RU2777663C1 - QUANTITATIVE METHOD FOR DETERMINING THE EXPRESSION OF GNAO1 ALLELES OF A HEALTHY FORM AND WITH c.607 G>A MUTATION - Google Patents
QUANTITATIVE METHOD FOR DETERMINING THE EXPRESSION OF GNAO1 ALLELES OF A HEALTHY FORM AND WITH c.607 G>A MUTATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777663C1 RU2777663C1 RU2021123397A RU2021123397A RU2777663C1 RU 2777663 C1 RU2777663 C1 RU 2777663C1 RU 2021123397 A RU2021123397 A RU 2021123397A RU 2021123397 A RU2021123397 A RU 2021123397A RU 2777663 C1 RU2777663 C1 RU 2777663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gnao1
- transcripts
- polymorphism
- specific
- gapdh
- Prior art date
Links
- 102100025296 Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha Human genes 0.000 title claims abstract description 85
- 101000857837 Homo sapiens Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha Proteins 0.000 title claims abstract description 85
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 230000035772 mutation Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 title description 9
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 title description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 29
- 102200154528 rs587777057 Human genes 0.000 claims description 29
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 claims description 24
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 108700039887 Essential Genes Proteins 0.000 claims description 16
- 102100031181 Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 claims description 13
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 claims description 13
- 102100030801 Elongation factor 1-alpha 1 Human genes 0.000 claims description 10
- 101000920078 Homo sapiens Elongation factor 1-alpha 1 Proteins 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 8
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- VYXXMAGSIYIYGD-NWAYQTQBSA-N propan-2-yl 2-[[[(2R)-1-(6-aminopurin-9-yl)propan-2-yl]oxymethyl-(pyrimidine-4-carbonylamino)phosphoryl]amino]-2-methylpropanoate Chemical compound CC(C)OC(=O)C(C)(C)NP(=O)(CO[C@H](C)Cn1cnc2c(N)ncnc12)NC(=O)c1ccncn1 VYXXMAGSIYIYGD-NWAYQTQBSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract 1
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 32
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 20
- 238000009004 PCR Kit Methods 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 14
- 238000007403 mPCR Methods 0.000 description 11
- 101150096040 GNAO1 gene Proteins 0.000 description 8
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 7
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 5
- 238000007390 skin biopsy Methods 0.000 description 5
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 4
- 208000032274 Encephalopathy Diseases 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 4
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 210000004263 induced pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 3
- 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 2
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 2
- 108020000948 Antisense Oligonucleotides Proteins 0.000 description 2
- 102000007260 Deoxyribonuclease I Human genes 0.000 description 2
- 108010008532 Deoxyribonuclease I Proteins 0.000 description 2
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000000074 antisense oligonucleotide Substances 0.000 description 2
- 238000012230 antisense oligonucleotides Methods 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 108091070501 miRNA Proteins 0.000 description 2
- 239000002679 microRNA Substances 0.000 description 2
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 2
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 2
- 230000010473 stable expression Effects 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000010474 transient expression Effects 0.000 description 2
- ABDKAPXRBAPSQN-UHFFFAOYSA-N veratrole Chemical compound COC1=CC=CC=C1OC ABDKAPXRBAPSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108020003215 DNA Probes Proteins 0.000 description 1
- 239000003298 DNA probe Substances 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 206010012559 Developmental delay Diseases 0.000 description 1
- 208000012661 Dyskinesia Diseases 0.000 description 1
- 102100034343 Integrase Human genes 0.000 description 1
- 208000015592 Involuntary movements Diseases 0.000 description 1
- 241000713869 Moloney murine leukemia virus Species 0.000 description 1
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 238000010802 RNA extraction kit Methods 0.000 description 1
- 108010092799 RNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 239000007984 Tris EDTA buffer Substances 0.000 description 1
- 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 1
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000004641 brain development Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000001037 epileptic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000017311 musculoskeletal movement, spinal reflex action Effects 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002626 targeted therapy Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области генетики и молекулярной биологии. Разработан количественный метод на основе ПЦР с использованием специфических праймеров и флуоресцентно-меченых зондов для определения уровней экспрессии транскриптов GNAO1 дикого типа и клинического варианта c.607 G>A. Настоящее изобретение может быть использовано для оценки эффективности препаратов РНК-терапии, направленной на специфическое подавление экспрессии транскриптов GNAO1 с мутацией c.607 G>A.The invention relates to the field of genetics and molecular biology. A quantitative method based on PCR using specific primers and fluorescently labeled probes was developed to determine the expression levels of wild-type and clinical variant c.607 G>A GNAO1 transcripts. The present invention can be used to evaluate the effectiveness of RNA therapy preparations aimed at specifically suppressing the expression of GNAO1 transcripts with the c.607 G>A mutation.
