RU2617936C2 - Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer - Google Patents

Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer Download PDF

Info

Publication number
RU2617936C2
RU2617936C2 RU2014148379A RU2014148379A RU2617936C2 RU 2617936 C2 RU2617936 C2 RU 2617936C2 RU 2014148379 A RU2014148379 A RU 2014148379A RU 2014148379 A RU2014148379 A RU 2014148379A RU 2617936 C2 RU2617936 C2 RU 2617936C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microchip
oligonucleotides
genetic
hybridization
breast cancer
Prior art date
Application number
RU2014148379A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014148379A (en
Inventor
Сергей Борисович Кузнецов
Анастасия Викторовна Корель
Екатерина Владимировна Мамонова
Михаил Витальевич Михайловский
Михаил Анатольевич Садовой
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Таргетные медицинские технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Таргетные медицинские технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Таргетные медицинские технологии"
Priority to RU2014148379A priority Critical patent/RU2617936C2/en
Publication of RU2014148379A publication Critical patent/RU2014148379A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617936C2 publication Critical patent/RU2617936C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6834Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6827Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: method is for rapid analysis of genetic polymorphism to detect genetic predisposition to breast cancer (BC). 40 bases long oligonucleotides containing the genetic marker and not containing the genetic marker shown in Table 1, are immobilized on the microchip, 3 repetitions of each oligonucleotide, together with those shown in Table 3 from human housekeeping gene as a positive control and from genes of other organisms that have no homology in the human genome, as a negative control. Nucleic acids are selected from the blood sample, using the total RNA or DNA. A labeled probe is obtained for hybridization by reverse transcription reaction with simultaneous fluorescent labeling for RNA or nick translation labeling of DNA. The obtained probe is hybridized with oligonucleotides immobilized on the microchip. The non-specifically bound probe is washed under conditions discriminating against mutant genotypes. The microchip is scanned and the results evaluated.
EFFECT: increased specificity and reliability of the analysis and improved breast cancer risk assessment reliability.
3 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к молекулярной биологии, микробиологии и медицине, в частности к способам выявления и идентификации известных полиморфизмов генов, ответственных за развитие различных заболеваний, с использованием дифференцирующего олигонуклеотидного биологического микрочипа (биочипа).The invention relates to molecular biology, microbiology and medicine, in particular to methods for identifying and identifying known polymorphisms of genes responsible for the development of various diseases using a differentiating oligonucleotide biological microchip (biochip).

Точная диагностика в сочетании с детальным анализом типа наследования того или иного заболевания имеет определяющее значение для формирования групп риска, то есть отбора пациентов, у которых вероятность возникновения заболевания повышена.Accurate diagnosis in combination with a detailed analysis of the type of inheritance of a disease is crucial for the formation of risk groups, that is, the selection of patients in whom the likelihood of the disease is increased.

В настоящее время известно несколько методов, используемых для скрининга на различные заболевания. Например, можно выделить следующие.Currently, several methods are known for screening for various diseases. For example, the following can be distinguished.

Известен способ диагностики генетической предрасположенности к инфаркту миокарда у мужчин (патент РФ на изобретение №2182175, МПК C12Q 1/68, опубл. 10.05.2002), включающий выявление генотипов геномного локуса, содержащего аллель гена, отличающийся тем, что у исследуемых пациентов проводят генотипирование полиморфизма V64I гена CCR2 и при выявлении генотипа геномного локуса 3q21, содержащего аллель гена хемокинового рецептора CCR2 с заменой G на А в 190-й позиции кодирующей части, приводящей к замене V на I в 64-й позиции аминокислотной последовательности белка CCR2 641, диагностируют генетическую предрасположенность к инфаркту миокарда у мужчин.A known method for diagnosing a genetic predisposition to myocardial infarction in men (RF patent for the invention No. 2182175, IPC C12Q 1/68, publ. 05/10/2002), including the identification of genotypes of a genomic locus containing a gene allele, characterized in that genotyping is performed in the studied patients the V64I polymorphism of the CCR2 gene and the identification of the genotype of the 3q21 genomic locus containing the allele of the chemokine receptor CCR2 gene with G replaced by A at the 190th position of the coding part, leading to the replacement of V by I at the 64th position of the amino acid sequence of the CC protein R2 641, a genetic predisposition to myocardial infarction in men is diagnosed.

Недостатком известного способа является недостаточная специфичность экспресс-анализа, обусловленная тем, что данный способ оценивает всего лишь один фактор из множества влияющих на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и поэтому не может дать полной информации о пациенте.The disadvantage of this method is the lack of specificity of the rapid analysis, due to the fact that this method evaluates only one factor out of many that affect the risk of developing cardiovascular diseases and therefore cannot provide complete information about the patient.

