WO1999012948A2 - Protein-coated polyribonucleic acids, method for the production thereof, and use of the same - Google Patents

Protein-coated polyribonucleic acids, method for the production thereof, and use of the same Download PDF

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WO1999012948A2
WO1999012948A2 PCT/EP1998/005258 EP9805258W WO9912948A2 WO 1999012948 A2 WO1999012948 A2 WO 1999012948A2 EP 9805258 W EP9805258 W EP 9805258W WO 9912948 A2 WO9912948 A2 WO 9912948A2
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    • C12N2795/00Bacteriophages
    • C12N2795/00011Details
    • C12N2795/18011Details ssRNA Bacteriophages positive-sense
    • C12N2795/18111Leviviridae
    • C12N2795/18122New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes

Definitions

  • Protein-coated polyribonucleic acids a process for their preparation and their use
  • the invention relates to protein-coated polyribonucleic acids containing a naturally occurring RNA virus or RNA bacteriophage, the natural nucleic acid sequence of which is varied, a process for their preparation and their use, preferably in diagnostic processes.
  • PCR polymerase chain reaction
  • RCR repair chain reaction
  • LCR ligase chain reaction
  • isothermal amplification techniques such as strand displacement amplification, SDA, transcription-based amplification) System
  • TAS Self-sustained Sequence Replication
  • 3SR Nucleic Acid Sequence-based Ampiification
  • nucleic acids are quantification of specific ribonucleic acids in cells (messenger RNA, mRNA). Measuring the amount of mRNA transcription products can shed light on Give clinical pictures or a disease status and can be used to assess the efficacy or mechanisms of action of pharmaceuticals on patients, in cell culture and in basic research.
  • Prominent examples are the quantification of cytokines (growth factors) that play a role in inflammatory processes and cancer, or of cytochromes, which are a sensitive parameter to environmental pollution [B ecker-Andre, M, 1991, Methods Mol Cell Biol 2, 189-201]
  • RNA detection or quantity determination of RNA is carried out by direct hybridization or after its transcription (reverse transcription, RT) in cDNA by means of amplification.
  • the cDNA is then quantified by means of a comparative method, that is to say the detection of a known amount of nucleic acid in addition to the target nucleic acid , the amount of which is unknown. Examples of such methods are the competitive PCR and the competitive NASBA.
  • the sequence of the nucleic acid, the amount of which is known should be as similar as possible to the nucleic acid sequence which is to be quantified. However, it always contains sequence regions by means of which it or its amplification product can be distinguished from the nucleic acid to be quantified.
  • Quantity standards carry deletions, insertions or substitutions, so that they can be differentiated by means of differential hybridization, nucleotide sequence analysis, restriction fragment analysis or their length [Reischl , U and Kochanowski, B 1995, Mol Biotechnol 3, 55-71]
  • the nucleic acids to be detected can consist of deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA).
  • DNA deoxyribonucleic acid
  • RNA ribonucleic acid
  • DNA is very stable and can be used as a Serving Reference for Diagnostic Methods Usually synthetic or cloned DNA fragments of the desired sequence are used [Lebo RV et al, 1990, AmJ.Hum.Genet 47, 583-590; Mudd, J.L., et al, 1989, Crime Lab Dig. 16, 41-59, TWGDAM (Technical Working Group on DNA Analysis Methods, U S A)]
  • RNA is extremely sensitive to degradation. It can be caused, for example, by the action of heavy and transition metal ions, by alkali and by a large number of enzymes, in particular by the omnipresent ribonucleases RNA can therefore only be cut and degraded with precautionary measures, that is to say using high-purity water and, if possible, in the presence of ribonuclease inhibitors [Dobbeling, U et al, 1997, BioTechniques 22, 88-90] Rapidly degraded RNA synthesized or RNA transcribed in vitro cannot be added to a sample containing RNA degrading components without loss, and is not suitable for tracking and assessing the processing and transcription of RNA into DNA
  • RNA from a sample and its reverse transcription When isolating the RNA from a sample and its reverse transcription, part of the sample is lost in particular due to enzymatic degradation and the low efficiency of the reverse transcription.
  • a reference sample For a direct comparison, a reference sample must be processed together with the sample to be determined in order to avoid these losses
  • a synthetically or enzymatically produced reference ribonucleic acid which is not additionally protected, for example, by proteins which envelop it or bind to it, is degraded before the start of the workup if it becomes an untreated one
  • Sample material is added so that the measurement values are falsified.
  • a corresponding DNA sequence is usually used as the standard.
  • a DNA standard after the digestion of the sample is not subject to the same degradation as the RNA sample to be determined of ribonucleic acids and the efficiency of their reverse transcription are not documented
  • Ribonucleic acid standards can be prepared chemically synthetically or by in vitro transcription [Piatak M et al, 1993, BioTechniques, 14, 70-81] RNA sequences can be replicated in vitro by means of the replicase from Q-beta if they contain appropriate recognition sequences the genome of the phage Q-beta [Lizardi et al, 1988,
  • RNA sequences can be used as a quantitative standard for RT-PCR [Fille et al, BioTechniques 23 (1997) 34-36)] They are not protected against degradation
  • Standards for ribonucleic acids can also consist of the material to be detected.
  • viruses that are pathogenic to humans for example when using a blood or serum sample, they can be infectious, fall under epidemic provisions and laws and are therefore restricted in their handling.
  • Standards from a natural isolate are difficult to produce on a large scale. Blood samples are not homogeneous and aliquots virus or titers can have very different virus titers. Natural isolates cannot be used as a competitive standard because they do not necessarily contain sequence variations
  • Retroviral packaging systems based on human and monkey viruses have been developed which allow the packaging of ribonucleic acids with sequence variations in virus particles, for example in order to investigate the effect of certain gene sequences or to introduce certain RNA sequences for gene therapy in cells in the future. These systems are based on virus particles similar to the AIDS virus.
  • the virus particles are produced in cell culture from which novel infectious viruses can develop [Flamant, F, Cosset, F-L and Samarut, J, J Mol Med 73 (1995) 181-187] Constructs have also been reported that were genetically unstable and have lost all or part of the varied sequences [Olsen et al, J Virol 64 (1990) 5475-5484).
  • RNA phages in bacteria which are divided into several families.They consist of a polyribonucleic acid which is encased by a large number of protein molecules, the so-called 'coat protein'.
  • the phage nucleic acid encodes a polymerase, its coat protein and further protein factors.
  • the phages are also dependent on host factors. Some phages can only attack 'male' bacteria, i.e. bacteria with an F-particle (F +).
  • the phage Q-beta codes for a 'Maturation' protein a2, a 'Coat' protein, a 'Readthrough' protein al, which as Following a read-through event via a stop codon, a C-terminally extended coat protein is present, and an RNA polymerase, the so-called replicase.
  • the read-through protein is involved in host infection by the Q-beta phage [Weissmann, C, FEBS Letters 40 (1974) S10-S18] It is known that a failure of each individual protein as a result of variations in the respective coding nucleic acid sequences in the case of the phage Q-beta can be complemented by converting the protein concerned into trans, i.e.
  • the phage genome forms a distinctive secondary structure. Changes in the genome of the phage are usually not genetically stable and are reversed within a few phage generations or neutralized by further changes in the genome A stable folding pattern is obviously generated again [Arora R et al., J Mol Biol.
  • RNA phage Q-beta has been used for the production of recombinant proteins or peptides which form artificial extensions of the 'Coat' protein [Kozlovska, TM et al, I-ntervirology 39 (1996) 9-15]
  • the 'Coat' protein forms extremely stable particles, the 'Coat' proteins are linked to each other by disulfide bridging [ Golmohammadi, R et al, ⁇ Structure 4 (1996) 543-554]
  • polyribonucleic acids can be produced with freely definable sequence fractions which contain a desired sequence and which of a
  • Protein sheath that protects them against degradation.
  • the detection limits of qualitative nucleic acid detections can be checked, and standards can also be produced which, after addition to the sample to be determined, are degraded to the same extent as the substance to be determined and can thus be used as a quantity standard
  • the competitive quantification of RNA directly from the sample material without having to accept the disadvantages mentioned above
  • the present invention therefore relates to protein-coated polyribonucleic acids which are characterized in that they contain a virus RNA or bacteriophage RNA, in which the natural nucleic acid sequence is varied by singular or multiple insertions and / or substitutions
  • the protein-coated polyribonucleic acids consist of an RNA bacteriophage whose nucleic acid sequence is varied as described above.
  • bacteriophages are the phages Q-beta, VK, PP7, F2, FR, GA, SP, MS, MS2, fcan, Ml 2 or R17
  • the phage Q-beta is preferred.
  • bacteriophages can be handled and propagated without a greater risk
  • sequence variations preferably leads to the genome sequence being changed to such an extent that the underlying bacteriophage or virus can no longer multiply independently without the addition of further elements
  • sequence variations consist in the insertion or substitution of freely determinable sequences with a length of 20 to 900 bases or with one to three sequence sections simultaneously, each comprising a length of 17 to 50 bases.
  • Sequences are preferably substituted, ie the total length of the sequence is not or only slightly varied.
  • the newly introduced freely definable sequence sections have approximately the same length as the sequences deleted from the virus or phage genome.
  • the newly introduced freely definable sequence sections consist of synthetic sequences or, if necessary, varied genome sequences of other organisms.
  • the related genome sequences are preferably those of diagnostic relevance, that is to say that precisely these sequence segments are used in diagnostic methods. These sequence sections are, for example, the binding sites for PCR primers or binding sites for oligonucleotide probes.
  • genome sequences or sections which may be varied are those from human-pathogenic RNA viruses, for example retro and flaviviruses.
  • sequences from the HIV, HCV, HGV, influenza, Picorna, yellow fever, Hanta or Dengue viruses are of particular diagnostic relevance.
  • genome sequences or sections which may be varied are coding sequences from mammals, for example sections from the messenger RNA of growth factors (cytokines), the cellular amount of which is determined in diagnostic methods.
  • cytokines growth factors
  • the synthetic sequences can be functional ribonucleic acids, for example ribozymes or aptamers.
  • genomic regions of the phage are selected which either do not concern a functional region for the phage or only the reading frame for a single protein.
  • the sequence variation is preferably limited to a genome region of the phage which encodes only a protein which is necessary for the multiplication of the phage.
  • phages that carry the desired sequence variation cannot reproduce on their own if the missing factor is not supplied by the host cells becomes.
  • Bacterial cells which provide this missing factor are thus used to produce the protein-coated polyribonucleic acid according to the invention by means of phages.
  • This factor consists of the unchanged coding gene for the protein, the reading frame of which is affected by the sequence variation.
  • the gene can be integrated in the host genome or can lie on an independent genetic element that is introduced into the host organism.
  • Bacterial cells which cannot be infected by a phage are preferably used to prepare such a phage (genetic marker F " ). As a result, the phages cannot multiply independently and mutations due to multiple passages of the phage are excluded. The genome of one RNA phages are under a high selection pressure.
  • the protein-coated polyribonucleic acids consist of the bacteriophage Q-beta, in the nucleic acid sequence of which the 3 'region of the gene for the' read-through protein 'is completely or partially replaced by other, freely definable sequences.
  • sequence sections of approximately the same length are preferably exchanged. Insertions are preferably inserted at sites that have little effect on the folding structure of the RNA phage genome. Such sites are, for example, the ends of stem loops.
  • the reading frame for the 'Coat' Protein is preferably closed with a constitutive Stop Codon [TGA] and otherwise not varied
  • the present invention also relates to a process for the preparation of the protein-coated polyribonucleic acids described above, which is characterized in that:
  • RNA phage genome or RNA virus genome which is cloned as a DNA sequence, by insertion or substitution and the genome thus varies
  • RNA virus genome which is cloned as a DNA sequence, by insertion or substitution and the genome thus varies
  • introducing the varied genome sequence into a suitable host cell by known methods, in which viruses or phages are produced which contain the desired varied polyribonucleic acid packaged in a protein envelope
  • RNA phage genome or from an RNA virus genome as a vector, which is cloned as a DNA sequence
  • a freely definable nucleic acid sequence is inserted into the cloned genome by insertion or substitution.
  • Such a variation almost inevitably leads to a loss of essential functions for the virus or the phage.
  • the insertion therefore takes place at a position in which no functional region of the phage is affected or preferably at a location that destroys the coding region for only one protein.
  • the loss of function is complemented by the provision of this gene in the host cell
  • the varied genome sequence is brought into host cells, in which it serves as a template for producing the varied ribonucleic acid.
  • the host cells produce viruses or phages which contain the desired polyribonucleic acid
  • RNA virus or an RNA phage is used as a vector for the production of the protein-coated polyribonucleic acid according to the invention.
  • vectors can be, for example, bacteriophages, retroviruses, influenza viruses or plant viruses which contain single-stranded or double-stranded RNA as the genome.
  • the preparation of the protein-coated ones Ribonucleic acid takes place in the respective natural or in a compatible host cell of the virus or phage used as a vector
  • the freely definable sequence that is to be brought into the vector is either produced synthetically or isolated from another organism and, if appropriate, varies. It is present as a DNA sequence. This can be a DNA fragment or a cloned DNA
  • the freely definable sequence In order to insert the freely definable sequence into the vector, one uses, for example, targeted clomeration via residual interfaces.
  • the selected interfaces are preferably singular, that is to say they do not exist anywhere else in the vector or in the freely definable sequence
  • the freely definable sequence does not contain any suitable residual interfaces, these are added to the sequence. They can be artificially added or inserted using methods of directed mutagenesis or by means of the polymerase chain reaction by amplifying the freely definable sequence with primers that are primed with their 3 ' Areas are complementary to this sequence and have the interfaces attached to their 5 'ends
  • RNA virus or an RNA bacteriophage The ribonucleic acid genome of an RNA virus or an RNA bacteriophage is isolated and transcribed into 'Copy DNA' (cDNA) (reverse transcribed)
  • Plasmids are used for the clomerization, which allow a transfer of the cloned genome sequences into their original or a compatible host organism
  • the cloned genomic sequence is placed behind regulatory elements which allow a transcription of this sequence in the host organism.
  • regulatory elements which allow a transcription of this sequence in the host organism.
  • the genomic sequence is transcribed in the host organism, the ribonucleic acid genome is formed and the RNA virus or RNA bacteriophage used is expanded.
  • Regulatory factors are preferred Used elements that can be induced, that is, elements that allow experimental regulation of expression.
  • areas are preferably substituted instead of inserted so that the overall length of the genomic sequence is influenced as little as possible.
  • the failure of certain functions can be complemented. Areas in a phage or in a virus genome which code for only one protein can be destroyed, replaced or deleted, so that the varied phage or virus genome is no longer a template for the error-free expression of this protein can serve. If this protein can be produced within the host cell independently of the varied phage or virus genome, the loss of function which otherwise occurs with the loss of this protein is complemented.
  • a variation in the genome of the phage or of the virus preferably takes place in a region coding only for one protein, without destroying further, for example, regulatory elements.
  • the variations are preferably made at locations where the folding pattern of the genomic RNA is influenced as little as possible.
  • No functional virus or phage can arise from a cloned genome that carries a variation that leads to the loss of an essential function for the virus or for the phage.
  • the loss of a specific function prevents the propagation of the affected phage or virus in host cells that do not produce an additional compensating factor.
  • Cloned genomes with such a variation are safe against an uncontrolled spread of a virus or a phage.
  • a functional virus or phage cannot be replicated from the protein-enveloped ribonucleic acid, the natural sequence of which is varied
  • locations or regions are preferably selected which do not cause any loss of function for the phage or where only the function of a protein-coding gene is affected by insertion or substitution. If no loss of function is caused, no system for complementation is preferred however, a location or area is selected for variation that is only one
  • Reading frame for a protein is destroyed, but is not otherwise functionally important.
  • the failure of this reading frame is complemented by a copy on another genetic element, for example a plasmid.
  • the functional failure has the advantage that the phage or virus varied in this way does not exist without this element can reproduce and spread
  • restriction sites into a cloned virus or phage genome
  • the insertion of freely definable sequences is preferably carried out by cloning via restriction sites.
  • interfaces for restriction enzymes are inserted at suitable sites in the cloned genomic sequence using genetic engineering methods that match the restriction ends of the freely definable sequence to be inserted
  • These interfaces can be inserted, for example, via directed mutagenesis or via the polymerase chain reaction. When using the latter, the entire cloned genome sequence is amplified with primers which carry the desired restriction sites at their 5 'ends.
  • the primers bind in the genomic sequence, and part of the genomic sequence can be deleted by the selection of the binding site Copy of the entire sequence, which may contain deletions in the target area of the genomic sequence.
  • the PCR amplification product can be used directly after the restriction digestion to insert a freely definable sequence
  • the amplification product can be circularized and cloned to be used as a template for the insertion of new sequence segments.
  • the freely definable sequence is inserted into the cloned genomic sequence. It is inserted or it substitutes an area within the genomic sequence. This area is determined by the positioning of the restriction interfaces used for this.
  • the freely definable sequence provided with restriction sites and the genomic sequence modified with restriction sites are digested with the respective restriction enzymes and ligated together.
  • the ligation products are cloned. The clones are checked to ensure that they correspond to the desired sequence.
  • the host cells for the phages or for the viruses are equipped with the affected gene, which has become functionless in the manipulation of the genomic sequence in order to be able to produce the protein and to complement the associated functional failure.
  • the coding sequence can be provided for the host cell either by inserting this gene sequence into its genome or by inserting a vector. This complementing sequence can also be contained on the same vector that carries the varied genomic sequence.
  • the gene for this protein product is isolated from the phage genome or from the virus genome and is cloned in bacteria.
  • the complementing gene is placed under the control of a suitable regulatory element and brought into the host cell by means of a suitable plasmid or vector.
  • the regulatory element controls the permanent or inducible expression of the gene.
  • the host cell has the corresponding protein to complement the functional loss generated by the variation in the cloned genomic sequence.
  • a suitable plasmid or vector is with the simultaneous Presence of the vector compatible in the same host cell.
  • the origin of replication (ori) of the plasmids used must be compatible with one another.
  • the vectors must carry different selectable resistance markers
  • the host cells associated or compatible with the respective system i.e. the RNA viruses or RNA phages, are used.
  • the host cells express the gene which complements the loss of function caused by the variation of the cloned genome sequence (F3)
  • the cloned gene sequence which bears the desired variations (E3) is brought into the host cells.
  • the host cells which contain the varied gene sequence and the complementing sequence, express constitutively or after induction phage or virus particles which, instead of a phage or virus genome, carry a varied genome which contains the freely definable sequence
  • the phages or virus particles produced are isolated from the medium in the same way as the naturally occurring phages or viruses or after lysis of the cells from them by centrifugation, precipitation or extraction.
  • the phages or virus particles can also be used with the surrounding host cells, which may be inactivated
  • Another object of the invention is the use of the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention, in particular in diagnostic methods for Example for the qualitative and quantitative detection of ribonucleic acids, for the positive control of the detection of virus RNA, for the control of the efficiency of methods for the purification and isolation of ribonucleic acids or for the control of the efficiency of the reverse transcription of ribonucleic acids
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to document or test the suitability of the method used or to determine the detection limit of the method used.
  • the protein-enveloped polyribonucleic acid used as standard can correspond in its freely determinable proportion to the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected in whole or in part.
  • Methods for testing for the presence of a specific ribonucleic acid in a sample consist of sample preparation and isolation of the ribonucleic acid and its detection.
  • the processing is carried out by extraction, for example by means of phenol / chloroform extraction, by enzymatic digestion, for example by means of proteinase, by treatment with detergents or with amphiphilic substances, by treatment with denaturing salts, by heating, by frequent freezing and thawing or by mechanical digestion or a combination of these methods.
  • the further enrichment of the nucleic acid can be achieved by binding to a solid phase, for example to anion exchangers, silica gel or Membranes or on glass or by extraction.
  • Detection is carried out by direct hybridization of a suitably labeled oligonucleotide probe to the target nucleic acid or after transcription in DNA, amplification of a specific DNA fragment and detection of this Fr agmentes on hybridization, determination of length, restriction digestion or DNA sequencing
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention are added to the sample material and processed with the sample or analyzed in a separate batch
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to document or test the suitability of the method used or to determine the detection limit of the method used.
  • the protein-coated polyribonucleic acid used as standard has a sequence similar to that to be detected or is a variation of this sequence and accompanies all steps in the diagnostic method, in order to use it instead of the sequence to be detected, or in a subset of the sample to be determined, or subsequently, if the sequence to be detected was not ascertainable
  • Virus nucleic acid and messenger RNA mRNA
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to serve as a quantity reference and to generate calibration curves for methods with which the amounts of the unknown samples can be determined.