Изобретение создано при финансовой поддержке Министерства Науки и Высшего образования Российской Федерации в рамках Соглашения № 075-15-2019-1661 от 31.10.2019.The invention was created with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under Agreement No. 075-15-2019-1661 dated 10/31/2019.
Уровень техникиState of the art
В 2013 году была обнаружена связь между мутациями в гене GNAO1 и орфанным неврологическим расстройством, получившим название GNAO1-ассоциированной энцефалопатии. Данное заболевание проявляется в младенчестве и характеризуется эпилептической энцефалопатией (OMIM 615473) и/или нарушением развития мозга с непроизвольными движениями (OMIM 617493). Ген GNAO1 экспрессируется преимущественно в мозге и кодирует белок Gαo1. На 2021 год в литературе описано 25 вариантов патогенных мутаций данного гена. Мутации у пациентов возникают de novo и имеют доминантное проявление. Одной из наиболее часто встречаемых мутаций является вариант с.607 G>A (полиморфизм rs587777057). Данная мутация встречается только в гетерозиготном состоянии и приводит к аминокислотной замене G203R вблизи ГТФ-связывающего центра белка. In 2013, a link was found between mutations in the GNAO1 gene and an orphan neurological disorder called GNAO1-associated encephalopathy. This disease manifests itself in infancy and is characterized by epileptic encephalopathy (OMIM 615473) and/or brain development disorder with involuntary movements (OMIM 617493). The GNAO1 gene is predominantly expressed in the brain and encodes the Gαo1 protein. As of 2021, 25 variants of pathogenic mutations of this gene have been described in the literature. Mutations in patients occur de novo and have a dominant manifestation. One of the most common mutations is variant p.607 G>A (polymorphism rs587777057). This mutation occurs only in the heterozygous state and results in the G203R amino acid substitution near the GTP-binding center of the protein.
Для изучения GNAO1-ассоциированной энцефалопатии с вариантом с.607 G>A, а также для тестирования препаратов РНК-направленной терапии (антисмысловые олигонуклеотиды, малые интерферирующие РНК, искусственные микроРНК) необходим количественный метод оценки уровней экспрессии здорового и мутантного транскрипта GNAO1 в биологических образцах (биоптат кожи пациента, пациент-специфические нейроны, клеточные тест-системы). Разработка такого метода возможна на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени. To study GNAO1-associated encephalopathy with the c.607 G>A variant, as well as to test RNA-targeted therapy drugs (antisense oligonucleotides, small interfering RNAs, artificial miRNAs), a quantitative method for assessing the expression levels of healthy and mutant GNAO1 transcript in biological samples is required ( patient skin biopsy, patient-specific neurons, cellular test systems). The development of such a method is possible on the basis of real-time polymerase chain reaction (PCR).
Для оценки уровня экспрессии гена GNAO1 в исследуемых образцах компанией Bio-Rad было разработано два набора реагентов. a) “PrimePCR SYBR® Green Assay: GNAO1, Human” (qHsaCID0006500), поставляемая ПЦР-смесь содержит праймеры специфичные к транскрипту гена GNAO1. Детекция сигнала при использовании набора осуществляется за счет накопления флуоресцентного сигнала от ДНК-интеркалирующего красителя SYBR Green. б) “PrimePCR Probe Assay: GNAO1, Human” (qHsaCIP0026191), поставляемая ПЦР-смесь содержит праймеры специфичные к транскрипту гена GNAO1, а также ДНК-зонд, меченый одним из пяти флуорофоров на выбор. Оба набора применимы только для оценки общего уровня экспрессии гена GNAO1 в образцах и не позволяют дискриминировать транскрипты дикого типа и с мутацией с.607 G>A . To assess the level of expression of the GNAO1 gene in the studied samples, Bio-Rad developed two sets of reagents. a) “PrimePCR SYBR® Green Assay: GNAO1, Human” (qHsaCID0006500), the supplied PCR mix contains primers specific for the GNAO1 gene transcript. Signal detection when using the kit is carried out due to the accumulation of a fluorescent signal from the DNA-intercalating dye SYBR Green. b) “PrimePCR Probe Assay: GNAO1, Human” (qHsaCIP0026191), the supplied PCR mixture contains primers specific to the GNAO1 gene transcript, as well as a DNA probe labeled with one of five fluorophores to choose from. Both sets are applicable only for assessing the overall level of GNAO1 gene expression in samples and do not allow discrimination between wild-type and c.607 G>A transcripts.
