RU2807806C1 - pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC RECOMBINANT PLASMID DNA CONTAINING NUCLEOTIDE SEQUENCES OF THE T-LYMPHOCYTE Α-RECEPTOR GENE LOCUS AND SIGNAL FRAGMENTS OF THE T- AND B-CELL RECEPTOR EXCISION RINGS - Google Patents

pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC RECOMBINANT PLASMID DNA CONTAINING NUCLEOTIDE SEQUENCES OF THE T-LYMPHOCYTE Α-RECEPTOR GENE LOCUS AND SIGNAL FRAGMENTS OF THE T- AND B-CELL RECEPTOR EXCISION RINGS Download PDF

Info

Publication number
RU2807806C1
RU2807806C1 RU2022132020A RU2022132020A RU2807806C1 RU 2807806 C1 RU2807806 C1 RU 2807806C1 RU 2022132020 A RU2022132020 A RU 2022132020A RU 2022132020 A RU2022132020 A RU 2022132020A RU 2807806 C1 RU2807806 C1 RU 2807806C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tcrac
excision
dna
pgem
sjkrec
Prior art date
Application number
RU2022132020A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Анатольевич Слепцов
Сергей Петрович Медведев
Мария Сергеевна Назаренко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук"
Application granted granted Critical
Publication of RU2807806C1 publication Critical patent/RU2807806C1/en

Links

Abstract

FIELD: genetic engineering; molecular and cellular biology.
SUBSTANCE: invention is intended to assess the specificity and sensitivity of primers and probes developed to estimate the number of copies of T-lymphocyteα-receptor and T-cell receptor excision ring signaling fragment in human DNA samples.
EFFECT: proposed pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC plasmid DNA acts as a standardized positive control DNA sample when assessing the number of copies of the T-lymphocyte geneα-receptor and signal fragments of excision rings of T- and B-cell receptors when performing digital PCR with absolute quantification in biological samples of human DNA.
1 cl, 5 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области генной инженерии, молекулярной и клеточной биологии и предназначено для оценки специфичности и чувствительности праймеров и зондов, разрабатываемых для оценки количества копий Т-лимфоцитарного α-рецептора и сигнального фрагмента эксцизионного кольца Т-клеточного рецептора в образцах ДНК человека, т.е. выступающим в качестве стандартизированного положительного контрольного образца ДНК.The invention relates to the field of genetic engineering, molecular and cellular biology and is intended to evaluate the specificity and sensitivity of primers and probes developed to estimate the copy number of the T-lymphocyte α-receptor and the signal fragment of the T-cell receptor excision ring in human DNA samples, i.e. . serving as a standardized positive control DNA sample.

Т-лимфоциты (Т-клетки) играют ключевую роль в клеточном иммунном ответе [1, 2], поскольку они распознают специфические антигенные пептиды, связанные с главными комплексами гистосовместимости (ГКГС) [3, 4]. Это распознавание регулируется гетеродимерным αβ Т-клеточным рецептором [2]. Внутри цепи TCRβ определяющая комплементарность область (CDR) 1 и петли CDR2 TCR контактируют с альфа-спиралями ГКГС, в то время как гипервариабельные области CDR3 взаимодействуют в основном с пептидом [1, 2]. Как в цепях TCRα, так и в цепях TCRβ петли CDR3 имеют наибольшее разнообразие последовательностей и являются основными детерминантами специфичности связывания с рецептором. CDR1 и CDR2 определяются геном V, используемым в TCR, тогда как CDR3 определяется как V, (D в TCRβ), так и J, а также добавлением и удалением нуклеотидов на стыках VD и DJ (VJ в альфа-цепочка), то есть подвергаются так называемой V(D)J рекомбинации [1]. T lymphocytes (T cells) play a key role in the cellular immune response [1, 2], as they recognize specific antigenic peptides associated with major histocompatibility complexes (MHC) [3, 4]. This recognition is regulated by the heterodimeric αβ T cell receptor [2]. Within the TCRβ chain, complementarity determining region (CDR) 1 and TCR CDR2 loops contact MHC alpha helices, while CDR3 hypervariable regions interact primarily with the peptide [1, 2]. In both the TCRα and TCRβ chains, the CDR3 loops have the greatest sequence diversity and are the major determinants of receptor binding specificity. CDR1 and CDR2 are defined by the V gene used in the TCR, while CDR3 is defined by both V, (D in TCRβ) and J, and the addition and deletion of nucleotides at the junctions of VD and DJ (VJ in the alpha strand), i.e. subject to so-called V(D)J recombination [1].

В процессе реаранжировки TCR вырезанные фрагменты ДНК создают круги эксцизии Т-клеточных рецепторов (TREC), которые экспортируются в цитоплазму Т-клеток [5, 6]. В частности, сигнальный совместный TREC δRec-ψJα (sjTREC) продуцируется во время делеции TCRD и обнаруживается примерно в 70% (альфа-бета) αβ Т-клеток. Они считаются наиболее оптимальной мишенью для оценки продукции тимуса [7-9]. Кольца вырезания рекомбинации с удалением каппа (KREC) образуются во время перестройки BCR в наивных В-клетках и аналогичны TREC [10]. Сходным образом, sjKREC, образующийся во время реаранжировок intronRSS-Kde в локусе IGK, является надежной мишенью для оценки неогенеза В-клеток из костного мозга [11,12].During the process of TCR rearrangement, excised DNA fragments create T cell receptor excision circles (TRECs), which are exported into the cytoplasm of T cells [5, 6]. Specifically, the signaling joint TREC δRec-ψJα (sjTREC) is produced during TCRD deletion and is found in approximately 70% (alpha-beta) of αβ T cells. They are considered the most optimal target for assessing thymic production [7-9]. Kappa excision recombination excision rings (KRECs) are formed during BCR rearrangement in naïve B cells and are similar to TRECs [10]. Similarly, sjKREC, generated during intronRSS-Kde rearrangements at the IGK locus, is a reliable target for assessing B cell neogenesis from bone marrow [11,12].

