RU2602366C2 - Method of producing dna primers and probes for minimally invasive prenatal pcr diagnosis of trisomy of 21st chromosome of fetus in blood of pregnant woman and diagnostic kit therefor - Google Patents
Method of producing dna primers and probes for minimally invasive prenatal pcr diagnosis of trisomy of 21st chromosome of fetus in blood of pregnant woman and diagnostic kit therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602366C2 RU2602366C2 RU2014120519/15A RU2014120519A RU2602366C2 RU 2602366 C2 RU2602366 C2 RU 2602366C2 RU 2014120519/15 A RU2014120519/15 A RU 2014120519/15A RU 2014120519 A RU2014120519 A RU 2014120519A RU 2602366 C2 RU2602366 C2 RU 2602366C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromosome
- primers
- dna
- probes
- trisomy
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 208000037280 Trisomy Diseases 0.000 title claims abstract description 23
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 15
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 title claims description 16
- 238000009007 Diagnostic Kit Methods 0.000 title description 3
- 239000013615 primer Substances 0.000 claims abstract description 44
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims abstract description 35
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000011987 methylation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 102000004533 Endonucleases Human genes 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 claims abstract description 7
- 108020001019 DNA Primers Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 6
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000013641 positive control Substances 0.000 claims description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 3
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 claims description 2
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 claims description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UDGUGZTYGWUUSG-UHFFFAOYSA-N 4-[4-[[2,5-dimethoxy-4-[(4-nitrophenyl)diazenyl]phenyl]diazenyl]-n-methylanilino]butanoic acid Chemical compound COC=1C=C(N=NC=2C=CC(=CC=2)N(C)CCCC(O)=O)C(OC)=CC=1N=NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 UDGUGZTYGWUUSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 3
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 3
- 238000003793 prenatal diagnosis Methods 0.000 description 3
- 206010000234 Abortion spontaneous Diseases 0.000 description 2
- 201000010374 Down Syndrome Diseases 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 208000036878 aneuploidy Diseases 0.000 description 2
- 231100001075 aneuploidy Toxicity 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 2
- 208000000995 spontaneous abortion Diseases 0.000 description 2
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 2
- WCKQPPQRFNHPRJ-UHFFFAOYSA-N 4-[[4-(dimethylamino)phenyl]diazenyl]benzoic acid Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1N=NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 WCKQPPQRFNHPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 206010010356 Congenital anomaly Diseases 0.000 description 1
- 208000027205 Congenital disease Diseases 0.000 description 1
- 108091029523 CpG island Proteins 0.000 description 1
- -1 Cy5 / BHQ3 Chemical compound 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000585 Mann–Whitney U test Methods 0.000 description 1
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 1
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 206010046788 Uterine haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002669 amniocentesis Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 229940071106 ethylenediaminetetraacetate Drugs 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 238000000126 in silico method Methods 0.000 description 1
- 230000036244 malformation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 208000015994 miscarriage Diseases 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 1
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/26—Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
- C12P19/28—N-glycosides
- C12P19/30—Nucleotides
- C12P19/34—Polynucleotides, e.g. nucleic acids, oligoribonucleotides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6804—Nucleic acid analysis using immunogens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6827—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6881—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for tissue or cell typing, e.g. human leukocyte antigen [HLA] probes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2521/00—Reaction characterised by the enzymatic activity
- C12Q2521/30—Phosphoric diester hydrolysing, i.e. nuclease
- C12Q2521/313—Type II endonucleases, i.e. cutting outside recognition site
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2531/00—Reactions of nucleic acids characterised by
- C12Q2531/10—Reactions of nucleic acids characterised by the purpose being amplify/increase the copy number of target nucleic acid
- C12Q2531/113—PCR
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2537/00—Reactions characterised by the reaction format or use of a specific feature
- C12Q2537/10—Reactions characterised by the reaction format or use of a specific feature the purpose or use of
- C12Q2537/164—Methylation detection other then bisulfite or methylation sensitive restriction endonucleases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2537/00—Reactions characterised by the reaction format or use of a specific feature
- C12Q2537/10—Reactions characterised by the reaction format or use of a specific feature the purpose or use of
- C12Q2537/165—Mathematical modelling, e.g. logarithm, ratio
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2561/00—Nucleic acid detection characterised by assay method
- C12Q2561/113—Real time assay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/166—Oligonucleotides used as internal standards, controls or normalisation probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16B—BIOINFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR GENETIC OR PROTEIN-RELATED DATA PROCESSING IN COMPUTATIONAL MOLECULAR BIOLOGY
- G16B25/00—ICT specially adapted for hybridisation; ICT specially adapted for gene or protein expression
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к медицине, в особенности к молекулярно-биологическим исследованиям в области определения анеуплодий, и может быть использовано для определения трисомий 21-й хромосомы плода по крови беременной женщины.The invention relates to medicine, in particular to molecular biological studies in the field of determination of aneuploidy, and can be used to determine the trisomy of the 21st chromosome of the fetus by the blood of a pregnant woman.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Хромосомная патология является причиной многих врожденных заболеваний, среди которых самым распространенным является синдром Дауна, вызванный полной или частичной трисомией по хромосоме 21. Тяжесть заболевания и риск конкретных клинических проявлений зависит от многих невыясненных факторов, но даже в легких формах синдром Дауна вызывает инвалидность с самого раннего возраста ребенка.Chromosomal pathology is the cause of many congenital diseases, among which the most common is Down syndrome, caused by complete or partial trisomy on
Применение инвазивных методов дородовой диагностики (трансабдоминальной хорионбиопсии или плацентобиопсии, трансцервикальной хорионбиопсии или плацентобиопсии, амниоцентеза или кордоцентеза) оказывается наиболее эффективным, так как их результаты позволяют с высокой точностью судить о наличии у плода наследственной патологии. Однако, несмотря на очевидные преимущества ранней пренатальной диагностики, существуют и значительные недостатки, связанные, преждевсего, с возникновением угрозы выкидыша. Показано, что у 10÷12% женщин отмечаются маточные кровотечения, у 3% повышается тонус матки, а в 1,5÷2% случаев происходит самопроизвольное прерывание беременности. Во многих случаях, при нарушении технологии забора плодного материала возможно инфицирование организма плода и матери.The use of invasive methods of prenatal diagnosis (transabdominal chorionbiopsy or placentobiopsy, transcervical chorionbiopsy or placentobiopsy, amniocentesis or cordocentesis) is most effective, since their results make it possible to accurately determine if the fetus has a hereditary pathology. However, despite the obvious advantages of early prenatal diagnosis, there are significant disadvantages associated, above all, with the occurrence of a threat of miscarriage. It was shown that uterine bleeding occurs in 10–12% of women, uterine tone increases in 3%, and spontaneous abortion occurs in 1.5–2% of cases. In many cases, if there is a violation of the technology for taking fetal material, the fetus and mother can become infected.