  • the protein-encased polyribonucleic acid used as standard can correspond in its freely determinable proportion to the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected in whole or in part
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as standard to work as a competitor sequence.
  • the protein-coated polyribonucleic acid used as standard corresponds freely in its Determinable part of the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected.
  • the standard is processed and analyzed in different quantities with the unknown sample to be determined. The quantity is determined by competitive methods
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard in order to document the suitability of the method used as an accompanying sample.
  • the nucleic acid sequence used is not identical to the sequence of the nucleic acid to be detected
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to check the detection capability of a laboratory, an institution or a person or a method
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to document the suitability and efficiency of the method used.
  • the protein-coated polyribonucleic acid used as standard can be used in whole or in part in its freely definable part of the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected correspond
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard in order to document the suitability and efficiency of the process used
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as standard and function control for reagents and laboratory kits for isolating ribonucleic acids and their reverse transcription in DNA
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a sample in order to check the efficiency of cleaning and disinfection measures, in particular for the inactivation of RNA viruses
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used to mark samples of any kind.
  • the freely definable portion in the sequence can be used to encode origin, type or other information and can later be analyzed and 'read' by means of a suitable diagnostic method
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be produced in order to use the RNA isolated therefrom as hybridization samples.
  • the RNA is preserved until its preparation by its protective protein coat.
  • the freely definable sequence contains the areas which are used for hybridization with a complementary sequence.
  • the polyribonucleic acids according to the invention can contain, for example, labeled nucleotides which are incorporated in the host organism and which can be used for their detection.
  • Hybridized polyribonucleic acids which represent variations of a phage genome can also be replicated in vitro by means of the RNA-dependent RNA polymerase specific for this RNA Replicase can be detected
  • the protein-coated polyribonucleic acids of the present invention can be used to make RNA for binding purposes.
  • the RNA is preserved through its protective protein envelope until it is isolated.
  • the freely definable sequence contains areas that can bind certain structures (aptamers)
  • the polyribonucleic acids according to the invention can contain, for example, labeled nucleotides which are incorporated in the host organism and which can be used for their detection.
  • Polyribonucleic acids which bind a structure and which represent the variations of a phage genome can also be replicated in vitro by means of of the RNA-specific RNA polymerase replicase for this RNA-specific or can be detected by RT-PCR amplification
  • the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used to produce functional ribonucleic acids, for example ribozymes.
  • the sequences are preserved by their protective protein envelope until they are used.
  • the freely definable sequence contains regions which contain functional sequences
  • the plasmid pBRT7Qß was provided by Prof Dr Hans Weber, Institute of Molecular Biology, University of Zurich [published in Barrera I, et al, J Mol Biol 232 (1993) 512-521].
  • the plasmid carries the genome of the phage Q- beta behind a T7 promoter, a ß-lactamase gene (ampicillin resistance) and the ColEl origin of replication
  • This plasmid leads to the production of Q-beta phages in transformed Escherichia coli (E coli) which can produce the T7 RNA polymerase.
  • E coli Escherichia coli
  • the plasmid pBRT7Qß is produced with the aid of two oligonucleotide primers, a PCR product which comprises the entire plasmid and whose ends are in the gene for the read-through protein a1.
  • the primers carry restriction sites at their 5 'ends. This product is religated a plasmid with the Q-beta phage sequence and a variation in the al gene.
  • 100 ng plasmid pBRT7Qß are mixed with 60 pmol each of the oligonucleotide primers [82593], 5'-ATT CTA GAG CCG TGG CAA TGG TTA TAT TGA CCT TGA TGC G (sequence 2) and [82594], 5'-TAT CTA GAA AGC TTA ATA CGCTGG GTT CAG CTG ATC ⁇ AT AGC ATC G (page sequence 3), with 1 ⁇ l 10 mM deoxyribonucleotides (dNTPs), 10 mM Tris-HC1, pH 8.3, 2 mM magnesium chloride, with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La -Roche) and 0.2 u Pwo DNA polymerase (Boehringer Mannheim) amplified in a volume of 100 ⁇ l.
  • dNTPs deoxyribonucleotides
  • the reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 55 ° C and 2 min at 72 ° C and finally 20 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400).
  • the amplification product is extracted with 50 ⁇ l phenol (Roth) and with chloroform / isoamy alcohol (25: 1). 10 ⁇ l of 5 M potassium acetate and 350 ⁇ l of ethanol are added to the aqueous phase.
  • the precipitated DNA is pelleted by centrifugation. The pellet is washed with 70% ethanol and dried in vacuo.
  • the DNA is dissolved in 20 ⁇ l of water and cut with the restriction enzyme Hind III (Boehringer Mannheim) according to the manufacturer's instructions (2 hours at 37 ° C.).
  • the reaction mixture is made up to 100 ⁇ l with water and extracted with phenol as above and precipitated with ethanol.
  • the DNA pellet is in 20 ul
  • DH5alpha (DH5alpha) are transformed with 0.5 ⁇ l of the ligation mixture. The colonies obtained are picked and dressed. Plasmid DNA is isolated from overnight cultures
  • the plasmid DNA is controlled by restriction digestion and DNA sequencing (Replicon
  • sequence of the plasmid pBRT7Qßd is disclosed as sequence 4.
  • the plasmid contains a varied Q-beta phage genome, the reading frame for the 'coat' protein is closed with a TAA stop codon.
  • the gene for the read-through protein carries a deletion of 264 base pairs and two different unique restriction sites Hind III (AAGCTT) and Xba I (TCTAGA) at this point.
  • Immunodeficiency virus (HIV) genome The plasmid pBRT7Qßd is linearized with the residual enzyme Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer) and dephosphorylated with alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • Plasmid DNA is isolated overnight (Nucleobond Kit, Machery-Nagel, according to the manufacturer's instructions). The plasmid DNA is checked by means of a residual digestion and DNA sequencing
  • sequence 7 The sequence of the plasmid pBRT7QßSK145 is disclosed as sequence 7
  • the Q-beta phage genome on the plasmid pBRT7Qß is used as the template.
  • the reaction solution contains 100 ⁇ M deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 ⁇ M of both oligonucleotide primers in 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) in a volume of 50 ⁇ l.
  • the reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400)
  • sequence 10 The product is extracted with phenol and precipitated
  • the product is with the restriction enzymes Xba I and Hind III digested (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), with phenol extracted and fallen
  • the plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba I and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • the cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed and plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
  • the sequence of the plasmid pBRT7QßSK145-431 is disclosed as Sequence 11.
  • the plasmid contains the sequences SK145 5'-AgT ggg ggg ACA TCA AgC AgC CAT gCA AAT (sequence 12) and SK431 5'-TgC TAT gTC AgT TCC CCT Tgg TTC TCT (sequence 13) at a distance of 214 base pairs; including the sequences SK145 and SK431, the fragment has a length of 271 base pairs.
  • a fragment with restriction sites is amplified from the HIV I genome using the polymerase chain reaction.
  • the PCR is carried out with the oligonucleotides [84673] 5'-ATT AAA gCT TAg Tgg ggg gAC ATC AAg C (sequence 14) and [84675] 5'-TA TCT AgA TgC TAT gTC AgT TCC CTT Tg (sequence 15) and a cDNA Template of HIV I performed.
  • the reaction solution contains 100 ⁇ M deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 ⁇ M of both oligonucleotide primers, 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) in a volume of 50 ⁇ l.
  • the reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400).
  • the reaction product is cut with the restriction enzymes Hind III and Xba I (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • the plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba 1 and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol. The cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed. Plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
  • sequence 16 The sequence of the plasmid pBRT7QßSK 145-102-431 is disclosed as sequence 16. It contains a 142 base pair (sequence 17) long sequence section from HIV 1.
  • a fragment with restriction sites is amplified from the HCV genome using the polymerase chain reaction.
  • the PCR is carried out with the oligonucleotides [84672] 5'-ATT AAA gCT TgC AgA AAg CgT CTA gCC (sequence 18) and [84671] 5 'TAC TCTAgA CTC gCA AgC ACC CTA TC (sequence 19) and a cDNA template from HCV .
  • the reaction solution contains 100 ⁇ M deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 ⁇ M of both oligonucleotide primers in 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) in a volume of 50 ⁇ l.
  • the reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400).
  • the reaction product is cut with the restriction enzymes Hind III and Xba I (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • the plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba I and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • Plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
  • sequence 20 contains a 216 base pair (sequence 21) long sequence section from the HCV genome
  • the plasmid pP + QßRT was provided by Dr Donald R Mills, Dept Microbiology, State University of New York, U.S.A. It is 8J kb in size and carries the pSMl
  • Origin of replication which is compatible with the ColEl ori from the pBRT7Qß plasmid.
  • the plasmid carries a gene for resistance to trimethoprim and the gene for the readthrough protein al under the control of the P + promoter. This plasmid leads to a constitutive expression of al Protein in transformed E. coli [Arora et al., J. Mol. Biol. (1996) 258 433-446],
  • Competent E. coli from strain BL21 (DE3) (Stratagene) or BL21 (DE3) are transformed with pP + QßRT and a pBRT7Qß plasmid (e.g. pBRT7QßSK145).
  • the clones are selected for ampicillin and trimethoprim resistance (LB agar with 75 mg / 1 ampicillin, Sigma, 50 mg / 1 trimethoprim, Sigma).
  • the cells are grown overnight in a preculture (LB medium with ampicillin and trimethoprim, 37 ° C) and in one
  • phage supernatant 100 ul phage supernatant are extracted twice with 50 ul phenol (Roth) and with chloroform / isoamyl alcohol (25 J).
  • the aqueous supernatant is treated with DNase I (Boehringer Mannheim) (1 g / 1, 30 min at room temperature).
  • the solution is extracted with phenol as above and precipitated with ethanol (0.5 M LiCl, 3 volumes of ethanol) and pelleted by centrifugation.
  • the pellet is washed with 70% ethanol and extracted.
  • the ribonucleic acid obtained is dissolved in 1 ml of TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.5; ImM EDTA) and determined photometrically.
  • TE buffer 10 mM Tris-HCl, pH 7.5; ImM EDTA
  • Ribonucleic acid according to Example 7 is used as a template.
  • the oligonucleotide primers SK145 (sequence 12) and SK43 1 (sequence 13) or for pBRT7QßSK145-102- 431 the combination GAG3, 5'-ATCAATgAggAAgCTgCAgAATggg (sequence 22) and SK43 1 were used.
  • RNA from the plasmid pBRT7QßHCV (sequence 20)
  • the PCR amplification is carried out in a volume of 50 ⁇ l with 100 ⁇ M deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 ⁇ M of both oligonucleotide primers in 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) carried out. 5 ⁇ l of RNA solution from Example 7 are used as templates. The reaction conditions are 35 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400).
  • RNA from the plasmid pBRT7QßSK 145-431 and the primers SKI 45 and SK431 results in a 271 bp fragment
  • RNA from the plasmid pBRT7QßSK145-102-431 and the primers SK145 and SK431 results in a 142 bp fragment
  • a 99 bp fragment is produced
  • RNA from the plasmid pBRT7QßHCV and the primers HC3 and HC4 a 216 bp fragment of double-stranded DNA is produced. which are detected in the agarose gel.
  • ribonucleic acid is obtained from 100 ⁇ l of phage supernatant in accordance with Example 7.
  • the product is diluted in steps of 110 in TE buffer from 10E-1 to 10E-9 Reverse transcriptase and PCR amplification treated with the oligonucleotide binders SKI 45 and SK 431.
  • the PCR amplification is carried out in five batches each.
  • RNAeasy isolation kit Qiagen, according to the manufacturer
  • RT-PCR RNAeasy isolation kit
  • 1 ml of whole blood from a non-HIV infected blood donor is mixed with 12.5 ⁇ l of a 10E-6 diluted phage supernatant from pBRT7QßSK145-102-431, corresponding to approximately 25,000 genome copies of HIV.
  • the mixed blood sample is separated into five aliquots A, B, C, D and E, each containing 5000 genome equivalents, and each with 10 ⁇ l phage supernatant from pBRT7QßSKl 45-431 with dilutions of 10E-8, 10E-7, 2xl0E-7, 10E-6 and 2xlOE-5 offset, corresponding to 200, 2000, 4000, 20000 and 40,000 genome equivalents.
  • the samples are treated according to example 10.
  • Approach A shows a product of 142 bases long
  • approach B the same product and little product with a length of 271 bases long
  • batch C shows the same product quantities and batches D and E only show the product with 271 bases long.
  • the amount of genomic equivalents from the sequence pBRT7QßSK145-102-431 is approximately 4,000 or the equivalent of 16,000 per ml
  • the polymerase chain reaction is carried out with the oligonucleotide binders FAS5, 5'-gCgC AgcTT TTC TgC CAT AAg CCC TgT CC AgC ATg CCA CgT AAg CgA AA (sequence 26) and FAS3, 5'-ACCg TCTAGA Ag AAg ACA AAg CCA CCC CAA TgAgCCCC Sequence 27) on the template Lambda DNA (2 ⁇ g, Boehringer Mannheim) generates a fragment of approximately 380 base pairs (40 pmol primer FAS5 and FAS3, 100 ⁇ M dNTPs, 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 2 mM magnesium chloride, 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) amplified in a volume of 50 ⁇ l
  • the reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 63 ° C and 2 min at 72 ° C and finally 20 min
  • the cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed. Plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
  • the plasmid pBRT7QßFas contains the Q-beta phage genome with an insertion of 369 base pairs in the Hind III interface sequence 28). Phage particles are produced in accordance with Example 6.
  • Fas is a protein from the tumor necrosis factor (TNF) family.
  • the protein is involved in apoptosis.
  • the amount of mRNA for fas can be interesting for medical reasons.
  • the sequence of the mRNA for fas is stored in the gene bank under the number M67454.
  • Human cells from the cell culture are mixed with different amounts of protein-coated RNA from the vector pBRT7QßFas. They contain an RNA that can compete with the mRNA for fas in RT-PCR.
  • the cells are disrupted and the RNA is isolated (RNAeasy, QIAGEN, according to the manufacturer).
  • the RNA is reverse transcribed (M-MuLV, peqlab, according to the manufacturer's instructions) and amplified by PCR.
  • the oligonucleotide primers used are 82689, 5'-TTC TgC CAT AAg CCC TgT CC (sequence 29) and 82690, 5'-AgA AgA CAA AgC CAC CCC AA (sequence 30).
  • the PCR product from the natural mRNA has a length of 368 base pairs
  • the product from the competitive RNA from the phage has a length of 369 base pairs.
  • the products can be distinguished by restriction digestion with the enzyme Sph I or by differential hybridization. With equal amounts of amplification product from the natural sequence and from the competitor sequence, there are equal amounts of RNA in the cells and in the competitive sample.
  • the plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzyme Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • coli are transformed and plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing GGTCGGATCC T in its Hind III interface, phage particles are produced in accordance with example 6.
  • the RNA with the same sequence 5'-GGAGC UCAGCCUUCA CUGCAUGAUA AACCGAUGCU GGGCGAUUCU CCUGAAGUAG GGGAAGAGUU GUCAUGUAUG GGGUCGGACGAC gin UGGGGGGACGinG (UGGGGGGACGinG) ., Nucleic Acids. Res., (1996) 6, 1029-103 6].
  • the plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzyme Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol
  • RNA is isolated from the phage by means of phenol extraction. From the RNA, which contains degenerate areas, those with special
  • Phage particles obtained with the plasmid pBRT7QßAPT are extracted with phenol and precipitated with ethanol.
  • the RNA contains an aptamer sequence that binds the amino acid arginine.
  • a solution with 0.5 ⁇ g RNA in 1 ml buffer 250 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl, pH 7.6, 5 mM magnesium chloride) is added to D-arginine agarose or L-arginine agarose (OJ ml), 10 incubated for min and washed with 300 ml buffer.
  • the agarose is eluted with 1 ml buffer at 95 ° C.
  • RNA M-MuLV, peqlab, according to the manufacturer.
  • the oligonucleotide primers 82808, 5'-gAT CCA gAA CCC gAC CgC (sequence 36) and 82809, 5'-CCA TCg gCg TgA TAg gCC (sequence 37) are used. Only when starting with the eluate from L-arginine agarose does a 764 bp DNA fragment arise, which demonstrates the binding of the RNA to L-arginine

Abstract

The invention relates to protein-coated polyribonucleic acids containing a harmless, naturally occurring RNA virus or RNA bacteriophage whose natural nucleic acid sequence is varied, to a method for producing said polyribonucleic acids, and to their use, preferably in diagnostic procedures. According to the invention, nucleic acid sequences which are relevant to the diagnosis are inserted into the genome of an RNA virus or an RNA phage, or segments are substituted. The phage Qβ is preferably used as the carrier and the gene for the readthrough protein a1 is preferably altered in the phage Qβ. The functional loss for the phage or virus associated with this genetic manipulation is compensated through the provision of a copy of the affected gene in the host organism of the virus or phage, preferably on a separate genetic element. Derivatives of viruses or phages which carry the nucleic acid segments which are relevant to the diagnosis can be produced in the natural host using this complementary element. Said nucleic acid segments are also stable since they are protected against degradation by the protein coating of the virus. These derivatives behave similarly to the samples being detected whilst the samples are being prepared and during the reverse transcription of the RNA in the diagnostics procedure. The derivatives can be used to validate diagnostic procedures; they can serve as controls or as a competitive standard for quantifying RNA or RNA viruses. The virus or phage derivatives used as the standard are harmless for human beings, and are not capable of reproducing independently.

Description

Proteinumhüllte Polyribonukleinsäuren, ein Verfahren zu ihrer Hersteilung und ihre VerwendungProtein-coated polyribonucleic acids, a process for their preparation and their use
Die Erfindung betrifft proteinumhüllte Polyribonukleinsäuren, enthaltend einen natürlich vorkommenden RNA- Virus oder RNA-Bakteriophagen, dessen natürliche Nukleinsäuresequenz variiert ist, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung, bevorzugt in diagnostischen Verfahren.The invention relates to protein-coated polyribonucleic acids containing a naturally occurring RNA virus or RNA bacteriophage, the natural nucleic acid sequence of which is varied, a process for their preparation and their use, preferably in diagnostic processes.
Viele moderne diagnostische Methoden beruhen heute auf dem Nachweis einer spezifischen Nukleinsäure oder auf der Quantifizierung von Nukleinsäuren. Ein solcher Nachweis kann direkt, beispielsweise durch die Hybridisierung von Oligonukleotid-Proben an eine Zielnukleinsäure oder über die Amplifikation von Nukleinsäuren und nachfolgenden Nachweis der Amplifikationsprodukte erfolgen. [Bernstam, Victor A., Handbook of Gene Level Diagnostics in Clinical Practice, (1992), CRC Press, Boca Raton, U.S.A.; Congress onMany modern diagnostic methods today are based on the detection of a specific nucleic acid or on the quantification of nucleic acids. Such detection can be carried out directly, for example by hybridizing oligonucleotide samples to a target nucleic acid or by amplifying nucleic acids and subsequently detecting the amplification products. [Bernstam, Victor A., Handbook of Gene Level Diagnostics in Clinical Practice, (1992), CRC Press, Boca Raton, U.S.A .; Congress on
Advances in Nucleic Acid Ampiification and Detection, June 1997, San Francisco, U.S.A.].Advances in Nucleic Acid Ampiification and Detection, June 1997, San Francisco, U.S.A.].
Nachweise von viralen und bakteriellen Infektionen bei Mensch und Tier, der Nachweis auf Anwesenheit von Krankheits- und Verderbniserregern in Rohstoffen und Lebensmitteln, der Nachweis von Translokationen und Mutationen, der Test auf die Identität von Individuen, der Vaterschaftsnachweis oder Nachweise in der Forensik und in der Gerichtsmedizin erfolgen heute routinemäßig über die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) oder andere Nukleinsäure Amplifikationstechniken (Beispiele: Polymerase Chain Reaction, PCR, Repair Chain Reaction, RCR, Ligase-Kettenreaktion, LCR, Isotherme Amplifikationstechniken wie Strand Displacement Ampiification, SDA, Transcription-based Ampiification System, TAS, Self- sustained Sequence Replication, 3SR oder Nucleic Acid Sequence-based Ampiification, NASBA). Dabei wird die Anwesenheit einer spezifischen Nukleinsäure nachgewiesen. [PCR: Clinical Diagnostics and Research, Eds. Rolfs, A, et al., (1992) Springer Verlag Berlin; Nonradioactive Labeling and Detection of Biomolecules, Ed. Kessler, C. (1992) Springer Verlag Berlin; Bej, A.K.et al., (1991) Crit.Rev.Biochem.Molec.Biol. 26, 301-334].Evidence of viral and bacterial infections in humans and animals, the detection of the presence of pathogens and spoilage agents in raw materials and food, the detection of translocations and mutations, the test for the identity of individuals, the proof of paternity or evidence in forensics and in Forensic medicine is now routinely carried out using the polymerase chain reaction (PCR) or other nucleic acid amplification techniques (examples: polymerase chain reaction, PCR, repair chain reaction, RCR, ligase chain reaction, LCR, isothermal amplification techniques such as strand displacement amplification, SDA, transcription-based amplification) System, TAS, Self-sustained Sequence Replication, 3SR or Nucleic Acid Sequence-based Ampiification, NASBA). The presence of a specific nucleic acid is detected. [PCR: Clinical Diagnostics and Research, Eds. Rolfs, A, et al., (1992) Springer Verlag Berlin; Nonradioactive Labeling and Detection of Biomolecules, Ed. Kessler, C. (1992) Springer Verlag Berlin; Bej, A.K. et al., (1991) Crit.Rev.Biochem.Molec.Biol. 26, 301-334].