Наиболее близким к настоящему изобретению является набор реагентов компании Thermo Fisher Scientific для аллель-специфической детекции полиморфизма rs587777057 методом мультиплекс-ПЦР с системой детекции TaqMan. Набор (“TaqMan™ SNP Genotyping Assay, human”, Assay ID: C_338418529_10) представляет собой пару праймеров, специфичных к геномному участку GNAO1 и два зонда с различными флуоресцентными метками для изоформ G и А полиморфизма rs587777057. Присутствие аллели GNAO1 дикого типа (изоформа G) детектируется в канале VIC, наличие клинического варианта с.607 G>A (изоформа А) регистрируется в канале FAM. Данный метод детекции полиморфизма rs587777057 предназначен для генотипирования образцов ДНК и не может быть применен для изучения транскриптов GNAO1, что является его существенным недостатком. Более того, данный метод подразумевает только качественную, но не количественную детекцию изоформ G/А полиморфизма rs587777057. И наконец, в наборе отсутствует универсальный зонд, детектирующий обе изоформы полиморфизма и выполняющий роль внутреннего положительного контроля прохождения реакции. Closest to the present invention is the Thermo Fisher Scientific reagent kit for the allele-specific detection of the rs587777057 polymorphism by multiplex PCR with the TaqMan detection system. The kit (“TaqMan™ SNP Genotyping Assay, human”, Assay ID: C_338418529_10) is a pair of primers specific to the GNAO1 genomic region and two probes with different fluorescent labels for the G and A isoforms of the rs587777057 polymorphism. The presence of the wild-type GNAO1 allele (isoform G) is detected in the VIC channel, the presence of the clinical variant c.607 G>A (isoform A) is detected in the FAM channel. This method for detecting the rs587777057 polymorphism is intended for genotyping DNA samples and cannot be used to study GNAO1 transcripts, which is its significant drawback. Moreover, this method implies only qualitative, but not quantitative, detection of the G/A isoforms of the rs587777057 polymorphism. Finally, the kit lacks a universal probe that detects both polymorphism isoforms and acts as an internal positive control of the reaction.
Техническая задача и технический результатTechnical task and technical result
Задачей данного изобретения является разработка количественного метода на основе ПЦР для оценки уровня экспрессии G и А изоформ транскриптов GNAO1 при гетерозиготном полиморфизме rs587777057. The objective of this invention is to develop a quantitative method based on PCR to assess the level of expression of G and A isoforms of GNAO1 transcripts in heterozygous polymorphism rs587777057.
Настоящее изобретение заключается в создании набора праймеров и флуоресцентно-меченых зондов (ПЦР-набор №1) с системой детекции TaqMan, специфичных к транскриптам GNAO1 дикого типа (изоформа G), клинического варианта с.607 G>A (изоформа А) и обоим изоформам транскрипта в качестве внутреннего положительного контроля.The present invention consists in creating a set of primers and fluorescently labeled probes (PCR kit No. 1) with the TaqMan detection system, specific for wild-type GNAO1 transcripts (isoform G), clinical variant c.607 G>A (isoform A) and both isoforms transcript as an internal positive control.
Изобретение также заключается в разработке способа количественной оценки уровня экспрессии изоформ транскриптов GNAO1 с полиморфизмом rs587777057 (G/A). Для количественности метода помимо ПЦР-набора №1 необходимо использовать ДНК-стандарты с известной концентрацией. Для количественного сравнения нескольких аналогичных биологических образцов разработаны праймеры и флуоресцентно-меченые зонды (ПЦР-набор №2), специфичные к транскриптам генов “домашнего хозяйства”. Оптимизированные условия реакции мультиплекс-ПЦР обеспечивают высокую специфичность и эффективность работы праймеров и зондов ПЦР-набора №1 и №2. Это в свою очередь определяет точность качественной и количественной оценки экспрессии изоформ транскриптов GNAO1 с полиморфизмом rs587777057 (G/A). The invention also consists in developing a method for quantifying the level of expression of GNAO1 transcript isoforms with the rs587777057 (G/A) polymorphism. In order to quantify the method, in addition to PCR kit No. 1, it is necessary to use DNA standards with a known concentration. For the quantitative comparison of several similar biological samples, primers and fluorescently labeled probes (PCR kit No. 2) specific for housekeeping gene transcripts were developed. Optimized multiplex-PCR reaction conditions provide high specificity and efficiency of the primers and probes of the PCR kit No. 1 and No. 2. This, in turn, determines the accuracy of the qualitative and quantitative assessment of the expression of GNAO1 transcript isoforms with the rs587777057 (G/A) polymorphism.