В последние годы интенсивно разрабатываются неинвазивные негенетические методы дородовой диагностики различной наследственной патологии. Риск осложнений при их проведении существенно ниже, чем при использовании инвазивных методов. Наиболее часто неинвазивные методы, не требующие забора плодного материала, применяют для диагностики у плода врожденных пороков развития и хромосомных синдромов. Точность этих методов, при разных их сочетаниях и в разные сроки беременности, составляет 80÷90%, при этом 10% результатов являются ложноположительными.In recent years, non-invasive non-genetic methods of prenatal diagnosis of various hereditary pathologies have been intensively developed. The risk of complications during their implementation is significantly lower than when using invasive methods. Most often, non-invasive methods that do not require the extraction of fetal material are used to diagnose congenital malformations and chromosomal syndromes in the fetus. The accuracy of these methods, with their different combinations and at different stages of pregnancy, is 80–90%, while 10% of the results are false positive.
Предложен ряд подходов для детекции трисомий, основанных на технологии полногеномного секвенирования, но они характеризуются высокой трудоемкостью и стоимостью исследования.A number of approaches for the detection of trisomy based on the technology of genome-wide sequencing have been proposed, but they are characterized by high complexity and cost of research.
Таким образом, в настоящее время все еще сохраняется потребность в создании способа диагностики хромосомных синдромов, которые были бы свободны от вышеупомянутых недостатков инвазивных способов и в то же время превосходили бы существующие неинвазивные и малоинвазивные способы в плане надежности результатов диагностики.Thus, there is still a need for a method for diagnosing chromosomal syndromes that would be free from the aforementioned disadvantages of invasive methods and at the same time be superior to existing non-invasive and minimally invasive methods in terms of reliability of diagnostic results.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В настоящем тексте использованы следующие сокращения:The following abbreviations are used in this text:
БСА - бычий сывороточный альбумин.BSA is bovine serum albumin.
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота.DNA is deoxyribonucleic acid.
ПЦР - полимеразная цепная реакция.PCR - polymerase chain reaction.
FAM/BHQ-1 - один из распространенных пар флуоресцентных красителей/гасителей флуоесценции. В настоящем изобретении могут быть использованы и другие пары флуоресцентных красителей/гасителей флуоресценции, например, FAM/Dabcyl, HEX/BHQ1, HEX/BHQ2, R6G/BHQ2, ROX/BHQ2, Cy5/BHQ2, Cy5/BHQ3, Cy5.5/BHQ3, FAM/(BHQ2-dT)внутр., R6G/(BHQ2-dT)внутр.FAM / BHQ-1 is one of the common pairs of fluorescent dyes / fluorescence quenchers. Other pairs of fluorescent dyes / fluorescence quenchers, for example, FAM / Dabcyl, HEX / BHQ1, HEX / BHQ2, R6G / BHQ2, ROX / BHQ2, Cy5 / BHQ2, Cy5 / BHQ3, Cy5.5 / BHQ3, can be used in the present invention. , FAM / (BHQ2-dT) int., R6G / (BHQ2-dT) int.
ЭДТА - этелендиаминтетраацетат натрия.EDTA - sodium ethylene diamine tetraacetate.
Задачей настоящего изобретения состоит в создании способа определения наличия трисомии хромосомы 21, позволяющего выявлять ДНК в плазме человека в минимальных концентрациях, и диагностического набора для его осуществления, позволяющего определять трисомию хромосомы 21 плода по крови беременной женщины.The objective of the present invention is to provide a method for determining the presence of trisomy of
Совместное присутствие ДНК будущей матери и плода в материнской плазме предполагает развитие ДНК-диагностики, основанной, в значительной степени, на использовании генетических маркеров, которые позволили бы различать ДНК плода и матери.The combined presence of the DNA of the expectant mother and the fetus in the maternal plasma suggests the development of DNA diagnostics, based largely on the use of genetic markers that would distinguish the DNA of the fetus and mother.