Известен анализ и применение полиморфных форм PARI для оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний (Заявка №2005136430, 2006.04.20), основанный на выявлении точечных мутаций в гене PARI. Изолированная полинуклеотидная последовательность гена PARI отличается тем, что в положении 3090 последовательности согласно NM_001992 имеется замена Т на С.Known analysis and use of polymorphic forms of PARI to assess the risk of cardiovascular disease (Application No. 2005136430, 2006.04.20), based on the detection of point mutations in the PARI gene. The isolated polynucleotide sequence of the PARI gene is characterized in that at position 3090 of the sequence according to NM_001992 there is a substitution of T for C.

Недостаток данного способа в ограниченной информативности и невозможности предсказать риски развития различных патологий, сердечнососудистой системы, независимых от гена PARI.The disadvantage of this method is the limited information content and the inability to predict the risks of various pathologies, the cardiovascular system, independent of the PARI gene.

Общий недостаток вышеперечисленных методов: их нецелесообразно применять для массового скрининга, т.к. они трудоемки и позволяют диагностировать только одно заболевание.A common drawback of the above methods: they are impractical to apply for mass screening, because they are laborious and allow you to diagnose only one disease.

Наиболее близкими к предлагаемым являются способ экспресс-анализа генетического полиморфизма для определения фармакогенетического статуса человека и выявления генетической предрасположенности к онкологическим заболеваниям, биочип и набор олигонуклеотидов по патенту РФ на изобретение №2303634 (МПК C12N 15/11, опубл. 27.07.2007). Способ основан на проведении оригинального варианта мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) в две стадии с последующей гибридизацией флуоресцентно меченного фрагмента ДНК на биологическом микрочипе, содержащем оригинальный набор дифференцирующих олигонуклеотидов, а также процедуры регистрации и интерпретации результатов.Closest to the proposed methods are a rapid analysis of genetic polymorphism to determine the pharmacogenetic status of a person and identify a genetic predisposition to cancer, a biochip and a set of oligonucleotides according to the RF patent for invention No. 2303634 (IPC C12N 15/11, published on July 27, 2007). The method is based on carrying out an original version of a multiplex polymerase chain reaction (PCR) in two stages, followed by hybridization of a fluorescently labeled DNA fragment on a biological microchip containing an original set of differentiating oligonucleotides, as well as registration and interpretation of the results.

Недостатком известного способа и биочипа является использование мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР). Проведение ПЦР достаточно трудоемко, на ее проведение требуется много времени, и поэтому не может охватывать большое количество патогенных мутаций, что снижает специфичность и достоверность проводимого анализа.The disadvantage of this method and biochip is the use of multiplex polymerase chain reaction (PCR). PCR is rather laborious, it takes a lot of time, and therefore cannot cover a large number of pathogenic mutations, which reduces the specificity and reliability of the analysis.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении специфичности и достоверности экспресс анализа при упрощении его проведения. В основу изобретения положена также задача создания биочипа, обеспечивающего оптимальное функционирование иммобилизованных в нем биологических макромолекул для выявления патогенных мутаций в кодирующих регионах значимых для заболевания генов и мутаций вне кодирующих регионов, а также в межгенных промежутках как маркеров диагностируемого заболевания.The problem solved by the invention is to increase the specificity and reliability of the express analysis while simplifying its implementation. The invention is also based on the task of creating a biochip that ensures the optimal functioning of biological macromolecules immobilized in it to detect pathogenic mutations in coding regions of genes and mutations that are significant for the disease outside coding regions, as well as in intergenic spaces as markers of a diagnosed disease.

Поставленная задача решается тем, что в способе экспресс-анализа генетического полиморфизма для выявления генетической предрасположенности к диагностируемому заболеванию, включающем верификацию патогенных мутаций в клиническом образце НК путем дифференцированной гибридизации меченых зондов из НК пациента, предусматривающем следующие стадии:The problem is solved in that in the method of rapid analysis of genetic polymorphism to identify a genetic predisposition to the diagnosed disease, including verification of pathogenic mutations in the clinical sample of NK by differentiating hybridization of labeled probes from the patient's NK, comprising the following stages:

- иммобилизация на микрочипе олигонуклеотидов;- immobilization of oligonucleotides on a microchip;

- выделение нуклеиновых кислот из образца крови пациента;- isolation of nucleic acids from a patient’s blood sample;

- получение меченого зонда для гибридизации;- obtaining a labeled probe for hybridization;

- гибридизация полученного меченого зонда с иммобилизованными на микрочипе олигонуклеотидами;- hybridization of the obtained labeled probe with oligonucleotides immobilized on a microchip;

- отмывание не специфически связавшегося зонда в условиях, дискриминирующих мутантные генотипы;- washing of a non-specifically bound probe under conditions that discriminate mutant genotypes;

- сканирование микрочипа и получение результатов;- scanning a microchip and obtaining results;

