или зонды имеют последовательность, комплементарную этой нуклеотидной вариации в данной нуклеиновокислотной последовательности-мишени, нуклеиновокислотная последовательность-мишень, содержащая такую нуклеотидную вариацию, описывается в данном изобретении как сопоставимая матрица (matching или match template). В том случае, когда используемые праймеры или зонды имеют последовательность, некомплементарную этой нуклеотидной вариации в данной нуклеиновокислотной последовательности-мишени, нуклеиновокислотная последовательность-мишень, содержащая такую нуклеотидную вариацию, описывается в данном изобретении как несопоставимая матрица (mismatching или mismatch template).In the present invention, for detecting a nucleotide variation in a target nucleic acid sequence when the primers or probes used have a sequence complementary to that nucleotide variation in a given target nucleic acid sequence, a target nucleic acid sequence containing such a nucleotide variation is described in this invention as comparable matrix (matching or match template). In the case where the primers or probes used have a sequence incompatible with this nucleotide variation in a given target nucleic acid sequence, a target nucleic acid sequence containing such a nucleotide variation is described in this invention as an incompatible matrix (mismatching or mismatch template).

Для детекции нуклеотидных вариаций 3′-конец располагающегося "вверх по течению" праймера можно сконструировать таким образом, чтобы он располагался напротив сайта нуклеотидной вариации в нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Согласно предпочтительному воплощению 3′-конец располагающегося "вверх по течению" праймера имеет последовательность, комплементарную данной нуклеотидной вариации в нуклеиновокислотной последовательности-мишени. 3′-конец располагающегося "вверх по течению" праймера, имеющего последовательность, комплементарную данной нуклеотидной вариации в этой нуклеиновокислотной последовательности-мишени, отжигают с сопоставимой матрицей и удлиняют, чтобы индуцировать расщепление РО. В отличие от этого, когда 3′-конец располагающегося "вверх по течению" праймера не соответствует нуклеотидной вариации в несопоставимой матрице, он не удлиняется в условиях, необходимых для отжига 3′-конца праймеров и являющихся существенными для удлинения, даже когда располагающийся "вверх по течению" праймер гибридизуется с несопоставимой матрицей, ввиду этого никакого расщепления РО не происходит.To detect nucleotide variations, the 3′-end of the upstream primer can be designed to be located opposite the site of the nucleotide variation in the target nucleic acid sequence. According to a preferred embodiment, the 3′-end of the upstream primer has a sequence complementary to the nucleotide variation in the target nucleic acid sequence. The 3 ′ end of the upstream primer having a sequence complementary to a given nucleotide variation in this target nucleic acid sequence is annealed with a comparable matrix and extended to induce PO cleavage. In contrast, when the 3′-end of the upstream primer does not correspond to the nucleotide variation in the disparate matrix, it does not lengthen under conditions necessary for annealing the 3′-end of the primers and are essential for elongation, even when upstream downstream, the primer hybridizes with an incomparable matrix; therefore, no PO cleavage occurs.

Альтернативно, можно использовать расщепление РО в зависимости от гибридизации РО, имеющего последовательность, комплементарную нуклеотидной вариации в нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Например, в регулируемых условиях РО, имеющий последовательность, комплементарную этой нуклеотидной вариации в данной нуклеиновокислотной последовательности-мишени, гибридизуется с сопоставимой матрицей и затем расщепляется. Вместе с тем в данных регулируемых условиях РО не гибридизуется с несопоставимой матрицей, имеющей некомплементарную последовательность в месте расположения нуклеотидной вариации, и не расщепляется. В этом случае предпочтительно чтобы последовательность, комплементарная последовательности данной нуклеотидной вариации в РО, была расположена в середине его 3′-концевого узнающего мишень участка РО.Alternatively, PO cleavage can be used depending on the hybridization of the PO having a sequence complementary to the nucleotide variation in the target nucleic acid sequence. For example, under controlled conditions, a PO having a sequence complementary to this nucleotide variation in a given target nucleic acid sequence will hybridize to a comparable template and then cleave. At the same time, under these controlled conditions, PO does not hybridize with an incompatible matrix having an incomplete sequence at the location of the nucleotide variation, and does not split. In this case, it is preferable that the sequence complementary to the sequence of a given nucleotide variation in the PO is located in the middle of its 3′-terminal target recognition region PO.

Альтернативно, в настоящем изобретении используется РО, имеющий сайт распознавания нуклеотидной вариации, расположенный в 5′-концевой части 3′-концевого узнающего мишень участка, для селективного узнавания РО конкретной нуклеотидной вариации. 5′-Концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка РО ориентирована по отношению к нуклеотидной вариации в нуклеиновокислотной последовательности-мишени для детекции этой нуклеотидной вариации, и 5′-Концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка РО имеет последовательность, комплементарную последовательности данной нуклеотидной вариации в нуклеиновокислотной последовательности-мишени.Alternatively, the present invention uses a PO having a nucleotide variation recognition site located at the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region for selectively recognizing the PO of a particular nucleotide variation. The 5′-terminal portion of the 3′-terminal target-recognizing region of the PO is oriented with respect to the nucleotide variation in the target nucleic acid sequence to detect this nucleotide variation, and the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target-recognizing region of PO has a sequence complementary to the sequence of this nucleotide variation in the target nucleic acid sequence.

Используемый в данном описании термин "сайт распознавания нуклеотидной вариации" в отношении РО означает сайт, (1) содержащий последовательность, комплементарную последовательности данной нуклеотидной вариации в нуклеиновой кислоте-мишени, и (2) расположенный в 5′-концевой части 3′-концевого узнающего мишень участка.As used herein, the term “nucleotide variation recognition site” with respect to PO means a site (1) containing a sequence complementary to the sequence of the nucleotide variation in the target nucleic acid, and (2) located at the 5′-terminal portion of the 3′-terminal recognition plot target.

Когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой комплементарна последовательности сайта распознавания данной нуклеотидной вариации (т.е. с сопоставимой матрицей), 5′-Концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка образует двойную цепь с сопоставимой матрицей; однако, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой не комплементарна последовательности сайта распознавания данной нуклеотидной вариации (т.е. с несопоставимой матрицей), 5′-Концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка не образует двойной цепи с несопоставимой матрицей.When a PO hybridizes with a target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is complementary to the recognition site sequence of a given nucleotide variation (i.e., with a comparable matrix), the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region forms a double strand with a comparable matrix ; however, when a PO hybridizes with a target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is not complementary to the recognition site sequence of a given nucleotide variation (i.e., with a disparate matrix), the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region does not form a double disparate matrix chains.

Следует отметить, что такие различные картины гибридизации в случае представляющей интерес нуклеотидной вариации ответственны за различия в начальных сайтах расщепления РО.It should be noted that such different hybridization patterns in the case of the nucleotide variation of interest are responsible for differences in the initial PO cleavage sites.

5′-Нуклеаза, используемая в настоящем изобретении, представляет собой фермент, способный расщеплять одну цепь двухцепочечной молекулы нуклеиновой кислоты в направлении 5′→3′ экзонуклеолитически или эндонуклеолитически. Как правило, сайт расщепления РО под действием 5′-нуклеазы может варьировать в зависимости от гибридизации 5′-концевой части РО.The 5′-nuclease used in the present invention is an enzyme capable of cleaving a single strand of a double-stranded nucleic acid molecule in the direction of 5 ′ → 3 ′ exonucleolytically or endonucleolytically. As a rule, the PO cleavage site under the action of 5′-nuclease may vary depending on the hybridization of the 5′-terminal part of the PO.

Когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой комплементарна последовательности сайта распознавания данной вариации (т.е. с сопоставимой матрицей), 5′-концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка образует двойную цепь с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, индуцируя расщепление в первом начальном сайте расщепления.When a PO hybridizes with a target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is complementary to the sequence of the recognition site of this variation (i.e., with a comparable matrix), the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition site forms a double chain with a nucleic acid sequence - target, inducing cleavage at the first initial cleavage site.

Когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой не комплементарна последовательности сайта распознавания данной вариации (т.е. с несопоставимой матрицей), 5′-концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка не образует двойной цепи с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, индуцируя расщепление во втором начальном сайте расщепления, локализованном "вниз по течению" относительно первого начального сайта расщепления.When a PO hybridizes with a target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is not complementary to the sequence of the recognition site of this variation (i.e., with a disparate matrix), the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region does not form a double chain with a nucleic acid the target sequence, inducing cleavage in the second initial cleavage site, localized "downstream" relative to the first initial cleavage site.

Следует отметить, что второй начальный сайт расщепления локализован "вниз по течению" относительно первого начального сайта расщепления.It should be noted that the second initial cleavage site is located "downstream" relative to the first initial cleavage site.

Используемый в данном описании термин "первый начальный сайт расщепления" в отношении РО означает сайт расщепления РО, который расщепляется первым, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой комплементарна последовательности сайта распознавания данной вариации. Используемый в данном описании термин "второй начальный сайт расщепления" в отношении РО означает сайт расщепления РО, который расщепляется первым, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой не комплементарна последовательности сайта распознавания данной вариации.As used herein, the term “first initial cleavage site” with respect to PO means a PO cleavage site that is cleaved first when the PO is hybridized to a target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is complementary to the recognition site sequence of this variation. As used herein, the term “second initial cleavage site” with respect to PO means a PO cleavage site that is cleaved first when the PO is hybridized to a target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is not complementary to the recognition site sequence of this variation.

Согласно предпочтительному воплощению сайт распознавания нуклеотидной вариации локализован на расстоянии 10 нуклеотидов, более предпочтительно 8 нуклеотидов, еще более предпочтительно 6 нуклеотидов, еще более предпочтительно 4 нуклеотидов, 3 нуклеотидов, 2 нуклеотидов или 1 нуклеотида от 5′-конца 3′-концевого узнающего мишень участка РО. Предпочтительно сайт распознавания нуклеотидной вариации локализован на 5′-конце 3′-концевого узнающего мишень участка РО.According to a preferred embodiment, the nucleotide variation recognition site is located at a distance of 10 nucleotides, more preferably 8 nucleotides, even more preferably 6 nucleotides, even more preferably 4 nucleotides, 3 nucleotides, 2 nucleotides or 1 nucleotide from the 5′-end of the 3′-terminal target recognition site RO. Preferably, the nucleotide variation recognition site is located at the 5 ′ end of the 3 ′ terminal target recognition region PO.

Термин "сайт" со ссылкой или на сайт распознавания нуклеотидной вариации в зондах, или на сайт нуклеотидной вариации в последовательностях-мишенях, используется в данном описании, охватывая не только один нуклеотид, но также некоторое количество нуклеотидов.The term "site" with reference either to the site of recognition of nucleotide variation in probes, or to the site of nucleotide variation in target sequences, is used in this description, covering not only one nucleotide, but also a certain number of nucleotides.

РО, имеющий сайт распознавания нуклеотидной вариации, расположенный в 5′-концевой части 3′-концевого узнающего мишень участка, может быть применен для детекции нуклеотидной вариации совместно с блокатором, устойчивым к расщеплению ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью.A PO having a nucleotide variation recognition site located in the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target-recognizing region can be used to detect nucleotide variation together with a blocker resistant to cleavage by an enzyme having 5′-nuclease activity.

Например, РО имеет блокирующий участок, содержащий в качестве блокатора по меньшей мере один нуклеотид, устойчивый к расщеплению ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, и этот блокирующий участок расположен в сайте, подлежащем первоначальному расщеплению после гибридизации РО с несопоставимой матрицей. Когда РО, имеющий блокирующий участок, гибридизуется с сопоставимой матрицей, это затрагивает расщепления, начинающегося от первого начального сайта расщепления. Однако, когда РО, имеющий блокирующий участок, гибридизуется с несопоставимой матрицей, блокирующий участок предотвращает расщепление, начинающееся от второго начального сайта расщепления.For example, a PO has a blocking region containing at least one nucleotide as a blocker that is resistant to digestion with an enzyme having 5′-nuclease activity, and this blocking region is located at the site to be initially cleaved after hybridization of the PO with an incompatible matrix. When a PO having a blocking region hybridizes to a comparable matrix, this affects the cleavage starting from the first initial cleavage site. However, when a PO having a blocking region hybridizes with a disparate matrix, the blocking region prevents cleavage starting from the second starting cleavage site.

Число блокаторов, содержащихся в блокирующим участке, может быть неограниченным, предпочтительно 1-10, более предпочтительно 2-10, еще более предпочтительно 3-8, наиболее предпочтительно 3-6 блокаторов. Блокаторы, присутствующие в зондах, могут быть расположены непрерывно или через промежутки, предпочтительно непрерывно. Нуклеотиды, служащие в качестве блокаторов, имеющие остов, устойчивый к 5′→3′-экзонуклеазной активности, включают любые нуклеотиды, известные специалисту в данной области. Например, они содержат различные фосфоротиоатные связи, фосфонатные связи, фосфороамидатные связи и модификации по 2′-положению углеводов. Согласно более предпочтительному воплощению нуклеотиды, имеющие остов, устойчивый к 5′→3′-экзонуклеазе, содержат фосфоротиоатную связь, алкилфосфотриэфирную связь, арилфосфотриэфирную связь, алкилфосфонатную связь, арилфосфонатную связь, гидрофосфонатную связь, алкилфосфороамидатную связь, арилфосфороамидатную связь, фосфороселенатную связь, модификацию 2′-O-аминопропил, модификацию 2′-O-алкил, модификацию 2′-O-аллил, модификацию 2′-O-бутил, α-аномерный олигодезоксинуклеотид и модификацию 1-(4′-тио-β-O-рибофуранозил).The number of blockers contained in the blocking portion may be unlimited, preferably 1-10, more preferably 2-10, even more preferably 3-8, most preferably 3-6 blockers. Blockers present in the probes may be located continuously or at intervals, preferably continuously. Nucleotides serving as blockers having a backbone resistant to 5 ′ → 3′-exonuclease activity include any nucleotide known to one skilled in the art. For example, they contain various phosphorothioate bonds, phosphonate bonds, phosphoamidate bonds and modifications at the 2′-position of carbohydrates. According to a more preferred embodiment, nucleotides having a 5 ′ → 3′-exonuclease-resistant backbone contain a phosphorothioate bond, an alkylphosphotriether bond, an arylphosphotriether linkage, an alkylphosphonate linkage, a hydrophosphonate linkage, an alkylphosphoric sulfate-phosphorodamide -O-aminopropyl, 2′-O-alkyl modification, 2′-O-allyl modification, 2′-O-butyl modification, α-anomeric oligodeoxynucleotide and 1- (4′-thio-β-O-ribofuranosyl) modification.

Возможно, детекцию нуклеотидных вариаций можно осуществить путем соответствующего выбора локализации метки с учетом локализации первого начального сайта расщепления и второго начального сайта расщепления без какого-либо использования блокаторов.It is possible that the detection of nucleotide variations can be carried out by appropriate selection of the label localization, taking into account the localization of the first initial cleavage site and the second initial cleavage site without any use of blockers.