Большинство методов обнаружения анеуплоидии, основанных на исследовании клеток, не могут быть применены, так как нуклеиновые кислоты циркулируют в материнской плазме во внеклеточной форме, поэтому в настоящем изобретении предлагается использовать различия в метилировании разных регионов 21-й хромосомы, что позволяет дифференцировать плодную ДНК и ДНК матери и провести прямое измерение количества копий хромосомы 21 у плода.Most cell-based aneuploidy detection methods cannot be used, since nucleic acids circulate in the maternal plasma in extracellular form, therefore, the present invention proposes to use differences in methylation of different regions of the 21st chromosome, which allows differentiating fetal DNA and DNA mother and conduct a direct measurement of the number of copies of
Техническим результатом является создание способа определения наличия трисомии хромосомы 21, позволяющего выявлять ДНК в плазме человека в минимальных концентрациях, и диагностического набора для его осуществления, позволяющего определять трисомию хромосомы 21 плода по крови беременной женщины.The technical result is the creation of a method for determining the presence of trisomy of
Вышеуказанный результат достигнут благодаря тому, что предложен способ получения ДНК-праймеров и зондов для малоинвазивной пренатальной ПЦР-диагностики трисомии 21-й хромосомы у плода по крови беременной женщины используют:The above result was achieved due to the fact that the proposed method for producing DNA primers and probes for minimally invasive prenatal PCR diagnosis of trisomy of the 21st chromosome in the fetus by the blood of a pregnant woman is used:
(а) сайт-специфичную(-ые) эндонуклеазу(-ы) рестрикции, чувствительную(-ые) к метилированию,(a) site-specific restriction endonuclease (s) sensitive to methylation,
(б) образец гиперметилированной или фетальной ДНК человека,(b) a sample of human hypermethylated or fetal DNA,
(в) образец гипометилированной ДНК или ДНК взрослого человека, характеризующийся тем, что он предусматривает следующие стадии:(c) a sample of hypomethylated or adult human DNA, characterized in that it comprises the following steps:
(1) выбирают сайт дифференциального метилирования фетальной ДНК 21-й хромосомы и ДНК 21-й хромосомы взрослого человека, чувствительный к упомянутой эндонуклеазе(-ам),(1) selecting a site for differential methylation of fetal DNA of the 21st chromosome and DNA of the 21st chromosome of an adult that is sensitive to said endonuclease (s),
(2) синтезируют прямой и обратный праймер, соответствующие ампликону длиной от 60 до 300 пар нуклеотидов, содержащему сайт(ы) дифференциального метилирования 21-й хромосомы, а также зонд, соответствующий этому ампликону,(2) synthesizing the forward and reverse primers corresponding to an amplicon from 60 to 300 pairs of nucleotides in length containing the differential methylation site (s) of the 21st chromosome, as well as a probe corresponding to this amplicon,
(3) проводят полимеразную цепную реакцию смеси образцов (б) и (в) после их обработки эндонуклеазой рестрикции (а), по меньшей мере, при трех различных соотношениях концентрации этих образцов,(3) carry out the polymerase chain reaction of a mixture of samples (b) and (c) after their treatment with restriction endonuclease (a), at least at three different concentration ratios of these samples,
(4) отбирают пары праймеров и зонды, обеспечивающие эффективность реакции ПЦР выше 90% и линейность при изменении относительной концентрации образцов (б) и (в) выше 90%.(4) pairs of primers and probes are selected that provide a PCR reaction efficiency above 90% and linearity when the relative concentration of samples (b) and (c) changes above 90%.
Также, в еще одном аспекте, настоящее изобретение относится к набору для малоинвазивной пренатальной ПЦР-диагностики трисомии 21-й хромосомы у плода по крови беременной женщин, содержащий, по меньшей мере, одну пару, состоящую изпрямого и обратного праймеров, полученных в соответствии с вышеописанным способом, и, по меньшей мере, один соответствующий им зонд.Also, in another aspect, the present invention relates to a kit for minimally invasive prenatal PCR diagnosis of trisomy of the 21st chromosome in the fetus by the blood of pregnant women, containing at least one pair consisting of forward and reverse primers obtained in accordance with the above method, and at least one probe corresponding to them.
При разработке методик детекции количества копий ДНК с помощью разрушаемых олигонуклеотидных зондов основной проблемой является неспецифичный отжиг зондов, что может приводить к значительным систематическим ошибкам измерения. Для устранения этого явления необходимо выбирать наиболее специфичные комбинации праймеров и зондов и тщательно оптимизировать концентрацию олигонуклеотидов в смеси. Также следует принимать во внимание известные из литературных данных ограничения на длину ампликонов для фетальной ДНК, так как длина ее фрагментов в кровотоке матери не превышает 300 п.н. С учетом этого для выбранных регионов был проведен дизайн праймеров и зондов, позволивший увеличить специфичность in silico и получить максимально короткие ампликоны.In developing methods for detecting the number of DNA copies using destructible oligonucleotide probes, the main problem is non-specific annealing of the probes, which can lead to significant systematic measurement errors. To eliminate this phenomenon, it is necessary to choose the most specific combinations of primers and probes and carefully optimize the concentration of oligonucleotides in the mixture. Also, limitations on the length of amplicons for fetal DNA, known from the literature, should be taken into account, since the length of its fragments in the bloodstream of the mother does not exceed 300 bp. With this in mind, the design of primers and probes was carried out for the selected regions, which made it possible to increase the specificity in silico and obtain the shortest amplicons.
Таким образом, предпочтительно, когда набор включает праймеры, размер ампликона у котороых составляет целое число в диапазоне от 60 до 300 пар нуклеотидов, предпочттельно, целое число в диапазоне от 71 до 105 пар нуклеотидов.Thus, preferably, when the kit includes primers, the amplicon size of which is an integer in the range of 60 to 300 nucleotides, preferably an integer in the range of 71 to 105 nucleotides.
Наиболее предпочтительными для включения в состав набора являются следующие пары праймеров:Most preferred for inclusion in the kit are the following pairs of primers:
SEQ ID NO: 41 и SEQ ID NO: 42, и/или гомологичные им, по меньшей мере, на 95% пары праймеров, и/илиSEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42, and / or homologous to them, at least 95% of a pair of primers, and / or
SEQ ID NO: 71 и SEQ ID NO: 72, и/или гомологичные им, по меньшей мере, на 95% пары праймеров, и/илиSEQ ID NO: 71 and SEQ ID NO: 72, and / or homologous to them, at least 95% of a pair of primers, and / or
SEQ ID NO: 101 и SEQ ID NO: 102, и/или гомологичные им, по меньшей мере, на 95% пары праймеров.SEQ ID NO: 101 and SEQ ID NO: 102, and / or homologous to them, at least 95% of the pair of primers.