- общая оценка результатов анализа;- an overall assessment of the results of the analysis;

согласно изобретению:according to the invention:

- на микрочипе иммобилизуют олигонуклеотиды длиной 25-60 оснований, содержащие и не содержащие генетический маркер (3 печатные точки для каждого олигонуклеотида), а также олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме;- oligonucleotides of 25-60 bases in length containing and not containing a genetic marker (3 printed dots for each oligonucleotide), as well as oligonucleotides from genes of human households and from genes of other organisms that do not have homology in the human genome, are immobilized on a microchip;

- меченый зонд получают методом реакции обратной транскрипции с одновременным мечением флуоресцентной меткой для РНК или мечение методом ник-трансляции для ДНК, причем, используют тотальную РНК или ДНК из клеток клинического образца.- a labeled probe is obtained by the reverse transcription reaction with simultaneous labeling with a fluorescent label for RNA or nick-translation labeling for DNA; moreover, total RNA or DNA from cells of a clinical sample is used.

Иммобилизация на микрочипе олигонуклеотидов длиной 25-60 оснований повышает специфичность гибридизации и, как следствие, вероятность обнаружения патогенной мутации. В сочетании с 3 повторами каждого олигонуклеотида, позитивными и негативными контролями это повысит специфичность и достоверность проводимого экспресс-анализа.The immobilization of oligonucleotides with a length of 25-60 bases on a microchip increases the specificity of hybridization and, as a result, the probability of detecting a pathogenic mutation. In combination with 3 repetitions of each oligonucleotide, positive and negative controls, this will increase the specificity and reliability of the rapid analysis.

Получение меченого зонда из тотальной РНК или ДНК клинического образца также повышает специфичность гибридизации и достоверность результатов. Кроме того, позволяет упростить проведение экспресс-анализа за счет исключения дополнительных операций.Obtaining a labeled probe from total RNA or DNA of a clinical sample also increases the specificity of hybridization and the reliability of the results. In addition, it allows to simplify the rapid analysis by eliminating additional operations.

Заявляемый способ позволяет получить более полную комплексную оценку генетических предрасположенностей пациента к диагностируемому заболеванию, и с большей достоверностью оценить риски развития этого заболевания.The inventive method allows to obtain a more comprehensive assessment of the genetic predispositions of the patient to the diagnosed disease, and more accurately assess the risks of developing this disease.

Последовательность олигонуклеотидов, содержащих генетический маркер, определяет какое именно заболевание будет диагностироваться. Так, для диагностики генетической предрасположенности к заболеванию раком молочной железы (РМЖ) целесообразно в качестве олигонуклеотидов, содержащих генетический маркер, использовать олигонуклеотиды с последовательностью, приведенной в табл. 1.The sequence of oligonucleotides containing a genetic marker determines which disease will be diagnosed. So, to diagnose a genetic predisposition to breast cancer (BC), it is advisable to use oligonucleotides with the sequence shown in Table 1 as oligonucleotides containing a genetic marker. one.

Предложенный набор генетических маркеров достаточно полно охватывает известные патогенные мутации, вызывающие предрасположенность к развитию РМЖ, а длина и последовательности олигонуклеотидов, содержащих патогенные мутации позволяет надежно дискриминировать мутантные аллели от аллелей дикого типа, даже если они отличаются всего лишь однонуклеотидной заменой.The proposed set of genetic markers sufficiently comprehensively covers known pathogenic mutations causing a predisposition to the development of breast cancer, and the length and sequence of oligonucleotides containing pathogenic mutations allows one to reliably discriminate mutant alleles from wild-type alleles, even if they differ only by a single nucleotide substitution.

Для диагностики предрасположенности к сколиозу целесообразно в качестве олигонуклеотидов, содержащих генетический маркер, использовать олигонуклеотиды с последовательностью, приведенной в табл. 2To diagnose a predisposition to scoliosis, it is advisable to use oligonucleotides with the sequence shown in Table 1 as oligonucleotides containing a genetic marker. 2

Разработанный авторами набор генетических маркеров так же, как и набор маркеров для диагностики предрасположенности к РМЖ, обеспечивает высокую специфичность и достоверность экспресс-анализа.The set of genetic markers developed by the authors, as well as the set of markers for diagnosing a predisposition to breast cancer, provides high specificity and reliability of the express analysis.

При необходимости диагностики других заболеваний составляют последовательность олигонуклеотидов, включающую оптимальное число известных патогенных мутаций, характерных для каждого конкретного заболевания.If necessary, the diagnosis of other diseases is the sequence of oligonucleotides, including the optimal number of known pathogenic mutations characteristic of each specific disease.