Как TREC, так и KREC стабильны и нерепликативны, а затем разбавляются во время пролиферации клеток [13, 14]. Следовательно, анализы TREC и KREC широко применяются в различных клинических условиях для оценки продукции тимуса и костного мозга. Измерение уровней TREC и KREC в периферической крови можно использовать для скрининга первичных иммунодефицитных заболеваний.Both TREC and KREC are stable and non-replicative and then become diluted during cell proliferation [13, 14]. Consequently, TREC and KREC assays are widely used in various clinical settings to assess thymic and bone marrow production. Measurement of TREC and KREC levels in peripheral blood can be used to screen for primary immunodeficiency diseases.

Появление технологии цифровой ПЦР (digital PCR, dPCR), в том числе такого варианта как капельная цифровая ПЦР (digital droplet PCR, ddPCR), позволила получить точные (абсолютные) измерения количества копий участков ДНК (copy number variation, CNV) путём проведения двух флуоресцентных анализов (один для определения региона интереса, а другой для определения контрольного эталонного локуса с известным числом копий участка ДНК), одновременно протекающих в десятках тысяч независимых реакций (капель, лунок) [15,16]. Технология построена таким образом, чтобы в одной реакции участвовала в среднем одна молекула исходной ДНК. Тем самым достигается точная оценка числа молекул ДНК, содержащих исследуемый регион ДНК, в определенном объеме образца. Эта значительно отличает её от эмульсионной ПЦР, в результате которой получаются капли различного объема.The advent of digital PCR (dPCR) technology, including such a variant as digital droplet PCR (ddPCR), made it possible to obtain accurate (absolute) measurements of the copy number of DNA sections (copy number variation, CNV) by conducting two fluorescent analyzes (one to determine the region of interest, and the other to determine the control reference locus with a known number of copies of a DNA region), simultaneously occurring in tens of thousands of independent reactions (droplets, wells) [15,16]. The technology is designed in such a way that on average one molecule of the original DNA participates in one reaction. This achieves an accurate estimate of the number of DNA molecules containing the DNA region of interest in a certain volume of the sample. This significantly distinguishes it from emulsion PCR, which results in droplets of varying volumes.

Число копий по технологии dPCR рассчитывается путём сравнения количества флуоресцирующих молекул интересующего региона с количеством молекул эталонного локуса генома. Однако, в отличие от количественной ПЦР в режиме реального времени, измерение флуоресценции по технологии dPCR проводится не во время ПЦР, а «по конечной точке», т.е. по завершению ПЦР. Тем самым достигается высокая точность анализа, который позволяет определить целочисленное количество копий в локусах, по сравнению с другими технологиями [15-17].The copy number using dPCR technology is calculated by comparing the number of fluorescent molecules of the region of interest with the number of molecules of the reference locus of the genome. However, unlike quantitative real-time PCR, fluorescence measurement using dPCR technology is not carried out during PCR, but “at the end point”, i.e. upon completion of PCR. This achieves high accuracy of analysis, which allows one to determine the integer number of copies in loci, compared to other technologies [15-17].

В литературе описана плазмидная ДНК близкая к заявляемой по технической сущности, но предназначена для ПЦР в режиме реального времени [18]. Использование подобной плазмиды в системе цифровой ПЦР сложно контролировать количество копий участков ДНК плазмиды ввиду её размера, который составляет порядка 5 тыс. п.н., что значительно превышает объем формируемых капель. Других аналогичных или близких к заявляемой по технической сущности и функциональному назначению не описано.The literature describes plasmid DNA that is close to the claimed technical essence, but is intended for real-time PCR [18]. The use of such a plasmid in a digital PCR system is difficult to control the number of copies of DNA sections of the plasmid due to its size, which is about 5 thousand bp, which significantly exceeds the volume of the formed droplets. No other products similar or close to the claimed one in terms of technical essence and functional purpose have been described.

Задачей изобретения является получение плазмидной ДНК, которая служит в качестве контрольной ДНК для оценки чувствительности и специфичности праймеров и зондов, направленных на оценку количества копий гена Т-лимфоцитарного α-рецептора, а также сигнальных фрагментов эксцизионных колец Т и В-клеточного рецепторов при проведения цифровой ПЦР с абсолютной квантификацией в биологических образцах ДНК человека.The objective of the invention is to obtain plasmid DNA, which serves as control DNA for assessing the sensitivity and specificity of primers and probes aimed at assessing the number of copies of the T-lymphocyte α-receptor gene, as well as signal fragments of T and B-cell receptor excision rings when performing digital PCR with absolute quantification in biological samples of human DNA.

Технический результат: получение плазмиды, несущей генетическую конструкцию pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, содержащую участок гена TCRAC, сигнальные фрагменты эксцизионных колец Т- и В-клеточного рецептора, обеспечивающую высокую достоверность оценки чувствительности и специфичности праймеров и зондов, разрабатываемых для оценки Т- и В-клеточного состава в биологических образцах ДНК человека.Technical result: production of a plasmid carrying the genetic construct pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, containing a region of the TCRAC gene, signal fragments of the excision rings of the T- and B-cell receptor, providing high reliability in assessing the sensitivity and specificity of primers and probes developed to evaluate T-cell receptors. and B-cell composition in human biological DNA samples.

Указанный результат достигается за счет содержания в плазмиде pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC 1 копий участка гена TCRAC, 1 копии сигнального фрагмента эксцизионного кольца Т-клеточного рецептора и 1 копии сигнального фрагмента эксцизионного кольца В-клеточного рецептора.This result is achieved due to the content in the pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC plasmid of 1 copy of the TCRAC gene region, 1 copy of the signal fragment of the T-cell receptor excision ring and 1 copy of the signal fragment of the B-cell receptor excision ring.