В одном из наиболее предпочтительных форм выполнения, вышеописанный набор дополнительно включает в себя ДНК индивидуума с трисомией 21-й хромосомы для положительного контроля. Положительный(-ые) контроль(-и), позволяет(-ют) проконтролировать качество выделения ДНК и снизить вероятность ложноотрицательных результатов.In one of the most preferred forms of execution, the above kit further includes the DNA of an individual with trisomy of the 21st chromosome for positive control. Positive control (s), allow (s) to control the quality of DNA extraction and reduce the likelihood of false negative results.
В еще одной из форм выполнения, вышеописанный набор дополнительно включает в себя термостабильную ДНК-полимеразу 10 единиц/мкл.In yet another embodiment, the above kit further includes a thermostable DNA polymerase of 10 units / μl.
В другой предпочтительной форме выполения, вышеописанный набор дополнительно включает в себя водный раствор, содержащий:In another preferred embodiment, the above kit further includes an aqueous solution containing:
приблизительно 67 мМ трис-HCl, pH 8,8 при 25°C,approximately 67 mm Tris-HCl, pH 8.8 at 25 ° C,
приблизительно 16,6 мМ (NH4)2S04,approximately 16.6 mM (NH4) 2S04,
приблизительно 6,7 мМ MgCl2,approximately 6.7 mM MgCl2,
приблизительно 6,7 мкм ЭДТА,approximately 6.7 μm EDTA,
приблизительно 170 мкг БСА, иapproximately 170 mcg BSA, and
смесь четырех основных dNTP в концентрации приблизительно 0,2 мМ каждого.a mixture of four basic dNTPs at a concentration of approximately 0.2 mM each.
В еще одной предпочтительной форме выполнения вышеописанный набор дополнительно включает в себя воду ампулированную.In yet another preferred embodiment, the above kit further includes ampouled water.
В еще одном своем аспекте, настоящее изобретение относится к малоинвазивному способу пренатальной ПЦР-диагностики трисомии 21-й хромосомы у плода по крови беременной женщины, в котором используют:In another aspect, the present invention relates to a minimally invasive method for prenatal PCR diagnosis of trisomy of the 21st chromosome in the fetus by the blood of a pregnant woman, in which they use:
(а) образец крови беременной женщины;(a) a blood sample from a pregnant woman;
(б) вышеописанные праймеры и зонды;(b) the above primers and probes;
(в) сайт-специфичную(-ые) эндонуклеазу(-ы) рестрикции, чувствительную(-ые) к метилированию, предусматривающий следующие стадии:(c) site-specific restriction endonuclease (s) sensitive to methylation, comprising the following steps:
(1) выделяют ДНК из образца (а);(1) DNA is isolated from sample (a);
(2) обрабатывают ДНК, выделенную на стадии (1) эндонуклеазами (в);(2) treating the DNA isolated in step (1) with endonucleases (c);
(3) проводят количественную полимеразную цепную реакцию продуктов реакции, полученных на стадии (2) состоящую из начального плавления и ряда циклов из плавления, отжига и синтеза;(3) conduct a quantitative polymerase chain reaction of the reaction products obtained in stage (2) consisting of initial melting and a series of melting, annealing and synthesis cycles;
(4) определяют количество продуктов ПЦР посредством флуоресцентной спектрометрии в присутствии зондов (б).(4) determine the amount of PCR products by fluorescence spectrometry in the presence of probes (b).
В одной из предпочтительных форм осуществления вышеописанного способа диагностики, в нем дополнительно используют:In one of the preferred forms of implementation of the above diagnostic method, it is additionally used:
(г) пару праймеров и зонд к гиперметилированному фрагменту референсной хромосомы, которые получены в соответствии с вышеописанным способом, при этом(d) a pair of primers and a probe to the hypermethylated fragment of the reference chromosome, which are obtained in accordance with the above method, while
(4) в качестве диагностического показателя используют соотношение сигналов от зондов (б) и (г).(4) the ratio of signals from probes (b) and (d) is used as a diagnostic indicator.
Предпочтительно, когда в качестве референсной хромосомы используют 13-ю хромосому.Preferably, when the 13th chromosome is used as the reference chromosome.
Особенно предпочтительно, когда в качестве пары праймеров и зонда (г) используют пару праймеров и зонд, имеющие последовательности SEQ ID NO: 131, SEQ ID NO: 132 и SEQ ID NO: 133, и/или гомологичную им, по меньшей мере, на 95% последовательность.It is especially preferred that a pair of primers and a probe having the sequences of SEQ ID NO: 131, SEQ ID NO: 132 and SEQ ID NO: 133, and / or at least homologous to them, be used as a pair of primers and probe (g); 95% sequence.
В одной из предпочтительных форм осуществления способа сайт-специфичная эндонуклеаза рестрикции, чувствительная к метилированию, представляет собой HpaII и/или BstFNI.In a preferred embodiment of the method, the site-specific methylation sensitive restriction endonuclease is HpaII and / or BstFNI.
В еще одной из предпочтительных форм осуществления способа, при проведении стадии ПЦРIn another preferred embodiment of the method, during the PCR step
проводят начальное плавление в течение 2 мин при температуре 95°C,carry out initial melting for 2 min at a temperature of 95 ° C,
50÷60 раз проводят цикл, включающий плавление при 94÷96°C в течение от 10÷30 с, отжиг и синтез при температуре 62÷66°C в течение 30÷60 мин,50–60 times a cycle is carried out, including melting at 94–96 ° C for 10–30 s, annealing and synthesis at 62–66 ° C for 30–60 min,
детекцию продуктов ПЦР проводят во время стадии отжига.PCR products are detected during the annealing step.