Eine Anwendung der Quantifizierung von Nukleinsäuren besteht insbesondere auch in der Quantifizierung von spezifischen Ribonukleinsäuren in Zellen (Boten-RNA, mRNA). Die Messung der Menge von mRNA-Transkriptionsprodukten kann Aufschluß über Krankheitsbilder oder einen Krankheitsstatus geben und kann zur Beurteilung der Wirksamkeit oder von Wirkmechanismen von Pharmaka am Patienten, in der Zellkultur sowie in der Grundlagenforschung verwendet werden Prominente Beispiele sind die Mengenbestimmung von Cytokinen (Wachstumsfaktoren), die bei enzundlichen Prozessen und Krebs eine Rolle spielen, oder von Cytochromen, die einen empfindlichen Parameter auf Umweltbelastungen darstellen [B ecker- Andre, M , 1991, Methods Mol Cell Biol 2, 189-201]One application of the quantification of nucleic acids is in particular the quantification of specific ribonucleic acids in cells (messenger RNA, mRNA). Measuring the amount of mRNA transcription products can shed light on Give clinical pictures or a disease status and can be used to assess the efficacy or mechanisms of action of pharmaceuticals on patients, in cell culture and in basic research. Prominent examples are the quantification of cytokines (growth factors) that play a role in inflammatory processes and cancer, or of cytochromes, which are a sensitive parameter to environmental pollution [B ecker-Andre, M, 1991, Methods Mol Cell Biol 2, 189-201]
Der Nachweis oder die Mengenbestimmung von RNA wird durch eine direkte Hybridisierung oder nach ihrer Umschreibung (Reverse Transkription, RT) in cDNA mittels Amplifikation durchgeführt Die Quantifizierung der cDNA erfolgt dann mittels eines vergleichenden Verfahrens, das heißt, des Nachweises einer Nukleinsäure bekannter Menge neben der Zielnukleinsaure, deren Menge unbekannt ist Beispiele für solche Verfahren sind die kompetitive PCR und die kompetitive NASBA Die Sequenz der Nukleinsäure, deren Menge bekannt ist, soll dabei möglichst ahnlich zu der Nukleinsauresequenz sein, die zu quantifizieren ist. Sie enthält aber stets Sequenzbereiche, über die sie oder ihr Amplifikationsprodukt von der zu quantifizierenden Nukleinsäure unterschieden werden kann Mengenstandards tragen Deletionen, Insertionen oder Substitutionen, so daß sie sich über eine differentielle Hybridisierung, eine Nukleotidsequenzanalyse, eine Restriktionsfragmentanalyse oder über ihre Lange unterscheiden lassen [Reischl , U and Kochanowski, B 1995, Mol Biotechnol 3, 55- 71]The detection or quantity determination of RNA is carried out by direct hybridization or after its transcription (reverse transcription, RT) in cDNA by means of amplification. The cDNA is then quantified by means of a comparative method, that is to say the detection of a known amount of nucleic acid in addition to the target nucleic acid , the amount of which is unknown. Examples of such methods are the competitive PCR and the competitive NASBA. The sequence of the nucleic acid, the amount of which is known, should be as similar as possible to the nucleic acid sequence which is to be quantified. However, it always contains sequence regions by means of which it or its amplification product can be distinguished from the nucleic acid to be quantified. Quantity standards carry deletions, insertions or substitutions, so that they can be differentiated by means of differential hybridization, nucleotide sequence analysis, restriction fragment analysis or their length [Reischl , U and Kochanowski, B 1995, Mol Biotechnol 3, 55-71]
Die nachzuweisenden Nukleinsäuren können aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder aus Ribonukleinsäure (RNA) bestehen Für alle diagnostischen Verfahren, die auf dem qualitativen Nachweis oder auf der quantitativen Analyse von Nukleinsäuren beruhen, werden Nukleinsaurestandards zur Validierung und als Referenz benotigt DNA ist sehr stabil und kann als Referenz für diagnostische Verfahren dienen Es werden meist synthetische oder Monierte DNA-Fragmente der gewünschten Sequenz verwendet [Lebo R V et al , 1990, AmJ.Hum.Genet 47, 583-590; Mudd, j L., et al , 1989, Crime Lab Dig. 16, 41-59, TWGDAM (Technical Working Group on DNA Analysis Methods, U S A )]The nucleic acids to be detected can consist of deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA). For all diagnostic methods based on the qualitative detection or on the quantitative analysis of nucleic acids, nucleic acid standards are required for validation and as a reference. DNA is very stable and can be used as a Serving Reference for Diagnostic Methods Usually synthetic or cloned DNA fragments of the desired sequence are used [Lebo RV et al, 1990, AmJ.Hum.Genet 47, 583-590; Mudd, J.L., et al, 1989, Crime Lab Dig. 16, 41-59, TWGDAM (Technical Working Group on DNA Analysis Methods, U S A)]
Die Verwendung von entsprechend hergestellten RNA-Sequenzen ist durch die Labilität dieser Stoffklasse limitiert RNA ist extrem empfindlich gegen eine Degradierung Sie kann zum Beispiel durch die Wirkung von Schwer- und Ubergangsmetallionen, durch Alkali und durch eine Vielzahl von Enzymen, insbesondere durch die allgegenwärtigen Ribonukleasen geschnitten und degradiert werden RNA kann daher nur unter Vorsichtsmaßnahmen, das heißt unter Verwendung von hochreinem Wasser und möglichst in Gegenwart von Ribonuklease- Inhibitoren gehandhabt werden [Dobbeling, U et al , 1997, BioTechniques 22, 88-90] Dem Probenmaterial zugesetzte RNA wird sehr schnell degradiert Synthetisch hergestellte RNA oder in vitro transkribierte RNA kann nicht ohne Verluste zu einer Probe, die RNA degradierende Bestandteile enthalt, gegeben werden, und ist nicht geeignet, die Aufarbeitung und Umschreibung von RNA in DNA zu verfolgen und zu beurteilenThe use of appropriately prepared RNA sequences is limited by the lability of this class of substances. RNA is extremely sensitive to degradation. It can be caused, for example, by the action of heavy and transition metal ions, by alkali and by a large number of enzymes, in particular by the omnipresent ribonucleases RNA can therefore only be cut and degraded with precautionary measures, that is to say using high-purity water and, if possible, in the presence of ribonuclease inhibitors [Dobbeling, U et al, 1997, BioTechniques 22, 88-90] Rapidly degraded RNA synthesized or RNA transcribed in vitro cannot be added to a sample containing RNA degrading components without loss, and is not suitable for tracking and assessing the processing and transcription of RNA into DNA
Bei der Isolierung der RNA aus einer Probe und bei ihrer reversen Transkription geht ein Teil der Probe insbesondere durch enzymatische Degradierung und durch die geringe Effizienz der reversen Transkription verloren Für einen direkten Vergleich muß eine Referenzprobe zusammen mit der zu bestimmenden Probe aufgearbeitet werden, um diese Verluste zu bestimmen Eine synthetisch oder enzymatisch hergestellte Referenz-Ribonukleinsäure, die nicht zusatzlich zum Beispiel durch sie umhüllende oder an sie bindende Proteine geschützt ist, wird schon vor dem Beginn der Aufarbeitung degradiert, wenn sie zu einem unbehandeltenWhen isolating the RNA from a sample and its reverse transcription, part of the sample is lost in particular due to enzymatic degradation and the low efficiency of the reverse transcription. For a direct comparison, a reference sample must be processed together with the sample to be determined in order to avoid these losses To be determined A synthetically or enzymatically produced reference ribonucleic acid, which is not additionally protected, for example, by proteins which envelop it or bind to it, is degraded before the start of the workup if it becomes an untreated one
Probenmaterial hinzugegeben wird, so daß die Meßwerte verfälscht werden Als Standard dient heute meist eine entsprechende DNA-Sequenz Ein DNA-Standard unterliegt nach dem Aufschluß der Probe nicht der gleichen Degradierung wie die zu bestimmende RNA-Probe Ein DNA-Standard kann die Effizienz der Isolierung der Ribonukleinsäuren und die Effizienz ihrer reversen Transkription nicht dokumentierenSample material is added so that the measurement values are falsified. A corresponding DNA sequence is usually used as the standard. A DNA standard after the digestion of the sample is not subject to the same degradation as the RNA sample to be determined of ribonucleic acids and the efficiency of their reverse transcription are not documented
Standards aus Ribonukleinsäure können chemisch synthetisch oder durch in vitro Transkription hergestellt werden [Piatak M et al , 1993, BioTechniques, 14, 70-81] RNA-Sequenzen können mittels der Replikase aus Q-beta in vitro vervielfältigt werden, wenn sie entsprechende Erkennungssequenzen aus dem Genom des Phagen Q-beta tragen [Lizardi et al , 1988,Ribonucleic acid standards can be prepared chemically synthetically or by in vitro transcription [Piatak M et al, 1993, BioTechniques, 14, 70-81] RNA sequences can be replicated in vitro by means of the replicase from Q-beta if they contain appropriate recognition sequences the genome of the phage Q-beta [Lizardi et al, 1988,
Biotechnology, 6, 1197-1202] RNA-Sequenzen können als quantitativer Standard für eine RT- PCR verwendet werden [Fille et al , BioTechniques 23 (1997) 34-36)] Sie sind nicht gegen eine Degradierung geschütztBiotechnology, 6, 1197-1202] RNA sequences can be used as a quantitative standard for RT-PCR [Fille et al, BioTechniques 23 (1997) 34-36)] They are not protected against degradation
Standards für Ribonukleinsäuren können auch aus dem nachzuweisenden Material bestehen Diese können im Falle von humanpathogenen Viren, zum Beispiel bei Verwendung einer Blutoder Serumprobe infektiös sein, unter seuchenrechtliche Bestimmungen und Gesetze fallen und daher in ihrer Handhabung beschränkt sein. Standards aus einem natürlichen Isolat sind schwierig in einem großen Maßstab herzustellen. Blutproben sind nicht homogen und Aliquots von Blut oder Serum können stark unterschiedliche Virustiter enthalten Naturliche Isolate können nicht als kompetitiver Standard verwendet werden, da sie nicht zwingend Sequenzvariationen beeinhaltenStandards for ribonucleic acids can also consist of the material to be detected. In the case of viruses that are pathogenic to humans, for example when using a blood or serum sample, they can be infectious, fall under epidemic provisions and laws and are therefore restricted in their handling. Standards from a natural isolate are difficult to produce on a large scale. Blood samples are not homogeneous and aliquots virus or titers can have very different virus titers. Natural isolates cannot be used as a competitive standard because they do not necessarily contain sequence variations
Es wurden retrovirale Verpackungssysteme auf der Basis von humanen und Affenviren entwickelt, die die Verpackung von Ribonukleinsäuren mit Sequenzvariationen in Viruspartikeln erlauben, um beispielsweise die Wirkung bestimmter Gensequenzen zu erforschen oder um in der Zukunft bestimmte RNA Sequenzen für die Gentherapie in Zellen einzuführen. Diese Systeme beruhen auf Viruspartikeln ahnlich dem AIDS Virus Die Viruspartikel werden in Zellkultur hergestellt, aus denen sich neuartige infektiöse Viren entwickeln können [Flamant, F , Cosset, F -L and Samarut, J , J Mol Med 73 (1995) 181- 187] Es wurde auch von Konstrukten berichtet, die genetisch nicht stabil waren und die variierten Sequenzen ganz oder in Teilen verloren haben [Olsen et al , J Virol 64 (1990) 5475- 5484) Die Herstellung von variierten Polyribonukleinsäuren in Viren ist relativ aufwendig, gefährlich und erfordert den Umgang mit Zellkulturen Die Praparationen enthalten geringe Anzahlen von Genomaquivalenten (10E5 bis über 10E7 Genomaquivalenteje ml), um sie in sehr großer Menge herzustellen [Cosset et al , J Virol 69 (1995) 7430-7436]Retroviral packaging systems based on human and monkey viruses have been developed which allow the packaging of ribonucleic acids with sequence variations in virus particles, for example in order to investigate the effect of certain gene sequences or to introduce certain RNA sequences for gene therapy in cells in the future. These systems are based on virus particles similar to the AIDS virus. The virus particles are produced in cell culture from which novel infectious viruses can develop [Flamant, F, Cosset, F-L and Samarut, J, J Mol Med 73 (1995) 181-187] Constructs have also been reported that were genetically unstable and have lost all or part of the varied sequences [Olsen et al, J Virol 64 (1990) 5475-5484). The production of varied polyribonucleic acids in viruses is relatively complex, dangerous and requires handling of cell cultures The preparations contain small numbers of genome equivalents (10E5 to over 10E7 genome equivalents per ml) in order to produce them in very large quantities [Cosset et al, J Virol 69 (1995) 7430-7436]
Es gibt eine Vielzahl von RNA-Phagen in Bakterien, die sich in mehrere Familien aufteilen Sie bestehen aus einer Polyribonukleinsaure, die von einer Vielzahl von Proteinmolekulen, dem sogenannten 'Coat Protein' umhüllt ist Die Phagen-Nukleinsaure kodiert eine Polymerase, ihr Coat Protein und weitere Proteinfakoren. Die Phagen sind darüber hinaus von Wirtsfaktoren abhangig. Einige Phagen können nur 'mannliche' Bakterien befallen, das heißt Bakterien mit einem F-Teilchen (F+) Der Phage Q-beta kodiert für ein 'Maturation' Protein a2, ein 'Coat' Protein, ein 'Readthrough' Protein al, welches als Folge eines Durchleseereignisses über ein Stop-Codon ein C-terminal verlängertes 'Coat' Protein darstellt, und eine RNA-Polymerase, die sogenannte Replikase Das 'Readthrough' Protein ist an der Wirtsinfektion durch den Q-beta Phagen beteiligt [Weissmann, C , FEBS Letters 40 (1974) S10-S18] Es ist bekannt, daß ein Ausfall jedes einzelnen Proteins als Folge von Variationen in den jeweiligen kodierenden Nukleinsauresequenzen im Falle des Phagen Q-beta komplementiert werden kann, indem das betroffene Protein in trans, das heißt an einer anderen Stelle im Wirtsorganismus exprimiert wird [Priano C et al , J Mol Biol 249 (1995) 283-297] Das Phagen-Genom bildet eine ausgeprägte Sekundarstruktur aus Änderungen im Genom des Phagen sind meist genetisch nicht stabil und werden inerhalb von wenigen Phagen-Generationen rückgängig gemacht oder durch weitere Änderungen im Genom neutralisiert Dabei wird offensichtlich wieder ein stabiles Faltungsmuster erzeugt [Arora R et al., J Mol Biol. 258 (1996) 433-446] Der RNA- Phage Q-beta ist für die Herstellung rekombinanter Proteine oder Peptide verwendet worden, welche kunstliche Verlangerungen des 'Coat' Proteins bilden [Kozlovska, T M et al , I-ntervirology 39 (1996) 9-15] Das 'Coat' Protein bildet äußerst stabile Partikel aus, die 'Coat' Proteine sind untereinander durch Disulfidbrucken verbunden [Golmohammadi, R et al , ~ Structure 4 (1996) 543-554]There are a large number of RNA phages in bacteria, which are divided into several families.They consist of a polyribonucleic acid which is encased by a large number of protein molecules, the so-called 'coat protein'. The phage nucleic acid encodes a polymerase, its coat protein and further protein factors. The phages are also dependent on host factors. Some phages can only attack 'male' bacteria, i.e. bacteria with an F-particle (F +). The phage Q-beta codes for a 'Maturation' protein a2, a 'Coat' protein, a 'Readthrough' protein al, which as Following a read-through event via a stop codon, a C-terminally extended coat protein is present, and an RNA polymerase, the so-called replicase. The read-through protein is involved in host infection by the Q-beta phage [Weissmann, C, FEBS Letters 40 (1974) S10-S18] It is known that a failure of each individual protein as a result of variations in the respective coding nucleic acid sequences in the case of the phage Q-beta can be complemented by converting the protein concerned into trans, i.e. on a is expressed elsewhere in the host organism [Priano C et al, J Mol Biol 249 (1995) 283-297] The phage genome forms a distinctive secondary structure. Changes in the genome of the phage are usually not genetically stable and are reversed within a few phage generations or neutralized by further changes in the genome A stable folding pattern is obviously generated again [Arora R et al., J Mol Biol. 258 (1996) 433-446] The RNA phage Q-beta has been used for the production of recombinant proteins or peptides which form artificial extensions of the 'Coat' protein [Kozlovska, TM et al, I-ntervirology 39 (1996) 9-15] The 'Coat' protein forms extremely stable particles, the 'Coat' proteins are linked to each other by disulfide bridging [ Golmohammadi, R et al, ~ Structure 4 (1996) 543-554]
Es wurde nun gefunden, daß man Polyribonukleinsäuren mit frei bestimmbaren Sequenz- anteilen herstellen kann, die eine gewünschte Sequenz enthalten, und die von einemIt has now been found that polyribonucleic acids can be produced with freely definable sequence fractions which contain a desired sequence and which of a
Proteinmantel umhüllt sind, der sie gegen eine Degradation schützt. Mit diesen geschützten Polyribonukleinsäuren lassen sich zum Beispiel die Nachweisgrenzen qualitativer Nukleinsaurenachweise überprüfen, weiterhin lassen sich damit Standards herstellen, die nach Zugabe zu der zu bestimmenden Probe im gleichem Maße wie die zu bestimmende Substanz abgebaut werden und auf diese Weise als Mengenstandard verwendet werden können Sie gestatten beispielsweise die kompetitive Quantifizierung von RNA direkt aus dem Probenmaterial, ohne die oben genannten Nachteile in Kauf nehmen zu müssenProtein sheath that protects them against degradation. With these protected polyribonucleic acids, for example, the detection limits of qualitative nucleic acid detections can be checked, and standards can also be produced which, after addition to the sample to be determined, are degraded to the same extent as the substance to be determined and can thus be used as a quantity standard For example, the competitive quantification of RNA directly from the sample material without having to accept the disadvantages mentioned above
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher proteinumhullte Polyribonukleinsäuren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine Virus-RNA oder Bakteriophagen-RNA enthalten, worin die naturliche Nukleinsauresequenz durch singulare oder multiple Insertionen und / oder Substitutionen variiert istThe present invention therefore relates to protein-coated polyribonucleic acids which are characterized in that they contain a virus RNA or bacteriophage RNA, in which the natural nucleic acid sequence is varied by singular or multiple insertions and / or substitutions
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform bestehen die proteinumhullten Polyribonukleinsäuren aus einem RNA-Bakteriophagen dessen Nukleinsauresequenz wie oben beschrieben variiert ist Beipiele für solche Bakteπophagen sind die Phagen Q-beta, VK, PP7, F2, FR, GA, SP, MS, MS2, fcan, Ml 2 oder R17 Der Phage Q-beta wird dabei bevorzugt verwendet. Bakteriophagen lassen sich im Gegensatz zu Retroviren ohne eine größere Gefahrdung handhaben und vermehrenIn a preferred embodiment, the protein-coated polyribonucleic acids consist of an RNA bacteriophage whose nucleic acid sequence is varied as described above. Examples of such bacteriophages are the phages Q-beta, VK, PP7, F2, FR, GA, SP, MS, MS2, fcan, Ml 2 or R17 The phage Q-beta is preferred. In contrast to retroviruses, bacteriophages can be handled and propagated without a greater risk
Die Variation der Nukleinsauresequenz führt bevozugt dazu, daß die Genomsequenz so weit verändert ist, daß sich der zu Grunde liegende Bakteriophage oder Virus nicht mehr ohne Zugabe weiterer Elemente eigenständig vermehren kann In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform bestehen die Sequenzvariationen in Insertion oder Substitution von frei bestimmbaren Sequenzen einer Länge von 20 bis 900 Basen oder von ein bis drei Sequenzabschnitten gleichzeitig, die jeweils eine Länge von 17 bis 50 Basen umfassen.The variation of the nucleic acid sequence preferably leads to the genome sequence being changed to such an extent that the underlying bacteriophage or virus can no longer multiply independently without the addition of further elements In a likewise preferred embodiment, the sequence variations consist in the insertion or substitution of freely determinable sequences with a length of 20 to 900 bases or with one to three sequence sections simultaneously, each comprising a length of 17 to 50 bases.