Описание изобретенияDescription of the invention

Предложена плазмидная генетическая конструкция pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, содержащая участок гена TCRAC, сигнальные фрагменты эксцизионных колец Т- и В-клеточного рецептора. ДНК плазмиды pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, выступает в качестве стандартизированного положительного контрольного образца ДНК для оценки чувствительности и специфичности праймеров и зондов, разрабатываемых для определения Т- и В-клеточного состава в биологических образцах ДНК человека. Подход с использованием плазмиды pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC позволит изучить Т- и В-клеточного состав, при котором участок гена TCRAC выступает в качестве оценки общего количество ядро-содержащих клеток в изучаемом образце ДНК, тогда как сигнальные фрагменты TREC и KREC, образующиеся при Т- и В-лимфоцитопоэзе, соответственно, выступают в качестве контрольного уровня Т- и В-клеточного состава, соответственно. Таким образом, при определении соотношения TCRAC, TREC и KREC 1:1:1 указывает на высокую чувствительность и специфичность разрабатываемых праймеров и зондов.A plasmid genetic construct pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC has been proposed, containing a region of the TCRAC gene and signal fragments of the T- and B-cell receptor excision rings. Plasmid DNA pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC serves as a standardized positive control DNA sample for assessing the sensitivity and specificity of primers and probes developed to determine the T- and B-cell composition of human biological DNA samples. The approach using the pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC plasmid will make it possible to study the T- and B-cell composition, in which the TCRAC gene region acts as an estimate of the total number of nucleated cells in the DNA sample being studied, while the TREC and KREC signal fragments formed in T- and B-lymphocytopoiesis, respectively, act as a control level of T- and B-cell composition, respectively. Thus, when determining the ratio of TCRAC, TREC and KREC, 1:1:1 indicates high sensitivity and specificity of the primers and probes being developed.

Исходным генетическим материалом для конструирования плазмиды pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC служит плазмида pGEM-T Easy, размером 3015 п.н. (фиг. 1), имеющая нуклеотидную последовательность SEQID NO 1. Плазмида pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC получена следующим образом.The starting genetic material for constructing the pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC plasmid is the pGEM-T Easy plasmid, 3015 bp in size. (Fig. 1), having the nucleotide sequence SEQID NO 1. Plasmid pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC was obtained as follows.

Для синтеза фрагментов TCRAC, TREC и KREC использовали полимеразную цепную реакцию (ПЦР)со следующими праймерами: TCRAC (TCRAC-F 5'-GGCATGCATGAGACCGTGACTTGCCAG-3' и TCRAC-R 5'-GGCATGCGCTGTTGTTGAAGGCGTTTGC-3'), TREC (5'-AAAGAGGGCAGCCCTCTCCAAGGC и TREC-R 5'-GGCTGATCTTGTCTGACATTTGC-3') и KREC (KREC-F 5'-CCCACTAGTTCAGCGCCCATTACGTTTCT-3' и KREC-R 5'-CCCACGCGTGTGAGGGACACGCAGCC-3'). ПЦР проводили на термоциклере T100 (Bio-Rad) с использованием высокоточной полимеразы Q5® High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs) согласно инструкции производителя по следующей программе: 98°С - 30 сек.; 35 циклов: 98°С - 10 сек., 65°С -30 сек., 72°С - 20 сек.; 72°С - 3 мин.To synthesize TCRAC, TREC and KREC fragments, polymerase chain reaction (PCR) was used with the following primers: TCRAC (TCRAC-F 5'-GGCATGCATGAGACCGTGACTTGCCAG-3' and TCRAC-R 5'-GGCATGCGCTGTTGTTGAAGGCGTTTGC-3'), TREC (5'-AAAGAGGGCAGCCCTCTCCAAGGC and TREC-R 5′-GGCTGATCTTGTCTGACATTTGC-3′ and KREC (KREC-F 5′-CCCACTAGTTCAGCGCCCATTACGTTTCT-3′ and KREC-R 5′-CCCACGCGTGTGAGGGACACGCAGCC-3′). PCR was carried out on a T100 thermal cycler (Bio-Rad) using high-precision polymerase Q5® High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs) according to the manufacturer's instructions using the following program: 98°C - 30 sec.; 35 cycles: 98°C - 10 sec., 65°C -30 sec., 72°C - 20 sec.; 72°C - 3 min.

Фрагменты ДНК ожидаемого размера выделяли из агарозного геля с помощью набора реагентов Cleanup Mini (Евроген). На первом этапе фрагмент TREC клонировали в векторе pGEM-T Easy (Promega) с использованием 2× буфера и T4 ДНК-лигазы, поставляемой вместе с вектором (EcoRV, pGEM®-T Easy Vector System I) (фиг.2). После отбора рекомбинантных плазмидных клонов было проведено секвенирование по Сенгеру с использованием универсальных праймеров M13-F 5'-GTAAAACGACGGCCAGTG-3' и M13-R 5'-GGAAACAGCTATGACCATG-3'.DNA fragments of the expected size were isolated from the agarose gel using the Cleanup Mini reagent kit (Evrogen). In the first step, the TREC fragment was cloned into the pGEM-T Easy vector (Promega) using 2× buffer and T4 DNA ligase supplied with the vector (EcoRV, pGEM®-T Easy Vector System I) (Fig. 2). After selection of recombinant plasmid clones, Sanger sequencing was performed using universal primers M13-F 5'-GTAAAACGACGGCCAGTG-3' and M13-R 5'-GGAAACAGCTATGACCATG-3'.