В другой предпочтительной форме осуществления способа, расщепление проводят 100 единицами эндонуклеазы в течении 16 часов.In another preferred embodiment of the method, cleavage is carried out with 100 units of endonuclease for 16 hours.
В особенно предпочтительной форме осуществления способа, концентрация праймеров в реакционной смеси составляет 500 нМ, зондов - 250 нМ, а температура отжига - 60°C.In a particularly preferred embodiment of the method, the concentration of primers in the reaction mixture is 500 nM, the probes are 250 nM, and the annealing temperature is 60 ° C.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Фиг. 1. Результаты экспериментальной проверки различных концентрации набора праймеров и зондов для региона МЕ1, по осям X и Y - значения концентрации праймеров, по оси Ζ - значения эффективности ПЦР, в данном примере используемая концентрация зонда - 200 нМ.FIG. 1. The results of experimental verification of different concentrations of the set of primers and probes for the ME1 region, along the X and Y axes are the values of the primer concentration, along the оси axis are the PCR efficiency values, in this example, the probe concentration used is 200 nM.
Фиг. 2. График накопления флуоресценции для региона МЕ1. ДНК контролей в реакционной смеси с количеством копий: 105, 104, 103, 102, 101.FIG. 2. Schedule of fluorescence accumulation for the ME1 region. DNA controls in the reaction mixture with the number of copies: 10 5 , 10 4 , 10 3 , 10 2 , 10 1 .
Фиг. 3. Пример эффективности (Е=74%) амплификации для региона МЕ1 с помощью ПЦР в реальном времени. ДНК контролей в реакционной смеси с количеством копий: 105, 104, 103, 102, 101.FIG. 3. An example of the efficiency (E = 74%) of amplification for the ME1 region using real-time PCR. DNA controls in the reaction mixture with the number of copies: 10 5 , 10 4 , 10 3 , 10 2 , 10 1 .
На Фиг. 4-15 представлены результаты экспериментальной проверки соотношения метилирования для региона МЕ1- ME12, соответственно.In FIG. Figures 4–15 present the results of an experimental verification of the methylation ratio for the ME1 – ME12 region, respectively.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Для оценки характеристик способа флуоресцентной детекции концентрацию праймеров и зондов варьируют в диапазоне 100-4000 нМ с шагом 100 нМ для праймеров и 50÷500 нМ с шагом 50 нМ для зондов.To assess the characteristics of the method of fluorescence detection, the concentration of primers and probes is varied in the range of 100-4000 nM in increments of 100 nM for primers and 50 ÷ 500 nM in increments of 50 nM for probes.
Оценку эффективности амплификации различных комбинаций концентраций праймеров и зондов проводят с разведениями ДНК контролей в реакционной смеси с количеством копий: 105, 104, 103, 102, 101.Evaluation of the amplification efficiency of various combinations of primer and probe concentrations is carried out with dilutions of DNA controls in the reaction mixture with the number of copies: 10 5 , 10 4 , 10 3 , 10 2 , 10 1 .
Используют образцы геномной ДНК клеточных линий Jurkat, неметилированную и метилированную по всем CpG-островкам (производитель «Thermo Scientific)), США).Samples of genomic DNA of Jurkat cell lines were used, unmethylated and methylated for all CpG islands (manufactured by Thermo Scientific), USA).
Концентрацию ДНК измеряют на спектрофотометре Nano Vue («HealthCare BioSciences АВ», Швеция).DNA concentration was measured on a Nano Vue spectrophotometer (HealthCare BioSciences AB, Sweden).
Эндонуклеазное расщепление материнской ДНК проводят эндонуклеазами рестрикции HpaII и BstFNI (ООО «СибЭнзим», 100 единиц эндонуклеазы в течении 16 часов в буфере, рекомендованном производителем).Endonuclease cleavage of maternal DNA is carried out with restriction endonucleases HpaII and BstFNI (SibEnzyme LLC, 100 units of endonuclease for 16 hours in the buffer recommended by the manufacturer).
Амплификацию проводят на термоциклере ABI StepOnePlus («Applied Biosystems») в 20 мкл реакционной смеси следующего состава:Amplification is carried out on an ABI StepOnePlus thermal cycler (Applied Biosystems) in 20 μl of a reaction mixture of the following composition:
70 мМ Трис-HCl, pH 8,8,70 mm Tris-HCl, pH 8.8,
16,6 мМ сульфат аммония,16.6 mm ammonium sulfate,
0,01%-ный Твин-20,0.01% Tween-20,
2,0 мМ хлорид магния,2.0 mm magnesium chloride,
200 нМ каждого dNTP, 100÷1000 нМ праймеров, 50÷500 нМ зондов,200 nM each dNTP, 100 ÷ 1000 nM primers, 50 ÷ 500 nM probes,
1,0 единиц Taq-ДНК-полимеразы.1.0 units of Taq DNA polymerase.
Условия амплификации фрагмента ДНК: 95°C/2 мин - первый цикл; 94°C/10 с, 60°C/90 с - 40 циклов.Amplification conditions for a DNA fragment: 95 ° C / 2 min — first cycle; 94 ° C / 10 s, 60 ° C / 90 s - 40 cycles.
Регистрируемое накопление сигнала флуоресценции свидетельствовало о том, что в образце есть ДНК, содержащая гиперметилированный регион.The recorded accumulation of the fluorescence signal indicated that the sample contained DNA containing a hypermethylated region.
На Фиг. 1 показаны результаты экспериментальной проверки различных концентрации набора пар праймеровов и зондов для региона МЕ1, по осям X и Y - значения концентрации пар праймеровов, по оси Ζ - значения эффективности ПЦР, в данном примере используемая концентрация зонда - 200 нМ.In FIG. Figure 1 shows the results of an experimental verification of different concentrations of a set of primer and probe pairs for the ME1 region, along the X and Y axes, the concentration of primer pairs, along the оси axis, the PCR efficiency values, in this example, the probe concentration used is 200 nM.