Данное изобретение может быть использовано в научных целях для изучения механизма GNAO1 c.607 G>A энцефалопатии и её моделирования, в диагностических целях для определения уровня экспрессии здорового и мутантного аллелей в тканях пациента с гетерозиготным полиморфизмом rs587777057, а также для разработки и оценки эффективности препаратов РНК-терапии (антисмысловые олигонуклеотиды, малые интерферирующие РНК, искусственные микроРНК), направленных на аллель-селективное подавление экспрессии мутантного транскрипта GNAO1 с.607 G>A. This invention can be used for scientific purposes to study the mechanism of GNAO1 c.607 G>A encephalopathy and its modeling, for diagnostic purposes to determine the level of expression of healthy and mutant alleles in the tissues of a patient with heterozygous rs587777057 polymorphism, as well as to develop and evaluate the effectiveness of drugs RNA therapy (antisense oligonucleotides, small interfering RNAs, artificial miRNAs) aimed at allele-selective suppression of the expression of the GNAO1 mutant transcript p.607 G>A.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Настоящее изобретение представляет собой количественный метод на основе мультиплекс-ПЦР для оценки уровня экспрессии транскриптов GNAO1 дикого типа и с мутацией c.607 G>A (полиморфизм rs587777057) в биологических образцах. Сущность разработанного метода заключается в использовании праймеров и зондов, высокоспецифичных к изоформам G и А транскриптов GNAO1 (ПЦР-набор №1), а также в способе количественной оценки экспрессии транскриптов, основанном на применении ДНК-стандартов и праймеров и зондов к генам “домашнего хозяйства” (ПЦР-набор №2). The present invention is a quantitative method based on multiplex PCR to assess the level of expression of wild-type and c.607 G>A GNAO1 transcripts (rs587777057 polymorphism) in biological samples. The essence of the developed method is the use of primers and probes that are highly specific for the G and A isoforms of GNAO1 transcripts (PCR kit No. ” (PCR kit No. 2).
ПЦР-набор №1 для детекции транскриптов GNAO1 схематически представлен на Фигуре 1. Универсальная пара прямого (GNAO1_F) и обратного (GNAO1_R) праймеров обеспечивают амплификацию транскриптов GNAO1 независимо от изоформы полиморфизма rs587777057. Для дифференциации транскриптов GNAO1 дикого типа и с мутацией были разработаны зонды GNAO1-G-FAM и GNAO1-A-VIC, строго специфичные к изоформам G и А полиморфизма rs587777057, соответственно. В качестве внутреннего контроля прохождения ПЦР, а также для детекции суммарного уровня транскриптов GNAO1, в наборе используется зонд GNAO1-ROX. Оптимизированные условия мультиплекс-ПЦР гарантируют высокую специфичность (фиг. 2) и эффективность (фиг. 3) работы праймеров и трех зондов в одной реакции и позволяют совместную качественную детекцию здоровых и мутантных транскриптов GNAO1 в биологических образцах (фиг. 4).PCR kit No. 1 for the detection of GNAO1 transcripts is schematically shown in Figure 1. A universal pair of forward (GNAO1_F) and reverse (GNAO1_R) primers provide amplification of GNAO1 transcripts regardless of the rs587777057 polymorphism isoform. To differentiate wild-type and mutated GNAO1 transcripts, the GNAO1-G-FAM and GNAO1-A-VIC probes were developed, which are strictly specific to the G and A isoforms of the rs587777057 polymorphism, respectively. The kit uses the GNAO1-ROX probe as an internal control for the passage of PCR, as well as for detecting the total level of GNAO1 transcripts. Optimized multiplex PCR conditions guarantee high specificity (Fig. 2) and efficiency (Fig. 3) of the primers and three probes in one reaction and allow the joint qualitative detection of healthy and mutant GNAO1 transcripts in biological samples (Fig. 4).