Выбранный после этого плазмидный клон был использован для клонирования фрагмента TCRAC по сайту эндонуклеазы рестрикции SphI. Для этого плазмидную ДНК и ПЦР-фрагмент подвергали гидролизу SphI (СибЭнзайм), очищали через гель (Cleanup Mini (Евроген)) и лигировали с помощью T4 ДНК-лигазы (Thermo Fisher Scientific). После отбора рекомбинантных клонов повторяли секвенирование. На третьем этапе KREC клонировали по сайтам SpeI и MluI. Для этого проводили гидролиз плазмидной ДНК и соответствующего ПЦР-фрагмента с помощью эндонуклеаз рестрикции SpeI (New England Biolabs) и MluI (СибЭнзайм), проводили очистку и лигирование как на предыдущих этапах. Для клонирования и наработки плазмидной ДНК использовали химически- или электрокомпетентные клетки E.coli штамма TOP10.The plasmid clone then selected was used to clone the TCRAC fragment at the Sph I restriction endonuclease site. For this, the plasmid DNA and the PCR fragment were subjected to Sph I hydrolysis (SibEnzyme), gel purified (Cleanup Mini (Evrogen)) and ligated with T4 DNA -ligase (Thermo Fisher Scientific). After selection of recombinant clones, sequencing was repeated. At the third stage, KREC was cloned at the Spe I and Mlu I sites. For this, the plasmid DNA and the corresponding PCR fragment were hydrolyzed using restriction endonucleases Spe I (New England Biolabs) and Mlu I (SibEnzyme), purification and ligation were carried out as in the previous stages . For cloning and production of plasmid DNA, chemically or electrocompetent cells of E. coli strain TOP10 were used.

Полученная в результате плазмида pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, имеющая нуклеотидную последовательность SEQID NO 2, несущая локус гена Т-лимфоцитарного α-рецептора и сигнальные фрагменты эксцизионных колец Т и В-клеточного рецепторов (фиг. 3), характеризуется следующими признаками:The resulting plasmid pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, having the nucleotide sequence SEQID NO 2, carrying the T-lymphocyte α-receptor gene locus and signal fragments of the T and B-cell receptor excision rings (Fig. 3), is characterized by the following features:

- имеет размер 3870 п.н.;- has a size of 3870 bp;

- состоит из следующих элементов:- consists of the following elements:

а) фрагмент последовательности гена TCRAC (367 п.н.), локус сигнального фрагмента эксцизионного кольца TREC (375 п.н.) и локус сигнального фрагмента эксцизионного кольца KREC (148 п.н.).a) a fragment of the TCRAC gene sequence (367 bp), the TREC excision ring signal fragment locus (375 bp) and the KREC excision ring signal fragment locus (148 bp).

б) фрагмента плазмиды pGEM-T Easy (3015 п.н.), содержащего ген устойчивости к ампицилину AmpR, необходимый для селекции целевых плазмид на этапе клонирования, ориджины репликации плазмиды ori и f1 ori, а также промотор и оператор lac-оперона бактерий. b) a fragment of the pGEM-T Easy plasmid (3015 bp), containing the ampicillin resistance gene AmpR, necessary for the selection of target plasmids at the cloning stage, the origins of replication of the plasmid ori and f1 ori, as well as the promoter and operator of the bacterial lac operon.

в) последовательности Т3 (19 п.н.) и SP6 (19 п.н.) промоторов, а также сайты отжига универсальных праймеров M13 fwd (17 п.н.) и M13 rev (17 п.н.) по обе стороны от генетической конструкции фрагмента гена TCRAC, сигнальных фрагментов TREC и KREC.c) sequences of T3 (19 bp) and SP6 (19 bp) promoters, as well as annealing sites of universal primers M13 fwd (17 bp) and M13 rev (17 bp) on both sides from the genetic design of the TCRAC gene fragment, TREC and KREC signal fragments.

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами:The invention is illustrated by the following figures:

фиг. 1. Схематическое изображение создания плазмиды;fig. 1. Schematic representation of plasmid creation;

фиг. 2. Графическая карта исходной плазмиды pGEM-T Easy;fig. 2. Graphic map of the original plasmid pGEM-T Easy;

фиг. 3. Графическая карта оригинальной рекомбинантной плазмидной ДНК pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, содержащую фрагмент гена TCRAC, и сигнальные фрагменты TREC и KREC;fig. 3. Graphic map of the original recombinant plasmid DNA pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, containing a fragment of the TCRAC gene, and signal fragments TREC and KREC;

фиг. 4. Проверка работоспособности предложенной системы методом цифровой капельной ПЦР кольцевой плазмиды pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC;fig. 4. Testing the performance of the proposed system using digital droplet PCR of the circular plasmid pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC;

фиг. 5. Проверка работоспособности предложенной системы методом цифровой капельной ПЦР с градиентом разведения кольцевой плазмиды pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC.fig. 5. Testing the performance of the proposed system using digital droplet PCR with a dilution gradient of the circular plasmid pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC.

Для лучшего понимания сущности предлагаемого изобретения оно иллюстрируются следующими примерами конкретного осуществления.For a better understanding of the essence of the proposed invention, it is illustrated by the following examples of specific implementation.

Пример. Подтверждение пригодности разрабатываемых праймеров и зондов для оценки Т- и В-клеточного состава в образцах ДНК человека, а также их специфичности с помощью плазмиды pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC.Example. Confirmation of the suitability of the developed primers and probes for assessing the T- and B-cell composition in human DNA samples, as well as their specificity using the pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC plasmid.