Когда используют одиночную метку, подходящие места локализации одиночной метки дают возможность для следующего: содержащий одиночную метку фрагмент, образованный в результате расщепления РО, гибридизованного с сопоставимой матрицей, не гибридизуется с СО, а содержащий одиночную метку фрагмент, образованный в результате расщепления РО, гибридизованного с несопоставимой матрицей, гибридизуется с СО. Гибридизация между СО и содержащим одиночную метку фрагментом, образованным в результате расщепления РО, гибридизованного с несопоставимой матрицей, обеспечивает получение сигнала, идентичного сигналу, полученному в результате гибридизации между нерасщепленным РО и СО, что тем самым позволяет осуществлять детекцию нуклеотидных вариаций.When a single label is used, suitable locations for the single label make it possible for the following: a single label containing fragment resulting from the cleavage of PO hybridized with a comparable matrix does not hybridize with CO, and a single label containing fragment generated from the PO cleavage hybridized with disparate matrix, hybridizes with CO. Hybridization between CO and a single-label fragment formed as a result of the cleavage of PO hybridized with an incompatible matrix provides a signal identical to the signal obtained as a result of hybridization between unsplit PO and CO, thereby allowing detection of nucleotide variations.

Согласно более предпочтительному воплощению одиночная метка, присоединенная к РО, локализована на нуклеотиде между первым начальным сайтом расщепления и вторым начальным сайтом расщепления.According to a more preferred embodiment, a single label attached to the PO is located on the nucleotide between the first starting cleavage site and the second starting cleavage site.

В случае, когда используется система двух взаимодействующих меток, подходящие места локализации такой двойной метки дают возможность для следующего: (1) после расщепления РО, гибридизованного с сопоставимой матрицей, происходит отделение меток в этой двойной метке друг от друга, и по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО; (2) после расщепления РО, гибридизованного с несопоставимой матрицей, не происходит отделения меток в этой двойной метке друг от друга, и фрагмент, содержащий двойную метку, гибридизуется с СО. Гибридизация между СО и фрагментом, содержащим двойную метку, образованным в результате расщепления РО, гибридизованного с несопоставимой матрицей, обеспечивает получение сигнала, идентичного сигналу, полученному в результате гибридизации между нерасщепленным РО и СО, что тем самым позволяет осуществлять детекцию нуклеотидных вариаций.In the case where a system of two interacting tags is used, suitable locations for such a double tag make it possible for the following: (1) after splitting the PO hybridized with a comparable matrix, the tags in this double tag are separated from each other, and at least one of fragments containing a donor molecule fragment and containing an acceptor molecule fragment does not hybridize with CO; (2) after cleavage of the PO hybridized with a disparate matrix, the labels in this double label do not separate from each other, and the fragment containing the double label hybridizes with CO. Hybridization between CO and the double-labeled fragment generated by the cleavage of the PO hybridized with an incompatible matrix provides a signal identical to the signal obtained by hybridization between the uncleaved PO and CO, thereby allowing the detection of nucleotide variations.

Согласно более предпочтительному воплощению, когда используют РО с двойной меткой, одна из меток в этой двойной метке присоединена к нуклеотиду, располагающемуся "вверх по течению" относительно первого начального сайта расщепления, а другая - к нуклеотиду, располагающемуся между первым начальным сайтом расщепления и вторым начальным сайтом расщепления.According to a more preferred embodiment, when a double-labeled PO is used, one of the labels in this double-label is attached to the nucleotide located upstream of the first initial cleavage site, and the other to the nucleotide located between the first initial cleavage site and the second initial cleavage site.

Например, когда применяют 5′-тегированный РО, имеющий сайт распознавания нуклеотидной вариации, расположенный в 5′-концевой части 3′-концевого узнающего мишень участка, совместно с СО, подлежащим гибридизации с 5′-тегирующим участком, подходящая локализация меток позволяет осуществить детекцию нуклеотидных вариаций без какого-либо использования блокаторов.For example, when using a 5′-tagged PO having a nucleotide variation recognition site located in the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region, together with the CO to be hybridized with the 5′-tagging region, suitable label localization allows detection nucleotide variations without any use of blockers.

Когда используют 5′-тегированный РО с одиночной меткой, эта одиночная метка, присоединенная к 5′-тегированному РО, предпочтительно локализована на нуклеотиде между первым начальным сайтом расщепления и вторым начальным сайтом расщепления.When using a 5′-tagged PO with a single label, this single tag attached to the 5′-tagged PO is preferably located on the nucleotide between the first starting cleavage site and the second starting cleavage site.

На Фиг. 21 представлены воплощения для детекции нуклеотидной вариации с использованием 5′-тегированного РО с одиночной меткой. Сайт распознавания нуклеотидной вариации расположен на расстоянии 1 нуклеотида от 5′-конца 5′-концевой части 3′-концевого узнающего мишень участка. Одиночная метка присоединена к нуклеотиду, расположенному между первым начальным сайтом расщепления и вторым начальным сайтом расщепления.In FIG. 21 shows embodiments for detecting nucleotide variation using a 5'-tagged single-label PO. The nucleotide variation recognition site is located at a distance of 1 nucleotide from the 5′-end of the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target-recognizing region. A single label is attached to the nucleotide located between the first starting cleavage site and the second starting cleavage site.

Когда 5′-тегированный РО, содержащий одиночную метку, гибридизуется с сопоставимой матрицей, он расщепляется в первом начальном сайте расщепления, и образуется фрагмент, содержащий 5′-тегирующий участок без одиночной метки. Поскольку СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО, то содержащий одиночную метку фрагмент, образованный в результате расщепления РО, гибридизованного с сопоставимой матрицей, не гибридизуется с СО. Когда 5′-тегированный РО, содержащий одиночную метку, гибридизуется с несопоставимой матрицей, он расщепляется во втором начальном сайте расщепления, и образуется фрагмент с одиночной меткой, содержащий 5′-тегирующий участок. Поскольку СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО, то содержащий одиночную метку фрагмент, образованный в результате расщепления РО, гибридизованного с несопоставимой матрицей, гибридизуется с СО. Гибридизация между СО и содержащим одиночную метку фрагментом, образованным в результате расщепления РО, гибридизованного с несопоставимой матрицей, обеспечивает получение сигнала, идентичного сигналу, полученному в результате гибридизации между нерасщепленным РО и СО.When a 5′-tagged PO containing a single label hybridizes with a comparable matrix, it is cleaved at the first initial cleavage site, and a fragment containing a 5′-tagged region without a single label is formed. Since CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the tagging region of PO, a single-label fragment generated by cleavage of PO hybridized with a comparable matrix does not hybridize with CO. When a 5′-tagged PO containing a single label hybridizes with a disparate matrix, it splits at the second initial cleavage site, and a single-label fragment containing a 5′-tagged region is formed. Since CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the tagging region of PO, a fragment containing a single label formed by cleavage of PO hybridized with an incompatible matrix hybridizes with CO. Hybridization between CO and a single-label fragment formed by the cleavage of PO hybridized with an incompatible matrix provides a signal identical to the signal obtained by hybridization between uncleaved PO and CO.

Следовательно, в зависимости от присутствия нуклеотидных вариаций могут быть получены различные сигналы.Therefore, depending on the presence of nucleotide variations, various signals can be obtained.

Когда используют 5′-тегированный РО с двойной меткой, предпочтительно, чтобы одна из меток в этой двойной метке была присоединена к нуклеотиду, располагающемуся "вверх по течению" относительно первого начального сайта расщепления (например, на 5′-конце 5′-тегирующего участка РО), а другая - к нуклеотиду, располагающемуся между первым начальным сайтом расщепления и вторым начальным сайтом расщепления.When a 5-tagged double-labeled PO is used, it is preferable that one of the tags in this double-tag be attached to a nucleotide located upstream of the first starting cleavage site (for example, at the 5'-end of the 5'-tagging region PO), and the other to the nucleotide located between the first initial cleavage site and the second initial cleavage site.

Когда 5′-тегированный РО, содержащий двойную метку, гибридизуется с сопоставимой матрицей, он расщепляется в первом начальном сайте расщепления, и происходит отделение меток в этой двойной метке друг от друга с образованием фрагмента, содержащего донорную молекулу, и фрагмента, содержащего акцепторную молекулу. Один из этих фрагментов содержит 5′-тегирующий участок, и он гибридизуется с СО, содержащим нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с данным тегирующим участком 5′-тегированного РО. Когда 5′-тегированный РО, содержащий двойную метку, гибридизуется с несопоставимой матрицей, он расщепляется во втором начальном сайте расщепления, образуя фрагмент, содержащий 5′-тегирующий участок, с двойной меткой. Фрагмент, содержащий 5′-тегирующий участок, с двойной меткой гибридизуется с СО, и продукт гибридизации обеспечивает получение сигнала, идентичного сигналу, полученному в результате гибридизации между нерасщепленным 5′-тегированным РО и СО.When a 5′-tagged PO containing a double label hybridizes with a comparable matrix, it cleaves at the first initial cleavage site, and the labels in this double label are separated from each other to form a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule. One of these fragments contains a 5′-tagging region, and it hybridizes with CO containing a nucleotide sequence capable of hybridization with this tagging region of a 5′-tagged PO. When a 5′-tagged PO containing a double label hybridizes with a disparate matrix, it cleaves at the second initial cleavage site to form a fragment containing a 5′-tagged region with a double label. The double-labeled fragment containing the 5′-tagged region hybridizes with CO, and the hybridization product provides a signal identical to the signal obtained as a result of hybridization between the uncleaved 5′-tagged PO and CO.

Следовательно, в зависимости от присутствия нуклеотидных вариаций могут быть получены различные сигналы.Therefore, depending on the presence of nucleotide variations, various signals can be obtained.

Согласно предпочтительному воплощению желательно, чтобы 5′-концевая часть 3′-концевого узнающего мишень участка РО содержала группировку, не подходящую для спаривания оснований, локализованную на расстоянии 1-10 нуклеотидов (более предпочтительно 1-5 нуклеотидов) от сайта распознавания нуклеотидной вариации.According to a preferred embodiment, it is desirable that the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition region PO contains a moiety not suitable for base pairing located at a distance of 1-10 nucleotides (more preferably 1-5 nucleotides) from the nucleotide variation recognition site.

На Фиг. 22 представлены воплощения для детекции нуклеотидной вариации с использованием группировки, не подходящей для спаривания оснований.In FIG. 22 shows embodiments for detecting nucleotide variation using a moiety not suitable for base pairing.

Группировка, не подходящая для спаривания оснований, не позволяет 5′-концевой части 3′-концевого узнающего мишень участка образовывать двойную цепь с нуклеотидной последовательностью-мишенью, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой не комплементарна последовательности сайта распознавания данной вариации.A group not suitable for base pairing does not allow the 5′-terminal portion of the 3′-terminal target recognition site to double chain with the target nucleotide sequence when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence having a nucleotide variation whose sequence is not complementary to the site sequence recognition of this variation.

Использование группировки, не подходящей для спаривания оснований, (например, некомплементарного нуклеотида) усиливает возможность распознавания РО нуклеотидных вариаций.The use of a group that is not suitable for base pairing (for example, a non-complementary nucleotide) enhances the recognition of PO nucleotide variations.

Согласно предпочтительному воплощению группировка, не подходящая для спаривания оснований, не ингибирует образования двойной цепи между 5′-концевой частью и нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, имеющей нуклеотидную вариацию, последовательность которой комплементарна последовательности сайта распознавания данной нуклеотидной вариации.According to a preferred embodiment, a moiety not suitable for base pairing does not inhibit the formation of a double chain between the 5′-terminal portion and the target nucleic acid sequence when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence having a nucleotide variation, the sequence of which is complementary to the recognition site sequence of this nucleotide variation .

Согласно предпочтительному воплощению, группировка, не подходящая для спаривания оснований, увеличивает расстояние между первым начальным сайтом расщепления на гибридной структуре, образованной РО и сопоставимой матрицей, и вторым начальным сайтом расщепления на гибридной структуре, образованной РО и несопоставимой матрицей.According to a preferred embodiment, a moiety unsuitable for base pairing increases the distance between the first starting cleavage site on the hybrid structure formed by the PO and the comparable matrix, and the second starting cleavage site on the hybrid structure formed by the PO and the incompatible matrix.

Группировка, не подходящая для спаривания оснований, включает любые группировки, не образующие пары оснований между нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями. Предпочтительно группировка, не подходящая для спаривания оснований, представляет собой (1) нуклеотид, содержащий искусственное некомплементарное основание, основание, не подходящее для спаривания оснований (non-base pairing base), модифицированное таким образом, что оно не способно образовывать пару оснований, или универсальное основание, (2) нуклеотид, не подходящий для спаривания оснований (non-base pairing nucleotide), модифицированный таким образом, что он не способен образовывать пару оснований, или (3) химическое соединение, не подходящее для спаривания оснований.A group that is not suitable for base pairing includes any groupings that do not form base pairs between nucleic acid target sequences. Preferably, the moiety not suitable for base pairing is (1) a nucleotide containing an artificial non-complementary base, a base not suitable for base pairing (non-base pairing base), modified so that it is not capable of forming a base pair, or universal a base, (2) a nucleotide that is not suitable for base pairing (non-base pairing nucleotide), modified so that it is not able to form a base pair, or (3) a chemical compound that is not suitable for pairing dreams.

Например, группировка, не подходящая для спаривания оснований, содержит алкиленовую группу, рибофуранозил-нафталин, дезоксирибофуранозил-нафталин, метафосфат, фосфоротиоатную связь, алкилфосфотриэфирную связь, арилфосфотриэфирную связь, алкилфосфонатную связь, арилфосфонатную связь, гидрофосфонатную связь, алкилфосфороамидатную связь и арилфосфороамидатную связь. В качестве группировок, не подходящих для спаривания оснований, также часто используют традиционные углеродные спейсеры. Универсальные основания в качестве группировок, не подходящих для спаривания оснований, полезны для регулирования сайтов расщепления РО.For example, a moiety unsuitable for base pairing contains an alkylene group, ribofuranosyl-naphthalene, deoxyribofuranosyl-naphthalene, metaphosphate, phosphorothioate bond, alkylphosphotriether bond, arylphosphotriether bond, arylphosphonate, phosphorylphosphate, arylphosphate-phosphate, arylphosphate-phosphate. Conventional carbon spacers are also often used as moieties not suitable for base pairing. Universal bases as moieties not suitable for base pairing are useful for regulating PO cleavage sites.