Bevorzugt werden Sequenzen substituiert, das heißt, die Gesamtlänge der Sequenz wird nicht oder nur geringfügig variiert. Die neu eingeführten frei bestimmbaren Sequenzabschnitte haben ungefähr dieselbe Länge wie die aus dem Virus- oder Phagen-Genom deletierten Sequenzen. Die neu eingeführten frei bestimmbaren Sequenzabschnitte bestehen aus synthetischen Sequenzen oder aus gegebenenfalls variierten Genomsequenzen anderer Organismen. Die verwandten Genomsequenzen sind bevorzugt solche von diagnostischer Relevanz, das heißt, daß genau diese Sequenzabschnitte in diagnostischen Verfahren verwendet werden. Bei diesen Sequenzabschnitten handelt es sich beispielsweise um die Bindungsstellen für PCR-Primer oder um Bindungsstellen für Oligonukleotidsonden.Sequences are preferably substituted, ie the total length of the sequence is not or only slightly varied. The newly introduced freely definable sequence sections have approximately the same length as the sequences deleted from the virus or phage genome. The newly introduced freely definable sequence sections consist of synthetic sequences or, if necessary, varied genome sequences of other organisms. The related genome sequences are preferably those of diagnostic relevance, that is to say that precisely these sequence segments are used in diagnostic methods. These sequence sections are, for example, the binding sites for PCR primers or binding sites for oligonucleotide probes.
Insbesondere handelt es sich bei den gegebenenfalls variierten Genomsequenzen oder Abschnitten um solche aus humanpathogenen RNA- Viren, zum Beispiel Retro- und Flaviviren. Von besonderer diagnostischer Relevanz sind beispielsweise Sequenzen aus den HIV-, HCV-, HGV-, Influenza-, Picorna-, Gelbfieber-, Hanta- oder Dengue- Viren.In particular, the genome sequences or sections which may be varied are those from human-pathogenic RNA viruses, for example retro and flaviviruses. For example, sequences from the HIV, HCV, HGV, influenza, Picorna, yellow fever, Hanta or Dengue viruses are of particular diagnostic relevance.
Des weiteren handelt es sich bei den gegebenenfalls variierten Genomsequenzen oder Abschnitten um kodierenden Sequenzen aus Mammalien, zum Beispiel um Abschnitte aus der Boten-RNA von Wachstumsfaktoren (Cytokine), deren zelluläre Menge in diagnostischen Verfahren bestimmt wird.Furthermore, the genome sequences or sections which may be varied are coding sequences from mammals, for example sections from the messenger RNA of growth factors (cytokines), the cellular amount of which is determined in diagnostic methods.
Bei den synthetischen Sequenzen kann es sich um funktionale Ribonukleinsäuren handeln, zum Beispiel um Ribozyme oder um Aptamere.The synthetic sequences can be functional ribonucleic acids, for example ribozymes or aptamers.
Bei der eingefügten Sequenzvariation werden Genombereiche des Phagen gewählt, die entweder keinen für den Phagen funktionalen Bereich oder nur den Leserahmen für ein einziges Protein betreffen. Bevorzugt wird sich die Sequenzvariation auf einen Genombereich des Phagen beschränken, der nur ein Protein kodiert, welcher für die Vermehrung des Phagen nötig ist. Dadurch können Phagen, die die gewünschte Sequenzvariation tragen, sich nicht eigenständig vermehren, wenn ihnen der fehlende Faktor nicht von den Wirtszellen zugeführt wird. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen proteinumhullten Polyribonukleinsaure mittels Phagen werden somit Bakterienzellen verwendet, die diesen fehlenden Faktor bereitstellen Dieser Faktor besteht aus dem unveränderten kodierenden Gen für das Protein, dessen Leserahmen von der Sequenzvariation betroffen ist. Das Gen kann im Wirtsgenom integriert sein oder kann auf einem eigenständigen, in den Wirtorganismus eingebrachten genetischen Element liegen.In the inserted sequence variation, genomic regions of the phage are selected which either do not concern a functional region for the phage or only the reading frame for a single protein. The sequence variation is preferably limited to a genome region of the phage which encodes only a protein which is necessary for the multiplication of the phage. As a result, phages that carry the desired sequence variation cannot reproduce on their own if the missing factor is not supplied by the host cells becomes. Bacterial cells which provide this missing factor are thus used to produce the protein-coated polyribonucleic acid according to the invention by means of phages. This factor consists of the unchanged coding gene for the protein, the reading frame of which is affected by the sequence variation. The gene can be integrated in the host genome or can lie on an independent genetic element that is introduced into the host organism.
Zur Hestellung eines solchen Pha-ien werden bevorzu-∑t Bakterienzellen verwendet, die nicht von einem Phagen infiziert werden können (Genetischer Marker F") Dadurch können sich die Phagen nicht eigenständig vermehren und Mutationen durch mehrfaches Passagieren des Phagen sind ausgeschlossen. Das Genom eines RNA-Phagen steht unter einem hohen Selektionsdruck.Bacterial cells which cannot be infected by a phage are preferably used to prepare such a phage (genetic marker F " ). As a result, the phages cannot multiply independently and mutations due to multiple passages of the phage are excluded. The genome of one RNA phages are under a high selection pressure.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform bestehen die proteinumhüllten Poly- ribonukleinsauren aus dem Bakteriophagen Q-beta, in dessen Nukleinsauresequenz der 3'-Bereich des Gens für das 'Readthrough Protein' al ganz oder teilweise durch andere, frei bestimmbare Sequenzen ersetzt ist. Bei dieser Sequenzvariation werden vorzugsweise ungefähr gleich lange Sequenzausschnitte ausgetauscht. Insertionen werden vorzugsweise an Stellen eingefügt, die die Faltungsstruktur des RNA-Phagengenoms wenig beeinrachtigen Solche Stellen sind beispielsweise die Enden von Stemloops Der 5'-terminale Bereich für dasIn a particularly preferred embodiment, the protein-coated polyribonucleic acids consist of the bacteriophage Q-beta, in the nucleic acid sequence of which the 3 'region of the gene for the' read-through protein 'is completely or partially replaced by other, freely definable sequences. In this sequence variation, sequence sections of approximately the same length are preferably exchanged. Insertions are preferably inserted at sites that have little effect on the folding structure of the RNA phage genome. Such sites are, for example, the ends of stem loops. The 5'-terminal region for the
'Readthrough Protein' al kodiert für das 'Coat' Protein Der Leserahmen für das 'Coat' Protein wird vorzugsweise mit einem konstitutiven Stop Codon [TGA] abgeschlossen und ansonsten nicht variiert'Readthrough Protein' al coded for the 'Coat' Protein The reading frame for the 'Coat' Protein is preferably closed with a constitutive Stop Codon [TGA] and otherwise not varied
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man :The present invention also relates to a process for the preparation of the protein-coated polyribonucleic acids described above, which is characterized in that:
(a) In ein RNA-Phagengenom oder RNA-Virusgenom, das als DNA-Sequenz kloniert ist, durch Insertion oder Substitution eine fremde, frei bestimmbare Nukleinsauresequenz einfügt und das Genom somit variiert und (b) die variierte Genomsequenz durch bekannte Methoden in eine geeignete Wirtszelle einbringt, in welcher Viren oder Phagen produziert werden, welche die gewünschte variierte Polyribonukleinsaure in einer Proteinhulle verpackt enthalten(a) A foreign, freely determinable nucleic acid sequence is inserted into an RNA phage genome or RNA virus genome, which is cloned as a DNA sequence, by insertion or substitution and the genome thus varies and (b) introducing the varied genome sequence into a suitable host cell by known methods, in which viruses or phages are produced which contain the desired varied polyribonucleic acid packaged in a protein envelope
Man geht also für die Herstellung der erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsaure von einem RNA-Phagengenom oder von einem RNA- Virusgenom als Vektor aus, das als DNA-Sequenz kloniert istFor the production of the protein-coated polyribonucleic acid according to the invention, one starts from an RNA phage genome or from an RNA virus genome as a vector, which is cloned as a DNA sequence
Durch Insertion oder Substitution wird eine frei bestimmbare Nukleinsauresequenz in das klonierte Genom eingefugt Eine solche Variation fuhrt fast zwangsläufig zu einem Ausfall von essentiellen Funktionen für das Virus oder den Phagen Die Einfügung erfolgt deshalb an einer Position, an der kein funktionaler Bereich des Phagen betroffen wird oder vorzugsweise an einer Stelle, durch die der kodierende Bereich für nur ein Protein zerstört wird Der Funktionsverlust wird durch Bereitstellung dieses Gens in der Wirtszelle komplementiertA freely definable nucleic acid sequence is inserted into the cloned genome by insertion or substitution. Such a variation almost inevitably leads to a loss of essential functions for the virus or the phage. The insertion therefore takes place at a position in which no functional region of the phage is affected or preferably at a location that destroys the coding region for only one protein. The loss of function is complemented by the provision of this gene in the host cell
Die variierte Genomsequenz wird in Wirtszellen gebracht, in denen sie als Vorlage zur Herstellung der variierten Ribonukleinsäure dient Die Wirtszellen produzieren Viren oder Phagen, die die gewünschte Polyribonukleinsaure enthaltenThe varied genome sequence is brought into host cells, in which it serves as a template for producing the varied ribonucleic acid. The host cells produce viruses or phages which contain the desired polyribonucleic acid
Die folgende Beschreibung soll das erfindungsgemaße Verfahren im Detail erläutern, ohne es auf diese Beispiel einzuschränkenThe following description is intended to explain the method according to the invention in detail, without restricting it to this example
Verwendung von Vektoren in WirtszellenUse of vectors in host cells
Für die Herstellung der erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsaure wird ein RNA- Virus oder ein RNA-Phage als Vektor verwendet Bei diesen Vektoren kann es sich zum Beispiel um Bakteriophagen, Retroviren, Influenzaviren oder Pflanzenviren handeln, die als Genom einzelstrangige oder doppelstrangige RNA enthalten Die Herstellung der proteinumhüllten Ribonukleinsäure erfolgt in der jeweiligen naturlichen oder in einer kompatiblen Wirtszelle des als Vektor verwendeten Virus oder PhagenAn RNA virus or an RNA phage is used as a vector for the production of the protein-coated polyribonucleic acid according to the invention. These vectors can be, for example, bacteriophages, retroviruses, influenza viruses or plant viruses which contain single-stranded or double-stranded RNA as the genome. The preparation of the protein-coated ones Ribonucleic acid takes place in the respective natural or in a compatible host cell of the virus or phage used as a vector
B Herkunft, Eigenschaften und Handhabung der frei bestimmbaren SequenzB Origin, properties and handling of the freely definable sequence
Bl Herkunft der frei bestimmbaren Sequenz Die frei bestimmbare Sequenz, die in den Vektor gebracht werden soll, wird entweder synthetisch hergestellt oder aus einem anderen Organismus isoliert und gegebenenfalls variiert Sie liegt als DNA-Sequenz vor Das kann ein DNA-Fragment oder eine klonierte DNA seinBl origin of the freely definable sequence The freely definable sequence that is to be brought into the vector is either produced synthetically or isolated from another organism and, if appropriate, varies. It is present as a DNA sequence. This can be a DNA fragment or a cloned DNA
B2 Eigenschaften der frei bestimmbaren SequenzB2 Properties of the freely definable sequence
Um die frei bestimmbare Sequenz in den Vektor einzufügen, bedient man sich zum Beispiel der gezielten Klomerung über Restπktionsschnittstellen Die gewählten Schnittstellen sind vorzugsweise Singular, das heißt, es gibt sie weder im Vektor noch in der frei bestimmbaren Sequenz an einer anderen StelleIn order to insert the freely definable sequence into the vector, one uses, for example, targeted clomeration via residual interfaces. The selected interfaces are preferably singular, that is to say they do not exist anywhere else in the vector or in the freely definable sequence
B3 Anfügung der Schnittstellen an die frei bestimmbare SequenzB3 Add the interfaces to the freely definable sequence
Enthalt die frei bestimmbare Sequenz keine geeigneten Restπktionsschnittstellen, werden diese an die Sequenz angefugt Sie können mit Methoden der gerichteten Mutagenese oder mittels der Polymerase Kettenreaktion kunstlich an- oder eingefugt werden, indem die frei bestimmbare Sequenz mit Primern amplifiziert wird, die mit ihren 3 '-Bereichen komplementär zu dieser Sequenz sind und die Schnittstellen als Anfügung an ihren 5'-Enden tragenIf the freely definable sequence does not contain any suitable residual interfaces, these are added to the sequence. They can be artificially added or inserted using methods of directed mutagenesis or by means of the polymerase chain reaction by amplifying the freely definable sequence with primers that are primed with their 3 ' Areas are complementary to this sequence and have the interfaces attached to their 5 'ends
C Herstellung von VektorenC production of vectors
Cl Isolierung von GenomsequenzenCl isolation of genome sequences
Das Ribonukleinsäure Genom eines RNA- Virus oder eines RNA-Bakteriophagen wird isoliert und in 'Copy DNA' (cDNA) umgeschrieben (revers transkribiert)The ribonucleic acid genome of an RNA virus or an RNA bacteriophage is isolated and transcribed into 'Copy DNA' (cDNA) (reverse transcribed)
C2 Klomerung von Genomsequenzen Die erhaltene cDNA wird beispielsweise in E coli kloniert Dadurch ist die genomischeC2 Clomeration of genome sequences The cDNA obtained is cloned, for example, in E. coli. This makes the genomic
Sequenz für gentechnische Manipulationen zuganglich Gegebenenfalls werden zur Klomerung Plasmide verwendet, die einen Transfer der klonierten Genomsequenzen in ihren ursprunglichen oder einen kompatiblen Wirtsorganismus erlaubenSequence accessible for genetic engineering manipulations If necessary, plasmids are used for the clomerization, which allow a transfer of the cloned genome sequences into their original or a compatible host organism
C3 Expression von GenomsequenzenC3 expression of genome sequences
Die klonierte genomische Sequenz wird hinter regulatoπschen Elementen plaziert, die eine Transkription dieser Sequenz im Wirtsorganismus erlauben Wenn die genomische Sequenz im Wirtsorganismus transkribiert wird, entsteht das Ribonukleinsäure Genom und der verwendete RNA-Virus oder RNA-Bakteπophage wird expπmiert Es werden vorzugsweise regulatoπsche Elemente verwendet, die induziert werden können, das heißt, Elemente, welche eine experimentelle Regulation der Expression zulassen.The cloned genomic sequence is placed behind regulatory elements which allow a transcription of this sequence in the host organism. When the genomic sequence is transcribed in the host organism, the ribonucleic acid genome is formed and the RNA virus or RNA bacteriophage used is expanded. Regulatory factors are preferred Used elements that can be induced, that is, elements that allow experimental regulation of expression.
C4 Eigenschaften von Virus oder Phagen Genomsequenzen Bei einer Manipulation eines viralen Genoms oder eines Phagengenoms werden fast zwangsläufig funktionale Sequenzbereiche verändert. Sie können die kodierende Sequenz für Proteine, regulatorische Bereiche auf der Nukleinsäure, Bereiche, die für die Replikation wichtig sind oder andere für das Virus oder für den Phagen essentielle Funktionen beeinträchtigen. Manche Sequenzbereiche sind an verschiedenen Funktionen gleichzeitig beteiligt. Eine Variation der Gesamtlänge der genomischen Sequenz kann die Replikation und die Verpackung beeinflussen.C4 Properties of Virus or Phage Genome Sequences When manipulating a viral genome or a phage genome, functional sequence areas are almost inevitably changed. They can encode the coding sequence for proteins, regulatory regions on the nucleic acid, regions which are important for replication or other functions which are essential for the virus or for the phage. Some sequence areas are involved in different functions at the same time. Varying the total length of the genomic sequence can affect replication and packaging.
D Eigenschaften einer Variation in GenomsequenzenD properties of a variation in genome sequences
Dl Länge der variierten SequenzDl length of the varied sequence
Bei einer Manipulation in der genomischen Sequenz werden Bereiche vorzugsweise substituiert statt inseriert, so daß die Gesamtlänge der genomischen Sequenz möglichst wenig beeinflusst wird.In the case of manipulation in the genomic sequence, areas are preferably substituted instead of inserted so that the overall length of the genomic sequence is influenced as little as possible.
D2 Komplementation eines FunktionsausfallesD2 Complementation of a functional failure
Der Ausfall bestimmter Funktionen kann komplementiert werden Bereiche in einem Phagen- oder in einem Virusgenom, die nur für ein Protein kodieren, können zerstört, ersetzt oder deletiert werden, so daß das variierte Phagen- oder Virusgenom nicht mehr als Vorlage für die fehlerfreie Expression dieses Proteins dienen kann. Wenn dieses Protein innerhalb der Wirtszelle unabhängig von dem variierten Phagen- oder Virusgenom hergestellt werden kann, wird der sonst mit dem Verlust dieses Proteines eingehende Funktionsverlust komplementiert.The failure of certain functions can be complemented. Areas in a phage or in a virus genome which code for only one protein can be destroyed, replaced or deleted, so that the varied phage or virus genome is no longer a template for the error-free expression of this protein can serve. If this protein can be produced within the host cell independently of the varied phage or virus genome, the loss of function which otherwise occurs with the loss of this protein is complemented.
D3 Auswahl der zu variierenden Region im GenomD3 Selection of the region to be varied in the genome
Eine Variation im Genom des Phagen oder des Virus findet vorzugsweise in einer nur für ein Protein kodierenden Region statt, ohne weitere zum Beispiel regulatorische Elemente zu zerstören. Die Variationen werden zum Beispiel vorzugsweise an Stellen vorgenommen, an denen das Faltungsmuster der genomischen RNA möglichst wenig beeinflußt wird.A variation in the genome of the phage or of the virus preferably takes place in a region coding only for one protein, without destroying further, for example, regulatory elements. For example, the variations are preferably made at locations where the folding pattern of the genomic RNA is influenced as little as possible.