Генотипирование с помощью набора проб осуществляли по модифицированному протоколу генотипирования методом dPCR и ddPCR следующим образом:Genotyping using the sample set was carried out using a modified dPCR and ddPCR genotyping protocol as follows:

1. В качестве материала для исследования можно использовать препарат ДНК индивида, выделенный из биообразца любым способом, позволяющим использование ДНК в качестве матрицы в полимеразной цепной реакции. Основным требованием к качеству используемой ДНК является отсутствие каких-либо признаков деградации (разрушения) ДНК. Проверка на качество ДНК обязательна с помощью любого метода ДНК электрофореза, при котором должен присутствовать только высокомолекулярный бэнд тотальной ДНК, отсутствие бэндов примесей РНК и любых «шмеров» - признаков деградации ДНК. Выполнение данного требования необходимо во избежание неточности измерений количества копий мтДНК.1. As a material for research, you can use a DNA preparation of an individual, isolated from a biosample by any method that allows the use of DNA as a template in a polymerase chain reaction. The main requirement for the quality of the DNA used is the absence of any signs of DNA degradation (destruction). Testing for DNA quality is mandatory using any DNA electrophoresis method, in which only a high molecular weight band of total DNA should be present, no bands of RNA impurities and any “shmears” - signs of DNA degradation. Compliance with this requirement is necessary to avoid inaccuracy in mtDNA copy number measurements.

2. Образец исследуемой ДНК необходимо развести до рабочей концентрации, варьирующей от 5 до 100 нг/мкл, для удобства последующих манипуляций. В реакционную смесь могут входить безнуклеазная вода, буферы для фермента рестрикции и иные компоненты, рекомендованные производителем.2. The DNA sample under study must be diluted to a working concentration varying from 5 to 100 ng/μl for the convenience of subsequent manipulations. The reaction mixture may include nuclease-free water, restriction enzyme buffers and other components recommended by the manufacturer.

3. Реакционная смесь для проведения мультиплексной цифровой ПЦР состоит из двух объемов мастер-микса производителя dPCR или ddPCR, мультиплекса из праймеров и зондов для исследуемых генов TCRAC, TREC и KREC, безнуклеазной воды и фрагментированного образца ДНК. Оптимальная концентрация ДНК выбирается согласно рекомендациям производителя прибора dPCR или ddPCR.3. The reaction mixture for multiplex digital PCR consists of two volumes of the dPCR or ddPCR manufacturer’s master mix, a multiplex of primers and probes for the genes under studyTCRAC,TREC and KREC, nuclease-free water and fragmented DNA sample. The optimal DNA concentration is selected according to the recommendations of the dPCR or ddPCR instrument manufacturer.

4. Использовали следующие пары праймеров и зонды:4. The following primer pairs and probes were used:

1. Для проверки наличия TCRAC 5'- TGGCCTAACCCTGATCCTCTT-3', 5'- GGATTTAGAGTCTCTCAGCTGGTACAC-3', и зонда 5'-HEX-TCCCACAGATATCCAGAACCCTGACCC-BHQ1-3'.1. To check the presence of TCRAC 5'-TGGCCTAACCCTGATCCTCTT-3', 5'-GGATTTAGAGTCTCTCAGCTGGTACAC-3', and probe 5'-HEX-TCCCACAGATATCCAGAACCCTGACCC-BHQ1-3'.

2. Для проверки наличия сигнального фрагмента эксцизионного кольца TREC 5'- CACATCCCTTTCAACCATGCT-3' и 5'- TGCAGGTGCCTATGCATCA-3', и зонда 5'-FAM-ACACCTCTGGTTTTTGTAAAGGTGCCCACT-BHQ1-3'.2. To check the presence of the signal fragment of the TREC excision ring 5'-CACATCCCTTTCAACCATGCT-3' and 5'-TGCAGGTGCCTATGCATCA-3', and the probe 5'-FAM-ACACCTCTGGTTTTTGTAAAGGTGCCCACT-BHQ1-3'.

3. Для проверки наличия KREC 5'- TCCCTTAGTGGCATTATTTGTATCACT-3' и 5'- AGGAGCCAGCTCTTACCCTAGAGT-3', и зонда 5'-FAM-TCTGCACGGGCAGCAGGTTGG-BHQ1-3'.3. To check for the presence of KREC 5'- TCCCTTAGTGGCATTATTTGTATCACT-3' and 5'- AGGAGCCAGCTCTTACCCTAGAGT-3', and probe 5'-FAM-TCTGCACGGGCAGCAGGTTGG-BHQ1-3'.

1. Протокол программы ПЦР основан по принципу стандартной 2 шаговой ПЦР, включающая: этап денатурации при +94°С - +98°С, этап отжига и элонгации при +57°С. Этап денатурации может варьировать от 20 сек до 1 мин, оптимальным является 30 сек. Этап отжига и элонгации может длиться от 20 сек до 2 мин, оптимальным является 1 мин. Этап «горячего старта» и «горячего завершения» может быть добавлен согласно протоколу производителя. Хранение готовых продуктов ПЦР может происходить от +4°С до +12°С, до суток.1. The protocol of the PCR program is based on the principle of standard 2-step PCR, including: a denaturation stage at +94°C - +98°C, an annealing and elongation stage at +57°C. The denaturation stage can vary from 20 seconds to 1 minute, with 30 seconds being optimal. The annealing and elongation stage can last from 20 seconds to 2 minutes, 1 minute is optimal. A hot start and hot end step can be added according to the manufacturer's protocol. Storage of finished PCR products can take place from +4°C to +12°C, up to 24 hours.