Группировка, не подходящая для спаривания оснований, введенная в 5′-концевую часть, содержит предпочтительно 1-10, более предпочтительно 1-5, еще более предпочтительно 1-2 группировки. Ряд группировок, не подходящих для спаривания оснований, могут быть расположены в 5′-концевой части непрерывно или через промежутки. Предпочтительно группировка, не подходящая для спаривания оснований, содержит 2-5 следующих друг за другом группировок.A group not suitable for base pairing introduced in the 5'-terminal part preferably contains 1-10, more preferably 1-5, even more preferably 1-2 groups. A number of moieties not suitable for base pairing can be located continuously or at intervals in the 5′-terminal portion. Preferably, the moiety not suitable for base pairing contains 2-5 successive moieties.

Предпочтительно группировка, не подходящая для спаривания оснований, представляет собой не подходящее для спаривания оснований химическое соединение.Preferably, the moiety not suitable for base pairing is a chemical compound not suitable for base pairing.

Согласно предпочтительному воплощению сайт распознавания нуклеотидной вариации и группировка, не подходящая для спаривания оснований, локализованы в РО на расстоянии 10 нуклеотидов (более предпочтительно 8 нуклеотидов, 7 нуклеотидов, 6 нуклеотидов, 5 нуклеотидов, 4 нуклеотидов, 3 нуклеотидов, 2 нуклеотидов или 1 нуклеотида, еще более предпочтительно 1 нуклеотида) от 5′-конца 3′-концевого узнающего мишень участка.According to a preferred embodiment, the nucleotide variation recognition site and the moiety not suitable for base pairing are located in the PO at a distance of 10 nucleotides (more preferably 8 nucleotides, 7 nucleotides, 6 nucleotides, 5 nucleotides, 4 nucleotides, 3 nucleotides, 2 nucleotides or 1 nucleotide, even more preferably 1 nucleotide) from the 5′-end of the 3′-terminal target recognition region.

Согласно предпочтительному воплощению группировка, не подходящая для спаривания оснований, локализована "вниз по течению" относительно первого начального сайта расщепления.According to a preferred embodiment, the moiety not suitable for base pairing is localized “downstream” with respect to the first initial cleavage site.

Согласно предпочтительному воплощению используемая в настоящем изобретении нуклеиновокислотная последовательность-мишень представляет собой нуклеиновокислотную последовательность, предварительно амплифицированную с использованием амплификационного праймера.According to a preferred embodiment, the target nucleic acid sequence used in the present invention is a nucleic acid sequence previously amplified using an amplification primer.

Преимущества настоящего изобретения могут быть особо отмечены при одновременной (множественной) детекции по меньшей мере двух нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней. Согласно предпочтительному воплощению способ осуществляют с целью детекции по меньшей мере двух типов (более предпочтительно по меньшей мере трех типов, еще более предпочтительно по меньшей мере пяти типов) нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней. Располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит по меньшей мере два типа (более предпочтительно по меньшей мере три типа, еще более предпочтительно по меньшей мере пять типов) олигонуклеотидовов, РО содержит по меньшей мере два типа (более предпочтительно по меньшей мере три типа, еще более предпочтительно по меньшей мере пять типов) РО, и СО содержит по меньшей мере два типа (более предпочтительно по меньшей мере три типа, еще более предпочтительно по меньшей мере пять типов) СО.The advantages of the present invention can be particularly noted in the simultaneous (multiple) detection of at least two target nucleic acid sequences. According to a preferred embodiment, the method is carried out to detect at least two types (more preferably at least three types, even more preferably at least five types) of target nucleic acid sequences. The upstream oligonucleotide contains at least two types (more preferably at least three types, even more preferably at least five types) of oligonucleotides, PO contains at least two types (more preferably at least three types, still more preferably at least five types) of PO and CO contains at least two types (more preferably at least three types, even more preferably at least five types) of CO.

В воплощении с использованием тегированного РО тегирующие участки по меньшей мере двух РО могут иметь идентичную друг другу последовательность или отличающуюся друг от друга последовательность. Например, если настоящее изобретение осуществляют для скрининга нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней (например, детекции нуклеиновокислотной последовательности среди множества нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней), можно использовать РО, имеющие тегирующие участки с идентичной последовательностью.In an embodiment using tagged POs, the tagged regions of at least two POs may have an identical sequence or a different sequence. For example, if the present invention is carried out for screening target nucleic acid sequences (for example, detecting a nucleic acid sequence among a plurality of target nucleic acid sequences), POs having tagging regions with an identical sequence can be used.

Кроме того, один тип СО может быть использован для детекции множества нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней. Например, когда для скрининга нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней применяют РО, имеющие идентичную последовательность в своих тегирующих участках, может быть использован один тип СО.In addition, one type of CO can be used to detect multiple target nucleic acid sequences. For example, when POs having an identical sequence in their tagging regions are used for screening target nucleic acid sequences, one type of CO can be used.

Согласно предпочтительному воплощению способ по настоящему изобретению может быть осуществлен с использованием по меньшей мере двух располагающихся "вниз по течению" праймеров.According to a preferred embodiment, the method of the present invention can be carried out using at least two downstream primers.

Предпочтительные воплощения изобретенияPreferred Embodiments

В предпочтительном воплощении данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method for detecting target nucleic acid sequences from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(a) гибридизацию нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней с парой праймеров, содержащей располагающийся "вверх по течению" праймер и располагающийся "вниз по течению" праймер, и РО (зондирующим олигонуклеотидом); при этом каждый из праймеров, располагающийся "вверх по течению" праймер и располагающийся "вниз по течению" праймер, содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет одиночную метку; РО блокирован по своему 3′-концу, чтобы не допустить его удлинения; узнающий мишень участок РО локализован между располагающимся "вверх по течению" праймером и располагающимся "вниз по течению" праймером; удлиненная цепь располагающегося "вверх по течению" праймера индуцирует расщепление РО под действием матричной полимеразы нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью;(a) hybridization of the target nucleic acid sequences with a pair of primers containing an upstream primer and an upstream primer and a PO (probe oligonucleotide); wherein each of the primers located upstream of the primer and located downstream of the primer contains a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; RO has a single label; PO is blocked at its 3′-end to prevent its extension; the RO site recognizing the target is localized between the upstream primer and the downstream primer; the elongated chain of the upstream primer induces PO cleavage under the action of matrix nucleic acid polymerase having 5′-nuclease activity;

(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с матричной полимеразой нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью в условиях, подходящих для удлинения праймеров и для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями, РО расщепляется под действием матричной полимеразы нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью, с получением содержащего одиночную метку фрагмента;(b) contacting the product from step (a) with a nucleic acid template polymerase having 5′-nuclease activity under conditions suitable for elongation of primers and for cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequences, the PO is cleaved by the action of a matrix nucleic acid polymerase having 5′-nuclease activity to obtain a single label-containing fragment;

(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО;(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the single-label containing fragment does not hybridize with CO, and the uncleaved PO hybridizes with the CO to form an uncleaved PO / CO duplex;

(d) денатурацию продукта со стадии (с);(d) denaturing the product from step (c);

(e) повторение стадий (a)-(d) по меньшей мере дважды; и(e) repeating steps (a) to (d) at least twice; and

(f) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от одиночной метки на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(f) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a single label on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Альтернативно, после стадии (b) выполняют стадию (b-1), проводя денатурацию продукта со стадии (b), и стадию (b-2), повторяя стадии (а)-(b-1) по меньшей мере дважды. В этом случае возможно проведение стадий (d) и (е).Alternatively, after step (b), step (b-1) is performed by denaturing the product from step (b) and step (b-2) by repeating steps (a) to (b-1) at least twice. In this case, it is possible to carry out stages (d) and (e).

Измерение сигнала от одиночной метки может быть осуществлено для каждого из повторяющихся циклов после повторения стадии (d) или через предварительно определенные интервалы времени в процесс повторения стадии (d).The measurement of the signal from a single label can be carried out for each of the repeating cycles after repeating stage (d) or at predetermined time intervals in the process of repeating stage (d).

В другом предпочтительном воплощении данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method for detecting target nucleic acid sequences from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(а) гибридизацию нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней с парой праймеров, состоящей из располагающегося "вверх по течению" праймера и располагающегося "вниз по течению" праймера, и РО (зондирующим олигонуклеотидом); при этом каждый из праймеров, располагающийся "вверх по течению" праймер и располагающийся "вниз по течению" праймер, содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет систему двух взаимодействующих меток, содержащую донорную молекулу и акцепторную молекулу; РО блокирован по своему 3′-концу, чтобы не допустить его удлинения; узнающий мишень участок РО локализован между располагающимся "вверх по течению" праймером и располагающимся "вниз по течению" праймером; удлиненная цепь располагающегося "вверх по течению" праймера индуцирует расщепление РО под действием матричной полимеразы нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью;(a) hybridization of the target nucleic acid sequences with a pair of primers consisting of an upstream primer and a downstream primer and a PO (probe oligonucleotide); wherein each of the primers located upstream of the primer and located downstream of the primer contains a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO has a system of two interacting labels containing a donor molecule and an acceptor molecule; PO is blocked at its 3′-end to prevent its extension; the RO site recognizing the target is localized between the upstream primer and the downstream primer; the elongated chain of the upstream primer induces PO cleavage under the action of matrix nucleic acid polymerase having 5′-nuclease activity;

(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с матричной полимеразой нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для удлинения праймеров и для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с разделением системы двух взаимодействующих меток, в результате чего получаются фрагмент, содержащий донорную молекулу и фрагмент, содержащий акцепторную молекулу;(b) contacting the product from step (a) with a nucleic acid template polymerase having 5′-nuclease activity under conditions suitable for elongation of primers and for cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequences, the PO is cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, with the separation of the system of two interacting labels, resulting in a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule;

(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; при этом сигнал от дуплекса нерасщепленный РО/СО, отличается от сигнала, поступаемого тогда, когда по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО; и(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that at least one of the fragments containing the donor molecule fragment and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO, and unsplit PO is hybridized with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex; wherein the signal from the duplex unsplit PO / CO differs from the signal received when at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO; and

(d) денатурацию продукта со стадии (с);(d) denaturing the product from step (c);

(e) повторение стадий (a)-(d) по меньшей мере дважды; и(e) repeating steps (a) to (d) at least twice; and

(f) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от системы двух взаимодействующих меток на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(f) detecting the presence of PO cleavage by measuring a signal from a system of two interacting labels on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Альтернативно, после стадия (b) выполняют стадию (b-1), проводя денатурацию продукта со стадии (b), и стадию (b-2), повторяя стадии (а)-(b-1) по меньшей мере дважды. В этом случае возможно проведение стадий (d) и (е).Alternatively, after step (b), step (b-1) is performed by denaturing the product from step (b) and step (b-2), repeating steps (a) to (b-1) at least twice. In this case, it is possible to carry out stages (d) and (e).

В еще одном предпочтительном воплощении данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In yet another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method for detecting target nucleic acid sequences from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(а) гибридизацию нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней с парой праймеров, содержащей располагающийся "вверх по течению" праймер и располагающийся "вниз по течению" праймер, и РО (зондирующим олигонуклеотидом); при этом каждый из праймеров, располагающийся "вверх по течению" праймер и располагающийся "вниз по течению" праймер, содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО блокирован по своему 3′-концу, чтобы не допустить его удлинения; узнающий мишень участок РО локализован между располагающимся "вверх по течению" праймером и располагающимся "вниз по течению" праймером; удлиненная цепь располагающегося "вверх по течению" праймера индуцирует расщепление РО под действием матричной полимеразы нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью;(a) hybridization of the target nucleic acid sequences with a pair of primers containing an upstream primer and an upstream primer and a PO (probe oligonucleotide); wherein each of the primers located upstream of the primer and located downstream of the primer contains a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO is blocked at its 3′-end to prevent its extension; the RO site recognizing the target is localized between the upstream primer and the downstream primer; the elongated chain of the upstream primer induces PO cleavage under the action of matrix nucleic acid polymerase having 5′-nuclease activity;

b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с матричной полимеразой нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью в условиях, подходящих для удлинения праймеров и для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями, РО расщепляется под действием матричной полимеразы нуклеиновых кислот, обладающей 5′-нуклеазной активностью, с получением содержащего одиночную метку фрагмента;b) contacting the product from step (a) with a nucleic acid template polymerase having 5′-nuclease activity under conditions suitable for primer extension and PO cleavage; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequences, the PO is cleaved by the action of a matrix nucleic acid polymerase having 5′-nuclease activity to obtain a single label-containing fragment;

(c) осуществление реакции гибридизации в присутствии интеркалирующего агента путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО;(c) carrying out a hybridization reaction in the presence of an intercalating agent by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the single-label containing fragment does not hybridize with CO, and the uncleaved PO hybridizes with the CO to form an uncleaved PO / CO duplex;

(d) денатурацию продукта со стадии (с);(d) denaturing the product from step (c);

(e) повторение стадий (a)-(d) по меньшей мере дважды; и(e) repeating steps (a) to (d) at least twice; and

(f) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от интеркалирующего агента на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(f) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from the intercalating agent on a solid support; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Альтернативно, после стадии (b) выполняют стадию (b-1), проводя денатурацию продукта со стадии (b), и стадию (b-2), повторяя стадии (а)-(b-1) по меньшей мере дважды. В этом случае возможно проведение стадий (d) и (е).Alternatively, after step (b), step (b-1) is performed by denaturing the product from step (b) and step (b-2) by repeating steps (a) to (b-1) at least twice. In this case, it is possible to carry out stages (d) and (e).

IV. Способ детекции мишени в РОСН-анализе, основанном на использовании 5′-нуклеазной активности, независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотидаIV. Method for target detection in ROSN analysis based on the use of 5′-nuclease activity independent of the upstream oligonucleotide

В следующем аспекте настоящего изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In a further aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POCH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(а) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет одиночную метку;(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with the probe oligonucleotide (PO); wherein the PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; RO has a single label;

b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с получением содержащего одиночную метку фрагмента;b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by an enzyme having 5′-nuclease activity to obtain a single label-containing fragment;

(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО;(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the single-label containing fragment does not hybridize with CO, and the uncleaved PO hybridizes with the CO to form an uncleaved PO / CO duplex;

(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от одиночной метки на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a single label on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

В еще одном аспекте данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In yet another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(а) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет систему двух взаимодействующих меток, содержащую донорную молекулу и акцепторную молекулу;(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with the probe oligonucleotide (PO); wherein the PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO has a system of two interacting labels containing a donor molecule and an acceptor molecule;

b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с разделением системы двух взаимодействующих меток, в результате чего получаются фрагмент, содержащий донорную молекулу, и фрагмент, содержащий акцепторную молекулу;b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, with the separation of the system of two interacting labels, resulting in a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule;

(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; при этом сигнал от дуплекса нерасщепленный РО/СО, отличается от сигнала, поступаемого тогда, когда по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО; и(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that at least one of the fragments containing the donor molecule fragment and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO, and unsplit PO is hybridized with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex; wherein the signal from the duplex unsplit PO / CO differs from the signal received when at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO; and

(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от системы двух взаимодействующих меток на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a system of two interacting labels on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

В еще одном аспекте данного изобретения предложен способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:In yet another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(а) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени;(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with the probe oligonucleotide (PO); wherein the PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence;

b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с получением отщепленного фрагмента;b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity to produce a cleaved fragment;

(с) осуществление реакции гибридизации в присутствии интеркалирующего агента путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что отщепленный фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО;(c) carrying out a hybridization reaction in the presence of an intercalating agent by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the cleaved fragment does not hybridize with CO, and the unsplit PO hybridizes with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex;

(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от интеркалирующего агента на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from the intercalating agent on a solid support; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.