Последовательности ПЦP- набора №1:Sequences of PCR kit No. 1:
GNAO1_F 5’-atcagctcaacgactctgcc-3’ (SEQ ID NO: 1)GNAO1_F 5'-atcagctcaacgactctgcc-3' (SEQ ID NO: 1)
GNAO1_R 5’-acgtcctcgaagcaatggat-3’ (SEQ ID NO: 2)GNAO1_R 5'-acgtcctcgaagcaatggat-3' (SEQ ID NO: 2)
GNAO1-ROX 5’-ROX-aaccactggcatcgtagaaaccca-BHQ2-3’ (ROX – SEQ ID NO: 3 – BHQ2)GNAO1-ROX 5'-ROX-aaccactggcatcgtagaaaccca-BHQ2-3' (ROX - SEQ ID NO: 3 - BHQ2)
GNAO1-G- FAM 5’-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3’ (FAM – SEQ ID NO: 4 – BHQ1)GNAO1-G-FAM 5'-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3' (FAM - SEQ ID NO: 4 - BHQ1)
GNAO1-A-VIC 5’-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3’ (VIC – SEQ ID NO: 5 – BHQ1);GNAO1-A-VIC 5'-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3' (VIC - SEQ ID NO: 5 - BHQ1);
где ROX, VIC, FAM – флуоресцентные метки разного цвета (флуорофоры), а BHQ1 и BHQ2 – гасители флуоресценции.where ROX, VIC, FAM are fluorescent labels of different colors (fluorophores), and BHQ1 and BHQ2 are fluorescence quenchers.
Оценка эффективной концентрации изоформ транскриптов GNAO1 в исследуемых образцах проводится по калибровочному графику, который строится путем анализа ПЦР-набором №1 серийных разведений ДНК-стандартов с известной концентрацией. В качестве ДНК-стандартов могут выступать любые две плазмидные конструкции известной длины, содержащие кодирующую рамку GNAO1 дикого типа и мутацией c.607 G>A. Известный нуклеотидный размер и концентрация ДНК-стандартов позволяет конвертировать регистрируемый сигнал в образцах в число копий транскриптов изоформы G и А на реакцию или 100 нг тотальной РНК.Evaluation of the effective concentration of GNAO1 transcript isoforms in the studied samples is carried out according to the calibration graph, which is constructed by analyzing serial dilutions of DNA standards with a known concentration using PCR kit No. 1. Any two plasmid constructs of known length containing the wild-type GNAO1 coding frame and the c.607 G>A mutation can serve as DNA standards. The known nucleotide size and concentration of the DNA standards make it possible to convert the recorded signal in the samples into the number of copies of G and A isoform transcripts per reaction or 100 ng of total RNA.
Чтобы сравнивать экспрессию GNAO1 в нескольких образцах, полученных из одного типа клеток или тканей, эффективная концентрация изоформ G и А дополнительно нормализуется на относительное количество вносимого в ПЦР-реакцию материала. Для нормализации образцов был разработан ПЦР-набор №2, состоящий из праймеров и зондов, специфичных к транскриптам генов “домашнего хозяйства” GAPDH и EF1A. In order to compare the expression of GNAO1 in several samples derived from the same cell or tissue type, the effective concentration of the G and A isoforms is additionally normalized to the relative amount of material introduced into the PCR reaction. To normalize the samples, a PCR kit No. 2 was developed, consisting of primers and probes specific for transcripts of the GAPDH and EF1A “housekeeping” genes.
Последовательности ПЦP- набора №2:Sequences of PCR kit No. 2:
GAPDH_F 5’-tcggagtcaacggatttggt-3’ (SEQ ID NO: 6)GAPDH_F 5'-tcggagtcaacggatttggt-3' (SEQ ID NO: 6)
GAPDH_R 5’-ttcccgttctcagccttgac-3’ (SEQ ID NO: 7)GAPDH_R 5'-ttcccgttctcagccttgac-3' (SEQ ID NO: 7)
GAPDH-VIC 5’-VIC-tgattccacccatggcaaattcca-BHQ1-3’ (VIC – SEQ ID NO: 8 – BHQ1)GAPDH-VIC 5'-VIC-tgattccacccatggcaaattcca-BHQ1-3' (VIC - SEQ ID NO: 8 - BHQ1)
EF1A_F 5’-aaggatgttcgtcgtggcaa-3’ (SEQ ID NO: 9)EF1A_F 5'-aaggatgttcgtcgtggcaa-3' (SEQ ID NO: 9)
EF1F_R 5’-gccgtgtggcaatccaatac-3’ (SEQ ID NO: 10)EF1F_R 5'-gccgtgtggcaatccaatac-3' (SEQ ID NO: 10)
EF1A-ROX 5’-ROX-aaatgacccaccaatggaagcagc-BHQ2-3’ (ROX – SEQ ID NO: 11 – BHQ2);EF1A-ROX 5'-ROX-aaatgacccaccaatggaagcagc-BHQ2-3' (ROX - SEQ ID NO: 11 - BHQ2);
где ROX, VIC – флуоресцентные метки разного цвета (флуорофоры), а BHQ1 и BHQ2 – гасители флуоресценции.where ROX, VIC are fluorescent labels of different colors (fluorophores), and BHQ1 and BHQ2 are fluorescence quenchers.