Поставленная задача решается тем, что в биочипе, представляющем собой подложку с набором иммобилизованных на ней олигонуклеотидов, согласно изобретению, подложка выполнена из прозрачного материала с покрытием, обеспечивающим прочное связывание олигонуклеотида с поверхностью подложки, набор иммобилизованных олигонуклеотидов включает последовательности длиной 25-60 оснований, содержащие и не содержащие генетический маркер (3 повтора каждого олигонуклеотида), а также олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме.The problem is solved in that in a biochip, which is a substrate with a set of oligonucleotides immobilized on it, according to the invention, the substrate is made of a transparent material with a coating that provides strong binding of the oligonucleotide to the surface of the substrate, the set of immobilized oligonucleotides includes sequences of 25-60 bases in length, containing and not containing a genetic marker (3 repeats of each oligonucleotide), as well as oligonucleotides from the genes of the human household and from the genes of each x organisms that have no homology to the human genome.

Для диагностики генетической предрасположенности к РМЖ на биочипе целесообразно иммобилизировать содержащие генетический маркер олигонуклеотиды в последовательности, приведенной в табл. 1.To diagnose a genetic predisposition to breast cancer on a biochip, it is advisable to immobilize oligonucleotides containing a genetic marker in the sequence shown in Table. one.

Для диагностики генетической предрасположенности к сколиозу на биочипе целесообразно иммобилизировать содержащие генетический маркер олигонуклеотиды в последовательности, приведенной в табл. 2.To diagnose a genetic predisposition to scoliosis on a biochip, it is advisable to immobilize oligonucleotides containing a genetic marker in the sequence shown in Table. 2.

Иммобилизация на подложке олигонуклеотидов, содержащих и не содержащих генетический маркер, позволяет одновременно определять наличие патогенной мутации и ее статус без дополнительных операций, усложняющих проведение экспресс-анализа.The immobilization of oligonucleotides on the substrate, containing and not containing a genetic marker, allows you to simultaneously determine the presence of a pathogenic mutation and its status without additional operations that complicate the rapid analysis.

Наличие на биочипе олигонуклеотидов из генов домашнего хозяйства человека и из генов, не имеющих гомологии в человеческом геноме, обеспечивают контроль за правильностью проведения выделения нуклеиновых кислот из образца крови пациента, реакции обратной транскрипции, мечения, гибридизации, и отмывки микрочипа. Такой контроль также повышает специфичность и достоверность экспресс-анализа.The presence on the biochip of oligonucleotides from genes in human households and from genes that do not have homology in the human genome provides control over the correctness of nucleic acid isolation from a patient’s blood sample, reverse transcription reaction, labeling, hybridization, and washing the microchip. Such control also increases the specificity and reliability of the rapid analysis.

Для позитивного и негативного контролей целесообразно иммобилизовать на микрочипе олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме, в последовательности, приведенной в табл. 3.For positive and negative controls, it is advisable to immobilize on a microchip oligonucleotides from genes of the human household and from genes of other organisms that do not have homology in the human genome, in the sequence shown in Table. 3.

Поставленная задача решается тем, что для диагностики предрасположенности к РМЖ используется набор олигонуклеотидов для идентификации патогенных мутаций с последовательностями, представленными в табл. 1.The problem is solved in that for the diagnosis of susceptibility to breast cancer, a set of oligonucleotides is used to identify pathogenic mutations with the sequences shown in table. one.

Для диагностики предрасположенности к сколиозу используется набор олигонуклеотидов для идентификации генетических маркеров с последовательностями, представленными в табл. 2.To diagnose a predisposition to scoliosis, a set of oligonucleotides is used to identify genetic markers with the sequences shown in table. 2.

Последовательности не мутантных олигонуклеотидов в обоих случаях берут из стандартных последовательностей генов, опубликованных в базе данных http://www.ncbi.nlm.nih.gov.The sequences of non-mutant oligonucleotides in both cases are taken from standard gene sequences published in the database http://www.ncbi.nlm.nih.gov.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурой, на которой схематически изображен заявляемый биочип и таблицами, где в таблице 1 приведен перечень последовательностей олигонуклеотидов для диагностики генетической предрасположенности к РМЖ, в таблице 2 - перечень последовательностей олигонуклеотидов для диагностики генетической предрасположенности к сколиозу, в таблице 3 - перечень последовательностей олигонуклеотидов для позитивных и негативных контролей.The invention is illustrated by a figure, which schematically depicts the inventive biochip and tables where table 1 shows a list of oligonucleotide sequences for diagnosing a genetic predisposition to breast cancer, table 2 shows a list of oligonucleotide sequences for diagnosing a genetic predisposition to scoliosis, table 3 shows a list of oligonucleotide sequences for positive and negative controls.