D4 Eigenschaften von Genomen mit Funktionsausfällen Aus einem Monierten Genom, das eine Variation tragt, der zum Ausfall einer essentiellen Funktion für den Virus oder für den Phagen führt, kann kein funktionsfähiger Virus oder Phage entstehen Der Ausfall einer bestimmten Funktion verhindert die Propagierung des betroffenen Phagen oder Virus in Wirtszellen, die nicht einen zusätzlichen kompensierenden Faktor herstellen Klonierte Genome mit einer solchen Variation sind sicher gegen eine unkontrollierte Ausbreitung eines Virus oder eines Phagen Aus der proteinumhullten Ribonukleinsäure, deren naturliche Sequenz variiert ist, kann kein funktionsfähiger Virus oder Phage repliziert werdenD4 Properties of genomes with dysfunctions No functional virus or phage can arise from a cloned genome that carries a variation that leads to the loss of an essential function for the virus or for the phage. The loss of a specific function prevents the propagation of the affected phage or virus in host cells that do not produce an additional compensating factor. Cloned genomes with such a variation are safe against an uncontrolled spread of a virus or a phage. A functional virus or phage cannot be replicated from the protein-enveloped ribonucleic acid, the natural sequence of which is varied
E Variation einer Genomsequenz durch Insertion oder SubstitutionE variation of a genome sequence by insertion or substitution
El Auswahl des Ortes für eine Variation im GenomSelection of the location for a variation in the genome
Für die Variation im Genom werden vorzugsweise Orte oder Bereiche ausgewählt, die keinen Funktionsverlust für den Phagen verursachen oder bei denen durch Insertion oder durch Substitution nur die Funktion eines proteinkodierenden Genes betroffen ist Wenn kein Funktionsverlust verursacht wird, muß es kein System zur Komplementierung geben Bevorzugt wird jedoch ein Ort oder ein Bereich zur Variation ausgewählt, der nur einenFor the variation in the genome, locations or regions are preferably selected which do not cause any loss of function for the phage or where only the function of a protein-coding gene is affected by insertion or substitution. If no loss of function is caused, no system for complementation is preferred however, a location or area is selected for variation that is only one
Leserahmen für ein Protein zerstört, aber nicht anderweitig funktional wichtig ist Der Ausfall diese Leserahmens wird durch eine Kopie auf einem anderen genetischen Element, zum Beispiel einem Plasmid, komplementiert Der Funktionsausfall hat den Vorteil, daß sich der derart variierte Phage oder Virus nicht ohne dieses Element vervielfältigen und ausbreiten kannReading frame for a protein is destroyed, but is not otherwise functionally important. The failure of this reading frame is complemented by a copy on another genetic element, for example a plasmid. The functional failure has the advantage that the phage or virus varied in this way does not exist without this element can reproduce and spread
E2 Einbau von Restriktionsschnittstellen in ein Moniertes Virus- oder Phagengenom Die Insertion von frei bestimmbaren Sequenzen erfolgt vorzugsweise durch Klonierung über Restriktionsschnittstellen Dazu werden in der Monierten genomischen Sequenz an geeigneten Stellen Schnittstellen für Restriktionsenzyme mit gentechnischen Methoden eingefügt, die mit den Restriktionsenden der einzufügenden frei bestimmbaren Sequenz kompatibel sind Die Einfügung dieser Schnittstellen kann beipielsweise über gerichtete Mutagenese oder über die Polymerase Kettenreaktion erfolgen. Bei Verwendung letzterer wird die gesamte klonierte Genomsequenz mit Primern amplifiziert, die die gewünschten Restriktionsschnittstellen an ihren 5'-Enden tragen Die Primer binden in der genomischen Sequenz, durch die Auswahl des Bindungsortes kann ein Teil der genomischen Sequenz deletiert werden Bei der Amplifikation entsteht eine lineare Kopie der gesamten Sequenz, die Deletionen im Zielbereich der genomischen Sequenz enthalten kann Das PCR Amplifikationsprodukt kann nach einem Restriktionsverdau direkt zur Insertion einer frei bestimmbaren Sequenz verwendet werden Das Amplifikationsprodukt kann zirkularisiert und Moniert werden, um als Templat für die Insertion von neuen Sequenzabschnitten verwendet zu werden.E2 Incorporation of restriction sites into a cloned virus or phage genome The insertion of freely definable sequences is preferably carried out by cloning via restriction sites. For this purpose, interfaces for restriction enzymes are inserted at suitable sites in the cloned genomic sequence using genetic engineering methods that match the restriction ends of the freely definable sequence to be inserted These interfaces can be inserted, for example, via directed mutagenesis or via the polymerase chain reaction. When using the latter, the entire cloned genome sequence is amplified with primers which carry the desired restriction sites at their 5 'ends. The primers bind in the genomic sequence, and part of the genomic sequence can be deleted by the selection of the binding site Copy of the entire sequence, which may contain deletions in the target area of the genomic sequence. The PCR amplification product can be used directly after the restriction digestion to insert a freely definable sequence The amplification product can be circularized and cloned to be used as a template for the insertion of new sequence segments.
E3 Insertion oder Substitution mit einer frei bestimmbaren Sequenz Die frei bestimmbare Sequenz wird in die klonierte genomische Sequenz eingefügt. Sie wird insertiert oder sie substituiert einen Bereich innerhalb der genomischen Sequenz. Dieser Bereich ist durch die Positionierung der dazu verwendeten Restriktionsschnittstellen vorgegeben. Die mit Restriktionsschnittstellen versehene frei bestimmbare Sequenz und die mit Restriktionsschnittstellen modifizierte genomische Sequenz werden mit den jeweiligen Restriktionsenzymen verdaut und miteinander ligiert. Die Ligationsprodukte werden Moniert. Die Klone werden kontrolliert, daß sie der gewünschten Sequenz entsprechen.E3 Insertion or substitution with a freely definable sequence The freely definable sequence is inserted into the cloned genomic sequence. It is inserted or it substitutes an area within the genomic sequence. This area is determined by the positioning of the restriction interfaces used for this. The freely definable sequence provided with restriction sites and the genomic sequence modified with restriction sites are digested with the respective restriction enzymes and ligated together. The ligation products are cloned. The clones are checked to ensure that they correspond to the desired sequence.
F Komplementation von FunktionsausfällenF Complementation of functional failures
Fl Komplementation durch Herstellung eines Proteinproduktes in der Wirtszelle Die Wirtszellen für die Phagen oder für die Viren werden mit dem betroffenen Gen ausgestattet, das bei der Manipulation der genomischen Sequenz funktionslos geworden ist, um das Protein herstellen und den damit verbundenen Funktionsausfall komplementieren zu können. Die Bereitstellung der kodierenden Sequenz für die Wirtszelle kann entweder durch Einfügung dieser Gensequenz in ihr Genom oder durch Einführen eines Vektors geschehen. Diese komplementierende Sequenz kann auch auf demselben Vektor enthalten sein, der die variierte genomische Sequenz trägt.Fl Complementation by Production of a Protein Product in the Host Cell The host cells for the phages or for the viruses are equipped with the affected gene, which has become functionless in the manipulation of the genomic sequence in order to be able to produce the protein and to complement the associated functional failure. The coding sequence can be provided for the host cell either by inserting this gene sequence into its genome or by inserting a vector. This complementing sequence can also be contained on the same vector that carries the varied genomic sequence.
F2 Isolierung des Genes für das komplementierende Genprodukt Das Gen für dieses Proteinprodukt wird aus dem Phagengenom oder aus dem Virusgenom isoliert und in Bakterien Moniert.F2 Isolation of the gene for the complementing gene product The gene for this protein product is isolated from the phage genome or from the virus genome and is cloned in bacteria.
F3 Expression eines komplementierenden Genes in der WirtszelleF3 expression of a complementing gene in the host cell
Das komplementierende Gen wird unter Kontrolle eines geeigneten regulatorischen Elementes gestellt und mittels eines geeigneten Plasmides oder Vektors in die Wirtszelle gebracht. Das regulatorische Element steuert die permanente oder die induzierbare Expression des Genes. Dadurch verfügt die Wirtszelle über das korrespondierende Protein, um den fünktionellen Verlust, der durch die Variation in der Monierten genomischen Sequenz erzeugt wurde, zu komplementieren. Ein dafür geeignetes Plasmid oder ein Vektor ist mit der gleichzeitigen Anwesenheit des Vektors in derselben Wirtszelle kompatibel. Für Bakterien müssen dazu beispielsweise die Replikationsursprunge (ori) der verwendeten Plasmide miteinander kompatibel sein Die Vektoren müssen verschiedene selektierbare Resistenzmarker tragenThe complementing gene is placed under the control of a suitable regulatory element and brought into the host cell by means of a suitable plasmid or vector. The regulatory element controls the permanent or inducible expression of the gene. As a result, the host cell has the corresponding protein to complement the functional loss generated by the variation in the cloned genomic sequence. A suitable plasmid or vector is with the simultaneous Presence of the vector compatible in the same host cell. For bacteria, for example, the origin of replication (ori) of the plasmids used must be compatible with one another. The vectors must carry different selectable resistance markers
G Herstellung proteinumhullter PolyribonukleinsaureG Production of protein-coated polyribonucleic acid
Gl Einbringen der variierten Gensequenz in die WirtszellenGl introduction of the varied gene sequence into the host cells
Es werden die dem jeweiligen System, also den RNA-Viren oder RNA-Phagen zugehörigen oder kompatible Wirtszellen verwendet Die Wirtszellen exprimieren das Gen, das die durch die Variation der klonierten Genomsequenz verusachten Funktionsverlust komplementiert (F3) Die klonierte Gensequenz, die die gewünschten Variationen tragt (E3) wird in die Wirtszellen gebracht.The host cells associated or compatible with the respective system, i.e. the RNA viruses or RNA phages, are used.The host cells express the gene which complements the loss of function caused by the variation of the cloned genome sequence (F3) The cloned gene sequence which bears the desired variations (E3) is brought into the host cells.
G2 Expression von Phagen oder Viruspartikeln Die Wirtszellen, die die variierte Gensequenz und die komplementierende Sequenz enthalten, exprimieren konstitutiv oder nach Induktion Phagen- oder Viruspartikel, die statt eines Phagen- oder Virusgenom ein variiertes Genom tragen, das die frei bestimmbare Sequenz enthaltG2 Expression of Phages or Virus Particles The host cells, which contain the varied gene sequence and the complementing sequence, express constitutively or after induction phage or virus particles which, instead of a phage or virus genome, carry a varied genome which contains the freely definable sequence
G3 Isolation von Phagen oder Viruspartikeln Je nach Art des verwendeten Systems werden die erzeugten Phagen oder Viruspartikel auf die gleiche Weise wie die naturlich vorkommenden Phagen oder Viren aus dem Medium oder nach Lyse der Zellen aus diesen durch Zentrifugation, Fallung oder Extraktion isoliert Die Phagen oder Viruspartikel können auch mit den sie umgebenden Wirtszellen, die gegebenenfalls inaktiviert werden, verwendet werdenG3 Isolation of phages or virus particles Depending on the type of system used, the phages or virus particles produced are isolated from the medium in the same way as the naturally occurring phages or viruses or after lysis of the cells from them by centrifugation, precipitation or extraction. The phages or virus particles can also be used with the surrounding host cells, which may be inactivated
H MethodenH methods
Methoden zur Manipulation von Nukleinsäuren und zu deren Einschleusung in heterologe Systeme finden sich exemplarisch im Handbuch 'Molecular Cloning' [Sambrock, J , Fritsch, E F and Maniatis. T Molecular Cloning A Laboratory Manual ( 1996), Cold Spring Harbor Press, U S A]Methods for manipulating nucleic acids and introducing them into heterologous systems can be found in the manual 'Molecular Cloning' [Sambrock, J, Fritsch, E F and Maniatis. T Molecular Cloning A Laboratory Manual (1996), Cold Spring Harbor Press, U S A]
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren insbesondere in diagnostischen Verfahren, zum Beispiel zum qualitativen und quantitativen Nachweis von Ribonukleinsäuren, zur Positivkontrolle des Nachweises von Virus-RNA, zur Kontrolle der Effizienz von Verfahren zur Aufreinigung und Isolation von Ribonukleinsäuren oder zur Kontrolle der Effizienz der Reversen Transkription von RibonukleinsäurenAnother object of the invention is the use of the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention, in particular in diagnostic methods for Example for the qualitative and quantitative detection of ribonucleic acids, for the positive control of the detection of virus RNA, for the control of the efficiency of methods for the purification and isolation of ribonucleic acids or for the control of the efficiency of the reverse transcription of ribonucleic acids
Die unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten werden im folgenden naher erläutert, ohne die Verwendungen auf diese Beispiele einzuschränkenThe different possible uses are explained in more detail below, without restricting the uses to these examples
A Verwendung als sequenzspezifischer Standard für diagnostische und andere Verfahren, bei denen die Anwesenheit einer spezifischen Ribonukleinsäure nachgewiesen wirdA Use as a sequence-specific standard for diagnostic and other methods in which the presence of a specific ribonucleic acid is detected
Bei Verfahren, bei denen die Anwesenheit einer bestimmten Ribonukleinsäure in einer Probe nachgewiesen wird, können die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um die Tauglichkeit des angewandten Verfahrens zu dokumentieren oder zu prüfen oder um die Nachweisgrenze des angewandten Verfahrens zu bestimmen. Die als Standard verwendete proteinumhullte Polyribonukleinsaure kann in ihrem frei bestimmbaren Anteil der Sequenz der nachzuweisenden Ribonukleinsauresequenz ganz oder in Teilen entsprechen.In methods in which the presence of a particular ribonucleic acid is detected in a sample, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to document or test the suitability of the method used or to determine the detection limit of the method used. The protein-enveloped polyribonucleic acid used as standard can correspond in its freely determinable proportion to the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected in whole or in part.
Verfahren zum Test auf die Anwesenheit einer bestimmten Ribonukleinsäure in einer Probe bestehen aus einer Probenaufarbeitung und Isolation der Ribonukleinsäure und ihrer Detektion Die Aufarbeitung erfolgt durch Extraktion, beispielsweise mittels Phenol/Chloroform- Extraktion, durch enzymatischen Verdau, beispielsweise mittels Proteinase, durch Behandlung mit Detergenzien oder mit amphiphilen Substanzen, durch Behandlung mit denaturierenden Salzen, durch Erhitzen, durch häufiges Einfrieren und Auftauen oder durch mechanischen Aufschluß oder eine Kombination dieser Methoden Die weitere Anreicherung der Nukleinsäure kann durch Bindung an eine feste Phase, zum Beispiel an Anionenaustauscher, Silica-Gel oder -Membranen oder an Glas oder durch eine Extraktion erfolgen Der Nachweis erfolgt durch direkte Hybridisierung einer geeignet markierten Oligonukleotidsonde an die Zielnukleinsaure oder nach Umschreibung in DNA, Amplifikation eines spezifischen DNA Fragmentes und Nachweis dieses Fragmentes über Hybridisierung, Bestimmung der Lange, Restriktionsverdau oder DNA Sequenzierung Die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren werden zu dem Probenmaterial hinzugefugt und mit der Probe aufgearbeitet oder in einem getrennten Ansatz analysiertMethods for testing for the presence of a specific ribonucleic acid in a sample consist of sample preparation and isolation of the ribonucleic acid and its detection. The processing is carried out by extraction, for example by means of phenol / chloroform extraction, by enzymatic digestion, for example by means of proteinase, by treatment with detergents or with amphiphilic substances, by treatment with denaturing salts, by heating, by frequent freezing and thawing or by mechanical digestion or a combination of these methods. The further enrichment of the nucleic acid can be achieved by binding to a solid phase, for example to anion exchangers, silica gel or Membranes or on glass or by extraction. Detection is carried out by direct hybridization of a suitably labeled oligonucleotide probe to the target nucleic acid or after transcription in DNA, amplification of a specific DNA fragment and detection of this Fr agmentes on hybridization, determination of length, restriction digestion or DNA sequencing The protein-coated polyribonucleic acids according to the invention are added to the sample material and processed with the sample or analyzed in a separate batch
B Verwendung als interner Standard für diagnostische und andere Verfahren, bei denen die Anwesenheit einer spezifischen Ribonukleinsäure nachgewiesen wirdB Use as an internal standard for diagnostic and other procedures in which the presence of a specific ribonucleic acid is detected
Bei Verfahren, bei denen die Anwesenheit einer bestimmten Ribonukleinsäure in einer Probe nachgewiesen wird, können die erfindungsgemäßen proteinumhüllten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um die Tauglichkeit des angewandten Verfahrens zu dokumentieren oder zu prüfen oder um die Nachweisgrenze des angewandten Verfahrens zu bestimmen. Die als Standard verwendete proteinumhullte Polyribonukleinsaure hat eine ahnliche Sequenz wie die nachzuweisende oder ist eine Variation dieser Sequenz und begleitet alle Schritte in dem diagnostischen Verfahren, um sie anstatt der nachzuweisenden Sequenz, oder in einer von der zu bestimmenden Probe abgetrennten Teilmenge, oder im nachhinein, wenn die nachzuweisende Sequenz nicht feststellbar war, zu bestimmenIn methods in which the presence of a certain ribonucleic acid is detected in a sample, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to document or test the suitability of the method used or to determine the detection limit of the method used. The protein-coated polyribonucleic acid used as standard has a sequence similar to that to be detected or is a variation of this sequence and accompanies all steps in the diagnostic method, in order to use it instead of the sequence to be detected, or in a subset of the sample to be determined, or subsequently, if the sequence to be detected was not ascertainable
C Verwendung als vergleichender Mengenstandard für die Quantifizierung von RNA-C Use as a comparative quantity standard for the quantification of RNA
Virus Nukleinsäure und Boten-RNA (mRNA)Virus nucleic acid and messenger RNA (mRNA)
Bei Verfahren, bei denen die Menge einer bestimmten Ribonukleinsäure in einer Probe nachgewiesen wird, können die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um als Mengenreferenz zu dienen und um Eichkurven für Verfahren zu erzeugen, mit denen die Mengen der unbekannten Proben bestimmt werden können. Die als Standard verwendete proteinumhüllte Polyribonukleinsaure kann in ihrem frei bestimmbaren Anteil der Sequenz der nachzuweisenden Ribonukleinsauresequenz ganz oder in Teilen entsprechenIn methods in which the amount of a particular ribonucleic acid is detected in a sample, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to serve as a quantity reference and to generate calibration curves for methods with which the amounts of the unknown samples can be determined. The protein-encased polyribonucleic acid used as standard can correspond in its freely determinable proportion to the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected in whole or in part
D Verwendung als kompetitiver MengenstandardD Use as a competitive quantity standard
Bei Verfahren, bei denen die Menge einer bestimmten Ribonukleinsäure in einer Probe über kompetitive Verfahren nachgewiesen wird, können die erfindungsgemäßen proteinumhüllten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um als Kompetitor-Sequenz zu arbeiten Die als Standard verwendete proteinumhullte Polyribonukleinsaure entspricht in ihrem frei bestimmbaren Anteil teilweise der Sequenz der nachzuweisenden Ribonukleinsauresequenz Der Standard wird in unterschiedlichen Mengen mit der zu bestimmenden unbekannten Probe aufgearbeitet und analysiert Die Mengenbestimmung erfolgt durch kompetitive VerfahrenIn methods in which the amount of a certain ribonucleic acid in a sample is detected by means of competitive methods, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as standard to work as a competitor sequence. The protein-coated polyribonucleic acid used as standard corresponds freely in its Determinable part of the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected. The standard is processed and analyzed in different quantities with the unknown sample to be determined. The quantity is determined by competitive methods
Verwendung zur Kontrolle der Anreicherung und Isolation von RibonukleinsäurenUse to control the enrichment and isolation of ribonucleic acids
Bei Verfahren, bei denen Ribonukleinsäuren isoliert werden, können die erfindungsgemäßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um die Tauglichkeit des angewandten Verfahrens als begleitende Probe zu dokumentieren Die verwendete Nukleinsauresequenz ist nicht identisch mit der Sequenz der nachzuweisenden NukleinsäureIn methods in which ribonucleic acids are isolated, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard in order to document the suitability of the method used as an accompanying sample. The nucleic acid sequence used is not identical to the sequence of the nucleic acid to be detected