Описанный метод на основе мультиплекс-ПЦР позволяют проводить как качественный (Фиг. 4), так и количественный (Фиг. 5) анализ экспрессии транскриптов GNAO1 дикого типа и с мутацией с.607 G>A (полиморфизм rs587777057). В качества материала для исследований может выступать биоптат кожи пациента с полиморфизмом rs587777057, пациент-специфические культуры клеток, полученные по технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (Фиг. 4 и 5), перевиваемые клеточные линии с транзиентной или стабильной экспрессией GNAO1. Также разработанный метод количественной детекции можно использовать для сравнения уровня экспрессии здорового и мутантного аллелей GNAO1 при различном воздействии. Например, для оценки эффективности препаратов РНК-терапии, направленной на аллель-селективное подавление экспрессии транскриптов GNAO1 с мутацией c.607 G>A.The described method based on multiplex PCR allows both qualitative (Fig. 4) and quantitative (Fig. 5) analysis of the expression of wild-type GNAO1 transcripts and those with the c.607 G>A mutation (rs587777057 polymorphism). The material for research can be a skin biopsy of a patient with the rs587777057 polymorphism, patient-specific cell cultures obtained using the technology of induced pluripotent stem cells (Fig. 4 and 5), continuous cell lines with transient or stable expression of GNAO1. Also, the developed quantitative detection method can be used to compare the expression level of healthy and mutant GNAO1 alleles under different exposures. For example, to evaluate the effectiveness of RNA therapy preparations aimed at allele-selective suppression of the expression of GNAO1 transcripts with the c.607 G>A mutation.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фигура 1. Иллюстрация технического решения по детекции транскриптов гена GNAO1 дикого типа и с мутацией c.607 G>A, а также суммарного уровня транскриптов GNAO1 (ПЦР набор №1). Схематически показан участок транскрипта GNAO1 (NM_020988.3) с однонуклеотидным полиморфизмом rs587777057. Белые стрелки условно показывают расположение прямого и обратного праймеров для ПЦР, специфичных к последовательности транскрипта GNAO1. Серые стрелки показывают положение зондов для ПЦР, меченых флуорофорами ROX, VIC, FAM для универсальной и селективной детекции транскриптов GNAO1. Figure 1. Illustration of a technical solution for the detection of transcripts of the GNAO1 gene of the wild type and with the c.607 G>A mutation, as well as the total level of GNAO1 transcripts (PCR set No. 1). Schematically shows the region of the GNAO1 transcript (NM_020988.3) with single nucleotide polymorphism rs587777057. White arrows symbolically indicate the location of the forward and reverse PCR primers specific to the GNAO1 transcript sequence. Gray arrows show the position of PCR probes labeled with ROX, VIC, FAM fluorophores for universal and selective detection of GNAO1 transcripts.
Фигура 2. Селективность метода детекции GNAO1 дикого типа и с мутацией с.607 G>A с помощью набора специфических праймеров и зондов для мультиплекс-ПЦР (ПЦР набор №1). В качестве ДНК-стандартов использовались две плазмидные ДНК с известной концентрацией, содержащие кодирующую область GNAO1 дикого типа и с мутацией (pGNAO1 дикий тип и pGNAO1 с.607 G>A, соответственно). В реакцию с ПЦР мастер-миксом #1 вносили серийные, 10-кратные разведения ДНК-стандартов в диапазоне 0,05 нг - 0,5 фг на реакцию. Амплификацию проводили на приборе CFX96 Real-Time PCR Detection System; флуоресцентный сигнал регистрировали в каналах ROX, FAM, VIC. Приведены репрезентативные кривые накопления ПЦР-продукта. В канале ROX детектируется GNAO1 дикого типа и с мутацией. В каналах FAM и VIC строго селективно в выбранном диапазоне концентраций детектируются GNAO1 дикого типа и с мутацией c.607 G>A, соответственно. Figure 2. Selectivity of the detection method for wild-type and c.607 G>A GNAO1 using a set of specific primers and probes for multiplex PCR (PCR kit No. 1). As DNA standards, two known concentration plasmid DNAs containing the wild-type and mutated GNAO1 coding region (pGNAO1 wild-type and pGNAO1 p607 G>A, respectively) were used. Serial, 10-fold dilutions of DNA standards in the range of 0.05 ng - 0.5 fg per reaction were added to the reaction with PCR master mix #1. Amplification was performed on a CFX96 Real-Time PCR Detection System; the fluorescent signal was recorded in the ROX, FAM, VIC channels. Representative curves of PCR product accumulation are shown. In the ROX channel, wild-type and mutated GNAO1 is detected. In the FAM and VIC channels, wild-type GNAO1 and c.607 G>A GNAO1 are detected strictly selectively in the selected concentration range, respectively.