2. Общая методическая постановка dPCR (ddPCR) и получение сигналов флуоресценции производится согласно протоколу производителя технологии ddPCR (капельное, микрофлюидная) или dPCR (на микрокристалле, нанопланшете, иное) [19, 20]. Основным требованием для оценки сигналов флуоресценции нанореакций является достаточное общее количество нанореакций, которое должно превышать более 10000 капель на реакцию для адекватной оценки результатов, а также разведение плазмиды от 10 фг до 1,3 пг, согласно линейной модели, рассчитанной при получении результатов серий разведения плазмиды (фиг. 5). Примеры получаемых результатов представлены на фиг. 4-5. Соотношение копий TCRAC, sjTREC и sjKREC составляет 1:1:1. Таким образом, доказано, что созданная плазмидная конструкция действительно обеспечивает возможность оценки специфичности и чувствительности разрабатываемых праймеров и зондов для оценки Т- и В-клеточного состава в образцах ДНК человека. Следовательно, их можно использовать для исследования чувствительности и специфичности разрабатываемых олигонуклеотидных праймеров и зондов для оценки Т- и В-клеточного состава в образцах ДНК человека.2. The general methodological setting of dPCR (ddPCR) and obtaining fluorescence signals is carried out according to the protocol of the manufacturer of the ddPCR (droplet, microfluidic) or dPCR (on a microcrystal, nanoplate, etc.) technology [19, 20]. The main requirement for assessing the fluorescence signals of nanoreactions is a sufficient total number of nanoreactions, which must exceed more than 10,000 drops per reaction to adequately evaluate the results, as well as a dilution of the plasmid from 10 fg to 1.3 pg, according to the linear model calculated when obtaining the results of the plasmid dilution series (Fig. 5). Examples of the results obtained are presented in Fig. 4-5. The copy ratio of TCRAC, sjTREC and sjKREC is 1:1:1. Thus, it has been proven that the created plasmid construct actually provides the ability to assess the specificity and sensitivity of the developed primers and probes for assessing the T- and B-cell composition in human DNA samples. Therefore, they can be used to study the sensitivity and specificity of developing oligonucleotide primers and probes for assessing T and B cell composition in human DNA samples.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:Sources of information taken into account when compiling the description:

1. Davis MM, Bjorkman PJ. T-Cell Antigen Receptor Genes and T-cell Recognition. Nature (1988) 334:395-402. doi: 10.1038/334395a01. Davis MM, Bjorkman PJ. T-Cell Antigen Receptor Genes and T-cell Recognition. Nature (1988) 334:395–402. doi: 10.1038/334395a0

2. Krogsgaard M, Davis MM. How T Cells 'See' Antigen. Nat Immunol (2005) 6:239-45. doi: 10.1038/ni11732. Krogsgaard M, Davis MM. How T Cells 'See' Antigen. Nat Immunol (2005) 6:239–45. doi: 10.1038/ni1173

3. Rowen L, Koop BF, Hood L, Even J, Kanellopoulos J, Kourilsky P. The Complete 685-Kilobase DNA Sequence of the Human Beta T Cell Receptor Locus. Sci (80- ) (1999) 272:1755-62. doi: 10.1126/science.272.5269.17553. Rowen L, Koop BF, Hood L, Even J, Kanellopoulos J, Kourilsky P. The Complete 685-Kilobase DNA Sequence of the Human Beta T Cell Receptor Locus. Sci (80- ) (1999) 272:1755-62. doi: 10.1126/science.272.5269.1755

4. Glanville J, Huang H, Nau A, Hatton O, Wagar LE, Rubelt F, et al. Identifying Specificity Groups in the T Cell Receptor Repertoire. Nature (2017) 547:94-8. doi: 10.1038/nature229764. Glanville J, Huang H, Nau A, Hatton O, Wagar LE, Rubelt F, et al. Identifying Specificity Groups in the T Cell Receptor Repertoire. Nature (2017) 547:94–8. doi: 10.1038/nature22976

5. Livak F, Schatz DG. Identification of V(D)J recombination coding end intermediates in normal thymocytes. J Mol Biol. (1997) 267:1-9. doi: 10.1006/jmbi.1996.08345. Livak F, Schatz DG. Identification of V(D)J recombination coding end intermediates in normal thymocytes. J Mol Biol. (1997) 267:1-9. doi: 10.1006/jmbi.1996.0834

6. Takeshita S, Toda M, Yamagishi H. Excision products of the T cell receptor gene support a progressive rearrangement model of the alpha/delta locus. EMBO J. (1989) 8:3261-70. doi: 10.1002/j.1460-2075.1989.tb08486.x6. Takeshita S, Toda M, Yamagishi H. Excision products of the T cell receptor gene support a progressive rearrangement model of the alpha/delta locus. EMBO J (1989) 8:3261–70. doi: 10.1002/j.1460-2075.1989.tb08486.x

7. Ye P, Kirschner DE. Reevaluation of T cell receptor excision circles as a measure of human recent thymic emigrants. J Immunol. (2002) 168:4968-79. doi: 10.4049/jimmunol.168.10.49687. Ye P, Kirschner DE. Reevaluation of T cell receptor excision circles as a measure of human recent thymic emigrants. J Immunol. (2002) 168:4968–79. doi: 10.4049/jimmunol.168.10.4968

8. Hazenberg MD, Verschuren MC, Hamann D, Miedema F, van Dongen JJ. T cell receptor excision circles as markers for recent thymic emigrants: basic aspects, technical approach, and guidelines for interpretation. J Mol Med. (2001) 79:631-40. doi: 10.1007/s0010901002718. Hazenberg MD, Verschuren MC, Hamann D, Miedema F, van Dongen JJ. T cell receptor excision circles as markers for recent thymic emigrants: basic aspects, technical approach, and guidelines for interpretation. J Mol Med. (2001) 79:631–40. doi: 10.1007/s001090100271

9. Barbaro M, Ohlsson A, Borte S, Jonsson S, Zetterstrom RH, King J, et al. Newborn screening for severe primary immunodeficiency diseases in Sweden-a 2-year pilot TREC and KREC screening study. J Clin Immunol. (2017) 37:51-60. doi: 10.1007/s10875-016-0347-59. Barbaro M, Ohlsson A, Borte S, Jonsson S, Zetterstrom RH, King J, et al. Newborn screening for severe primary immunodeficiency diseases in Sweden-a 2-year pilot TREC and KREC screening study. J Clin Immunol. (2017) 37:51–60. doi: 10.1007/s10875-016-0347-5