Пример результатов экспериментальной проверки характеристик различных наборов праймеров и зондов приведены в таблице 2 и на Фиг. 1, графики накопления флуоресценции и вычисления эффективности ПЦР для региона МЕ1 представлены на фигурах 2, 3, 4 и 5.An example of the results of experimental verification of the characteristics of various sets of primers and probes is shown in Table 2 and in FIG. 1, graphs of fluorescence accumulation and calculation of PCR efficiency for the ME1 region are presented in figures 2, 3, 4 and 5.
Аналогичные эксперименты проводят для всех регионов и всех вариантов концентраций праймеров и зондов.Similar experiments are carried out for all regions and all variants of the concentration of primers and probes.
Экспериментальным путем для всех вариантов концентраций праймеров и зондов для всех наборов установили, что оптимальной концентрацией праймеров в реакционной смеси является концентрация 500 нМ, зондов - 250 нМ, а температура отжига - 60°C.It was established experimentally for all variants of primer and probe concentrations for all kits that the optimal concentration of primers in the reaction mixture was 500 nM, probes 250 nM, and annealing
На основе полученных значений параметров ПЦР можно сделать вывод о том, что все наборы праймеров и зондов подходят для проведения анализа и демонстрируют высокие значения эффективности и близкие к единице значения линейности R2, что позволяет использовать данные наборы олигонуклеотидов для измерения количества копий хромосомы 21 (см. таблицу 3).Based on the obtained values of the PCR parameters, we can conclude that all sets of primers and probes are suitable for analysis and demonstrate high efficiency values and linearity values close to unity R2, which allows using these sets of oligonucleotides to measure the number of copies of chromosome 21 (see table 3).
Эффективность и линейность - представляют собой параметры ПЦР, получаемые из серии разведений концентраций в 10 раз. Эти параметры определяют следующим образом. Строят график зависимости (например, как показано на Фиг. 3) порогового цикла от логарифма концентрации; проводят апроксимирующую прямую (полученную, например, методом наименьших квадратов); из уравнения прямой y=ax+b вычисляют эффективность, равную Е=10(-1/а), при этом R2 - коэффициент корреляции, показывающий, насколько точно экспериментальные точки приближаются к аппроксимирующей прямой, величина достоверности апроксимации (например, средний квадрат отклонения).Efficiency and linearity are PCR parameters obtained from a series of dilutions of concentrations of 10 times. These parameters are determined as follows. Build a graph of the dependence (for example, as shown in Fig. 3) of the threshold cycle from the logarithm of concentration; carry out an approximating straight line (obtained, for example, by the least squares method); from the equation of the straight line y = ax + b calculate the efficiency equal to E = 10 (-1 / a) , while R 2 is the correlation coefficient showing how accurately the experimental points are close to the approximating straight line, the value of the approximation confidence (for example, the average square of the deviation )
Для оценки характеристик выбранных дифференциальнометилируемых регионов мы используют критерий Вилкоксона-Манна-Уитни, расчет базировался на параметре степени метилирования, рассчитываемом по следующей формуле:To assess the characteristics of the selected differentially methylated regions, we use the Wilcoxon-Mann-Whitney test, the calculation was based on the methylation degree parameter calculated by the following formula:
СМ=(Среднее нормированное Ct дублей образцов) / (Среднее нормированное Ct нормальных контролей)CM = (Mean normalized Ct of duplicate samples) / (Average normalized Ct of normal controls)
Значение СМ≤1 рассматривалось как отсутствие трисомии.The value of SM≤1 was considered as the absence of trisomy.
Значение СМ>1 рассматривалось как наличие трисомии.The value of SM> 1 was considered as the presence of trisomy.
Среднее нормированное Ct вычисляется как среднее дублей постановок одного образца или контроля:The average normalized Ct is calculated as the average of duplicates of the settings of one sample or control:
нормCtобразец=ЕвхСt-мCt,Norm Ct sample = E BXCT-mCt ,
где:Where:
BxCt - пороговый цикл образца до обработки эндонуклеазами рестрикции;BxCt is the threshold cycle of the sample before treatment with restriction endonucleases;
mCt - пороговый цикл образца после обработки эндонуклеазами рестрикции;mCt is the threshold cycle of the sample after treatment with restriction endonucleases;
Ε - эффективность реакции ПЦР для данной пары праймеров.Ε - PCR reaction efficiency for a given pair of primers.
На фигурах 4-15 представлены значения СМ для пар норма-трисомия (10 пар) с минимальными и максимальными значениями, верхних и нижним квартилями и средним.In figures 4-15 presents the values of SM for pairs of norm-trisomy (10 pairs) with minimum and maximum values, the upper and lower quartiles and average.
На основе полученных значений можно сделать вывод о том, что в состав тест-системы оптимально включить следующие дифференциальнометилируемые регионы: МЕ4, МЕ7, МЕ10.Based on the obtained values, it can be concluded that the following differential methylated regions are optimally included in the composition of the test system: ME4, ME7, ME10.