Предложенный биочип представляет собой подложку 1, выполненную из прозрачного материала с покрытием, обеспечивающим прочное связывание олигонуклеотида с поверхностью подложки. На подложке 1 иммобилизованы последовательности олигонуклеотидов длиной 25-60 оснований, не содержащие 2 и содержащие 3 генетический маркер (по 3 повтора каждого олигонуклеотида), а также олигонуклеотиды 4 из генов домашнего хозяйства человека и олигонуклеотиды 5 из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме.The proposed biochip is a substrate 1 made of a transparent material with a coating that provides strong binding of the oligonucleotide to the surface of the substrate. On substrate 1, immobilized sequences of oligonucleotides 25-60 bases long, not containing 2 and containing 3 genetic markers (3 repeats of each oligonucleotide), as well as oligonucleotides 4 from genes of the human household and 5 oligonucleotides from genes of other organisms that do not have homology in human genome.

Пример конкретной реализации заявляемого способа, биочипа и набора олигонуклеотидов для диагностики предрасположенности к РМЖ.An example of a specific implementation of the proposed method, a biochip and a set of oligonucleotides for the diagnosis of susceptibility to breast cancer.

На подложке 1 из стекла размером 25×75×1 мм, покрытой материалом, обеспечивающим прочное сцепление олигонуклеотидов с поверхностью (SuperEpoxy 3 от Arrayit), иммобилизованы олигонуклеотиды 2 и 3, перечисленные в таблице 1, методом роботизированной печати на принтере микрочипов SpotBot® 2 от компании Arrayit.On a substrate 1 of glass 25 × 75 × 1 mm in size coated with a material that provides strong adhesion of the oligonucleotides to the surface (SuperEpoxy 3 from Arrayit), the oligonucleotides 2 and 3 listed in Table 1 were immobilized by the method of robotic printing on a SpotBot® 2 microarray printer from Arrayit.

В качестве позитивных и негативных контролей, подтверждающих правильность выполнения всех операций по процессингу микрочипа и повышающих надежность анализа, на микрочипе иммобилизованы олигонуклеотиды 4 и 5, перечисленные в таблице 3.As positive and negative controls, confirming the correctness of all microchip processing operations and increasing the reliability of the analysis, oligonucleotides 4 and 5 are listed on the microchip, listed in Table 3.

Из клинического образца, 5 мл, венозной крови методом центрифугирования выделена лейкоцитарная фракция, из которой при помощи набора RNeasy Protect Cell Mini Kit от QIAGEN, выделена тотальная РНК.A leukocyte fraction was isolated from a clinical sample, 5 ml, of venous blood by centrifugation, from which total RNA was isolated using the RIAeasy Protect Cell Mini Kit from QIAGEN.

При помощи Набора SuperScript VILO от Invitrogen проведена реакция обратной транскрипции с одновременным мечением при добавлении в реакционную смесь Су5 CTP от Perkin Elmer.Invitrogen's SuperScript VILO Kit from Invitrogen performed a reverse transcription reaction with simultaneous labeling while adding Perkin Elmer CTP to the reaction mixture.

После реакции получения кДНК и мечения, смесь меченых зондов очистили от не включившейся метки при помощи Fluorescent Probe Purification Kit, Single Column Format от Arrayit.After the cDNA production reaction and labeling, the mixture of labeled probes was cleared of the tag not included using the Fluorescent Probe Purification Kit, Single Column Format from Arrayit.

Меченый зонд смешали с буфером для гибридизации, поместили на напечатанный на подложке 1 микрочип под покровное стекло, и провели гибридизацию в герметичной гибридизационной камере при соответствующей температуре, обеспечивающей дискриминацию мутантных аллелей от аллелей дикого типа.The labeled probe was mixed with hybridization buffer, placed on a substrate 1 printed microchip under a coverslip, and hybridized in a sealed hybridization chamber at an appropriate temperature to discriminate mutant alleles from wild-type alleles.

После гибридизации микрочипы были отмыты в серии буферов при условиях, обеспечивающих отмывку не специфически связавшихся зондов.After hybridization, the microarrays were washed in a series of buffers under conditions ensuring the washing of non-specifically bound probes.