Настоящее изобретение может быть осуществлено без использования располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида. Расщепление РО может быть проведено с использованием 5′-нуклеазной активности, независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида. В таком случае можно использовать традиционные ферменты, обладающие 5′-нуклеазной активностью, независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида.The present invention may be practiced without using an upstream oligonucleotide. The cleavage of PO can be carried out using 5′-nuclease activity, independent of the upstream oligonucleotide. In this case, you can use traditional enzymes with 5′-nuclease activity, independent of the upstream oligonucleotide.

Например, можно использовать 5′-нуклеазу FEN, обладающую 5′-экзонуклеазной активностью и/или 5′-эндонуклеазной активностью, независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида.For example, you can use 5′-FEN nuclease with 5′-exonuclease activity and / or 5′-endonuclease activity independent of the upstream oligonucleotide.

Среди матричных полимераз существует несколько ферментов, обладающих 5′-нуклеазной активностью (5′-экзонуклеазной активностью и/или 5′-эндонуклеазной активностью), независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида, например, Taq ДНК-полимераза (см. lawyer et al., Genome Res., 2, pp. 275-287 (1993), WO 2008/011004 и Lyamichev et. al., Science, 260, pp. 778-783 (1993)).Among matrix polymerases, there are several enzymes with 5′-nuclease activity (5′-exonuclease activity and / or 5′-endonuclease activity) independent of the upstream oligonucleotide, for example, Taq DNA polymerase (see lawyer et al., Genome Res., 2, pp. 275-287 (1993), WO 2008/011004 and Lyamichev et. al., Science, 260, pp. 778-783 (1993)).

Согласно предпочтительному воплощению расщепление РО под действием матричной полимеразы, обладающей независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида 5′-нуклеазной активностью, зависит от расположения меток или типа связи с метками, присутствующими в РО. Предпочтительно, когда метка присоединена к 5′-концу нетегированного РО, расщепление нетегированного РО под действием матричной полимеразы, обладающей 5′-нуклеазной активностью, может быть более эффективным, если эта метка присоединена к фосфатной группе 5′-конца нетегированного РО, в частности, через углеродный спейсер. Когда метка присоединена к основанию на 5′-конце нетегированного РО или когда не используется углеродный спейсер, расщепление нетегированного РО маловероятно.According to a preferred embodiment, the cleavage of PO under the action of a matrix polymerase having independent of the upstream oligonucleotide 5′-nuclease activity depends on the location of the labels or the type of association with the labels present in the PO. Preferably, when the label is attached to the 5′-end of untagged PO, cleavage of the untagged PO by matrix polymerase having 5′-nuclease activity can be more effective if this tag is attached to the phosphate group of the 5′-end of untagged PO, in particular through the carbon spacer. When a tag is attached to the base at the 5′-end of an untagged PO, or when no carbon spacer is used, splitting of the untagged PO is unlikely.

Эффективность расщепления в случае 5′-нуклеазной активности, зависимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида, может быть выше, чем в случае 5′-нуклеазной активности, независимой от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида.The cleavage efficiency in the case of 5′-nuclease activity dependent on the upstream oligonucleotide may be higher than in the case of 5′-nuclease activity independent of the upstream oligonucleotide.

5′-Нуклеазная активность, независимая от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида, более чувствительна к условиям реакции (например, типам ферментов, составам буферов и последовательностям РО).5′-nuclease activity, independent of the upstream oligonucleotide, is more sensitive to reaction conditions (eg, types of enzymes, buffer compositions, and PO sequences).

С учетом амплификации нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней и эффективности расщепления РО РОСН-анализ по настоящему изобретению предпочтительно проводят с использованием располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов.Given the amplification of the target nucleic acid sequences and the PO cleavage efficiency, the POCH analysis of the present invention is preferably performed using upstream oligonucleotides.

Наборы для детекции мишениTarget Detection Kits

В другом аспекте данного изобретения предложен набор для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, содержащий:In another aspect of the present invention, there is provided a kit for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(a) зондирующий олигонуклеотид (РО), содержащий узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени;(a) a probe oligonucleotide (PO) comprising a target recognition region comprising a hybridizable nucleotide sequence complementary to a target nucleic acid sequence;

(b) располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, и(b) an upstream oligonucleotide comprising a hybridizable nucleotide sequence complementary to a target nucleic acid sequence; wherein the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity, and

(с) захватывающий олигонуклеотид (СО), иммобилизованный на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО, в результате чего РО, не расщепленный под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО.(c) an capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; in this case, the CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO, as a result of which the PO, which is not cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, hybridizes with the CO with the formation of an uncleaved PO / CO duplex.

Поскольку набор по данному изобретению составлен для осуществления описанного выше способа детекции по настоящему изобретению, общее для них описание опущено, чтобы избежать излишнего дублирования, приводящего к усложнению данного описания.Since the kit of this invention is made to implement the above detection method of the present invention, a general description is omitted to avoid unnecessary duplication, which complicates the description.

Согласно предпочтительному воплощению РО содержит одиночную метку или систему двух взаимодействующих меток.According to a preferred embodiment, the PO contains a single label or a system of two interacting labels.

Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО.According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, further comprising in its 3′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising in its 5′-terminal portion a tagging region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO, soda rzhit nucleotide sequence capable of hybridizing to the tagged portion RO.

Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с частью тегирующего участка и частью узнающего мишень участка РО.According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, further comprising in its 3′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising in its 5′-terminal portion a tagging region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO, soda rzhit nucleotide sequence capable of hybridizing with a portion of tagged portion and the recognizing part RO target portion.

Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и СО иммобилизован на твердой подложке через свой 5′-конец.According to a preferred embodiment, the PO is a 3′-tagged PO, further comprising in its 3′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence incomplete to the target nucleic acid sequence, and the CO is immobilized on a solid support through its 5′-end.

Согласно предпочтительному воплощению РО представляет собой 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и СО иммобилизован на твердой подложке через свой 3′-конец.According to a preferred embodiment, the PO is a 5′-tagged PO, further comprising in its 5′-terminal portion a tag region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence and the CO immobilized on a solid support through its 3′-end.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер или располагающийся "вверх по течению" зонд.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide is an upstream primer or an upstream probe.

Согласно предпочтительному воплощению набор дополнительно содержит фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, более предпочтительно термостабильную ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью, или нуклеазу FEN.According to a preferred embodiment, the kit further comprises an enzyme having 5′-nuclease activity, more preferably a thermostable DNA polymerase having 5′-nuclease activity, or FEN nuclease.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован в непосредственной близости от РО таким образом, что этот располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide is located in the immediate vicinity of the PO so that this upstream oligonucleotide induces the cleavage of the PO with an enzyme having 5′-nuclease activity.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид имеет частично перекрывающуюся последовательность с узнающим мишень участком РО.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide has a partially overlapping sequence with a target-recognizing region of PO.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" праймер индуцирует посредством своей удлиненной цепи расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью.According to a preferred embodiment, the upstream primer induces, through its extended chain, PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity.

Согласно предпочтительному воплощению располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер, а фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, представляет собой матричную полимеразу нуклеиновых кислот, обладающую 5′-нуклеазной активностью.According to a preferred embodiment, the upstream oligonucleotide is an upstream primer, and the enzyme having 5′-nuclease activity is a nucleic acid matrix polymerase having 5′-nuclease activity.

Согласно предпочтительному воплощению набор дополнительно содержит интеркалирующий агент.According to a preferred embodiment, the kit further comprises an intercalating agent.

Согласно предпочтительному воплощению набор используют для детекции по меньшей мере двух типов нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней. Располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит по меньшей мере два типа располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов, РО содержит по меньшей мере два типа РО, и СО содержит по меньшей мере два типа СО.According to a preferred embodiment, the kit is used to detect at least two types of target nucleic acid sequences. The upstream oligonucleotide contains at least two types of upstream oligonucleotides, the PO contains at least two types of PO, and the CO contains at least two types of CO.

Согласно предпочтительному воплощению набор дополнительно содержит располагающийся "вниз по течению" праймер.According to a preferred embodiment, the kit further comprises a downstream primer.

Согласно еще одному дополнительному аспекту данного изобретения предложен набор для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, содержащий:According to another additional aspect of the present invention, there is provided a kit for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with POSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support, comprising:

(a) зондирующий олигонуклеотид (РО), содержащий узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; и(a) a probe oligonucleotide (PO) comprising a target recognition region comprising a hybridizable nucleotide sequence complementary to a target nucleic acid sequence; and

(b) захватывающий олигонуклеотид (СО), иммобилизованный на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО, в результате чего РО, не расщепленный под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО.(b) a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; in this case, the CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO, as a result of which the PO, which is not cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, hybridizes with the CO with the formation of an uncleaved PO / CO duplex.

Признаки и преимущества данного изобретения будут обобщены ниже.The features and advantages of this invention will be summarized below.

(а) В настоящем изобретении осуществляют детекцию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с использованием РОСН-анализа, согласно которому РО (зондирующий олигонуклеотид), гибридизованный с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, расщепляется, и детекцию расщепления РО осуществляют посредством гибридизации с СО (захватывающим олигонуклеотидом). В настоящем изобретении нерасщепленный зонд гибридизуется с олигонуклеотидом, иммобилизованным на твердой подложке.(a) In the present invention, a target nucleic acid sequence is detected using a POSH analysis according to which a PO (probe oligonucleotide) hybridized with a target nucleic acid sequence is cleaved and a PO cleavage is detected by hybridization with CO (capture oligonucleotide). In the present invention, the unsplit probe is hybridized to an oligonucleotide immobilized on a solid support.

Согласно традиционным технологиям с применением целевого зонда и иммобилизованного зонда захвата необходимо предотвратить гибридизацию нерасщепленных целевых зондов с иммобилизованными олигонуклеотидами путем (1) конструирования целевого зонда, имеющего шпилечную структуру, и регулирования как условий гибридизации с последовательностями-мишенями, так и условий гибридизации с иммобилизованными олигонуклеотидами; или (2) конструирования иммобилизованных олигонуклеотидов с учетом ориентации иммобилизованных олигонуклеотидов при их иммобилизации и расстояния от них до поверхности твердой подложки. Ввиду этого традиционные методы являются очень неудобными в плане конструирования целевых зондов и иммобилизованных олигонуклеотидов и разработки реакционных условий.According to traditional technologies using a target probe and an immobilized capture probe, it is necessary to prevent the hybridization of unsplit target probes with immobilized oligonucleotides by (1) constructing a target probe having a hairpin structure and controlling both hybridization conditions with target sequences and hybridization conditions with immobilized oligonucleotides; or (2) the construction of immobilized oligonucleotides, taking into account the orientation of the immobilized oligonucleotides when they are immobilized and the distance from them to the surface of the solid substrate. In view of this, traditional methods are very inconvenient in terms of constructing target probes and immobilized oligonucleotides and developing reaction conditions.

В отличие от них настоящее изобретение лишено таких недостатков и ограничений. В настоящем изобретении конструирование РО и СО является удобной процедурой, и оптимизация реакционных условий обычно осуществляется легко.In contrast, the present invention is devoid of such disadvantages and limitations. In the present invention, the design of PO and CO is a convenient procedure, and optimization of the reaction conditions is usually easy.

(b) Когда в настоящем изобретении детекцию сигнала на твердой подложке осуществляют непрерывно вместе с повторением циклов расщепления РО, число расщепленных РО увеличивается по мере повторения числа реакций расщепления, и сигнал изменяется параллельно с изменением числа расщепленных РО. В этом случае детекцию нуклеиновокислотной последовательности-мишени можно осуществить в режиме реального времени.(b) When, in the present invention, the detection of a signal on a solid substrate is carried out continuously along with the repetition of PO cleavage cycles, the number of cleaved POs increases as the number of cleavage reactions is repeated, and the signal changes in parallel with the change in the number of cleaved POs. In this case, the detection of the target nucleic acid sequence can be carried out in real time.

(c) Настоящее изобретение дает возможность осуществить одновременную детекцию множества нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней с использованием метки даже одного типа. Поскольку детекцию расщепления РО осуществляют посредством гибридизации с СО, иммобилизованным на твердой подложке, то для детекции множества нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней не требуется наличия у РО различных меток для каждой нуклеиновой кислоты-мишени.(c) The present invention enables the simultaneous detection of multiple target nucleic acid sequences using a label of even one type. Since the detection of PO cleavage is carried out by hybridization with CO immobilized on a solid substrate, the detection of multiple target nucleic acid sequences does not require the presence of different labels for each target nucleic acid.

(d) В целом, специалисту в данной области будет очевидно, что с применением способов детекции мишеней, в которых используется непосредственная гибридизация между нуклеиновокислотными последовательностями-мишенями и зондами, иммобилизованными на твердых подложках, нельзя получить эффективные и достоверные результаты гибридизации вследствие лимитирующих реакцию внешних условий, присущих реакции на твердой фазе. В противоположность этому, в настоящем изобретении применяется гибридизация между РО и СО без участия нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней на твердой подложке, что обеспечивает получение более эффективных и достоверных результатов в типичных для реакции на твердой подложке окружении и условиях.(d) In general, it will be apparent to one skilled in the art that using target detection methods that use direct hybridization between target nucleic acid sequences and probes immobilized on solid substrates, it is impossible to obtain effective and reliable hybridization results due to reaction-limiting external conditions inherent reactions in the solid phase. In contrast, the present invention uses hybridization between PO and CO without the participation of target nucleic acid sequences on a solid support, which provides more effective and reliable results in typical environments and conditions for a reaction on a solid support.

(e) В тех случаях, когда в настоящем изобретении используют тегированный РО и СО, имеющий нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО, последовательность тегирующего участка РО и последовательность СО могут быть выбраны без какого-либо рассмотрения нуклеиновокислотной последовательности-мишени. Это дает возможность для предварительного конструирования набора последовательностей, полезных в настоящем изобретении. В частности, СО может быть получен стандартным образом без какого-либо рассмотрения или каких-либо знаний о нуклеиновокислотных последовательностях-мишенях. Такие признаки обеспечивают значительные преимущества в анализе на микрочипах с использованием СО, иммобилизованных на твердой подложке.(e) Where a tagged PO and CO having a nucleotide sequence capable of hybridizing with the tagging portion of PO are used in the present invention, the sequence of the tagging portion of PO and the sequence of CO can be selected without any consideration of the target nucleic acid sequence. This makes it possible to pre-construct a set of sequences useful in the present invention. In particular, CO can be obtained in a standard way without any consideration or any knowledge of the target nucleic acid sequences. Such features provide significant advantages in microarray analysis using CO immobilized on a solid support.