F Verwendung als Standard, um die Nachweisfahigkeit von Laboratorien zu überprüfenF Use as a standard to check the detection capability of laboratories
Bei Verfahren, bei denen die Anwesenheit oder die Menge einer bestimmten Ribonukleinsäure in einer Probe nachgewiesen wird, können die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um die Nachweisfahigkeit eines Laboratoriums, einer Institution oder einer Person oder eines Verfahrens zu überprüfenIn methods in which the presence or the amount of a particular ribonucleic acid is detected in a sample, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to check the detection capability of a laboratory, an institution or a person or a method
Verwendung zur Bestimmung der Effizienz von Verfahren zur Isolation von RNAUse to determine the efficiency of RNA isolation procedures
Bei Verfahren, bei denen Ribonukleinsäuren isoliert werden, können die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um die Tauglichkeit und Effizienz des angewandten Verfahrens zu dokumentieren Die als Standard verwendete proteinumhullte Polyribonukleinsaure kann in ihrem frei bestimmbaren Anteil der Sequenz der nachzuweisenden Ribonukleinsauresequenz ganz oder in Teilen entsprechenIn methods in which ribonucleic acids are isolated, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard to document the suitability and efficiency of the method used. The protein-coated polyribonucleic acid used as standard can be used in whole or in part in its freely definable part of the sequence of the ribonucleic acid sequence to be detected correspond
H Verwendung zur Kontrolle der Reversen Transkription von RNAH Use to control reverse transcription of RNA
Bei Verfahren, bei denen Ribonukleinsäuren revers transkribiert werden, können die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard verwendet werden, um die Tauglichkeit und Effizienz des angewandten Verfahrens zu dokumentierenIn processes in which ribonucleic acids are reverse transcribed, the protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a standard in order to document the suitability and efficiency of the process used
I Verwendung als Kontrollreagenz Für Reagenzien und Laborkits zur Isolation von Ribonukleinsäuren und deren reverser Transkription in DNA können die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren als Standard und Funtkionskontrolle verwendet werdenI Use as a control reagent The protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as standard and function control for reagents and laboratory kits for isolating ribonucleic acids and their reverse transcription in DNA
Verwendung zur Kontrolle von Reinigungs- und DesinfektionsverfahrenUse to control cleaning and disinfection processes
Die erfindungsgemäßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren können als Probe verwendet werden, um die Effizienz von Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen insbesondere zur Inaktivierung von RNA- Viren zu überprüfenThe protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used as a sample in order to check the efficiency of cleaning and disinfection measures, in particular for the inactivation of RNA viruses
K Verwendung zur Markierung von ProbenK Use for labeling samples
Die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren können verwendet werden, um Warenproben jeder Art zu markieren Der frei bestimmbare Anteil in der Sequenz kann zur Kodierung von Herkunft, Art oder anderer Information benutzt werden und spater mittels eines geeigneten diagnostischen Verfahrens analysiert und 'gelesen' werdenThe protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used to mark samples of any kind. The freely definable portion in the sequence can be used to encode origin, type or other information and can later be analyzed and 'read' by means of a suitable diagnostic method
L Verwendung als Probe zur HybridisierungL Use as a sample for hybridization
Die erfindungsgemaßen proteinumhüllten Polyribonukleinsäuren können hergestellt werden, um die daraus isolierte RNA als Hybridisierungsproben zu verwenden Die RNA ist bis zu Ihrer Präparation durch ihre schutzenden Proteinhύlle konserviert Die frei bestimmbare Sequenz enthalt die Bereiche, die zur Hybridisierung mit einer komplementären Sequenz benutzt werden. Die erfindungsgemaßen Polyribonukleinsäuren können dabei beispielsweise markierte Nukleotide enthalten, die im Wirtsorganismus eingebaut werden und die zu ihrem Nachweis verwendet werden können Hybridisierte Polyribonukleinsäuren, die Variationen eines Phagengenoms darstellen, können auch durch in vitro Replikation mittels der für diese RNA spezifischen RNA-abhangigen RNA-Polymerase Replikase nachgewiesen werdenThe protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be produced in order to use the RNA isolated therefrom as hybridization samples. The RNA is preserved until its preparation by its protective protein coat. The freely definable sequence contains the areas which are used for hybridization with a complementary sequence. The polyribonucleic acids according to the invention can contain, for example, labeled nucleotides which are incorporated in the host organism and which can be used for their detection. Hybridized polyribonucleic acids which represent variations of a phage genome can also be replicated in vitro by means of the RNA-dependent RNA polymerase specific for this RNA Replicase can be detected
M Verwendung als BindungsprobeM Use as a binding sample
Die erfindungsgemäßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren können verwendet werden, um RNA für Bindungszwecke herzustellen. Die RNA ist bis zu Ihrer Isolierung durch ihre schützenden Proteinhülle konserviert. Die frei bestimmbare Sequenz enthalt Bereiche, die bestimmte Strukturen binden kann (Aptamere) Die erfindungsgemaßen Polyribonukleinsäuren können dabei beispielsweise markierte Nukleotide enthalten, die im Wirtsorganismus eingebaut werden und die zu ihrem Nachweis verwendet werden können Polyribonukleinsäuren, die eine Struktur binden und die Variationen eines Phagengenoms darstellen, können auch durch in vitro Replikation mittels der für diese RNA-spezifischen RNA-abhangigen RNA-Polymerase Replikase oder durch RT-PCR Amplifikation nachgewiesen werdenThe protein-coated polyribonucleic acids of the present invention can be used to make RNA for binding purposes. The RNA is preserved through its protective protein envelope until it is isolated. The freely definable sequence contains areas that can bind certain structures (aptamers) The polyribonucleic acids according to the invention can contain, for example, labeled nucleotides which are incorporated in the host organism and which can be used for their detection. Polyribonucleic acids which bind a structure and which represent the variations of a phage genome can also be replicated in vitro by means of of the RNA-specific RNA polymerase replicase for this RNA-specific or can be detected by RT-PCR amplification
O Verwendung als funktionale RibonukleinsäureO Use as a functional ribonucleic acid
Die erfindungsgemaßen proteinumhullten Polyribonukleinsäuren können verwendet werden, um funktionale Ribonukleinsäuren, beispielsweise Ribozyme, herzustellen Die Sequenzen sind bis zu Ihrer Verwendung durch ihre schutzenden Proteinhulle konserviert Die frei bestimmbare Sequenz enthalt Bereiche, die funktionale Sequenzen enthaltThe protein-coated polyribonucleic acids according to the invention can be used to produce functional ribonucleic acids, for example ribozymes. The sequences are preserved by their protective protein envelope until they are used. The freely definable sequence contains regions which contain functional sequences
Die folgenden Beispiele erläutern die Ausführbarkeit der vorliegenden Erfindung, ohne diese auf die Beispiele einzuschränkenThe following examples illustrate the feasibility of the present invention, without restricting it to the examples
Beispiel 1 Einfuhren von Schnittstellen in ein Moniertes Q-beta PhagengenomExample 1 Imports of interfaces into a cloned Q-beta phage genome
Das Plasmid pBRT7Qß wurde von Herrn Prof Dr Hans Weber, Institut für Molekularbiologie, Universität Zürich, zur Verfügung gestellt [veröffentlicht in Barrera I , et al , J Mol Biol 232 (1993) 512-521] Das Plasmid tragt das Genom des Phagen Q-beta hinter einem T7 Promoter, ein ß-Lactamase-Gen (Ampicillin Resistenz) und den ColEl Replikationsursprung Dieses Plasmid fuhrt zur Herstellung von Q-beta Phagen in transfomierten Escherichia coli (E coli), die die T7 RNA Polymerase herstellen können Die gesamte Nukleotidsequenz von diesem Plasmid ist als Sequenz 1 offenbartThe plasmid pBRT7Qß was provided by Prof Dr Hans Weber, Institute of Molecular Biology, University of Zurich [published in Barrera I, et al, J Mol Biol 232 (1993) 512-521]. The plasmid carries the genome of the phage Q- beta behind a T7 promoter, a ß-lactamase gene (ampicillin resistance) and the ColEl origin of replication This plasmid leads to the production of Q-beta phages in transformed Escherichia coli (E coli) which can produce the T7 RNA polymerase. The entire nucleotide sequence of this plasmid is disclosed as sequence 1
Von dem Plasmid pBRT7Qß wird mit Hilfe von zwei Oligonukleotidprimern ein PCR-Produkt hergestellt, das das ganze Plasmid umfaßt, und dessen Enden im Gen für das 'Readthrough' Protein al liegen Die Primer tragen Restriktionsschnittstellen an ihren 5'-Enden Durch Religation dieses Produktes entsteht ein Plasmid mit der Q-beta Phagensequenz und einer Variation im al Gen. 100 ng Plasmid pBRT7Qß werden mit je 60 pmol der Oligonukleotidprimer [82593], 5'-ATT CTA GAG CCG TGG CAA TGG TTA TAT TGA CCT TGA TGC G (Sequenz 2) und [82594], 5'-TAT CTA GAA AGC TTA ATA CGCTGG GTT CAG CTG ATC ÄAT AGC ATC G (S.equenz 3), mit 1 μl 10 mM Desoxyribonukleotiden (dNTPs), 10 mM Tris- HC1, pH 8,3, 2 mM Magnesiumchlorid, mit 2 u Taq DNA Polymerase (Hoffmann La-Roche) und 0,2 u Pwo DNA Polymerase (Boehringer Mannheim) in einem Volumen von 100 μl amplifiziert. Die Reaktionsbedingungen sind 30 Zyklen mit 1 min bei 95°C, 1 min bei 55°C und 2 min bei 72°C und abschließend 20 min bei 72°C (Perkin Eimer GeneAmp 2400). Das Amplifikationsprodukt wird mit 50 μl Phenol (Roth) und mit Chloroform/Isoamylakohol (25: 1) extrahiert. Die wäßrige Phase wird mit 10 μl 5 M Kaliumacetat und mit 350 μl Ethanol versetzt. Die präzipitierte DNA wird durch Zentrifügation pelletiert. Das Pellet wird mit 70% Ethanol gewaschen und im Vacuum getrocknet. Die DNA wird in 20 μl Wasser gelöst und mit dem Restriktionsenzym Hind III (Boehringer Mannheim) nach Anweisung des Herstellers geschnitten (2 Stunden bei 37°C). Der Reaktionsansatz wird mit Wasser auf 100 μl aufgefüllt und wie oben mit Phenol extrahiert und mit Ethanol gefällt. Das DNA Pellet wird in 20 μlThe plasmid pBRT7Qß is produced with the aid of two oligonucleotide primers, a PCR product which comprises the entire plasmid and whose ends are in the gene for the read-through protein a1. The primers carry restriction sites at their 5 'ends. This product is religated a plasmid with the Q-beta phage sequence and a variation in the al gene. 100 ng plasmid pBRT7Qß are mixed with 60 pmol each of the oligonucleotide primers [82593], 5'-ATT CTA GAG CCG TGG CAA TGG TTA TAT TGA CCT TGA TGC G (sequence 2) and [82594], 5'-TAT CTA GAA AGC TTA ATA CGCTGG GTT CAG CTG ATC ÄAT AGC ATC G (page sequence 3), with 1 μl 10 mM deoxyribonucleotides (dNTPs), 10 mM Tris-HC1, pH 8.3, 2 mM magnesium chloride, with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La -Roche) and 0.2 u Pwo DNA polymerase (Boehringer Mannheim) amplified in a volume of 100 μl. The reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 55 ° C and 2 min at 72 ° C and finally 20 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400). The amplification product is extracted with 50 μl phenol (Roth) and with chloroform / isoamy alcohol (25: 1). 10 μl of 5 M potassium acetate and 350 μl of ethanol are added to the aqueous phase. The precipitated DNA is pelleted by centrifugation. The pellet is washed with 70% ethanol and dried in vacuo. The DNA is dissolved in 20 μl of water and cut with the restriction enzyme Hind III (Boehringer Mannheim) according to the manufacturer's instructions (2 hours at 37 ° C.). The reaction mixture is made up to 100 μl with water and extracted with phenol as above and precipitated with ethanol. The DNA pellet is in 20 ul
Wasser gelöst und mit 1 u T4 DNA Ligase (Boehringer Mannheim) nach Anweisung des Herstellers ligiert (16 Stunden bei Raumtemperatur). Elektrokompetente E. coli ZellenDissolved water and ligated with 1 u T4 DNA ligase (Boehringer Mannheim) according to the manufacturer's instructions (16 hours at room temperature). Electrocompetent E. coli cells
(DH5alpha) werden mit 0,5 μl des Ligationsansatzes transformiert. Die erhaltenen Kolonien werden übergepickt und angezogen. Aus Übernachtkulturen wird Plasmid DNA isoliert(DH5alpha) are transformed with 0.5 μl of the ligation mixture. The colonies obtained are picked and dressed. Plasmid DNA is isolated from overnight cultures
(Nucleobond Kit, Machery-Nagel, nach Anweisung des Herstellers). Die Plasmid DNA wird über einen Restriktionsverdau und DNA Sequenzierung kontrolliert (Replicon(Nucleobond Kit, Machery-Nagel, according to the manufacturer's instructions). The plasmid DNA is controlled by restriction digestion and DNA sequencing (Replicon
Sequenzierservice, Berlin).Sequencing service, Berlin).
Die Sequenz des Plasmides pBRT7Qßd ist als Sequenz 4 offenbart. Das Plasmid enthält ein variiertes Q-beta Phagengenom, dessen Leserahmen für das 'Coat' Protein mit einem TAA Stop Codon abgeschlossen ist. Das Gen für das 'Readthrough' Protein trägt eine Deletion von 264 Basenpaaren und zwei verschiedene singuläre Restriktionsschnittstellen Hind III (AAGCTT) und Xba I (TCTAGA) an dieser Stelle.The sequence of the plasmid pBRT7Qßd is disclosed as sequence 4. The plasmid contains a varied Q-beta phage genome, the reading frame for the 'coat' protein is closed with a TAA stop codon. The gene for the read-through protein carries a deletion of 264 base pairs and two different unique restriction sites Hind III (AAGCTT) and Xba I (TCTAGA) at this point.
Beispiel 2Example 2
Herstellung eines Plasmides mit einem kurzen Sequenzausschnitt aus dem humanenPreparation of a plasmid with a short sequence section from the human
Immunschwäche Virus (HIV) Genom Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit dem Restπktionsenzym Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) lineaπsiert und mit Alkalischer Phosphatase dephosphoryliert (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers), mit Phenol extrahiert und mit Ethanol prazipitiert Das neaπsierte Plasmid wird mit den beiden 5'-phosphorylιerten synthetischen Oligonukleotiden [81885], 5'-Ph-AGC TCA GTG GGG GGA CAT CAA GCA GCC ATG CAA AT (Ph = Phosphat, Sequenz 5) und [81886], 5'-Ph-AGC TAT TTG CAT GGC TGC TTG ATG TCC CCC CAC TG, (Sequenz 6) mit T4 DNA Ligase ligiert (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) Kompetente E coli Zellen DH5alpha werden transformiert Die erhaltenen Kolonien werden ubergepickt und angezogen AusImmunodeficiency virus (HIV) genome The plasmid pBRT7Qßd is linearized with the residual enzyme Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer) and dephosphorylated with alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol. The resolved plasmid is used with the two 5 ' phosphorylated synthetic oligonucleotides [81885], 5'-Ph-AGC TCA GTG GGG GGA CAT CAA GCA GCC ATG CAA AT (Ph = phosphate, sequence 5) and [81886], 5'-Ph-AGC TAT TTG CAT GGC TGC TTG ATG TCC CCC CAC TG, (sequence 6) ligated with T4 DNA ligase (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer's instructions). Competent E coli cells DH5alpha are transformed. The colonies obtained are picked and picked up
Ubernachtkulturen wird Plasmid DNA isoliert (Nucleobond Kit, Machery-Nagel, nach Anweisung des Herstellers) Die Plasmid DNA wird über einen Restπktionsverdau und DNA Sequenzierung kontrolliertPlasmid DNA is isolated overnight (Nucleobond Kit, Machery-Nagel, according to the manufacturer's instructions). The plasmid DNA is checked by means of a residual digestion and DNA sequencing
Die Sequenz des Plasmides pBRT7QßSK145 ist als Sequenz 7 offenbartThe sequence of the plasmid pBRT7QßSK145 is disclosed as sequence 7
Beispiel 3Example 3
Herstellung eines Plasmides mit zwei Sequenzausschnitten aus dem HIV GenomGeneration of a plasmid with two sequence sections from the HIV genome
Mit Hilfe der beiden synthetischen Oligonukleotide [82614] 5'-TAA AGC TTA GTG GGG GGA CAT CAA GCA GCC ATG CAA ATA CCC GAT CCG GTT ATT C (Sequenz 8) und [82615] 5'-TTC TAG ATG CTA TGT CAG TTC CCC TTG GTT CTC TAT CCC AAT CAC GCC ACT (Sequenz 9) wird mittels PCR ein 286 großes DNA Fragment amplifiziert Als Templat dient das Q-beta Phagengenom auf dem Plasmid pBRT7Qß Die Reaktionslosung enthält 100 μM Desoxyribonukleotide (dNTPs), 50 μM beider Oligonukleotidprimer in 10 mM Tris-HCl, pH 8,3 mit 2 mM Magnesiumchlorid und mit 2 u Taq DNA Polymerase (Hoffmann La-Roche) in einem Volumen von 50 μl Die Reaktionsbedingungen sind 30 Zyklen mit 1 min bei 95°C, 1 min bei 60°C und 1 min bei 72°C und abschließend 10 min bei 72°C (Perkin Eimer GeneAmp 2400) Die Sequenz des Produktes ist als Sequenz 10 angeben Das Produkt wird mit Phenol extrahiert und gefallt Das Produkt wird mit den Restriktionsenzymen Xba I und Hind III verdaut (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers), mit Phenol extrahiert und gefallt Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit den Restriktionsenzymen Xba I und Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert.Using the two synthetic oligonucleotides [82614] 5'-TAA AGC TTA GTG GGG GGA CAT CAA GCA GCC ATG CAA ATA CCC GAT CCG GTT ATT C (sequence 8) and [82615] 5'-TTC TAG ATG CTA TGT CAG TTC CCC TTG GTT CTC TAT CCC AAT CAC GCC ACT (sequence 9) a 286 DNA fragment is amplified by PCR. The Q-beta phage genome on the plasmid pBRT7Qß is used as the template.The reaction solution contains 100 μM deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 μM of both oligonucleotide primers in 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) in a volume of 50 μl. The reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400) The sequence of the product is given as sequence 10 The product is extracted with phenol and precipitated The product is with the restriction enzymes Xba I and Hind III digested (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), with phenol extracted and fallen The plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba I and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
Das geschnittene Plasmid und das geschnittene Amplifikationsprodukt werden zusammen ligiert, E. coli werden transformiert und es wird Plasmid DNA präpariert und durch DNA Sequenzierung verifiziert.The cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed and plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
Die Sequenz des Plasmides pBRT7QßSK145-431 ist als Sequenz 1 1 offenbart. Das Plasmid enthält die Sequenzen SK145 5'- AgT ggg ggg ACA TCA AgC AgC CAT gCA AAT (Sequenz 12) und SK431 5'- TgC TAT gTC AgT TCC CCT Tgg TTC TCT (Sequenz 13) in einem Abstand von 214 Basenpaaren; das Fragment hat inkusive der Sequenzen SK145 und SK431 eine Länge von 271 Basenpaaren.The sequence of the plasmid pBRT7QßSK145-431 is disclosed as Sequence 11. The plasmid contains the sequences SK145 5'-AgT ggg ggg ACA TCA AgC AgC CAT gCA AAT (sequence 12) and SK431 5'-TgC TAT gTC AgT TCC CCT Tgg TTC TCT (sequence 13) at a distance of 214 base pairs; including the sequences SK145 and SK431, the fragment has a length of 271 base pairs.
Beispiel 4Example 4
Herstellung eines Plasmides mit einem langen Abschnitt aus dem HIV GenomProduction of a plasmid with a long section from the HIV genome
Aus dem HIV I Genom wird mittels der Polymerase Kettenreaktion ein Fragment mit Restriktionsschnittstellen amplifiziert. Die PCR wird mit den Oligonukleotiden [84673] 5'- ATT AAA gCT TAg Tgg ggg gAC ATC AAg C (Sequenz 14) und [84675] 5'- TA TCT AgA TgC TAT gTC AgT TCC CTT Tg (Sequenz 15) und einem cDNA Templat von HIV I durchgeführt. Die Reaktionslösung enthält 100 μM Desoxyribonukleotide (dNTPs), 50 μM beider Oligonukleotidprimer, 10 mM Tris-HCl, pH 8,3 mit 2 mM Magnesiumchlorid und 2 u Taq DNA Polymerase (Hoffmann La-Roche) in einem Volumen von 50 μl. Die Reaktionsbedingungen sind 30 Zyklen mit 1 min bei 95 °C, 1 min bei 60°C und 1 min bei 72°C und abschließend 10 min bei 72°C (Perkin Eimer GeneAmp 2400). Das Reaktionsprodukt wird mit den Restriktionsenzymen Hind III und Xba I (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert.A fragment with restriction sites is amplified from the HIV I genome using the polymerase chain reaction. The PCR is carried out with the oligonucleotides [84673] 5'-ATT AAA gCT TAg Tgg ggg gAC ATC AAg C (sequence 14) and [84675] 5'-TA TCT AgA TgC TAT gTC AgT TCC CTT Tg (sequence 15) and a cDNA Template of HIV I performed. The reaction solution contains 100 μM deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 μM of both oligonucleotide primers, 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) in a volume of 50 μl. The reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400). The reaction product is cut with the restriction enzymes Hind III and Xba I (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit den Restriktionsenzymen Xba 1 und Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert. Das geschnittene Plasmid und das geschnittene Amplifikationsprodukt werden zusammen ligiert, E. coli werden transformiert. Plasmid DNA wird präpariert und durch DNA Sequenzierung verifiziert.The plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba 1 and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol. The cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed. Plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
Die Sequenz des Plasmides pBRT7QßSK 145- 102-431 ist als Sequenz 16 offenbart Es enthält ein 142 Basenpaar (Sequenz 17) langen Sequenzabschnitt aus HIV 1.The sequence of the plasmid pBRT7QßSK 145-102-431 is disclosed as sequence 16. It contains a 142 base pair (sequence 17) long sequence section from HIV 1.