Фигура 3. Эффективность мультиплекс-ПЦР для детекции GNAO1 дикого типа и с мутацией с.607 G>A с помощью набора специфических праймеров и зондов. Проводили реакцию в ПЦР мастер-микс #1 и строили стандартную кривую по амплификации сигнала флуоресценции в каналах ROX, FAM, VIC с 10-кратными разведениями ДНК-стандартов (pGNAO1 дикий тип и pGNAO1 с.607 G>A) в диапазоне 0,05 нг - 0,5 фг на реакцию. Эффективность для каждого из зондов (GNAO1-ROX, GNAO1-G-FAM, GNAO1-A-VIC) рассчитывали по стандартной кривой. Показаны репрезентативные стандартные кривые и средние значения эффективности ПЦР-реакций для n=5 независимых экспериментов. Figure 3. Efficiency of multiplex PCR for detection of wild type and c.607 G>A GNAO1 GNAO1 using a set of specific primers and probes. The reaction was carried out in PCR master mix #1 and a standard curve was built for the amplification of the fluorescence signal in the ROX, FAM, VIC channels with 10-fold dilutions of DNA standards (pGNAO1 wild type and pGNAO1 c.607 G>A) in the range of 0.05 ng - 0.5 fg per reaction. The efficiency for each of the probes (GNAO1-ROX, GNAO1-G-FAM, GNAO1-A-VIC) was calculated from the standard curve. Shown are representative standard curves and mean PCR efficiencies for n=5 independent experiments.
Фигура 4. Качественная детекция транскриптов GNAO1 дикого типа и с мутацией c.607 G>A методом ПЦР-мультиплекс. В качестве материала для исследования использовались нейроны, полученные по технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток из биоптата кожи здорового донора и пациента с мутацией GNAO1 c.607 G>A. Подготовку образцов проводили согласно стандартной методике, качественный анализ экспрессии проводили c помощью ПЦР мастер-микса #1.Figure 4. Qualitative detection of wild-type and c.607 G>A GNAO1 transcripts by multiplex PCR. Neurons obtained by the technology of induced pluripotent stem cells from a skin biopsy of a healthy donor and a patient with the GNAO1 c.607 G>A mutation were used as material for the study. Sample preparation was carried out according to the standard method, qualitative analysis of expression was performed using PCR master mix #1.
Фигура 5. Количественная оценка уровня экспрессии транскриптов в клетках, экспрессирующих GNAO1 дикого типа и с мутацией c.607 G>A. Figure 5. Quantification of the expression level of transcripts in cells expressing wild-type GNAO1 and c.607 G>A mutation.