Теперь настоящее изобретение будет описано более подробно в примерах. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что эти примеры предназначены для более конкретного иллюстрирования, и объем настоящего изобретения, как он изложен в прилагаемой формуле изобретения, не ограничивается данными примерами.Now the present invention will be described in more detail in the examples. It will be apparent to those skilled in the art that these examples are intended to illustrate more specifically, and the scope of the present invention as set forth in the appended claims is not limited to these examples.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

ПРИМЕР 1. Оценка анализа с расщеплением и гибридизацией зондирующего олигонуклеотида (РОСН) с использованием нетегированного зондирующего олигонуклеотида (РО) с одиночной меткойEXAMPLE 1. Evaluation of the analysis with cleavage and hybridization of the probing oligonucleotide (ROSN) using a non-tagged probing oligonucleotide (PO) with a single label

Проводили оценку применимости нового анализа - анализа с расщеплением и гибридизацией зондирующего олигонуклеотида (РОСН) для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени, используя нетегированный РО с одиночной меткой (см. Фиг. 2). Расщепление РО проводили в пробирке и аликвоту полученного продукта переносили в микрочип, на котором был иммобилизован захватывающий олигонуклеотид (СО).The applicability of the new assay was evaluated — an assay with cleavage and hybridization of the probing oligonucleotide (POSH) for the detection of the target nucleic acid sequence using an untagged single-label PO (see Fig. 2). PO cleavage was carried out in vitro and an aliquot of the obtained product was transferred to a microchip on which an exciting oligonucleotide (CO) was immobilized.

Для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера и расщепления РО использовали Taq ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью. Нетегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и Quasar570 в качестве флуоресцентной репортерной молекулы на своем 5′-конце. СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО. РО и СО блокируют углеродным спейсером по их 3′-концам. СО имеет поли(Т)10 в качестве линкерной ножки, и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС6) через его 5′-конец, Маркерный зонд, имеющий флуоресцентную репортерную молекулу (Quasar570) на своем 5′-конце, был иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы на его 3′-конце. В качестве матрицы использовали синтетический олигонуклеотид для Neisseria gonorrhoeae (NG).To lengthen the upstream primer and PO cleavage, Taq DNA polymerase having 5′-nuclease activity was used. An untagged PO contains a target recognition region complementary to the target nucleic acid sequence and Quasar570 as a fluorescent reporter molecule at its 5′-end. CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with a target recognition region of PO. PO and CO are blocked by a carbon spacer at their 3′-ends. CO has poly (T) 10 as a linker leg, and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC6) through its 5′-end, a marker probe having a fluorescent reporter molecule (Quasar570) at its 5′-end was immobilized on the surface of a glass plate using an amino group at its 3′-end. A synthetic oligonucleotide for Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as a matrix.

Последовательности синтетической матрицы, располагающегося "вверх по течению" праймера, РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the synthetic matrix located upstream of the primer, PO, CO and marker used in this example are:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Для изготовления СО и маркера (SEQ ID NO: 4 и 5) использовали NHS-пластинки NSB9 (NSBPOSTECH Korea). CO и маркер, растворенные в NSB-буфере для точечного нанесения в конечной концентрации 50 мкм, печатали на NSB9 NHS-пластинках с использованием споттера для микрочипов (microarray spotter) PersonalArrayer™16 (CapitalBio, China). CO и маркер наносили в виде пятен по одной линии в формате 2×1 (пятна в двух повторах) и полученный микрочип инкубировали в камере с поддержанием ~85%-ной влажности в течение ночи. Затем пластинки промывали в буферном растворе, содержащем 2×SSPE (0,3 М хлорид натрия; 0,02 М гидрофосфат натрия и 2,0 мМ EDTA), рН 7,4, и 7,0 мМ SDS, при 37°С в течение 30 мин для удаления неспецифически связавшихся СО и маркера и промывали дистиллированной водой. Затем ДНК-функционализированные пластинки сушили с использованием центрифуги для пластинок и хранили в темноте при 4°С до применения.For the manufacture of CO and marker (SEQ ID NOs: 4 and 5), NSB9 NHS plates (NSBPOSTECH Korea) were used. CO and a marker dissolved in a spot-coated NSB buffer at a final concentration of 50 μm were printed on an NSB9 NHS plate using a microarray spotter PersonalArrayer ™ 16 (CapitalBio, China). CO and the marker were applied as spots in a single line in 2 × 1 format (spots in two repetitions) and the resulting microchip was incubated in a chamber while maintaining ~ 85% humidity overnight. Then the plates were washed in a buffer solution containing 2 × SSPE (0.3 M sodium chloride; 0.02 M sodium hydrogen phosphate and 2.0 mm EDTA), pH 7.4, and 7.0 mm SDS, at 37 ° C for 30 minutes to remove non-specifically bound CO and marker and washed with distilled water. Then, DNA-functionalized plates were dried using a plate centrifuge and stored in the dark at 4 ° C until use.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 2 пмоль синтетической матрицы (SEQ ID NO:1) для гена NG, 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 2), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 3) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы H-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 30 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 2 pmol of the synthetic matrix (SEQ ID NO: 1) for the NG gene, 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 2), 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 3) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 30 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C.

30 мкл полученной смеси помещали в камеру собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 4). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Ахоп GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 4). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Images were obtained using the Ahop GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution of 5 μm pixel size. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Как показано на Фиг. 14 и в Таблице 1, в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали уменьшенный флуоресцентный сигнал (RFU: 9006±20,5) по сравнению с флуоресцентным сигналом (RFU: 65484±0,7) в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As shown in FIG. 14 and in Table 1, in the presence of a target nucleic acid sequence, a reduced fluorescence signal (RFU: 9006 ± 20.5) was detected compared to a fluorescent signal (RFU: 65484 ± 0.7) in the absence of a target nucleic acid sequence.

Figure 00000003
Figure 00000003

Эти результаты указывают на то, что РОСН-анализ применим для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.These results indicate that the POSH analysis is applicable for the detection of the target nucleic acid sequence.

ПРИМЕР 2. Оценка РОСН-анализа с использованием 3′-тегированного РО с одиночной меткойEXAMPLE 2. Evaluation of ROSN analysis using a 3′-tagged PO with a single label

Далее авторы изобретения проводили оценку применимости РОСН-анализа для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени, используя 3′-тегированный РО с одиночной меткой (см. Фиг. 4). Расщепление РО проводили в пробирке и аликвоту полученного продукта переносили в микрочип, на котором был иммобилизован СО.Further, the inventors evaluated the applicability of the POSH analysis for the detection of the target nucleic acid sequence using a 3'-tagged PO with a single label (see Fig. 4). PO cleavage was carried out in vitro and an aliquot of the obtained product was transferred to a microchip on which CO was immobilized.

Для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера и расщепления РО использовали Taq ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью. 3′-тегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и 3′-тегирующий участок, некомплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени. 3′-тегированный РО имеет Quasar570 в качестве флуоресцентной репортерной молекулы на своем 5′-конце. СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с 3′-тегирующим участком РО. 3′-Тегированный РО и СО блокируют углеродным спейсером по их 3′-концам. СО имеет поли(Т)5 в качестве линкерной ножки и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС6) через его 5′-конец. Маркерный зонд, имеющий флуоресцентную репортерную молекулу (Quasar570) на своем 5′-конце, был иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы на его 3′-конце. В качестве матрицы использовали синтетический олигонуклеотид для Neisseria gonorrhoeae (NG).To lengthen the upstream primer and PO cleavage, Taq DNA polymerase having 5′-nuclease activity was used. A 3′-tagged PO contains a target recognition region complementary to the target nucleic acid sequence and a 3′-tagged region non-complementary to the target nucleic acid sequence. The 3′-tagged PO has Quasar570 as a fluorescent reporter molecule at its 5′-end. CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the 3′-tagged region of PO. 3′-Tagged PO and CO are blocked by a carbon spacer at their 3′-ends. CO has poly (T) 5 as a linker leg and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC6) through its 5′-end. A marker probe having a fluorescent reporter molecule (Quasar570) at its 5′-end was immobilized on the surface of the glass plate using an amino group at its 3′-end. A synthetic oligonucleotide for Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as a matrix.

Последовательности синтетической матрицы, располагающегося "вверх по течению" праймера, 3′-тегированного РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the synthetic matrix located upstream of the primer, 3′-tagged PO, CO and marker used in this example are:

Figure 00000004
Figure 00000004

(Подчеркнутыми буквами отмечен 3′-тегирующий участок РО).(Underlined letters mark the 3′-tagging region of the RO).

Подготовку пластинок проводили в соответствии с протоколом, аналогичным примененному в Примере 1, за исключением того, что использовали СО с SEQ ID NO: 7 вместо СО с SEQ ID NO: 4.The preparation of the plates was carried out in accordance with a protocol similar to that used in Example 1, except that they used CO with SEQ ID NO: 7 instead of CO with SEQ ID NO: 4.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 2 пмоль синтетической матрицы (SEQ ID NO:1) для гена NG, 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 2), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 6) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы H-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 30 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 2 pmol of the synthetic matrix (SEQ ID NO: 1) for the NG gene, 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 2), 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 6) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 30 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C.

30 мкл полученной смеси помещали в камеру собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 7). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B41, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Ахоn GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 7). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B41, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Image acquisition was performed using an AchoN GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution with a pixel size of 5 μm. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Как показано на Фиг. 15 и в Таблице 2, в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали уменьшенный флуоресцентный сигнал (RFU: 10217±73,5) по сравнению с флуоресцентным сигналом (RFU: 65464±6,4) в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As shown in FIG. 15 and in Table 2, in the presence of the target nucleic acid sequence, a reduced fluorescent signal (RFU: 10217 ± 73.5) was detected compared to the fluorescent signal (RFU: 65464 ± 6.4) in the absence of the target nucleic acid sequence.

Figure 00000005
Figure 00000005

Эти результаты указывают на то, что РОСН-анализ с использованием 3′-тегированного РО с одиночной меткой применим для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.These results indicate that the POSH analysis using a 3'-tagged single-label PO is applicable for the detection of a target nucleic acid sequence.

ПРИМЕР 3. Оценка РОСН-анализа с использованием 5′-тегиро ванного РО с одиночной меткойEXAMPLE 3. Evaluation of ROSN analysis using a 5′-tagged PO with a single label

Далее авторы изобретения проводили оценку применимости РОСН-анализа для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени, используя 5′-тегированный РО с одиночной меткой (см. Фиг. 5). Расщепление РО проводили в пробирке и аликвоту полученного продукта переносили в микрочип, на котором был иммобилизован СО.Further, the inventors evaluated the applicability of the POSH analysis for the detection of a target nucleic acid sequence using a 5'-tagged single-label PO (see Fig. 5). PO cleavage was carried out in vitro and an aliquot of the obtained product was transferred to a microchip on which CO was immobilized.

Для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера и расщепления РО использовали Taq ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью. 5′-тегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и 5′-тегирующий участок, некомплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени. 5′-тегированный РО имеет Quasar570 в качестве флуоресцентной репортерной молекулы на своем 3′-конце. СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с 5′-тегирующим участком РО. СО имеет поли(Т)10 в качестве линкерной ножки и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС7) через его 3′-конец. Маркерный зонд, имеющий флуоресцентную репортерную молекулу (Quasar570) на своем 5′-конце, был иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы на его 3′-конце. В качестве матрицы использовали синтетический олигонуклеотид для Neisseria gonorrhoeae (NG).To lengthen the upstream primer and PO cleavage, Taq DNA polymerase having 5′-nuclease activity was used. A 5′-tagged PO contains a target-recognizing region complementary to the target nucleic acid sequence and a 5′-tagged region non-complementary to the target nucleic acid sequence. A 5′-tagged PO has Quasar570 as a fluorescent reporter molecule at its 3′-end. CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the 5′-tagged region of PO. CO has poly (T) 10 as a linker leg and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC7) through its 3′-end. A marker probe having a fluorescent reporter molecule (Quasar570) at its 5′-end was immobilized on the surface of the glass plate using an amino group at its 3′-end. A synthetic oligonucleotide for Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as a matrix.

Последовательности синтетической матрицы, располагающегося "вверх по течению" праймера, 5′-тегированного РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the synthetic matrix located upstream of the primer, 5′-tagged PO, CO and marker used in this example are:

Figure 00000006
Figure 00000006

(Подчеркнутыми буквами отмечен 5′-тегирующий участок РО). Подготовку пластинок проводили в соответствии с протоколом, аналогичным примененному в Примере 1, за исключением того, что использовали СО с SEQ ID NO: 9 вместо СО с SEQ ID NO: 4.(Underlined letters mark the 5′-tagging site of the RO). The preparation of the plates was carried out in accordance with a protocol similar to that used in Example 1, except that CO with SEQ ID NO: 9 was used instead of CO with SEQ ID NO: 4.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 2 пмоль синтетической матрицы (SEQ ID NO:1) для гена NG, 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 2), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 8) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы H-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 30 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 2 pmol of the synthetic matrix (SEQ ID NO: 1) for the NG gene, 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 2), 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 8) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 30 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C.

30 мкл полученной смеси помещали в камеру собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 9). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Axon GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 9). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Image acquisition was carried out using an Axon GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution with a pixel size of 5 μm. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Как показано на Фиг. 16 и в Таблице 3, в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали уменьшенный флуоресцентный сигнал (RFU: 17586±152,0) по сравнению с флуоресцентным сигналом (RFU: 65455±0,7) в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As shown in FIG. 16 and in Table 3, in the presence of a target nucleic acid sequence, a reduced fluorescent signal (RFU: 17586 ± 152.0) was detected compared to a fluorescent signal (RFU: 65455 ± 0.7) in the absence of a target nucleic acid sequence.

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Эти результаты указывают на то, что РОСН-анализ с использованием 5′-тегированного РО с одиночной меткой применим для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.These results indicate that the POSH analysis using a 5'-tagged single-label PO is applicable for the detection of a target nucleic acid sequence.

ПРИМЕР 4. Оценка РОСН-анализа с использованием 3′-тегированного РО с двойной меткойEXAMPLE 4. Evaluation of ROSN analysis using 3′-tagged PO with double label

Далее авторы изобретения проводили оценку применимости РОСН-анализа для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени, используя 3′-тегированный РО с двойной меткой (см. Фиг. 11). Расщепление РО проводили в пробирке и аликвоту полученного продукта переносили в микрочип, на котором был иммобилизован СО.Further, the inventors evaluated the applicability of the POSH assay for detecting a target nucleic acid sequence using a 3-tagged double-labeled PO (see FIG. 11). PO cleavage was carried out in vitro and an aliquot of the obtained product was transferred to a microchip on which CO was immobilized.