Beispiel 5Example 5
Herstellung eines Plasmides mit einem langen Abschnitt aus dem Hepatitis Virus C (HCV) GenomProduction of a plasmid with a long section from the hepatitis virus C (HCV) genome
Aus dem HCV Genom wird mittels der Polymerase Kettenreaktion ein Fragment mit Restriktionsschnittstellen amplifiziert. Die PCR wird mit den Oligonukleotiden [84672] 5'- ATT AAA gCT TgC AgA AAg CgT CTA gCC (Sequenz 18) und [84671] 5' TAC TCTAgA CTC gCA AgC ACC CTA TC (Sequenz 19) und einem cDNA Templat von HCV durchgeführt. Die Reaktionslösung enthält 100 μM Desoxyribonukleotide (dNTPs), 50 μM beider Oligonukleotidprimer in 10 mM Tris-HCl, pH 8,3 mit 2 mM Magnesiumchlorid und mit 2 u Taq DNA Polymerase (Hoffmann La-Roche) in einem Volumen von 50 μl. Die Reaktionsbedingungen sind 30 Zyklen mit 1 min bei 95°C, 1 min bei 60°C und 1 min bei 72°C und abschließend 10 min bei 72°C (Perkin Eimer GeneAmp 2400). Das Reaktionsprodukt wird mit den Restriktionsenzymen Hind III und Xba I (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert.A fragment with restriction sites is amplified from the HCV genome using the polymerase chain reaction. The PCR is carried out with the oligonucleotides [84672] 5'-ATT AAA gCT TgC AgA AAg CgT CTA gCC (sequence 18) and [84671] 5 'TAC TCTAgA CTC gCA AgC ACC CTA TC (sequence 19) and a cDNA template from HCV . The reaction solution contains 100 μM deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 μM of both oligonucleotide primers in 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) in a volume of 50 μl. The reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400). The reaction product is cut with the restriction enzymes Hind III and Xba I (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit den Restriktionsenzymen Xba I und Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert.The plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba I and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
Das geschnittene Plasmid und das geschnittene Amplifikationsprodukt werden zusammen ligiert, E. coli werden transformiert. Plasmid DNA wird präpariert und durch DNA Sequenzierung verifiziert.The cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed. Plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing.
Die Sequenz des Plasmides pBRT7QßHCV ist als Sequenz 20 offenbart. Es enthält ein 216 Basenpaar (Sequenz 21) langen Sequenzabschnitt aus dem HCV Genom Beispiel 6The sequence of the plasmid pBRT7QßHCV is disclosed as sequence 20. It contains a 216 base pair (sequence 21) long sequence section from the HCV genome Example 6
Herstellung von PhagenpartikelnProduction of phage particles
Das Plasmid pP+QßRT wurde von Dr Donald R Mills, Dept Microbiology, State University of New York, U.S A., zur Verfügung gestellt. Es ist 8J kb groß und tragt den pSMlThe plasmid pP + QßRT was provided by Dr Donald R Mills, Dept Microbiology, State University of New York, U.S.A. It is 8J kb in size and carries the pSMl
Replikationsursprung (ori), der mit dem ColEl ori von dem pBRT7Qß Plasmid kompatibel ist Das Plasmid trägt ein Gen für eine Resistenz gegen Trimethoprim und das Gen für das 'Readthrough' Protein al unter Kontrolle des P+ Promoters Dieses Plasmid führt zu einer konstitutiven Expression von al Protein in transformierten E. coli.[Arora et al., J.Mol.Biol. (1996) 258 433-446],Origin of replication (ori) which is compatible with the ColEl ori from the pBRT7Qß plasmid. The plasmid carries a gene for resistance to trimethoprim and the gene for the readthrough protein al under the control of the P + promoter. This plasmid leads to a constitutive expression of al Protein in transformed E. coli [Arora et al., J. Mol. Biol. (1996) 258 433-446],
Kompetente E. coli vom Stamm BL21(DE3) (Stratagene) oder BL21(DE3) werden mit pP+QßRT und einem pBRT7Qß-Plasmid (z.B. pBRT7QßSK145) transfomiert. Die Klone werden auf Ampicillin- und Trimethoprim-Resistenz selektiert (LB-Agar mit 75 mg/1 Ampicillin, Sigma, 50 mg/1 Trimethoprim, Sigma) Die Zellen werden über Nacht in einer Vorkultur angezogen (LB Medium mit Ampicillin und Trimethoprim, 37°C) und in einerCompetent E. coli from strain BL21 (DE3) (Stratagene) or BL21 (DE3) are transformed with pP + QßRT and a pBRT7Qß plasmid (e.g. pBRT7QßSK145). The clones are selected for ampicillin and trimethoprim resistance (LB agar with 75 mg / 1 ampicillin, Sigma, 50 mg / 1 trimethoprim, Sigma). The cells are grown overnight in a preculture (LB medium with ampicillin and trimethoprim, 37 ° C) and in one
Verdünnung von 1 25 frisch angeimpft Die Kulturen werden nach 105 min durch Zugabe von 5 g/1 Isopropylthiogalactosid (IPTG, Sigma) induziert und weitere 3 Stunden bei 37°C geschüttelt. Die Kultur hellt sich durch die Lyse von Zellen auf Die Kultur wird auf 4°C abgekühlt und mit 1/100 Volumen mit Chloroform versetzt. Der durch Zentrifugation (10 min, 3500 U/min) gewonnene Überstand wird direkt verwendet oder durch Prazipitation mit Polyethylenglycol aufkonzentriert. Der Phagenüberstand wird mit RNase A (5 g/1, Sigma) und DNase 1 (1 g/1, Boehringer Mannheim) behandelt.Dilution of 1 25 freshly inoculated. The cultures are induced after 105 min by adding 5 g / 1 isopropylthiogalactoside (IPTG, Sigma) and shaken at 37 ° C. for a further 3 hours. The culture brightens by lysis of cells. The culture is cooled to 4 ° C. and 1/100 volume is mixed with chloroform. The supernatant obtained by centrifugation (10 min, 3500 rpm) is used directly or concentrated by precipitation with polyethylene glycol. The phage supernatant is treated with RNase A (5 g / 1, Sigma) and DNase 1 (1 g / 1, Boehringer Mannheim).
Beispiel 7Example 7
Präparation von Ribonukleinsäure aus PhagenpartikelnPreparation of ribonucleic acid from phage particles
100 μl Phagenüberstand werden zwei mal mit 50 μl Phenol (Roth) und mit Chloroform/Isoamylalkohol (25 J) extrahiert Der wäßrige Überstand wird mit DNase I (Boehringer Mannheim) behandelt (1 g/1, 30 min bei Raumtemperatur). Die Losung wird wie oben mit Phenol extrahiert und mit Ethanol gefallt (0,5 M LiCl, 3 Volumen Ethanol) und durch Zentrifugation pelletiert. Das Pellet wird mit 70% Ethanol gewaschen und extrahiert. Die gewonnen Ribonukleinsäure wird in 1 ml TE Puffer (10 mM Tris-HCl, pH 7,5; ImM EDTA) aufgelöst und photometrisch bestimmt. Beispiel 8100 ul phage supernatant are extracted twice with 50 ul phenol (Roth) and with chloroform / isoamyl alcohol (25 J). The aqueous supernatant is treated with DNase I (Boehringer Mannheim) (1 g / 1, 30 min at room temperature). The solution is extracted with phenol as above and precipitated with ethanol (0.5 M LiCl, 3 volumes of ethanol) and pelleted by centrifugation. The pellet is washed with 70% ethanol and extracted. The ribonucleic acid obtained is dissolved in 1 ml of TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.5; ImM EDTA) and determined photometrically. Example 8
Analyse mit der Polymerase Kettenreaktion (PCR) und RT-PCRAnalysis with the polymerase chain reaction (PCR) and RT-PCR
Ribonukleinsäure gemäß Beispiel 7 wird als Templat verwendet. Für die Templat RNA von dem Plasmid pBRT7QßSK145-43 1 (Sequenz 1 1 ) und pBRT7QßSK 145- 102-43 1 (Sequenz ~Ϊ6) werden die Oligonukleotidprimer SK145 (Sequenz 12) und SK43 1 (Sequenz 13 ) oder für pBRT7QßSK145-102-431 die Kombination GAG3, 5'- ATCAATgAggAAgCTgCAgAATggg (Sequenz 22) und SK43 1 verwendet. Für RNA von dem Plasmid pBRT7QßHCV (Sequenz 20) werden die Oligonukleotidprimer HC3, 5'- gAAAgCgTCTAgCCATggC (Sequenz 23) und HC4, 5- CCACAAggCCTTTCgCgACC (Sequenz 24) für die Reaktionen verwendet.Ribonucleic acid according to Example 7 is used as a template. For the template RNA from plasmid pBRT7QßSK145-43 1 (sequence 1 1) and pBRT7QßSK 145-102-43 1 (sequence ~ Ϊ6), the oligonucleotide primers SK145 (sequence 12) and SK43 1 (sequence 13) or for pBRT7QßSK145-102- 431 the combination GAG3, 5'-ATCAATgAggAAgCTgCAgAATggg (sequence 22) and SK43 1 were used. For RNA from the plasmid pBRT7QßHCV (sequence 20), the oligonucleotide primers HC3, 5'-gAAAgCgTCTAgCCATggC (sequence 23) and HC4, 5-CCACAAggCCTTTCgCgACC (sequence 24) are used for the reactions.
Die PCR Amplifikation wird in einem Volumen von 50 μl mit 100 μM Desoxyribonukleotiden (dNTPs), 50 μM beider Oligonukleotidprimer in 10 mM Tris-HCl, pH 8,3 mit 2 mM Magnesiumchlorid und mit 2 u Taq DNA Polymerase (Hoffmann La-Roche) durchgeführt. Als Templat werden jeweils 5 μl RNA-Lösung aus Beispiel 7 eingesetzt. Die Reaktionsbedingungen sind 35 Zyklen mit 1 min bei 95°C, 1 min bei 60°C und 1 min bei 72°C und abschließend 10 min bei 72°C (Perkin Eimer GeneAmp 2400).The PCR amplification is carried out in a volume of 50 μl with 100 μM deoxyribonucleotides (dNTPs), 50 μM of both oligonucleotide primers in 10 mM Tris-HCl, pH 8.3 with 2 mM magnesium chloride and with 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) carried out. 5 μl of RNA solution from Example 7 are used as templates. The reaction conditions are 35 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 60 ° C and 1 min at 72 ° C and finally 10 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400).
Bei keinem Reaktionsansatz entsteht ein Amplifikationsprodukt.No amplification product results in any reaction batch.
Die gleichen Template ( 10 μl) werden in Gegenwart beider Oligonukleotidprimer mit M-MuLV Reverser Transkriptase (peqlab, nach Angaben des Herstellers) in DNA umgeschrieben. Der halbe Ansatz wird wie oben in der PCR eingesetzt. Bei Verwendung von RNA von dem Plasmid pBRT7QßSK 145-431 und den Primern SKI 45 und SK431 entsteht ein 271 bp großes Fragment, bei Verwendung von RNA von dem Plasmid pBRT7QßSK145-102-431 und den Primern SK145 und SK431 entsteht ein 142 bp großes Fragment, bei Verwendung von RNA von dem Plasmid pBRT7QßSK145-102-431 und den Primern GAGS und SK43 1 entsteht ein 99 bp großes Fragment, bei Verwendung von RNA von dem Plasmid pBRT7QßHCV und den Primern HC3 und HC4 entsteht ein 216 bp großes Fragment doppelsträngiger DNA. die im Agarosegel nachgewiesen werden.The same templates (10 μl) are transcribed into DNA in the presence of both oligonucleotide primers using M-MuLV reverse transcriptase (peqlab, according to the manufacturer). Half of the approach is used in PCR as above. Using RNA from the plasmid pBRT7QßSK 145-431 and the primers SKI 45 and SK431 results in a 271 bp fragment, using RNA from the plasmid pBRT7QßSK145-102-431 and the primers SK145 and SK431 results in a 142 bp fragment, when using RNA from the plasmid pBRT7QßSK145-102-431 and the primers GAGS and SK43 1, a 99 bp fragment is produced; when using RNA from the plasmid pBRT7QßHCV and the primers HC3 and HC4, a 216 bp fragment of double-stranded DNA is produced. which are detected in the agarose gel.
Beispiel 9Example 9
Quantifizierung von Ribonukleinsäure Ausgehend von dem Plasmid pBRT7QßSK145-431 (Sequenz 1 1 ) wird gemäß Beispiel 7 Ribonukleinsäure aus 100 μl Phagenüberstand gewonnen Das Produkt wird in Schritten von 1 10 in TE Puffer von 10E-1 bis 10E-9 verdünnt Jeweils 10 μl werden gemäß Beispiel 8 mit Reverser Transkriptase und PCR Amplifikation mit den Oligonukleotidpnmern SKI 45 und SK 431 behandelt Die PCR Amplifikation wird in jeweils fünf Ansätzen ausgeführt Die Reaktionen der Verdünnungen bis 10E-6 ergeben ein Amplifikationsprodukt, die Verdünnung 10E-7 ergibt in zwei von drei Ansätzen ein Produkt Aus dieser Verdunnungsreihe ergibt sich eine Anzahl von etwa 2x10E9 Genomaquivalenten je ml PhagenüberstandQuantification of ribonucleic acid Starting from the plasmid pBRT7QßSK145-431 (sequence 11), ribonucleic acid is obtained from 100 μl of phage supernatant in accordance with Example 7. The product is diluted in steps of 110 in TE buffer from 10E-1 to 10E-9 Reverse transcriptase and PCR amplification treated with the oligonucleotide binders SKI 45 and SK 431. The PCR amplification is carried out in five batches each. The reactions of the dilutions up to 10E-6 result in an amplification product, the dilution 10E-7 results in a product from this in two out of three batches Dilution series gives a number of about 2x10E9 genome equivalents per ml of phage supernatant
Beispiel 10Example 10
Analyse einer Blutprobe auf HIV InfektionAnalysis of a blood sample for HIV infection
1 ml Vollblut eines nicht HlV-infizierten Blutspenders wird mit 10 μl einer 10E-6 verdünnten Probe eines Phagenüberstandes, gewonnen mittels des Plasmides pBRT7QßSK145-431, versetzt. Die Ribonukleinsäure wird mit einem Isolierungskit RNAeasy (Qiagen, nach Angaben des Herstellers) isoliert und mit RT-PCR wie in Beispiel 8 beschrieben analysiert Für die Amplifikation werden die Oligonukleotidprimer SK145 und SK43 1 verwendet Die Analyse zeigt ein PCR ProduM mit einer Lange von 271 bp1 ml of whole blood from a non-HIV infected blood donor is mixed with 10 μl of a 10E-6 diluted sample of a phage supernatant, obtained by means of the plasmid pBRT7QßSK145-431. The ribonucleic acid is isolated with an RNAeasy isolation kit (Qiagen, according to the manufacturer) and analyzed with RT-PCR as described in Example 8. The oligonucleotide primers SK145 and SK43 1 are used for the amplification. The analysis shows a PCR ProduM with a length of 271 bp
Beispiel 1 1Example 1 1
Bestimmung eines Virus durch kompetitive QuantifizierungDetermination of a virus by competitive quantification
1 ml Vollblut eines nicht HlV-infizierten Blutspenders wird mit 12,5 μl eines 10E-6 verdünnten Phagenüberstandes von pBRT7QßSK145-102-431 versetzt, entsprechend etwa 25000 Genomkopien von HIV. Die gemischte Blutprobe wird in fünf Aliquots A, B, C, D und E aufgetrennt, die jeweils 5000 Genomaquivalente enthalten, und mit jeweils 10 μl Phagenüberstand von pBRT7QßSKl 45-431 mit Verdünnungen von 10E-8, 10E-7, 2xl0E-7, 10E-6 und 2xlOE-5 versetzt, entsprechend 200, 2000, 4000, 20000 und 40000 Genomaquivalenten Die Proben werden gemäß Besipiel 10 behandelt Der Ansatz A zeigt ein Produkt von 142 Basen Lange, der Ansatz B dasselbe Produkt und wenig Produkt mit einer Länge von 271 Basen Lange, der Ansatz C zeigt gleiche Produktmengen und Ansätze D und E zeigen nur das Produkt mit 271 Basen Länge. Die Menge der Genomaqivalente von der Sequenz pBRT7QßSK145-102-431 betragt ungefähr 4000 oder umgerechnet 16000 pro ml Beispiel 121 ml of whole blood from a non-HIV infected blood donor is mixed with 12.5 μl of a 10E-6 diluted phage supernatant from pBRT7QßSK145-102-431, corresponding to approximately 25,000 genome copies of HIV. The mixed blood sample is separated into five aliquots A, B, C, D and E, each containing 5000 genome equivalents, and each with 10 μl phage supernatant from pBRT7QßSKl 45-431 with dilutions of 10E-8, 10E-7, 2xl0E-7, 10E-6 and 2xlOE-5 offset, corresponding to 200, 2000, 4000, 20000 and 40,000 genome equivalents. The samples are treated according to example 10. Approach A shows a product of 142 bases long, approach B the same product and little product with a length of 271 bases long, batch C shows the same product quantities and batches D and E only show the product with 271 bases long. The amount of genomic equivalents from the sequence pBRT7QßSK145-102-431 is approximately 4,000 or the equivalent of 16,000 per ml Example 12
Bestimmung einer viralen Sequenz mit einem 5'-Exonuklease Assay (Taqman Assay)Determination of a Viral Sequence Using a 5'-Exonuclease Assay (Taqman Assay)
Ausgehend von dem Plasmid pBRT7QßSKHCV (Sequenz 20) wird gemäß Beispiel 7Starting from the plasmid pBRT7QßSKHCV (sequence 20) according to Example 7
Ribonukleinsäure aus 100 μl Phagenüberstand gewonnen Nach der reversen Transkription wird eine Probe in der PCR mit je 50 pmol der Oligonukleotidprimer HC3 und HC4 und zusätzlich mit 10 pmol der doppelt fluoreszenzmarkierten Sonde HCTM, 5'- 6FAM-Agg ACC CCC CC XT CCC ggg AgA ph (Sequenz 25, 6FAM-= 6-Fluoresceιn-O-5'-, XT = dT-5-(CH2)6-NH- Tetramethylrhodamin, ph = 3'-O-Phosphat) versetzt (35 Zyklen 1 min 94°C, 1 min 59°C, 1 min 72°C, 1 u AmpiTaq Gold (Perkin Eimer), ROX-Puffer nach Angaben des Herstellers, 100 μM dNTPs, PE7700 Thermocycler, Perkin Eimer) Wahrend der Amplifikation wird die Sonde HCTM partiell hydrolysiert und die bei 515 nm Wellenlange detektierbare Fluoreszenz des Fluorescein nimmt abhangig von der eingesetzten Templatmenge ab dem 27 bis 33 PCR- Zyclus sprunghaft zu Diese Zunahme der Fluoreszenz weist die Entstehung eines PCR- Produktes nachRibonucleic acid obtained from 100 μl phage supernatant After the reverse transcription, a sample is PCR-PCR with 50 pmol each of the oligonucleotide primers HC3 and HC4 and additionally with 10 pmol of the double fluorescence-labeled probe HCTM, 5'- 6FAM-Agg ACC CCC CC XT CCC ggg AgA ph (Sequence 25, 6FAM- = 6-Fluoresceιn-O-5'-, XT = dT-5- (CH2) 6-NH-tetramethylrhodamine, ph = 3'-O-phosphate) added (35 cycles 1 min 94 ° C , 1 min 59 ° C, 1 min 72 ° C, 1 u AmpiTaq Gold (Perkin Elmer), ROX buffer according to the manufacturer, 100 μM dNTPs, PE7700 Thermocycler, Perkin Elmer) During the amplification, the HCTM probe is partially hydrolyzed and the fluorescence of the fluorescein, which can be detected at 515 nm wavelength, increases abruptly, depending on the amount of template used, from the 27 to 33 PCR cycle. This increase in fluorescence proves the creation of a PCR product
Beispiel 13Example 13
Herstellung eines Plasmides mit einem Sequenzausschnitt aus einem Cytokin - GenProduction of a plasmid with a sequence section from a cytokine gene
Mit der Polymerase Kettenreaktion wird mit den Oligonukleotidpnmern FAS5, 5'-gCgC AgcTT TTC TgC CAT AAg CCC TgT CC AgC ATg CCA CgT AAg CgA AA (Sequenz 26) und FAS3, 5'-ACCg TCTAGA Ag AAg ACA AAg CCA CCC CAA TgAgATCCAgCTgCCAgCg (Sequenz 27) auf dem Templat Lambda DNA (2 μg, Boehringer Mannheim) ein etwa 380 Basenpaar großes Fragment erzeugt (je 40 pmol Primer FAS5 und FAS3, 100 μM dNTPs, 10 mM Tris-HCl, pH 8,3, 2 mM Magnesiumchlorid, 2 u Taq DNA Polymerase (Hoffmann La- Roche) in einem Volumen von 50 μl amplifiziert Die Reaktionsbedingungen sind 30 Zyklen mit 1 min bei 95°C, 1 min bei 63°C und 2 min bei 72°C und abschließend 20 min bei 72°C (Perkin Eimer GeneAmp 2400) Das Fragment wird mit den Restriktionsenzymen Xba I und Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) verdaut, mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit den Restriktionsenzymen Xba I und Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert.The polymerase chain reaction is carried out with the oligonucleotide binders FAS5, 5'-gCgC AgcTT TTC TgC CAT AAg CCC TgT CC AgC ATg CCA CgT AAg CgA AA (sequence 26) and FAS3, 5'-ACCg TCTAGA Ag AAg ACA AAg CCA CCC CAA TgAgCCCC Sequence 27) on the template Lambda DNA (2 μg, Boehringer Mannheim) generates a fragment of approximately 380 base pairs (40 pmol primer FAS5 and FAS3, 100 μM dNTPs, 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 2 mM magnesium chloride, 2 u Taq DNA polymerase (Hoffmann La-Roche) amplified in a volume of 50 μl The reaction conditions are 30 cycles with 1 min at 95 ° C, 1 min at 63 ° C and 2 min at 72 ° C and finally 20 min at 72 ° C (Perkin Elmer GeneAmp 2400) The fragment is digested with the restriction enzymes Xba I and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol The plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzymes Xba I and Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol.