10. Siminovitch KA, Bakhshi A, Goldman P, Korsmeyer SJ. A uniform deleting element mediates the loss of kappa genes in human B cells. Nature. (1985) 316:260-2. doi: 10.1038/316260a010. Siminovitch KA, Bakhshi A, Goldman P, Korsmeyer SJ. A uniform deleting element mediates the loss of kappa genes in human B cells. Nature. (1985) 316:260-2. doi: 10.1038/316260a0

11. van Zelm MC, van der Burg M, Langerak AW, van Dongen JJ. PID comes full circle: applications of V(D)J recombination excision circles in research, diagnostics and newborn screening of primary immunodeficiency disorders. Front Immunol. (2011) 2:12. doi: 10.3389/fimmu.2011.0001211. van Zelm MC, van der Burg M, Langerak AW, van Dongen JJ. PID comes full circle: applications of V(D)J recombination excision circles in research, diagnostics and newborn screening of primary immunodeficiency disorders. Front Immunol. (2011) 2:12. doi: 10.3389/fimmu.2011.00012

12. van Zelm MC, Szczepanski T, van der Burg M, van Dongen JJ. Replication history of B lymphocytes reveals homeostatic proliferation and extensive antigen-induced B cell expansion. J Exp Med. (2007) 204:645-55. doi: 10.1084/jem.2006096412. van Zelm MC, Szczepanski T, van der Burg M, van Dongen JJ. Replication history of B lymphocytes reveals homeostatic proliferation and extensive antigen-induced B cell expansion. J Exp Med. (2007) 204:645–55. doi: 10.1084/jem.20060964

13. Kong FK, Chen CL, Six A, Hockett RD, Cooper MD. T cell receptor gene deletion circles identify recent thymic emigrants in the peripheral T cell pool. Proc Natl Acad Sci USA. (1999) 96:1536-40. doi: 10.1073/pnas.96.4.153613. Kong FK, Chen CL, Six A, Hockett RD, Cooper MD. T cell receptor gene deletion circles identify recent thymic emigrants in the peripheral T cell pool. Proc Natl Acad Sci USA. (1999) 96:1536–40. doi: 10.1073/pnas.96.4.1536

14. Livak F, Schatz DG. T-cell receptor alpha locus V(D)J recombination by-products are abundant in thymocytes and mature T cells. Mol Cell Biol. (1996) 16:609-18. doi: 10.1128/MCB.16.2.60914. Livak F, Schatz DG. T-cell receptor alpha locus V(D)J recombination by-products are abundant in thymocytes and mature T cells. Mol Cell Biol. (1996) 16:609-18. doi: 10.1128/MCB.16.2.609

15. Hindson B.J. et al. High-throughput droplet digital PCR system for absolute quantitation of DNA copy number // Anal. Chem. 2011. Vol. 83, № 22. P. 8604-8610.15. Hindson B.J. et al. High-throughput droplet digital PCR system for absolute quantitation of DNA copy number // Anal. Chem. 2011. Vol. 83, No. 22. P. 8604-8610.

16. Pinheiro L.B. et al. Evaluation of a droplet digital polymerase chain reaction format for DNA copy number quantification // Anal. Chem. 2012. Vol. 84, № 2. P. 1003-1011.16. Pinheiro L.B. et al. Evaluation of a droplet digital polymerase chain reaction format for DNA copy number quantification // Anal. Chem. 2012. Vol. 84, No. 2. P. 1003-1011.

17. Usher C.L. et al. Structural forms of the human amylase locus and their relationships to SNPs, haplotypes and obesity // Nat. Genet. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 47, № 8. P. 921-925.17. Usher C.L. et al. Structural forms of the human amylase locus and their relationships to SNPs, haplotypes and obesity // Nat. Genet. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 47, No. 8. P. 921-925.

18. Sottini A. et al. Simultaneous quantification of recent thymic T-cell and bone marrow B-cell emigrants in patients with primary immunodeficiency undergone to stem cell transplantation // Clin. Imm. 2010. 136(2), 217-227.18. Sottini A. et al. Simultaneous quantification of recent thymic T-cell and bone marrow B-cell emigrants in patients with primary immunodeficiency undergone to stem cell transplantation // Clin. Imm. 2010. 136(2), 217-227.

19. Dong L. et al. Comparison of four digital PCR platforms for accurate quantification of DNA copy number of a certified plasmid DNA reference material // Sci. Rep. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 5, № 1. P. 1-11.19. Dong L. et al. Comparison of four digital PCR platforms for accurate quantification of DNA copy number of a certified plasmid DNA reference material // Sci. Rep. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 5, No. 1. P. 1-11.

20. Farr R.J. et al. Comparative analysis of diagnostic platforms for measurement of differentially methylated insulin DNA // J. Biol. Methods. Journal of Biological Methods, 2019. Vol. 6, № 2. P. 113.20. Farr R.J. et al. Comparative analysis of diagnostic platforms for measurement of differentially methylated insulin DNA // J. Biol. Methods. Journal of Biological Methods, 2019. Vol. 6, No. 2. P. 113.