Для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера и расщепления РО использовали Taq ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью. 3′-тегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и 3′-тегирующий участок, некомплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени. 3′-тегированный РО содержит BHQ-2 в качестве акцепторной молекулы на своем 5′-конце и Quasar570 в качестве донорной молекулы на своем 3′-конце узнающего мишень участка. СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с 3′-тегирующим участком РО. Для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени измеряли сигнал от донорной молекулы. 3′-тегированный РО и СО блокируют углеродным спейсером по их 3′-концам. СО имеет поли(Т)5 в качестве линкерной ножки и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС6) через его 5′-конец. Маркерный зонд, имеющий флуоресцентную репортерную молекулу (Quasar570) на своем 5′-конце, был иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы на его 3′-конце. В качестве матрицы использовали синтетический олигонуклеотид для Neisseria gonorrhoeae (NG).To lengthen the upstream primer and PO cleavage, Taq DNA polymerase having 5′-nuclease activity was used. A 3′-tagged PO contains a target recognition region complementary to the target nucleic acid sequence and a 3′-tagged region non-complementary to the target nucleic acid sequence. The 3′-tagged PO contains BHQ-2 as an acceptor molecule at its 5′-end and Quasar570 as a donor molecule at its 3′-end of the target recognition site. CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the 3′-tagged region of PO. To detect the target nucleic acid sequence, the signal from the donor molecule was measured. 3′-tagged PO and CO are blocked by a carbon spacer at their 3′-ends. CO has poly (T) 5 as a linker leg and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC6) through its 5′-end. A marker probe having a fluorescent reporter molecule (Quasar570) at its 5′-end was immobilized on the surface of the glass plate using an amino group at its 3′-end. A synthetic oligonucleotide for Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as a matrix.

Последовательности синтетической матрицы, располагающегося "вверх по течению" праймера, 3′-тегированного РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the synthetic matrix located upstream of the primer, 3′-tagged PO, CO and marker used in this example are:

Figure 00000009
Figure 00000009

(Подчеркнутыми буквами отмечен 3′-тегирующий участок РО).(Underlined letters mark the 3′-tagging region of the RO).

Подготовку пластинок проводили в соответствии с протоколом, аналогичным примененному в Примере 1, за исключением того, что использовали СО с SEQ ID NO: 7 вместо СО с SEQ ID NO: 4.The preparation of the plates was carried out in accordance with a protocol similar to that used in Example 1, except that they used CO with SEQ ID NO: 7 instead of CO with SEQ ID NO: 4.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 2 пмоль синтетической матрицы (SEQ ID NO: 1) для гена NG, 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 2), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 10) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы Н-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 30 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 2 pmol of the synthetic matrix (SEQ ID NO: 1) for the NG gene, 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 2), 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 10) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 30 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C.

30 мкл полученной смеси помещали в камеру собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 7). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Axon GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 7). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Image acquisition was carried out using an Axon GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution with a pixel size of 5 μm. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Поскольку акцепторная молекула гасит флуоресцентный сигнал от донорной молекулы, в дуплексе (нерасщепленный 3′-тегированный РО)/СО отсутствует какой-либо сигнал от донорной молекулы. При этом, содержащий донорную молекулу фрагмент расщепленного 3′-тегированного РО, гибридизованного с СО, в состоянии обеспечить поступление флуоресцентного сигнала.Since the acceptor molecule dampens the fluorescent signal from the donor molecule, there is no signal from the donor molecule in the duplex (unsplit 3′-tagged PO) / CO. Moreover, a fragment of a cleaved 3′-tagged PO hybridized with CO containing a donor molecule is able to provide a fluorescent signal.

Как показано на Фиг. 17 и в Таблице 4, в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали увеличенный флуоресцентный сигнал (RFU: 65469±0,7) по сравнению с флуоресцентным сигналом (RFU: 13349±441,2) в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As shown in FIG. 17 and in Table 4, in the presence of the target nucleic acid sequence, an increased fluorescent signal (RFU: 65469 ± 0.7) was detected compared to the fluorescent signal (RFU: 13349 ± 441.2) in the absence of the target nucleic acid sequence.

Figure 00000010
Figure 00000010

Эти результаты указывают на то, что РОСН-анализ с использованием 3′-тегированного РО с двойной меткой применим для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.These results indicate that POSH analysis using a 3′-tagged double-labeled PO is useful for detecting a target nucleic acid sequence.

ПРИМЕР 5. Детекция нуклеиновокислотной последовательности-мишени в РОСН-анализеEXAMPLE 5. Detection of the target nucleic acid sequence in ROSN analysis

Авторы изобретения применили РОСН-анализ для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени, дополненный амплификацией последовательности-мишени. Для изучения возможности такого применения использовали нетегированный РО с одиночной меткой и 3′-тегированный РО с одиночной меткой, соответственно. Расщепление РО в процессе амплификации мишени посредством ПЦР проводили в пробирке и аликвоту полученного продукта переносили в микрочип, на котором был иммобилизован СО.The inventors used ROSH analysis to detect the target nucleic acid sequence, complemented by amplification of the target sequence. To study the possibility of such an application, untagged PO with a single label and 3′-tagged PO with a single label were used, respectively. The cleavage of PO during the amplification of the target by PCR was carried out in vitro and an aliquot of the obtained product was transferred to a microchip on which CO was immobilized.

Располагающийся "вверх по течению" праймер участвует в расщеплении РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, и также участвует в амплификации нуклеиновокислотной последовательности-мишени вместе с располагающимся "вниз по течению" праймером в процессе ПЦР. Для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера и располагающегося "вниз по течению" праймера и расщепления РО использовали Taq ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью.The upstream primer is involved in the cleavage of PO under the action of an enzyme with 5′-nuclease activity, and is also involved in the amplification of the target nucleic acid sequence along with the downstream primer during PCR. Taq DNA polymerase having 5′-nuclease activity was used to extend the upstream primer and downstream primer and PO cleavage.

Нетегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени. СО для нетегированного РО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО. 3′-Тегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и S′-тегирующий участок, некомплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени. СО для 3′-тегированного РО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с 3′-тегирующим участком РО.An untagged PO contains a target recognition region complementary to the target nucleic acid sequence. CO for non-tagged PO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the target-recognizing region of PO. The 3′-tagged PO contains a target-recognizing region complementary to the target nucleic acid sequence and an S′-tagged region non-complementary to the target nucleic acid sequence. CO for a 3′-tagged PO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the 3′-tagged region of PO.

Нетегированный РО и 3′-Тегированный РО содержат Quasar570 в качестве флуоресцентной репортерной молекулы на своих 5′-концах. РО и СО блокируют углеродным спейсером по их 3′-концам. СО для нетегированного РО имеет поли(Т)10 в качестве линкерной ножки и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС6) через его 5′-конец. СО для 3-тегированного РО имеет поли(Т)5 в качестве линкерной ножки и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС6) через его 5′-конец. Маркерный зонд, имеющий флуоресцентную репортерную молекулу (Quasar570) на своем 5′-конце, был иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы на его 3′-конце. В качестве матрицы-мишени использовали геномную ДНК из Neisseria gonorrhoeae (NG).Untagged PO and 3′-Tagged PO contain Quasar570 as a fluorescent reporter molecule at their 5′-ends. PO and CO are blocked by a carbon spacer at their 3′-ends. CO for untagged PO has poly (T) 10 as a linker leg and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC6) through its 5′-end. CO for a 3-tagged PO has poly (T) 5 as a linker leg and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC6) through its 5′-end. A marker probe having a fluorescent reporter molecule (Quasar570) at its 5′-end was immobilized on the surface of the glass plate using an amino group at its 3′-end. Genomic DNA from Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as the target matrix.

5-1. РОСН-анализ с использованием нетегированного РО с одиночной меткой5-1. ROSN analysis using untagged PO with a single label

Последовательности располагающегося "вверх по течению" праймера, располагающегося "вниз по течению" праймера, РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the upstream primer, the downstream primer, PO, CO, and marker used in this example are:

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Подготовку пластинок проводили в соответствии с протоколом, аналогичным примененному в Примере 1.The preparation of the plates was carried out in accordance with a protocol similar to that used in Example 1.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 100 пг геномной ДНК из NG, 10 пмоль располагающегося "вниз по течению" праймера (SEQ ID NO: 11), 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 12), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 3) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы Н-Tag ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 60 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С.30 мкл полученной смеси помещали в камеру, собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 4). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли после каждой промывки с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Axon GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 100 pg of genomic DNA from NG, 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 11), 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 12) , 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 3) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Tag DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 60 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C. 30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of an NSB glass plate to which was sewn CO (SEQ ID NO: 4). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Image acquisition was carried out after each washing using an Axon GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution with a pixel size of 5 μm. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Как показано на Фиг. 18 и в Таблице 5, в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали уменьшенный флуоресцентный сигнал (RFU: 1650±97,6) по сравнению с флуоресцентным сигналом (RFU: 64474±0,0) в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As shown in FIG. 18 and in Table 5, in the presence of the target nucleic acid sequence, a reduced fluorescent signal (RFU: 1650 ± 97.6) was detected compared to the fluorescent signal (RFU: 64474 ± 0.0) in the absence of the target nucleic acid sequence.

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

5-2. РОСН-анализ с использованием 3′-тегированного РО с одиночной меткой5-2. ROSN analysis using a 3′-tagged PO with a single label

Последовательности располагающегося "вверх по течению" праймера, располагающегося "вниз по течению" праймера, 3′-тегированного РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the upstream primer, the downstream primer, 3′-tagged PO, CO, and marker used in this example are:

Figure 00000015
Figure 00000015

(Подчеркнутыми буквами отмечен 3′-тегирующий участок РО). Подготовку пластинок проводили в соответствии с протоколом, аналогичным примененному в Примере 2.(Underlined letters mark the 3′-tagging region of the RO). The preparation of the plates was carried out in accordance with a protocol similar to that used in Example 2.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 100 пг геномной ДНК из NG, 10 пмоль располагающегося "вниз по течению" праймера (SEQ ID NO: 11), 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 2), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 6) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы H-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 60 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С. 30 мкл полученной смеси помещали в камеру, собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 7). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли после каждой промывки с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Axon GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 100 pg of genomic DNA from NG, 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 11), 10 pmol of the upstream primer (SEQ ID NO: 2) , 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 6) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 60 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C. 30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 7). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Image acquisition was carried out after each washing using an Axon GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution with a pixel size of 5 μm. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Как показано на Фиг. 19 и в Таблице 6, в присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали уменьшенный флуоресцентный сигнал (RFU: 9969±217,1) по сравнению с флуоресцентным сигналом (RFU: 65470±1,4) в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.As shown in FIG. 19 and in Table 6, in the presence of the target nucleic acid sequence, a reduced fluorescent signal (RFU: 9969 ± 217.1) was detected compared to the fluorescent signal (RFU: 65470 ± 1.4) in the absence of the target nucleic acid sequence.

Figure 00000016
Figure 00000016

Эти результаты указывают на то, что детекцию нуклеиновокислотной последовательности-мишени можно проводить в РОСН-анализе, дополненном амплификацией мишени с использованием процесса ПЦР.These results indicate that the detection of the target nucleic acid sequence can be carried out in ROSH analysis, supplemented by amplification of the target using the PCR process.

ПРИМЕР 6. Детекция нуклеиновокислотной последовательности-мишени в РОСН-анализе в режиме реального времениEXAMPLE 6. Detection of the target nucleic acid sequence in ROSN analysis in real time

Авторы изобретения применили РОСН-анализ для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени в режиме реального времени. Для изучения возможности такого применения использовали 3′-тегированный РО. Расщепление РО и гибридизацию РО с СО проводили совместно с амплификацией мишени в процессе ПЦР на микрочипе с иммобилизованным СО. Измеряли изменение флуоресцентного сигнала в зависимости от числа циклов. В качестве матрицы-мишени использовали геномную ДНК Neisseria gonorrhoeae (NG).The inventors used ROSN analysis to detect the target nucleic acid sequence in real time. To study the possibility of such an application, a 3′-tagged PO was used. The PO cleavage and the hybridization of PO with CO were performed together with the amplification of the target during PCR on a microchip with immobilized CO. The change in the fluorescent signal was measured as a function of the number of cycles. The genomic DNA of Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as the target matrix.

В этом Примере использовали те же самые олигонуклеотиды (располагающийся "вверх по течению" праймер, располагающийся "вниз по течению" праймер, 3′-тегированный РО, СО и маркер), что и в примере 5-2. Подготовку пластинок проводили в соответствии с протоколом, аналогичным примененному в Примере 2.In this Example, the same oligonucleotides were used (upstream primer, downstream primer, 3′-tagged PO, CO and marker) as in Example 5-2. The preparation of the plates was carried out in accordance with a protocol similar to that used in Example 2.

Смесь для РОСН-анализа готовили в конечном объеме 30 мкл, содержащем 100 пг геномной ДНК из NG, 10 пмоль располагающегося "вниз по течению" праймера (SEQ ID NO: 11), 10 пмоль располагающегося "вверх по течению" праймера (SEQ ID NO: 2), 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 6) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы Н-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); смесь целиком помещали в камеру, собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 7). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Для проведения анализа в циклическом режиме готовили пять одинаковых пластинок. Реакцию с РОСН проводили следующим образом: денатурация в течение 15 мин при 95°С и затем 0, 5, 30, 40 или 60 циклов по 30 с при 95°С, 60 с при 60° и 30 мин при 55°С. После прохождения соответствующего числа циклов получение изображений осуществляли с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Axon GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.A mixture for ROSH analysis was prepared in a final volume of 30 μl containing 100 pg of genomic DNA from NG, 10 pmol of an upstream primer (SEQ ID NO: 11), 10 pmol of an upstream primer (SEQ ID NO : 2), 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 6) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); the whole mixture was placed in a chamber assembled on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 7). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). For the analysis in cyclic mode, five identical plates were prepared. The reaction with ROSN was carried out as follows: denaturation for 15 min at 95 ° C and then 0, 5, 30, 40 or 60 cycles of 30 s at 95 ° C, 60 s at 60 ° and 30 min at 55 ° C. After passing the appropriate number of cycles, the images were obtained using an Axon GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution of 5 μm pixel size. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

Как показано на Фиг. 20А и 20В и в Таблице 7, флуоресцентный сигнал уменьшался после 30 циклов (0 циклов_RFU: 65438±0,0; 20 циклов_RFU: 65445±2,1; 30 циклов_RFU: 65480±0,0; 40 циклов_RFU: 8844±1485,6 и 60 циклов_RFU: 4878±169,7) в присутствии матрицы. Не наблюдали никакого изменения флуоресцентного сигнала в зависимости от числа циклов в отсутствие матрицы.As shown in FIG. 20A and 20B and in Table 7, the fluorescent signal decreased after 30 cycles (0 cycles_RFU: 65438 ± 0.0; 20 cycles_RFU: 65445 ± 2.1; 30 cycles_RFU: 65480 ± 0.0; 40 cycles_RFU: 8844 ± 1485.6 and 60 cycles_RFU: 4878 ± 169.7) in the presence of a matrix. No change in the fluorescent signal was observed depending on the number of cycles in the absence of the matrix.