Das geschnittene Plasmid und das geschnittene Amplifikationsprodukt werden zusammen ligiert, E. coli werden transformiert. Plasmid DNA wird präpariert und durch DNA Sequenzierung verifiziert. Das Plasmid pBRT7QßFas enthält das Q-beta Phagengenom mit einer Insertion von 369 Basenpaaren in der Hind III Schnittstelle Sequenz 28). Phagenpartikel werden entsprechend dem Beispiel 6 hergestellt.The cut plasmid and the cut amplification product are ligated together, E. coli are transformed. Plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing. The plasmid pBRT7QßFas contains the Q-beta phage genome with an insertion of 369 base pairs in the Hind III interface sequence 28). Phage particles are produced in accordance with Example 6.
Beispiel 14Example 14
Quantifizierung einer Cytokin Boten RNAQuantification of a cytokine messenger RNA
Fas ist ein Protein aus der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) Familie. Das Protein ist an der Apoptose beteiligt. Die Menge an mRNA für fas kann aus medizinischen Gründen interessant sein. Die Sequenz der mRNA für fas ist unter der Nummer M67454 in der Genbank hinterlegt.Fas is a protein from the tumor necrosis factor (TNF) family. The protein is involved in apoptosis. The amount of mRNA for fas can be interesting for medical reasons. The sequence of the mRNA for fas is stored in the gene bank under the number M67454.
Humane Zellen aus der Zellkultur werden mit unterschiedlichen Mengen proteinumhüllter RNA vom Vektor pBRT7QßFas versetzt. Sie enthalten eine RNA, die bei der RT-PCR mit der mRNA für fas kompetitieren kann. Die Zellen werden aufgeschlossen und die RNA wird isoliert (RNAeasy, QIAGEN, nach Angaben des Herstellers). Die RNA wird revers transkribiert (M-MuLV, peqlab, nach Angaben des Herstellers) und mittels PCR amplifziert Die verwendeten Oligonukleotidprimer sind 82689, 5'-TTC TgC CAT AAg CCC TgT CC (Sequenz 29) und 82690, 5'- AgA AgA CAA AgC CAC CCC AA (Sequenz 30). Das PCR Produkt von der natürlichen mRNA hat eine Länge von 368 Basenpaaren, das Produkt von der kompetitiven RNA aus dem Phagen hat eine Länge von 369 Basenpaaren. Die Produkte lassen sich durch einen Restriktionsverdau mit dem Enzym Sph I oder durch differentielle Hybridisierung unterscheiden. Bei gleichen Mengen Amplifikationsprodukt von der natürlichen Sequenz und von der Kompetitorsequenz liegen gleiche Mengen an RNA in den Zellen und in der kompetitiven Probe vor.Human cells from the cell culture are mixed with different amounts of protein-coated RNA from the vector pBRT7QßFas. They contain an RNA that can compete with the mRNA for fas in RT-PCR. The cells are disrupted and the RNA is isolated (RNAeasy, QIAGEN, according to the manufacturer). The RNA is reverse transcribed (M-MuLV, peqlab, according to the manufacturer's instructions) and amplified by PCR. The oligonucleotide primers used are 82689, 5'-TTC TgC CAT AAg CCC TgT CC (sequence 29) and 82690, 5'-AgA AgA CAA AgC CAC CCC AA (sequence 30). The PCR product from the natural mRNA has a length of 368 base pairs, the product from the competitive RNA from the phage has a length of 369 base pairs. The products can be distinguished by restriction digestion with the enzyme Sph I or by differential hybridization. With equal amounts of amplification product from the natural sequence and from the competitor sequence, there are equal amounts of RNA in the cells and in the competitive sample.
Beispiel 15Example 15
Herstellung eines Plasmides mit einer Aptamer Sequenz Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit dem Restriktionsenzym Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiert. Die Oligonukleotide APT5, 5'-Phosphat-AGCTTGGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT GGGCGATTCT CCTGAAGTAG GGGA.AGAGTT GTCATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCC TA (Sequenz 31) und APT3, 5'- Phosphat- AGCTTAGGAT CCGACCGTGG TGCCCCC ATA C ATGAC AACT CTTCCCCTAC" TTCAGGAG AA TCGCCCAGCA TCGGTTTATC ATGCAGTGAA GGCTGAGCTC CA (Sequenz 32) werden hybridisiert und mit dem geschnittenen Plasmid pBRT7Qßd ligiert. E. coli werden transformiert und es wird Plasmid DNA präpariert und durch DNA Sequenzierung verifiziert. Das Plamid Produkt pBRT7QßAPT enhält die Sequenz 5'-GGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT GGGCGATTCT CCTGAAGTAG GGGAAGAGTT GTCATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCC T in seiner Hind III Schnittstelle. Phagenpartikel werden entsprechend dem Beispiel 6 hergestellt. Die RNA mit der gleichen Sequenz 5'-GGAGC UCAGCCUUCA CUGCAUGAUA AACCGAUGCU GGGCGAUUCU CCUGAAGUAG GGGAAGAGUU GUCAUGUAUG GGGGCACCAC GGUCGGAUCC U (Sequenz 33) bindet spezifisch an L-Arginin [Geiger at al., Nucleic Acids. Res., (1996) 6, 1029-1036].Preparation of a plasmid with an aptamer sequence The plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzyme Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol. The oligonucleotides APT5, 5'-phosphate AGCTTGGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT GGGCGATTCT CCTGAAGTAG GGGA.AGAGTT GTCATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCC TA (sequence 31) and APT3, 5'-phosphate AGCTTAGGAT CCGACCGTGG TGCCCCC ATA C ATGAC AACT CTTCCCCTAC "TTCAGGAG AA TCGCCCAGCA TCGGTTTATC ATGCAGTGAA GGCTGAGCTC CA (Sequence 32) are hybridized and ligated with the cut plasmid pBRT7Qßd, E. coli are transformed and plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing GGTCGGATCC T in its Hind III interface, phage particles are produced in accordance with example 6. The RNA with the same sequence 5'-GGAGC UCAGCCUUCA CUGCAUGAUA AACCGAUGCU GGGCGAUUCU CCUGAAGUAG GGGAAGAGUU GUCAUGUAUG GGGUCGGACGAC gin UGGGGGGACGinG (UGGGGGGACGinG) ., Nucleic Acids. Res., (1996) 6, 1029-103 6].
Beispiel 16Example 16
Herstellung eines Plasmides mit einer degenerierten Aptamer SequenzGeneration of a plasmid with a degenerate aptamer sequence
Das Plasmid pBRT7Qßd wird mit dem Restriktionsenzym Hind III (Boehringer Mannheim, nach Angaben des Herstellers) geschnitten mit Phenol extrahiert und mit Ethanol präzipitiertThe plasmid pBRT7Qßd is cut with the restriction enzyme Hind III (Boehringer Mannheim, according to the manufacturer), extracted with phenol and precipitated with ethanol
Die Oligonukleotide APT5, 5'-Phosphat-AGCTTGGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN ATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCC TA (Sequenz 34) und APT3, 5'- AGCTTAGGATThe oligonucleotides APT5, 5'-phosphate-AGCTTGGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN ATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCAT3 AGT3AGTTAGAGTTAGAGT) AG
CCGACCGTGG TGCCCCCATA CATNNNNNNN NNNNNNNNNN NNNNNNNNNN NNNNNNAGCA TCGGTTTATC ATGCAGTGAA GGCTGAGCTC CA (Sequenz 35) werden hybridisiert und mit dem geschnittenen Plasmid pBRT7Qßd ligiert. E. coli werden transformiert und es wird Plasmid DNA präpariert und durch DNA Sequenzierung verifiziert. Das Produkt pBRT7QßAPT enhält die Sequenz 5'-GGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT NNNNNNNNNNNNNNNNNJ NNNNNNNNNNNNNNN ATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCC T in ihrer Hind III Schnittstelle. Phagenpartikel werden entsprechend dem Beispiel 6 hergestellt. Die RNA wird mittels Phenolextraktion aus dem Phagen isoliert. Aus der RNA, die degenerierte Bereiche enthält, können solche mit besonderenCCGACCGTGG TGCCCCCATA CATNNNNNNN NNNNNNNNNNNNNNNNNNN NNNNNNAGCA TCGGTTTATC ATGCAGTGAA GGCTGAGCTC CA (sequence 35) are hybridized and ligated to the cut plasmid pBRT7Qßd. E. coli are transformed and plasmid DNA is prepared and verified by DNA sequencing. The product pBRT7QßAPT contains the sequence 5'-GGAGC TCAGCCTTCA CTGCATGATA AACCGATGCT NNNNNNNNNNNNNNNNNJ NNNNNNNNNNNNNNN ATGTATG GGGGCACCAC GGTCGGATCC T in their Hind III interface. Phage particles are produced in accordance with Example 6. The RNA is isolated from the phage by means of phenol extraction. From the RNA, which contains degenerate areas, those with special
Bindungseigenschaften isoliert werden.Binding properties are isolated.
Beispiel 16Example 16
Bindung von Aptameren an ein Hapten und Detektion eines Aptameres Phagenpartikel, gewonnen mit dem Plasmid pBRT7QßAPT, werden mit Phenol extrahiert und mit Ethanol gefällt. Die RNA enthält eine Aptamer Sequenz, die die Aminosäure Arginin bindet. D-Arginin-Agarose oder L-Arginin- Agarose (OJ ml) wird mit einer Losung mit 0.5 μg RNA in 1 ml Puffer (250 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl, pH 7,6, 5 mM Magnesiumchlorid) versetzt, 10 min inkubiert und mit 300 ml Puffer gewaschen Die Agarose w ird mit 1 ml Puffer bei 95°C eluiert. Das Eluat wird mittels RT-PCR auf die Anwesenheit der RNA analysiert (M- MuLV, peqlab, nach Angaben des Herstellers). Dazu werden die Oligonukleotidprimer 82808, 5'- gAT CCA gAA CCC gAC CgC (Sequenz 36) und 82809, 5'- CCA TCg gCg TgA TAg gCC (Sequenz 37) verwendet. Es entsteht nur bei dem Ansatz mit dem Eluat von der L-Arginin- Agarose ein 764 bp langes DNA Fragment, das die Bindung der RNA an L-Arginin nachweistBinding of aptamers to a hapten and detection of an aptamer Phage particles obtained with the plasmid pBRT7QßAPT are extracted with phenol and precipitated with ethanol. The RNA contains an aptamer sequence that binds the amino acid arginine. A solution with 0.5 μg RNA in 1 ml buffer (250 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl, pH 7.6, 5 mM magnesium chloride) is added to D-arginine agarose or L-arginine agarose (OJ ml), 10 incubated for min and washed with 300 ml buffer. The agarose is eluted with 1 ml buffer at 95 ° C. The eluate is analyzed by RT-PCR for the presence of the RNA (M-MuLV, peqlab, according to the manufacturer). For this, the oligonucleotide primers 82808, 5'-gAT CCA gAA CCC gAC CgC (sequence 36) and 82809, 5'-CCA TCg gCg TgA TAg gCC (sequence 37) are used. Only when starting with the eluate from L-arginine agarose does a 764 bp DNA fragment arise, which demonstrates the binding of the RNA to L-arginine
Die genannten Beispiele dienen nur zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung und limitieren diese in keiner Weise. The examples mentioned serve only to further explain the present invention and do not limit it in any way.

Claims

Patentansprücheclaims
1) Proteinumhullte Polyribonukleinsäuren, enthaltend eine Virus-RNA oder BaMeriophagen- RNA, dadurch gekennzeichnet, daß die naturliche Nukleinsauresequenz variiert ist1) Protein-coated polyribonucleic acids containing a virus RNA or BaMeriophage RNA, characterized in that the natural nucleic acid sequence is varied
2) Proteinumhullte Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bakteriophagen um den RNA-Phagen Q-beta, VK, PP7, F2, FR, GA, SP, MS, MS2, fcan, Ml 2 oder R17 handelt2) Protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1), characterized in that the bacteriophage is the RNA phage Q-beta, VK, PP7, F2, FR, GA, SP, MS, MS2, fcan, Ml 2 or R17 acts
3) Proteinumhüllte Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) oder (2), dadurch gekennzeichnet, daß die naturliche Nukleinsauresequenz durch singulare oder multiple Insertionen und / oder Substitutionen von frei bestimmbaren Sequenzen variiert ist3) Protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) or (2), characterized in that the natural nucleic acid sequence is varied by singular or multiple insertions and / or substitutions of freely definable sequences
4) Proteinumhullte Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (3), dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere funktionale Elemente, vorzugsweise ein funktionales Element der Sequenz variiert ist4) Protein-coated polyribonucleic acids according to claim (3), characterized in that one or more functional elements, preferably a functional element of the sequence is varied
5) Proteinumhüllte Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (4), dadurch gekennzeichnet, daß die durch Insertion oder Substitution eingefugten frei bestimmbaren Sequenzen eine Lange von 20 bis 900 Basen umfassen und aus synthetischen Sequenzen, Genomsequenzen anderer Organismen oder Variationen solcher Genomsequenzen bestehen5) Protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (4), characterized in that the freely definable sequences inserted by insertion or substitution comprise a length of 20 to 900 bases and consist of synthetic sequences, genomic sequences of other organisms or variations of such genomic sequences
6 ) Proteinumhullte Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Genomsequenzen um Abschnitte aus dem Genom von RNA- Viren, insbesondere um Abschnitte aus dem Genom von HIV-, HCV-, HGV-, Influenza-, Picorna-, Flavi-, Gelbfieber-, Hanta- oder Dengue- Viren handelt6) Protein-coated polyribonucleic acids according to claim (5), characterized in that the genome sequences are sections from the genome of RNA viruses, in particular sections from the genome of HIV, HCV, HGV, influenza, Picorna- , Flavi, yellow fever, hanta or dengue viruses
7) Proteinumhullte Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1 ) bis (6), dadurch gekennzeichnet, daß es sich um den Phagen Q-beta handelt, in dessen Nukleinsauresequenz der hintere Abschnitt des Gens für das 'Readthrough' Protein al ganz oder in einem oder in mehreren Teilen durch Sequenzen der jeweils ungefähr gleichen Lange substituiert ist7) Protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (6), characterized in that it is the phage Q-beta, in the nucleic acid sequence of which the rear section of the gene for the 'read-through' protein is wholly or in one or more Divide is substituted by sequences of approximately the same length
8) Verfahren zur Herstellung einer proteinumhullten Polyribonukleinsaure gemäß Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß man a) in ein RNA- Virus oder RNA-Phagengenom, das als DNA-Sequenz Moniert ist, durch singulare oder multiple Insertion oder Substitution eine frei bestimmbare Nukleinsauresequenz einfugt und8) Process for the preparation of a protein-coated polyribonucleic acid according to claim (1), characterized in that a) inserts a freely definable nucleic acid sequence into an RNA virus or RNA phage genome, which is cloned as a DNA sequence, by singular or multiple insertion or substitution and
b) die so erhaltene variierte Genomsequenz durch bekannte Methoden in eine geeignete Wirtszelle einbringt, in welcher Viren oder Phagen produziert werden, welche die gewünschte proteinumhüllte Polyribonukleinsaure darstellen.b) introducing the varied genome sequence thus obtained into a suitable host cell by known methods, in which viruses or phages are produced which represent the desired protein-coated polyribonucleic acid.
9) Verfahren gemäß Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Phagengenom um das Genom des Phagen Q-beta handelt.9) Method according to claim (8), characterized in that the phage genome is the genome of the phage Q-beta.
10) Verfahren gemäß Anspruch (8) oder (9), dadurch gekennzeichnet, daß die durch Insertion oder durch Substitution in das RNA- Virus oder RNA-Phagengenom eingefügte frei bestimmbare Nukleinsauresequenz eine Lange von 20 bis 900 Basen umfasst und aus synthetischen Sequenzen, Genomsequenzen anderer Organismen oder Variationen solcher Genomsequenzen besteht.10) Method according to claim (8) or (9), characterized in that the freely determinable nucleic acid sequence inserted by insertion or by substitution into the RNA virus or RNA phage genome comprises a length of 20 to 900 bases and consists of synthetic sequences, genome sequences other organisms or variations of such genome sequences.
11) Verfahren gemäß Anspruch (10), dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Genomsequenzen anderer Organismen um solche aus von HIV-, HCV-, HGV-, Influenza-, Picorna-, Flavi-, Gelbfieber-, Hanta- oder Dengue- Viren handelt11) Method according to claim (10), characterized in that the genome sequences of other organisms are those from HIV, HCV, HGV, influenza, Picorna, Flavi, yellow fever, Hanta or dengue. Viruses
12) Verfahren gemäß Anspruch (8) bis (11), dadurch gekennzeichnet, daß als RNA- Bakteriophage der Phage Q-beta verwendet wird, in dessen Nukleinsauresequenz der hintere Abschnitt für das Gen für das Readthrough Protein al ganz oder in einem oder in mehreren Teilen durch frei bestimmte Sequenzen der ungefähr gleichen Lange substituiert ist12) Method according to claim (8) to (11), characterized in that the phage Q-beta is used as RNA bacteriophage, in the nucleic acid sequence of which the rear section for the gene for the read-through protein is al or in one or more Divide is substituted by freely determined sequences of approximately the same length
13) Verfahren gemäß Anspruch (8) bis (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Wirtszellen für den Phagen Q-beta, der eine Variation in dem Gen für das Readthrough Protein al tragt, durch eine Genkopie auf einem Plasmid in die Lage versetzt werden, den funktionalen Ausfall dieses Genproduktes in dem variierten Phagen zu komplementieren 14) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) als Standard für diagnostische Verfahren, bei denen die Anwesenheit einer spezifischen Ribonukleinsäure nachgewiesen wird13) Method according to claim (8) to (12), characterized in that the host cells for the phage Q-beta, which carries a variation in the gene for the read-through protein al, are enabled by a gene copy on a plasmid to complement the functional failure of this gene product in the varied phage 14) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (7) as a standard for diagnostic methods in which the presence of a specific ribonucleic acid is detected
15) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) als Standard- oder Kompetitorsequenz für Verfahren, bei denen die Menge einer definierten Ribonukleinsäure bestimmt wird15) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (7) as a standard or competitor sequence for methods in which the amount of a defined ribonucleic acid is determined
16) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) zur Positivkontrolle für den Nachweis von Virus-RNA dadurch gekennzeichnet, daß die proteinumhullte Polyribonukleinsaure direkt zu der zu bestimmenden Probe gegeben und parallel zu der Virus-RNA isoliert wird16) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (7) for positive control for the detection of virus RNA, characterized in that the protein-coated polyribonucleic acid is added directly to the sample to be determined and isolated in parallel to the virus RNA
17) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) zur Kontrolle der Effizienz von Verfahren zur Aufreinigung von Ribonukleinsäuren oder zur Kontrolle der Effizienz der reversen Transkription von Ribonukleinsäuren17) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (7) to control the efficiency of processes for purifying ribonucleic acids or to control the efficiency of reverse transcription of ribonucleic acids
18) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) als Vergleichssubstanz in Testverfahren, bei denen Nukleinsäuren durch Hybridisierung nachgewiesen werden oder in Testverfahren, bei denen Nukleinsäuren nach oder wahrend einer Amplifikation der Nukleinsäure nachgewiesen werden18) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (7) as a comparison substance in test methods in which nucleic acids are detected by hybridization or in test methods in which nucleic acids are detected after or during amplification of the nucleic acid
19) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) als Tragersubstanz für RNA-Sequenzen, die eine funktionale Eigenschaft besitzen19) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claims (1) to (7) as a carrier substance for RNA sequences which have a functional property
20) Verwendung von proteinumhullten Polyribonukleinsäuren gemäß Anspruch (1) bis (7) als Trager für Mischungen von RNA-Sequenzen, aus denen einzelne RNA-Sequenzen selektiert werden können 20) Use of protein-coated polyribonucleic acids according to claim (1) to (7) as a carrier for mixtures of RNA sequences from which individual RNA sequences can be selected
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