Claims (5)

Рекомбинантная плазмидная ДНК pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, предназначенная для контроля оценки Т- и В-клеточного состава в биологических образцах ДНК человека, выступающая в качестве положительного образца, содержащая одну копию участка гена TCRAC и по одной копии участка сигнальных фрагментов эксцизионных колец Т- и В- клеточных рецепторов размером 3870 п.н., имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 2, содержащая в соответствии с графической картой:Recombinant plasmid DNA pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC, intended to control the assessment of T- and B-cell composition in biological samples of human DNA, acting as a positive sample, containing one copy of the TCRAC gene region and one copy of the signal fragments of the T excision rings - and B-cell receptors of 3870 bp in size, having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 2, containing in accordance with the graphic map: - фрагмент последовательности гена TCRAC размером 367 п.н., локус сигнального фрагмента эксцизионного кольца TREC размером 3 п.н. и локус сигнального фрагмента эксцизионного кольца KREC размером 148 п.н.;- a fragment of the TCRAC gene sequence of 367 bp in size, a locus of the signal fragment of the TREC excision ring of 3 bp in size. and the 148 bp KREC excision ring signal fragment locus; - ген устойчивости к ампициллину AmpR, необходимый для селекции целевых плазмид на этапе клонирования;- ampicillin resistance gene AmpR, necessary for selection of target plasmids at the cloning stage; - ориджины репликации плазмиды ori и f1 ori, а также промотор и оператор lac-оперона бактерий;- origins of replication of the plasmid ori and f1 ori, as well as the promoter and operator of the bacterial lac operon; - уникальные последовательности размером 19 п.н. и SP6 размером 19 п.н. промоторов, а также сайты отжига универсальных праймеров M13 fwd размером 17 п.н. и M13 rev размером 17 п.н. по обе стороны от генетической конструкции фрагмента гена TCRAC, сигнальных фрагментов TREC и KREC.- unique sequences of 19 bp in size. and SP6 of 19 bp. promoters, as well as annealing sites for universal M13 fwd primers of 17 bp. and M13 rev 17 bp. on either side of the genetic construct of the TCRAC gene fragment, TREC and KREC signal fragments.
RU2022132020A 2022-12-08 pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC RECOMBINANT PLASMID DNA CONTAINING NUCLEOTIDE SEQUENCES OF THE T-LYMPHOCYTE Α-RECEPTOR GENE LOCUS AND SIGNAL FRAGMENTS OF THE T- AND B-CELL RECEPTOR EXCISION RINGS RU2807806C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807806C1 true RU2807806C1 (en) 2023-11-21

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587540C1 (en) * 2015-08-06 2016-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "АБВ-ТЕСТ" Method of diagnosing condition of immune system of patient and set of primers, probes and standard samples for quantitative estimation of dna molecules trec, krec and number of genome equivalents of dna

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587540C1 (en) * 2015-08-06 2016-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "АБВ-ТЕСТ" Method of diagnosing condition of immune system of patient and set of primers, probes and standard samples for quantitative estimation of dna molecules trec, krec and number of genome equivalents of dna

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOOP B.F. et al. The human T-cell receptor TCRAC/TCRDC (C alpha/C delta) region: organization, sequence, and evolution of 97.6 kb of DNA, Genomics, 1994, vol. 19, N. 3, pp. 478-493. PROFAIZER T., SLEV P., A Multiplex, Droplet Digital PCR Assay for the Detection of T-Cell Receptor Excision Circles and Kappa-Deleting Recombination Excision Circles, Clin Chem, 2020, vol. 66, N. 1, pp. 229-238. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3277294B1 (en) Method of identifying human compatible t cell receptors specific for an antigenic target
US20080286777A1 (en) Method of Determining the Diversity of T Lymphocytes in a Biological Sample
EP3715455A1 (en) Highly-multiplexed simultaneous detection of nucleic acids encoding paired adaptive immune receptor heterodimers from many samples
US20100311054A1 (en) Compositions and Methods for the Detection of Human T Cell Receptor Variable Family Gene Expression
JP2013528355A (en) Ankylosing spondylitis primer and ankylosing spondylitis diagnostic method using the same
CN110628890B (en) Sequencing quality control standard product and application and product thereof
JP2001516594A (en) DNA bracketing locus matching standard for electrophoresis
JP2005514956A (en) Methods for detection of fetal DNA and quantification of alleles
WO2012037880A1 (en) Dna tag and application thereof
SA111320572B1 (en) A PCR sequencing method based on DNA molecular tag technique and DNA incomplete shearing strategy
CN104357569B (en) A kind of detection method of the deaf mutant gene clamping down on polymerase chain reaction (PCR) based on peptide nucleic acid(PNA) (PNA)
US20220155319A1 (en) Use of nanoexpression to interrogate antibody repertoires
US20210102246A1 (en) Genetic test for detecting congenital adrenal hyperplasia
KR20190116989A (en) PCR primer set for HLA gene, and sequence analysis method using the same
US20190153528A1 (en) Method for target specific rna transcription of dna sequences
WO2018113799A1 (en) Method and test kit for constructing simplified genomic library
CN109593758A (en) Multi-primers group and the method that human B cell's immune group library is constructed based on high-flux sequence using the primer sets
Peake The polymerase chain reaction.
CN105803054A (en) Kit and use thereof in detection of orofacial clefts related genes
RU2807806C1 (en) pGEM-TCRAC-sjTREC-sjKREC RECOMBINANT PLASMID DNA CONTAINING NUCLEOTIDE SEQUENCES OF THE T-LYMPHOCYTE Α-RECEPTOR GENE LOCUS AND SIGNAL FRAGMENTS OF THE T- AND B-CELL RECEPTOR EXCISION RINGS
CN112292600A (en) System for identifying antigens recognized by T cell receptors expressed on tumor infiltrating lymphocytes
AU2017217868A1 (en) Method for target specific RNA transcription of DNA sequence
CN116445478B (en) Primer combination for constructing IGHV gene library and application thereof
CN117512085B (en) Primer group and kit for detecting HLA-DPB1 genotyping
EP4373957A1 (en) Method for the identification of the whole sequence of the variable region of the heavy and light chains of immunoglobulins