Отмытый микрочип был отсканирован на сканнере SureScan Microaaray Scanner от Agilent Technologies, и проанализирован при помощи программного обеспечения Agilent Microarray Control. При общем анализе все позитивные 4 контрольные точки на скане микрочипа светятся, а негативные 5 контрольные точки нет, из чего сделан вывод, что процедуры выделения РНК, получения кДНК, мечения, гибридизации и отмывки проведены правильно, и позитивным сигналам из точек печати мутантных аллелей маркеров можно доверять. Так как, олигонуклеотиды с мутантными 3 и нормальными 2 аллелями маркеров напечатаны друг под другом, то столбцы точек печати нормальных 2 аллелей должны светиться все и во всех трех повторах, за исключением случаев, когда носитель какой либо мутации является гомозиготой по этой мутации. В случае гетерозиготности носителя по какой либо мутации, будут светиться точки печати и мутантного 3, и нормального 2 вариантов. Один индивид может быть носителем нескольких мутаций в одном или разных генах, в гомозиготном или гетерозиготном состоянии, и эти факты дают основу для расчета рисков возникновения и развития рака молочной железы у носителя мутаций до проявления клинических симптомов заболевания.The washed microchip was scanned with a Agilent Technologies SureScan Microaaray Scanner and analyzed using Agilent Microarray Control software. In the general analysis, all the positive 4 control points on the scan of the microchip glow, and the negative 5 control points are not, from which it was concluded that the procedures for isolating RNA, obtaining cDNA, labeling, hybridization and washing were carried out correctly, and for positive signals from the printing points of mutant marker alleles can trust. Since oligonucleotides with mutant 3 and normal 2 marker alleles are printed under each other, the columns of the print points of the normal 2 alleles should all shine and in all three repetitions, except when the carrier of any mutation is homozygous for this mutation. If the carrier is heterozygous for any mutation, the print points of the mutant 3 and normal 2 options will light up. A single individual can be a carrier of several mutations in one or different genes, in a homozygous or heterozygous state, and these facts provide the basis for calculating the risks of breast cancer occurrence and development in a mutation carrier before clinical symptoms of the disease appear.

Пример конкретной реализации заявляемого способа, биочипа и набора олигонуклеотидов для диагностики предрасположенности к сколиозу.An example of a specific implementation of the proposed method, a biochip and a set of oligonucleotides for the diagnosis of predisposition to scoliosis.

На подложке из стекла размером 25×75×1 мм, покрытой материалом, обеспечивающим прочное сцепление олигонуклеотидов с поверхностью (SuperEpoxy 3 от Arrayit), иммобилизованы олигонуклеотиды, перечисленные в таблице 2, методом роботизированной печати на принтере микрочипов SpotBot® 2 от компании Arrayit.On a glass substrate of 25 × 75 × 1 mm in size coated with a material that provides strong adhesion of oligonucleotides to the surface (SuperEpoxy 3 from Arrayit), the oligonucleotides listed in Table 2 were immobilized by the method of robotic printing on a SpotBot® 2 microarray printer from Arrayit.

В качестве позитивных и негативных контролей, подтверждающих правильность выполнения всех операций по процессингу микрочипа и повышающих надежность анализа, на микрочипе иммобилизованы олигонуклеотиды, перечисленные в таблице 3.As positive and negative controls, confirming the correctness of all microchip processing operations and increasing the reliability of the analysis, the oligonucleotides listed in Table 3 are immobilized on the microchip.

Из клинического образца, 5 мл, венозной крови пациента с диагностированным идиопатическим сколиозом методом центрифугирования выделена лейкоцитарная фракция, из которой при помощи набора QIAamp DNA Mini Kit была выделена тотальная ДНК.A leukocyte fraction was isolated from a clinical sample, 5 ml, of venous blood from a patient with diagnosed idiopathic scoliosis by centrifugation, from which total DNA was isolated using the QIAamp DNA Mini Kit.

Выделенная ДНК была помечена методом ник-трансляции при помощи набора PromoFluor-550 Nick Translation Labeling Kit. Меченый зонд был очищен при помощи Fluorescent Probe Purification Kit от Arrayit.The isolated DNA was nick-translated using the PromoFluor-550 Nick Translation Labeling Kit. The labeled probe was cleaned using the Fluorescent Probe Purification Kit from Arrayit.

Меченый зонд смешали с буфером для гибридизации, поместили на напечатанный на стеклянном носителе микрочип под покровное стекло, и провели гибридизацию в герметичной гибридизационной камере при соответствующей температуре, обеспечивающей дискриминацию мутантных аллелей от аллелей дикого типа.A labeled probe was mixed with hybridization buffer, placed on a glass-printed microchip under a coverslip, and hybridized in a sealed hybridization chamber at an appropriate temperature to discriminate mutant alleles from wild-type alleles.

После гибридизации микрочипы были отмыты в серии буферов при условиях, обеспечивающих отмывку не специфически связавшихся зондов.After hybridization, the microarrays were washed in a series of buffers under conditions ensuring the washing of non-specifically bound probes.

Отмытый микрочип был отсканирован на сканнере SureScan Microaray Scanner от Agilent Technologies, и проанализирован при помощи программного обеспечения Agilent Microarray Control.The washed microchip was scanned on a SureScan Microaray Scanner from Agilent Technologies, and analyzed using Agilent Microarray Control software.