С помощью дискриминантного анализа и на основе значений статистики лямбда Уилкса были подобраны коэффициенты уравнения для дискриминации:Using discriminant analysis and based on the values of the Wilks lambda statistics, the coefficients of the equation for discrimination were selected:
D=-3,461+0,842 ХМЕ4+0,428 ХМЕ7+0,845 ΧΜΕ10,D = -3.461 + 0.842 X ME4 +0.428 X ME7 +0.845 Χ ΜΕ10 ,
где D - коэффициент дискриминации,where D is the coefficient of discrimination,
при D>0 случай рассматривается как трисомия,for D> 0, the case is considered as trisomy,
при D≤0 случай рассматривается как норма;when D≤0, the case is considered as the norm;
Χ - относительное содержание в образце региона хромосомы 21, нормированное на гиперметилированный регион сравнения хромосомы 13 по методу «дельта-дельта Ct», например:Χ is the relative content in the sample region of
ХMЕ4=ЕMЕ4 -(ME4Ctобразца-ME4Ctконтроля)/EHP1 -(НР1Ctобразца-HP1Ctконтроля))X ME4 = E ME4 - (ME4Ct sample-ME4Ct control) / E HP1 - (HP1Ct sample-HP1Ct control) )
Claims (16)
(а) сайт-специфичную(-ые) эндонуклеазу(-ы) рестрикции, чувствительную(-ые) к метилированию,
(б) образец гиперметилированной или фетальной ДНК человека,
(в) образец гипометилированной ДНК или ДНК взрослого человека, характеризующийся тем, что он предусматривает следующие стадии:
(1) выбирают сайт дифференциального метилирования фетальной ДНК 21-й хромосомы и ДНК 21-й хромосомы взрослого человека, чувствительный к упомянутой эндонуклеазе(-ам),
(2) синтезируют прямой и обратный праймер, соответствующие ампликону длиной от 60 до 300 пар нуклеотидов, содержащему сайт(ы) дифференциального метилирования 21-й хромосомы, а также зонд, соответствующий этому ампликону,
(3) проводят полимеразную цепную реакцию в реальном времени смеси образцов (б) и (в) после их обработки эндонуклеазой рестрикции (а) по меньшей мере при трех различных соотношениях концентрации этих образцов,
(4) отбирают пары праймеров и зонды, обеспечивающие эффективность реакции ПЦР в реальном времени выше 90% и линейность при изменении относительной концентрации образцов (б) и (в) выше 90%.1. A method of obtaining DNA primers and probes for minimally invasive prenatal PCR diagnosis of trisomy of the 21st chromosome in the fetus by the blood of a pregnant woman, which use:
(a) site-specific restriction endonuclease (s) sensitive to methylation,
(b) a sample of human hypermethylated or fetal DNA,
(c) a sample of hypomethylated or adult human DNA, characterized in that it comprises the following steps:
(1) selecting a site for differential methylation of fetal DNA of the 21st chromosome and DNA of the 21st chromosome of an adult that is sensitive to said endonuclease (s),
(2) synthesizing the forward and reverse primers corresponding to an amplicon from 60 to 300 pairs of nucleotides in length containing the differential methylation site (s) of the 21st chromosome, as well as a probe corresponding to this amplicon,
(3) carry out a real-time polymerase chain reaction of a mixture of samples (b) and (c) after they are treated with a restriction endonuclease (a) at least at three different concentration ratios of these samples,
(4) pairs of primers and probes are selected that provide real-time PCR reaction efficiency above 90% and linearity when the relative concentration of samples (b) and (c) changes above 90%.
пару праймеров SEQ ID NO: 41 и SEQ ID NO: 42, и/или гомологичную им по меньшей мере на 95% пару праймеров, и/или
пару праймеров SEQ ID NO: 71 и SEQ ID NO: 72, и/или гомологичную им по меньшей мере на 95% пару праймеров, и/или
пару праймеров SEQ ID NO: 101 и SEQ ID NO: 102, и/или гомологичную им по меньшей мере на 95% пару праймеров.4. The kit according to claim 2, characterized in that it includes
a pair of primers SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42, and / or at least 95% homologous to them by a pair of primers, and / or
a pair of primers SEQ ID NO: 71 and SEQ ID NO: 72, and / or at least 95% homologous to them by a pair of primers, and / or
a pair of primers SEQ ID NO: 101 and SEQ ID NO: 102, and / or at least 95% homologous to them by a pair of primers.
приблизительно 67 мМ трис-HCl, рН 8,8 при 25° С,
приблизительно 16,6 мМ (NH4)2SO4
приблизительно 6,7 мМ MgCl2,
приблизительно 6,7 мкм ЭДТА,
приблизительно 170 мкг БСА, и
смесь четырех основных dNTP в концентрации приблизительно 0,2 мМ каждого.7. The kit according to claim 2, characterized in that it further includes an aqueous solution containing:
approximately 67 mm Tris-HCl, pH 8.8 at 25 ° C,
approximately 16.6 mM (NH 4 ) 2 SO 4
approximately 6.7 mm MgCl 2 ,
approximately 6.7 μm EDTA,
approximately 170 mcg BSA, and
a mixture of four basic dNTPs at a concentration of approximately 0.2 mM each.
(а) образец крови беременной женщины;
(б) праймеры и зонды по любому из пп. 1 или 4;
(в) сайт-специфичную(-ые) эндонуклеазу(-ы) рестрикции, чувствительную(-ые) к метилированию,
характеризующийся тем, что он предусматривает следующие стадии:
(1) выделяют ДНК из образца (а);
(2) обрабатывают ДНК, выделенную на стадии (1) эндонуклеазами (в);
(3) проводят количественную полимеразную цепную реакцию в реальном времени продуктов реакции, полученных на стадии (2) состоящую из начального плавления и ряда циклов из плавления, отжига и синтеза;
(4) определяют количество продуктов ПЦР посредством флуоресцентной спектрометрии в присутствии зондов (б).9. A minimally invasive method of real-time prenatal PCR diagnosis of trisomy of the 21st chromosome in the fetus by the blood of a pregnant woman, which uses:
(a) a blood sample from a pregnant woman;
(b) primers and probes according to any one of paragraphs. 1 or 4;
(c) site-specific restriction endonuclease (s) sensitive to methylation,
characterized in that it provides for the following stages:
(1) DNA is isolated from sample (a);
(2) treating the DNA isolated in step (1) with endonucleases (c);
(3) conduct a quantitative polymerase chain reaction in real time of the reaction products obtained in stage (2) consisting of initial melting and a series of melting, annealing and synthesis cycles;
(4) determine the amount of PCR products by fluorescence spectrometry in the presence of probes (b).