Figure 00000017
Figure 00000017

Эти результаты указывают на то, нуклеиновокислотную последовательность-мишень можно детектировать в режиме реального времени в РОСН-анализе.These results indicate that the target nucleic acid sequence can be detected in real time in the ROSH analysis.

ПРИМЕР 7. Оценка РОСН-анализа с использованием расщепления РО, не зависимого от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотидаEXAMPLE 7. Evaluation of ROSN analysis using the cleavage of PO, independent of the upstream oligonucleotide

Далее авторы изобретения проводили оценку применимости РОСН-анализа для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени без использования располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида. Расщепление РО, не зависимое от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида, проводили в пробирке без располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида и аликвоту полученного продукта переносили в микрочип, на котором был иммобилизован СО.Further, the inventors evaluated the applicability of the POSH assay for detecting a target nucleic acid sequence without using an upstream oligonucleotide. The PO cleavage, independent of the upstream oligonucleotide, was carried out in a test tube without an upstream oligonucleotide and an aliquot of the obtained product was transferred to a microchip on which CO was immobilized.

Для расщепления РО, не зависимого от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида, использовали Taq ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью. Нетегированный РО содержит узнающий мишень участок, комплементарный нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и FAM в качестве флуоресцентной репортерной молекулы на своем 5′-конце. СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО. РО и СО блокируют углеродным спейсером по их 3′-концам. СО имеет поли(Т)10 в качестве линкерной ножки и иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы (аминоС6) через его 5′-конец. Маркерный зонд, имеющий флуоресцентную репортерную молекулу (Quasar570) на своем 5′-конце, был иммобилизован на поверхности стеклянной пластинки с использованием аминогруппы на его 3′-конце. В качестве матрицы использовали синтетический олигонуклеотид для Neisseria gonorrhoeae (NG).For the cleavage of PO, independent of the upstream oligonucleotide, Taq DNA polymerase having 5′-nuclease activity was used. An untagged PO contains a target-recognizing region complementary to the target nucleic acid sequence and FAM as a fluorescent reporter molecule at its 5 ′ end. CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with a target recognition region of PO. PO and CO are blocked by a carbon spacer at their 3′-ends. CO has poly (T) 10 as a linker leg and is immobilized on the surface of a glass plate using an amino group (aminoC6) through its 5′-end. A marker probe having a fluorescent reporter molecule (Quasar570) at its 5′-end was immobilized on the surface of the glass plate using an amino group at its 3′-end. A synthetic oligonucleotide for Neisseria gonorrhoeae (NG) was used as a matrix.

Последовательности синтетической матрицы, РО, СО и маркера, использованных в этом примере, представляют собой:The sequences of the synthetic matrix, PO, CO, and marker used in this example are:

Figure 00000018
Figure 00000018

Для изготовления СО и маркера (SEQ ID NO: 4 и 5) использовали NHS-пластинки NSB9 (NSBPOSTECH Korea). CO и маркер, растворенные в NSB-бусрере для точечного нанесения в конечной концентрации 50 мкм, печатали на NSB9 NHS-пластинках с использованием споттера для микрочипов PersonalArrayer™16 (CapitalBio, China). CO и маркер наносили в виде пятен по одной линии в формате 2×1 (пятна в двух повторах) и полученный микрочип инкубировали в камере с поддержанием ~85%-ной влажности в течение ночи. Затем пластинки промывали в буферном растворе, содержащем 2×SSPE (0,3 М хлорид натрия; 0,02 М гидрофосфат натрия и 2,0 мМ EDTA), рН 7,4 и 7,0 мМ SDS, при 37°С в течение 30 мин для удаления неспецифически связавшихся СО и маркера и промывали дистиллированной водой. Затем ДНК-функционализированные пластинки сушили с применением центрифуги для пластинок и хранили в темноте при 4°С до применения.For the manufacture of CO and marker (SEQ ID NOs: 4 and 5), NSB9 NHS plates (NSBPOSTECH Korea) were used. CO and a marker dissolved in a spot-coated NSB busreter at a final concentration of 50 μm were printed on NSB9 NHS plates using a PersonalArrayer ™ 16 microchip spotter (CapitalBio, China). CO and the marker were applied as spots in a single line in 2 × 1 format (spots in two repetitions) and the resulting microchip was incubated in a chamber while maintaining ~ 85% humidity overnight. Then the plates were washed in a buffer solution containing 2 × SSPE (0.3 M sodium chloride; 0.02 M sodium hydrogen phosphate and 2.0 mm EDTA), pH 7.4 and 7.0 mm SDS, at 37 ° C for 30 min to remove non-specifically bound CO and marker and washed with distilled water. Then, DNA-functionalized plates were dried using a plate centrifuge and stored in the dark at 4 ° C until use.

Реакцию расщепления проводили в конечном объеме 50 мкл, содержащем 2 пмоль синтетической матрицы (SEQ ID NO: 1) для гена NG, 1 пмоль РО (SEQ ID NO: 12) и 25 мкл смеси 2× Master Mix, содержащей 2,5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTP и 4 единицы H-Taq ДНК-полимеразы (Solgent, Korea); пробирку, содержащую реакционную смесь, помещали в термоциклер для проведения ПЦР в режиме реального времени (CFX96, Bio-Rad); реакционную смесь подвергали денатурации в течение 15 мин при 95°С и подвергали 30 циклам по 30 с при 95°С и 60 с при 60°С.The cleavage reaction was carried out in a final volume of 50 μl containing 2 pmol of the synthetic matrix (SEQ ID NO: 1) for the NG gene, 1 pmol of PO (SEQ ID NO: 12) and 25 μl of a 2 × Master Mix containing 2.5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTP and 4 units of H-Taq DNA polymerase (Solgent, Korea); a tube containing the reaction mixture was placed in a thermal cycler for real-time PCR (CFX96, Bio-Rad); the reaction mixture was denatured for 15 min at 95 ° C and subjected to 30 cycles of 30 s at 95 ° C and 60 s at 60 ° C.

30 мкл полученной смеси помещали в камеру, собранную на поверхности стеклянной пластинки NSB, к которой был пришит СО (SEQ ID NO: 4). Пластинку располагали на блоке в термоциклере (GenePro B4I, China). Реакцию гибридизации проводили в течение 30 мин при 55°С. Получение изображений осуществляли с применением конфокального лазерного сканирующего устройства Axon GenePix4100A (Molecular Device, US) со сканированием при разрешении с размером пикселя 5 мкм. Интенсивность флуоресценции анализировали с применением программного обеспечения для количественного анализа микрочипов GenePix pro7.0 (Molecular Device, US). Интенсивность флуоресценции выражали в виде средних значений по пятнам после вычитания локального фона. Для проверки воспроизводимости каждое пятно анализировали в двух повторах. Интенсивность флуоресценции указывает среднюю величину для дублированных пятен.30 μl of the resulting mixture was placed in a chamber collected on the surface of a NSB glass plate to which CO was sewn (SEQ ID NO: 4). The plate was placed on a block in a thermal cycler (GenePro B4I, China). The hybridization reaction was carried out for 30 min at 55 ° C. Image acquisition was carried out using an Axon GenePix4100A confocal laser scanning device (Molecular Device, US) with scanning at a resolution with a pixel size of 5 μm. Fluorescence intensity was analyzed using GenePix pro7.0 microarray quantitation software (Molecular Device, US). The fluorescence intensity was expressed as mean values for the spots after subtracting the local background. To check reproducibility, each spot was analyzed in duplicate. Fluorescence intensity indicates the average for duplicate spots.

В присутствии нуклеиновокислотной последовательности-мишени детектировали уменьшенный флуоресцентный сигнал по сравнению с флуоресцентным сигналом в отсутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.In the presence of the target nucleic acid sequence, a reduced fluorescence signal was detected compared to the fluorescent signal in the absence of the target nucleic acid sequence.

Эти результаты указывают на то, что РОСН-анализ с использованием расщепления РО, не зависимого от располагающегося "вверх по течению" олигонуклеотида, применим для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени.These results indicate that the POSH analysis using the PO cleavage independent of the upstream oligonucleotide is applicable for the detection of the target nucleic acid sequence.

Основываясь на описании предпочтительного воплощения настоящего изобретения, следует понимать, что его варианты и модификации, соответствующие сущности изобретения, могут стать очевидными специалистам в данной области, и объем данного изобретения следует определять прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.Based on the description of a preferred embodiment of the present invention, it should be understood that its variations and modifications corresponding to the essence of the invention may become apparent to experts in this field, and the scope of this invention should be determined by the attached claims and their equivalents.

Claims (42)

1. Способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:
(a) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет одиночную метку; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью;
(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с получением содержащего одиночную метку фрагмента;
(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что содержащий одиночную метку фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; и
(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от одиночной метки на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.
1. A method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSN (PO cleavage and hybridization) on a solid support, including:
(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with an upstream oligonucleotide and a probe oligonucleotide (PO); wherein the upstream oligonucleotide comprises a hybridizable nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; RO has a single label; the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity;
(b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by an enzyme having 5′-nuclease activity to obtain a single label-containing fragment;
(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the single-label containing fragment does not hybridize with CO, and the uncleaved PO hybridizes with the CO to form an uncleaved PO / CO duplex; and
(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a single label on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.
2. Способ по п. 1, где нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО.2. The method according to claim 1, wherein the nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with a target recognition region of PO. 3. Способ по п. 1, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО.3. The method of claim 1, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO, further comprising of its 5′-terminal part, the tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide sequence capable of hybridizing to a localized target site PO. 4. Способ по п. 3, где одиночная метка располагается таким образом, что она не остается на содержащем тегирующий участок фрагменте, который высвобождается в результате расщепления РО.4. The method according to p. 3, where a single label is positioned so that it does not remain on the fragment containing the tagging region, which is released as a result of PO cleavage. 5. Способ по п. 1, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с частью тегирующего участка и частью узнающего мишень участка РО.5. The method of claim 1, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO, further comprising of its 5′-terminal part, the tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide a sequence capable of hybridizing with part tagged portion and a portion of the recognizing target area PO. 6. Способ по п. 1, где РО и/или СО блокирован по своему 3′-концу, чтобы не допустить его удлинения.6. The method according to p. 1, where the RO and / or CO is blocked at its 3′-end, to prevent its extension. 7. Способ по п. 1, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер или располагающийся "вверх по течению" зонд.7. The method of claim 1, wherein the upstream oligonucleotide is a upstream primer or upstream probe. 8. Способ по п. 1, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид имеет частично перекрывающуюся последовательность с узнающим мишень участком РО.8. The method of claim 1, wherein the upstream oligonucleotide has a partially overlapping sequence with a target recognition region of the PO. 9. Способ по п. 1, где фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, представляет собой термостабильную ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью, или нуклеазу FEN.9. The method of claim 1, wherein the enzyme having 5′-nuclease activity is a thermostable DNA polymerase having 5′-nuclease activity, or FEN nuclease. 10. Способ по п. 1, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер, а фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, представляет собой матричную полимеразу нуклеиновых кислот, обладающую 5′-нуклеазной активностью.10. The method of claim 1, wherein the upstream oligonucleotide is an upstream primer and the enzyme having 5′-nuclease activity is a matrix nucleic acid polymerase having 5′-nuclease activity. 11. Способ по п. 1, дополнительно включающий повторение стадий (а)-(b), (а)-(с) или (a)-(d) с денатурацией между повторяющимися циклами.11. The method according to p. 1, further comprising repeating steps (a) - (b), (a) - (c) or (a) - (d) with denaturation between repeating cycles. 12. Способ по п. 1, где стадии (a)-(d) осуществляют в реакционном сосуде или в отдельных реакционных сосудах.12. The method of claim 1, wherein steps (a) to (d) are carried out in a reaction vessel or in separate reaction vessels. 13. Способ по п. 1, где нуклеиновокислотная последовательность-мишень содержит по меньшей мере два типа нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней.13. The method of claim 1, wherein the target nucleic acid sequence comprises at least two types of target nucleic acid sequences. 14. Способ по п. 1, где нуклеиновокислотная последовательность-мишень содержит нуклеотидную вариацию.14. The method of claim 1, wherein the target nucleic acid sequence comprises a nucleotide variation. 15. Способ по любому из пп. 1-14, который осуществляют в присутствии располагающегося "вниз по течению" праймера.15. The method according to any one of paragraphs. 1-14, which is carried out in the presence of a downstream primer. 16. Способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:
(a) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО имеет систему двух взаимодействующих меток, содержащую донорную молекулу и акцепторную молекулу; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью;
(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, с разделением системы двух взаимодействующих меток, в результате чего образуются содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент;
(c) осуществление реакции гибридизации путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; при этом сигнал от дуплекса нерасщепленный РО/СО отличается от сигнала, поступающего тогда, когда по меньшей мере один из фрагментов, содержащий донорную молекулу фрагмент и содержащий акцепторную молекулу фрагмент, не гибридизуется с СО; и
(d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от системы двух взаимодействующих меток на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.
16. A method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSN (PO cleavage and hybridization) on a solid support, including:
(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with an upstream oligonucleotide and a probe oligonucleotide (PO); wherein the upstream oligonucleotide comprises a hybridizable nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO has a system of two interacting labels containing a donor molecule and an acceptor molecule; the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity;
(b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, with the separation of the system of two interacting labels, resulting in the formation of a fragment containing a donor molecule and a fragment containing an acceptor molecule;
(c) carrying out a hybridization reaction by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that at least one of the fragments containing the donor molecule fragment and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO, and unsplit PO is hybridized with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex; wherein the signal from the duplex unsplit PO / CO differs from the signal arriving when at least one of the fragments containing the donor molecule and the fragment containing the acceptor molecule does not hybridize with CO; and
(d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from a system of two interacting labels on a solid substrate; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.
17. Способ по п. 16, где нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО, и система двух взаимодействующих меток локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, при этом при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от акцепторной молекулы.17. The method according to p. 16, where the nucleotide sequence in CO, capable of hybridization with PO, contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the target-recognizing region of PO, and the system of two interacting labels is localized so that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of a duplex, unsplit PO / CO, and during stage (d), a signal from an acceptor molecule is detected. 18. Способ по п. 16, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО, и система двух взаимодействующих меток локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, при этом при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от акцепторной молекулы.18. The method of claim 16, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO, further comprising of its 5′-terminal part, the tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide The sequence capable of hybridizing to the tagged portion RC and a system of two interacting labels is localized so that the signal from the donor molecule is quenched acceptor molecule in the formation of duplex uncleaved PO / CO, wherein during step (d) is carried out signal detection from the acceptor molecule. 19. Способ по п. 16, где нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО, и реакцию гибридизации на стадии (с) проводят в таких условиях, что фрагмент, содержащий донорную молекулу, не гибридизуется с СО; при этом система двух взаимодействующих меток локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы не гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, и при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от донорной молекулы.19. The method according to p. 16, where the nucleotide sequence in CO, capable of hybridization with PO, contains a nucleotide sequence capable of hybridization with the target-recognizing region of PO, and the hybridization reaction in step (c) is carried out under such conditions that a fragment containing donor molecule does not hybridize with CO; in this case, the system of two interacting labels is localized in such a way that the signal from the donor molecule is not suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex, and during stage (d), the signal from the donor molecule is detected. 20. Способ по п. 16, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО; содержащий донорную молекулу фрагмент содержит тегирующий участок, способный к гибридизации с СО, и в реакции гибридизации на стадии (с) фрагмент, содержащий донорную молекулу, гибридизуется с СО; при этом система двух взаимодействующих меток локализована таким образом, что сигнал от донорной молекулы гасится акцепторной молекулой при образовании дуплекса нерасщепленный РО/СО, при этом при проведении стадии (d) осуществляют детекцию сигнала от донорной молекулы.20. The method of claim 16, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising at its 5′-terminal portion, a tagging region having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence; a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with a tagging region of PO; the fragment containing the donor molecule contains a tagging region capable of hybridization with CO, and in the hybridization reaction in step (c), the fragment containing the donor molecule hybridizes with CO; in this case, the system of two interacting labels is localized in such a way that the signal from the donor molecule is suppressed by the acceptor molecule during the formation of the unsplit PO / CO duplex, and during stage (d), the signal from the donor molecule is detected. 21. Способ по п. 16, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с частью тегирующего участка или частью узнающего мишень участка РО.21. The method of claim 16, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO, further comprising of its 5′-terminal part, the tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide The sequence capable of hybridizing to a portion or part of the tagged part of recognizer target area RA. 22. Способ по п. 16, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер, и на стадии (b) для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера используют матричную полимеразу нуклеиновых кислот.           22. The method of claim 16, wherein the upstream oligonucleotide is an upstream primer and template nucleic acid polymerase is used to extend the upstream primer in step (b). 23. Способ по п. 16, дополнительно включающий повторение стадий (а)-(b), (а)-(с) или (a)-(d) с денатурацией между повторяющимися циклами.23. The method according to p. 16, further comprising repeating steps (a) - (b), (a) - (c) or (a) - (d) with denaturation between repeating cycles. 24. Способ по п. 16, где стадии (a)-(d) осуществляют в реакционном сосуде или в отдельных реакционных сосудах.24. The method of claim 16, wherein steps (a) to (d) are carried out in a reaction vessel or in separate reaction vessels. 25. Способ по любому из пп. 16-24, который осуществляют в присутствии располагающегося "вниз по течению" праймера.25. The method according to any one of paragraphs. 16-24, which is carried out in the presence of a downstream primer. 26. Способ детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке, включающий:
(a) гибридизацию нуклеиновокислотной последовательности-мишени с располагающимся "вверх по течению" олигонуклеотидом и зондирующим олигонуклеотидом (РО); при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; РО содержит узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью;
(b) приведение в контакт продукта со стадии (а) с ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью, в условиях, подходящих для расщепления РО; при этом, когда РО гибридизуется с нуклеиновокислотной последовательностью-мишенью, происходит расщепление РО под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью с получением отщепленного фрагмента;
(c) осуществление реакции гибридизации в присутствии интеркалирующего агента путем приведения в контакт продукта со стадии (b) с захватывающим олигонуклеотидом (СО), иммобилизованным на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО; причем реакцию гибридизации проводят в таких условиях, что отщепленный фрагмент не гибридизуется с СО, а нерасщепленный РО гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО; и (d) детекцию наличия расщепления РО путем измерения сигнала от интеркалирующего агента на твердой подложке; тем самым наличие расщепления РО указывает на присутствие нуклеиновокислотной последовательности-мишени.
26. A method for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSN (PO cleavage and hybridization) on a solid support, including:
(a) hybridization of the target nucleic acid sequence with an upstream oligonucleotide and a probe oligonucleotide (PO); wherein the upstream oligonucleotide comprises a hybridizable nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; PO contains a target-recognizing region containing a hybridizing nucleotide sequence complementary to the target nucleic acid sequence; the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity;
(b) contacting the product from step (a) with an enzyme having 5′-nuclease activity under conditions suitable for the cleavage of PO; in this case, when the PO hybridizes with the target nucleic acid sequence, the PO is cleaved by an enzyme having 5′-nuclease activity to produce a cleaved fragment;
(c) carrying out a hybridization reaction in the presence of an intercalating agent by contacting the product from step (b) with a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; wherein CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO; moreover, the hybridization reaction is carried out under such conditions that the cleaved fragment does not hybridize with CO, and the unsplit PO hybridizes with CO with the formation of an unsplit PO / CO duplex; and (d) detecting the presence of PO cleavage by measuring the signal from the intercalating agent on a solid support; thus, the presence of PO cleavage indicates the presence of a target nucleic acid sequence.
27. Способ по п. 26, где нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с узнающим мишень участком РО.27. The method according to p. 26, where the nucleotide sequence in WITH, capable of hybridization with PO, contains a nucleotide sequence capable of hybridization with a target-recognizing region of PO. 28. Способ по п. 26, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер, и на стадии (b) для удлинения располагающегося "вверх по течению" праймера используют матричную полимеразу нуклеиновых кислот.28. The method of claim 26, wherein the upstream oligonucleotide is an upstream primer and template nucleic acid polymerase is used to extend the upstream primer in step (b). 29. Способ по п. 26, дополнительно включающий повторение стадий (а)-(b), (а)-(с) или (a)-(d) с денатурацией между повторяющимися циклами.29. The method according to p. 26, further comprising repeating steps (a) - (b), (a) - (c) or (a) - (d) with denaturation between repeating cycles. 30. Способ по п. 26, где стадии (a)-(d) осуществляют в реакционном сосуде или в отдельных реакционных сосудах.30. The method according to p. 26, where stage (a) to (d) is carried out in a reaction vessel or in separate reaction vessels. 31. Способ по любому из пп. 26-30, который осуществляют в присутствии располагающегося "вниз по течению" праймера.31. The method according to any one of paragraphs. 26-30, which is carried out in the presence of a downstream primer. 32. Набор для детекции нуклеиновокислотной последовательности-мишени из ДНК или смеси нуклеиновых кислот в анализе с РОСН (расщеплением и гибридизацией РО) на твердой подложке для применения в способе по любому из пп. 1, 16 и 26, содержащий:
(a) зондирующий олигонуклеотид (РО), содержащий узнающий мишень участок, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени;
(b) располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид, содержащий гибридизующуюся нуклеотидную последовательность, комплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени; при этом располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид локализован "вверх по течению" относительно РО; располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид или его удлиненная цепь индуцирует расщепление РО ферментом, обладающим 5′-нуклеазной активностью; и
(c) захватывающий олигонуклеотид (СО), иммобилизованный на твердой подложке; при этом СО содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с РО, в результате чего РО, не расщепленный под действием фермента, обладающего 5′-нуклеазной активностью, гибридизуется с СО с образованием дуплекса нерасщепленный РО/СО.
32. A kit for detecting a target nucleic acid sequence from DNA or a mixture of nucleic acids in an analysis with ROSH (PO cleavage and hybridization) on a solid support for use in the method according to any one of claims. 1, 16 and 26, containing:
(a) a probe oligonucleotide (PO) comprising a target recognition region comprising a hybridizable nucleotide sequence complementary to a target nucleic acid sequence;
(b) an upstream oligonucleotide comprising a hybridizable nucleotide sequence complementary to a target nucleic acid sequence; wherein the upstream oligonucleotide is located upstream relative to the PO; an upstream oligonucleotide or an extended chain thereof induces PO cleavage with an enzyme having 5′-nuclease activity; and
(c) a capture oligonucleotide (CO) immobilized on a solid support; in this case, the CO contains a nucleotide sequence capable of hybridization with PO, as a result of which the PO, which is not cleaved by the enzyme with 5′-nuclease activity, hybridizes with the CO with the formation of an uncleaved PO / CO duplex.
33. Набор по п. 32, где РО имеет одиночную метку или систему двух взаимодействующих меток.33. The set of claim 32, wherein the RO has a single label or a system of two interacting labels. 34. Набор по п. 32, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с тегирующим участком РО.34. The kit of claim 32, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising of its 5′-terminal part, the tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide a sequence capable of hybridizing to the tagged portion RO. 35. Набор по п. 32, где РО представляет собой 3′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 3′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, или 5′-тегированный РО, дополнительно содержащий в своей 5′-концевой части тегирующий участок, имеющий нуклеотидную последовательность, некомплементарную нуклеиновокислотной последовательности-мишени, и нуклеотидная последовательность в СО, способная к гибридизации с РО, содержит нуклеотидную последовательность, способную к гибридизации с частью тегирующего участка и частью узнающего мишень участка РО.35. The kit of claim 32, wherein the PO is a 3′-tagged PO, further comprising a tag region in its 3′-terminal portion having a nucleotide sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, or a 5′-tagged PO further comprising of its 5′-terminal part, the tagging region having a nucleotide sequence incomplete with the target nucleic acid sequence and a nucleotide sequence in CO capable of hybridization with PO contains a nucleotide a sequence capable of hybridizing with a portion of tagged portion and the recognizing part RO target portion. 36. Набор по п. 32, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид представляет собой располагающийся "вверх по течению" праймер или располагающийся "вверх по течению" зонд.36. The kit of claim 32, wherein the upstream oligonucleotide is a upstream primer or upstream probe. 37. Набор по п. 32, дополнительно содержащий фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью.37. The kit of claim 32, further comprising an enzyme having 5′-nuclease activity. 38. Набор по п. 32, где располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид имеет частично перекрывающуюся последовательность с узнающим мишень участком РО.38. The kit of claim 32, wherein the upstream oligonucleotide has a partially overlapping sequence with a target recognition region of the PO. 39. Набор по п. 37, где фермент, обладающий 5′-нуклеазной активностью, представляет собой термостабильную ДНК-полимеразу, обладающую 5′-нуклеазной активностью, или нуклеазу FEN.39. The kit of claim 37, wherein the enzyme having 5′-nuclease activity is a thermostable DNA polymerase having 5′-nuclease activity, or FEN nuclease. 40. Набор по п. 32, дополнительно содержащий интеркалирующий агент.40. The kit of claim 32, further comprising an intercalating agent. 41. Набор по п. 32, где указанный набор используют для детекции по меньшей мере двух типов нуклеиновокислотных последовательностей-мишеней, причем располагающийся "вверх по течению" олигонуклеотид содержит по меньшей мере два типа располагающихся "вверх по течению" олигонуклеотидов, РО содержит по меньшей мере два типа РО, и СО содержит по меньшей мере два типа СО.41. The kit of claim 32, wherein said kit is used to detect at least two types of target nucleic acid sequences, wherein the upstream oligonucleotide contains at least two types of upstream oligonucleotides, the PO contains at least at least two types of PO, and CO contains at least two types of CO. 42. Набор по п. 32, где указанный набор дополнительно содержит располагающийся "вниз по течению" праймер. 42. The kit of claim 32, wherein said kit further comprises a primer located downstream.
RU2013152434/10A 2011-05-04 2012-05-03 Determination of target nucleic acid sequences by splitting oligonucleotide probe and hybridisation RU2588457C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0042332 2011-05-04
KR20110042332 2011-05-04
KR20110068888 2011-07-12
KR10-2011-0068888 2011-07-12
KRPCT/KR2011/009317 2011-12-02
PCT/KR2011/009317 WO2012150749A1 (en) 2011-05-04 2011-12-02 Detection of target nucleic acid sequences by po cleavage and hybridization
PCT/KR2012/003497 WO2012150835A2 (en) 2011-05-04 2012-05-03 Detection of target nucleic acid sequences by po cleavage and hybridization

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104218A Division RU2016104218A (en) 2011-05-04 2012-05-03 DETERMINATION OF TARGET NUCLEIC ACID SEQUENCES BY SPLITTING A PROBING OLIGONUCLEOTIDE AND HYBRIDIZATION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013152434A RU2013152434A (en) 2015-06-10
RU2588457C2 true RU2588457C2 (en) 2016-06-27

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665631C2 (en) * 2017-01-25 2018-09-03 Общество с ограниченной ответственностью "Секвойя Дженетикс" Method of specific identification of dna sequences

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050221315A1 (en) * 2002-03-07 2005-10-06 Helen Braven Nucleic acid probes, their synthesis and use
US20080131890A1 (en) * 2002-12-18 2008-06-05 Third Wave Technologies, Inc. Detection of nucleic acids
WO2011037306A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 Seegene, Inc. Detection of target nucleic acid sequences by cyclic exonucleolytic reactions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050221315A1 (en) * 2002-03-07 2005-10-06 Helen Braven Nucleic acid probes, their synthesis and use
US20080131890A1 (en) * 2002-12-18 2008-06-05 Third Wave Technologies, Inc. Detection of nucleic acids
WO2011037306A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 Seegene, Inc. Detection of target nucleic acid sequences by cyclic exonucleolytic reactions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665631C2 (en) * 2017-01-25 2018-09-03 Общество с ограниченной ответственностью "Секвойя Дженетикс" Method of specific identification of dna sequences

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2608501C2 (en) Detection of target nucleic acid sequence by probing and targeting oligonucleotide cleavage and extension-dependent signalling oligonucleotide hybridisation assay (versions)
RU2566562C2 (en) Detection of target nucleic acid sequences by pto cleavage and extension assay
RU2620958C2 (en) Detection of nucleic acid target sequence in analysis without hybridization, depending on cleavage and elongation of the probing and labeling oligonucleotide (pto)
JP6529934B2 (en) Detection of target nucleic acid sequences by PO cleavage and hybridization
RU2620955C2 (en) Detection of nucleotide variations in nucleic acid sequence-targets in the analysis with the cleavage and extension of the probing and tagging oligonucleotide (pto)
JP6050555B2 (en) Detection of target nucleic acid sequences using PTO cleavage and extension-dependent immobilized oligonucleotide hybridization
JP6295322B2 (en) Detection of target nucleic acid sequences in solid phase by PTO cleavage and extension analysis using hCTO
US9850524B2 (en) Detection of target nucleic acid sequences by PO cleavage and hybridization
RU2588457C2 (en) Determination of target nucleic acid sequences by splitting oligonucleotide probe and hybridisation
AU2015203677B2 (en) Detection of Target Nucleic Acid Sequences by PTO Cleavage and Extension
WO2013187628A1 (en) Detection of target nucleic acid sequence by pto cleavage and extension-dependent transcription