Если при общем анализе все позитивные контрольные точки на скане микрочипа светятся, а негативные контрольные точки нет, то сделан вывод, что процедуры выделения ДНК, мечения при помощи ник-трансляции (или другим способом), гибридизации и отмывки проведены правильно, и позитивным сигналам из точек печати мутантных аллелей маркеров можно доверять. Так как, олигонуклеотиды с мутантными и нормальными аллелями маркеров напечатаны друг под другом, то столбцы точек печати нормальных аллелей должны светиться все и во всех трех повторах, за исключением случаев, когда носитель какой либо мутации является гомозиготой по этой мутации. В случае гетерозиготности носителя по какой либо мутации, будут светиться точки печати и мутантного, и нормального вариантов. Один индивид может быть носителем нескольких мутаций в одном или разных генах, в гомозиготном или гетерозиготном состоянии, и эти факты дают основу для расчета рисков возникновения сколиоза у пациента еще до проявления клинических симптомов заболевания.If during the general analysis all the positive control points on the scan of the microchip glow, but no negative control points, then it was concluded that DNA extraction, labeling using nick translation (or another way), hybridization and washing were carried out correctly, and the positive signals from printing points of mutant marker alleles can be trusted. Since oligonucleotides with mutant and normal marker alleles are printed under each other, the columns of the printing points of normal alleles should all shine and in all three repetitions, except when the carrier of any mutation is homozygous for this mutation. If the carrier is heterozygous for any mutation, the print points of both the mutant and normal variants will light up. A single individual can be a carrier of several mutations in one or different genes, in a homozygous or heterozygous state, and these facts provide the basis for calculating the risks of scoliosis in a patient even before the clinical symptoms of the disease appear.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Claims (11)

Способ экспресс-анализа генетического полиморфизма для выявления генетической предрасположенности к раку молочной железы, включающий верификацию патогенных мутаций в клиническом образце нуклеиновой кислоты (НК) путем дифференцированной гибридизации меченых зондов из НК пациента, предусматривающий следующие стадии:A method for the rapid analysis of genetic polymorphism to detect a genetic predisposition to breast cancer, comprising verifying pathogenic mutations in a clinical nucleic acid (NK) sample by differentiating hybridization of labeled probes from a patient's NK, comprising the following steps: - иммобилизация на микрочипе олигонуклеотидов;- immobilization of oligonucleotides on a microchip; - выделение нуклеиновых кислот из образца крови пациента;- isolation of nucleic acids from a patient’s blood sample; - получение меченого зонда для гибридизации;- obtaining a labeled probe for hybridization; - гибридизация полученного меченого зонда с иммобилизованными на микрочипе олигонуклеотидами;- hybridization of the obtained labeled probe with oligonucleotides immobilized on a microchip; - отмывание не специфически связавшегося зонда в условиях, дискриминирующих мутантные генотипы;- washing of a non-specifically bound probe under conditions that discriminate mutant genotypes; - сканирование микрочипа и получение результатов;- scanning a microchip and obtaining results; - общая оценка результатов анализа;- an overall assessment of the results of the analysis; отличающийся тем, чтоcharacterized in that - на микрочипе иммобилизуют олигонуклеотиды длиной 40 оснований, содержащие генетический маркер, представленные в табл. 1, и не содержащие генетический маркер, по 3 повтора каждого олигонуклеотида, а также представленные в табл. 3 олигонуклеотиды из генов домашнего хозяйства человека в качестве позитивного контроля и из генов других организмов, не имеющих гомологии в человеческом геноме, в качестве негативного контроля;- on a microchip, 40 bases long oligonucleotides containing the genetic marker are shown in the table. 1, and not containing a genetic marker, 3 repetitions of each oligonucleotide, as well as presented in table. 3 oligonucleotides from the genes of the human household as a positive control and from the genes of other organisms that do not have homology in the human genome, as a negative control; - меченый зонд получают методом реакции обратной транскрипции с одновременным мечением флуоресцентной меткой для РНК в качестве клинического образца, или мечением методом ник-трансляции для ДНК в качестве клинического образца, причем используют тотальную РНК или ДНК.- a labeled probe is obtained by a reverse transcription reaction with simultaneous labeling with a fluorescent label for RNA as a clinical sample, or by nick-translation for DNA as a clinical sample, using total RNA or DNA.
RU2014148379A 2014-12-01 2014-12-01 Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer RU2617936C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014148379A RU2617936C2 (en) 2014-12-01 2014-12-01 Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014148379A RU2617936C2 (en) 2014-12-01 2014-12-01 Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014148379A RU2014148379A (en) 2016-06-27
RU2617936C2 true RU2617936C2 (en) 2017-04-28

Family

ID=56195339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014148379A RU2617936C2 (en) 2014-12-01 2014-12-01 Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2617936C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795100C1 (en) * 2022-10-06 2023-04-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for prediction of increased rick of developing stage 1-2 breast cancer in women based on polymorphism of the matrix metalloproteinase 9 gene