(г) пару праймеров и зонд к гиперметилированному фрагменту референсной хромосомы, полученных аналогично способу по п. 1, при этом
(4) в качестве диагностического показателя используют соотношение сигналов от зондов (б) и (г).10. The method according to p. 9, characterized in that it additionally uses:
(d) a pair of primers and a probe for a hypermethylated fragment of the reference chromosome obtained analogously to the method of claim 1, wherein
(4) the ratio of signals from probes (b) and (d) is used as a diagnostic indicator.
50-60 раз проводят цикл, включающий плавление при 94-96°С в течение от 10-30 с, отжиг и синтез при температуре 62-66° С в течение 30-60 мин,
детекцию продуктов ПЦР проводят во время стадии отжига.14. The method according to p. 9, characterized in that during the PCR stage, the initial melting is carried out for 2 minutes at a temperature of 95 ° C,
50-60 times spend a cycle including melting at 94-96 ° C for 10-30 s, annealing and synthesis at a temperature of 62-66 ° C for 30-60 minutes,
PCR products are detected during the annealing step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120519/15A RU2602366C2 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Method of producing dna primers and probes for minimally invasive prenatal pcr diagnosis of trisomy of 21st chromosome of fetus in blood of pregnant woman and diagnostic kit therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120519/15A RU2602366C2 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Method of producing dna primers and probes for minimally invasive prenatal pcr diagnosis of trisomy of 21st chromosome of fetus in blood of pregnant woman and diagnostic kit therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014120519A RU2014120519A (en) | 2015-11-27 |
| RU2602366C2 true RU2602366C2 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=54753376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014120519/15A RU2602366C2 (en) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Method of producing dna primers and probes for minimally invasive prenatal pcr diagnosis of trisomy of 21st chromosome of fetus in blood of pregnant woman and diagnostic kit therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2602366C2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA017966B1 (en) * | 2007-07-23 | 2013-04-30 | Те Чайниз Юниверсити Ов Гонгконг | Diagnosing fetal chromosomal aneuploidy using genomic sequencing |
-
2014
- 2014-05-21 RU RU2014120519/15A patent/RU2602366C2/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA017966B1 (en) * | 2007-07-23 | 2013-04-30 | Те Чайниз Юниверсити Ов Гонгконг | Diagnosing fetal chromosomal aneuploidy using genomic sequencing |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| RAND K.N. et al. Sensitive and selective amplification of methylated DNA sequences using helper-dependent chain reaction in combination with a methylation-dependent restriction enzymes. Nucleic Acids Res. 2013 Jan 7; 41(1): e15. Epub 2012 Sep 10 [Найдено 16.10.2015] [он-лайн], Найдено из Интернет: URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3592453/. * |
| ЗАПОРОЖАН В.Н. и др. Пренатальная экспресс-диагностика методом QF-PCR и автоматического микроэлектрофореза на микрочипах. Газета "Новости медицины и фармации" Акушерство, гинекология, репродуктология. 2011, 381 (тематический номер) [Найдено 14.10.2015] [он-лайн], Найдено из Интернет: URL: http://www.mif-ua.com/archive/article/22952. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014120519A (en) | 2015-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5789605B2 (en) | Chromosome aneuploidy detection method | |
| JP6585117B2 (en) | Diagnosis of fetal chromosomal aneuploidy | |
| JP6513622B2 (en) | Process and composition for methylation based enrichment of fetal nucleic acid from maternal sample useful for non-invasive prenatal diagnosis | |
| ES2724128T3 (en) | New fetal methylation marker | |
| JP4245666B2 (en) | Non-invasive prenatal diagnosis | |
| DK2529032T3 (en) | METHODS AND COMPOSITIONS FOR NON-INVASIVE PRE-NATIONAL DIAGNOSTICATION OF Fetal ANEUPLOIDITIES | |
| US20100062430A1 (en) | Method and kit for molecular chromosomal quantification | |
| US10428383B2 (en) | Biomarkers for premature birth and use thereof | |
| CN101260429A (en) | Circulating mRNA as a diagnostic marker for pregnancy-related disorders | |
| JP2023123658A (en) | Circulating rna signatures specific to preeclampsia | |
| EA014274B1 (en) | Novel fetal markers for prenatal diagnosis and monitoring | |
| Whitehead et al. | Identifying late-onset fetal growth restriction by measuring circulating placental RNA in the maternal blood at 28 weeks’ gestation | |
| JP2013529092A (en) | Methods and kits for diagnosing conditions associated with hypoxia | |
| KR101256206B1 (en) | An analysis method for determining the fetal gender and apparatus therefor | |
| US20150038358A1 (en) | Methods for detecting trisomy 21 | |
| Lim et al. | Novel epigenetic markers on chromosome 21 for noninvasive prenatal testing of fetal trisomy 21 | |
| Mazza et al. | Non‐invasive first trimester fetal gender assignment in pregnancies at risk for X‐linked recessive diseases | |
| RU2602366C2 (en) | Method of producing dna primers and probes for minimally invasive prenatal pcr diagnosis of trisomy of 21st chromosome of fetus in blood of pregnant woman and diagnostic kit therefor | |
| Lee et al. | Performance of Momguard, a new non-invasive prenatal testing protocol developed in Korea | |
| KR101519416B1 (en) | Composition for detecing fetal epigenetic markers and detecting method thereof | |
| CN109022541A (en) | A kind of kit of concentration fetus dissociative DNA, method and its application | |
| KR101546364B1 (en) | Composition for detecing fetal epigenetic markers and detecting method thereof | |
| KR101696707B1 (en) | Composition for detecing fetal epigenetic markers and detecting method thereof | |
| US20100267015A1 (en) | Nucleic acid detection | |
| KR101546366B1 (en) | Composition for detecing fetal epigenetic markers and detecting method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170706 |