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2303634C2 (en) * 2005-10-11 2007-07-27 Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук Method for analysis of genetic polymorphysm, defining predisposition to tumor diseases and individual sensitivity to pharmaceutical agents by using olygonucleotide biological microarray (bioarray)
WO2007104052A2 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Clark Tibbetts Apparatus and methods for applications of genomic microarrays in screening, surveillance and diagnostics
WO2008049111A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Axial Biotech, Inc. Genetic markers of chromosome 3 associated with scoliosis and use thereof
RU2440415C1 (en) * 2010-06-07 2012-01-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" Set of synthetic oligonucleotides for determination of nucleotide sequence of coding part of brca1 gene and detection of mutations, associated with hereditary forms of breast cancer
RU2456925C1 (en) * 2011-03-15 2012-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации" Method of predicting risk of idiopathic scoliosis development in children
WO2013159099A2 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Gene expression profiles associated with metastatic breast cancer
RU137553U1 (en) * 2013-08-02 2014-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "НекстГен" DNA MICROCHIP FOR HUMAN MOLECULAR AND GENETIC STUDY

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2303634C2 (en) * 2005-10-11 2007-07-27 Институт Молекулярной Биологии Им. В.А. Энгельгардта Российской Академии Наук Method for analysis of genetic polymorphysm, defining predisposition to tumor diseases and individual sensitivity to pharmaceutical agents by using olygonucleotide biological microarray (bioarray)
WO2007104052A2 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Clark Tibbetts Apparatus and methods for applications of genomic microarrays in screening, surveillance and diagnostics
WO2008049111A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Axial Biotech, Inc. Genetic markers of chromosome 3 associated with scoliosis and use thereof
RU2440415C1 (en) * 2010-06-07 2012-01-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" Set of synthetic oligonucleotides for determination of nucleotide sequence of coding part of brca1 gene and detection of mutations, associated with hereditary forms of breast cancer
RU2456925C1 (en) * 2011-03-15 2012-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации" Method of predicting risk of idiopathic scoliosis development in children
WO2013159099A2 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Gene expression profiles associated with metastatic breast cancer
RU137553U1 (en) * 2013-08-02 2014-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "НекстГен" DNA MICROCHIP FOR HUMAN MOLECULAR AND GENETIC STUDY

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795244C1 (en) * 2022-10-05 2023-05-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for prediction of breast cancer risk development in obese women
RU2795100C1 (en) * 2022-10-06 2023-04-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for prediction of increased rick of developing stage 1-2 breast cancer in women based on polymorphism of the matrix metalloproteinase 9 gene
RU2798666C1 (en) * 2022-11-03 2023-06-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of predicting a low risk of developing breast cancer in women with highly penetrating mutations in the brca1 and chek2 genes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014148379A (en) 2016-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014533949A5 (en)
CN107475371B (en) Method for discovering pharmacogenomic biomarkers
US7732138B2 (en) Rapid genotyping analysis and the device thereof
EP2847593A1 (en) Methods for predicting and detecting cancer risk
JP2008526249A5 (en)
JP5663491B2 (en) Target nucleic acid detection method
JP2010520745A5 (en)
US20100092959A1 (en) Single nucleotide polymorphisms as genetic markers for childhood leukemia
CN108026583A (en) HLA-B*15:02 single nucleotide polymorphism and its application
JP2018512868A (en) Metagenomic compositions and methods for breast cancer detection
US20100086918A1 (en) Methods for High Sensitivity Detection of Genetic Polymorphisms
US20200216903A1 (en) Mitochondrial Disease Genetic Diagnostics
Farkas et al. The suitability of matrix assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry in a laboratory developed test using cystic fibrosis carrier screening as a model
EP3315613B1 (en) Methods and kits for diagnosing or assessing the risk of cervical cancer
JP2006223303A (en) Method for detecting fine amount of gastric cancer cell
RU2617936C2 (en) Method for genetic polymorphism rapid analysis for detection of genetic predisposition to breast cancer
KR20110034297A (en) Marker for diagnosing intrinsic atopic dermatitis and use thereof
US20120172239A1 (en) Method for the identification by molecular techniques of genetic variants that encode no d antigen (d-) and altered c antigen (c+w)
KR102268059B1 (en) Composition, kit for predicting weight control according to exercise, and method using the same
RU158971U1 (en) BIOCHIP
Hue-Roye et al. Principles of PCR-based assays
Du et al. A simple oligonucleotide biochip capable of rapidly detecting known mitochondrial DNA mutations in Chinese patients with Leber's hereditary optic neuropathy (LHON)
RU2402771C2 (en) Method of screening cardiovascular diseases and biochip for said method realisation
WO2012056694A1 (en) Method for assessing breast cancer susceptibility
RU2805861C1 (en) Method of genotyping tlr2 gene using rs5743708 polymorphism and a set of oligonucleotide primers and probes for its implementation

Legal Events

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

Effective date: 20201202