В качестве материала для исследования использовались нейрональные клетки, полученные из биоптата кожи здорового донора и пациента с гетерозиготной мутацией GNAO1 c.607 G>A. Подготовку образцов проводили согласно стандартной методике, анализ экспрессии GNAO1 и генов “домашнего хозяйства” c проводили помощью ПЦР мастер-микса #1 и #2 соответственно. Количество копий каждого из вариантов GNAO1 в реакции определяли по стандартной кривой, построенной с помощью серийных разведений ДНК-стандартов. Каждый образец нормализовали на количество вносимого в ПЦР-реакцию материала, определенный с помощью генов “домашнего хозяйства” и стандартной кривой с контрольным образцом. Уровень экспрессии транскриптов GNAO1 дикого типа и с мутацией c.607 G>A в образцах выражена в копиях на 100 нг тотальной РНК. Neuronal cells obtained from a skin biopsy of a healthy donor and a patient with a heterozygous mutation GNAO1 c.607 G>A were used as material for the study. Sample preparation was carried out according to the standard method, analysis of the expression of GNAO1 and housekeeping genes c was performed using PCR master mix #1 and #2, respectively. The number of copies of each of the GNAO1 variants in the reaction was determined from a standard curve constructed using serial dilutions of DNA standards. Each sample was normalized to the amount of material introduced into the PCR reaction, determined using housekeeping genes and a standard curve with a control sample. The level of expression of wild-type and c.607 G>A GNAO1 transcripts in samples is expressed as copies per 100 ng of total RNA.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
Пример 1. Подготовка праймеров, зондов и ДНК-стандартов. Для количественного измерения уровня экспрессии здорового и мутантного транскриптов GNAO1 в биологических образцах использовались специфичные наборы праймеров и зондов для мультиплекс-ПЦР с системой детекции TaqMan, а также плазмидные ДНК-стандарты. Example 1. Preparation of primers, probes and DNA standards. To quantify the level of expression of healthy and mutant GNAO1 transcripts in biological samples, we used specific sets of primers and probes for multiplex PCR with the TaqMan detection system, as well as plasmid DNA standards.
- Для селективной детекции транскриптов GNAO1 был разработан ПЦР набор №1 (Фиг. 1): прямой праймер GNAO1_F (5’-atcagctcaacgactctgcc-3’; SEQ ID NO: 1), обратный праймер GNAO1_R (5’-acgtcctcgaagcaatggat-3’; SEQ ID NO: 2), универсальный зонд GNAO1-ROX (5’-ROX-aaccactggcatcgtagaaaccca-BHQ2-3’; SEQ ID NO: 3) и селективные зонды GNAO1-G-FAM (5’-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3’; SEQ ID NO: 4) и GNAO1-A-VIC (5’-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3’; SEQ ID NO: 5) для здорового и мутантного транскриптов соответственно. Олигонуклеотиды были синтезированы и очищены компанией ДНК-синтез (Россия). Лиофилизированную ДНК ресуспендировали в стерильной воде для ПЦР до конечной концентрации 100 мкМ и хранили при температуре -20°C.- For the selective detection of GNAO1 transcripts, PCR kit No. 1 was developed (Fig. 1): forward primer GNAO1_F (5'-atcagctcaacgactctgcc-3'; SEQ ID NO: 1), reverse primer GNAO1_R (5'-acgtcctcgaagcaatggat-3'; SEQ ID NO: 2), GNAO1-ROX universal probe (5'-ROX-aaccactggcatcgtagaaaccca-BHQ2-3'; SEQ ID NO: 3), and GNAO1-G-FAM selective probes (5'-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3' ; SEQ ID NO: 4) and GNAO1-A-VIC (5'-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3'; SEQ ID NO: 5) for healthy and mutant transcripts, respectively. Oligonucleotides were synthesized and purified by DNA Synthesis (Russia). Lyophilized DNA was resuspended in sterile PCR water to a final concentration of 100 μM and stored at -20°C.
- Для определения количества копий транскриптов GNAO1 в образце использовались ДНК-стандарты. Для этого были созданы плазмидные конструкции с кодирующей областью гена GNAO1 (CCDS10756.1) дикого типа и мутацией с.607 G>A (pGNAO1 и pGNAO1 с.607 G>A, соответственно). Размер каждой из конструкций составляет 5079 пар нуклеотидов, а один нг плазмиды эквивалентен 1.8×10^8 копиям гена. - DNA standards were used to determine the copy number of GNAO1 transcripts in the sample. For this, plasmid constructs were created with the coding region of the GNAO1 gene (CCDS10756.1) of the wild type and the c.607 G>A mutation (pGNAO1 and pGNAO1 c.607 G>A, respectively). The size of each of the constructs is 5079 base pairs, and one ng of the plasmid is equivalent to 1.8×10^8 copies of the gene.
- Для нормализации вносимого в ПЦР реакцию материала использовался ПЦР набор №2, состоящий из праймеров и зондов, специфичных к транскриптам генов “домашнего хозяйства” GAPDH и EF1A. Для детекции GAPDH: прямой праймер GAPDH_F (5’-tcggagtcaacggatttggt-3’; SEQ ID NO: 6), обратный праймер GAPDH_R (5’-ttcccgttctcagccttgac-3’; SEQ ID NO: 7), зонд GAPDH-VIC (5’-VIC-tgattccacccatggcaaattcca-BHQ1-3’; SEQ ID NO: 8); для детекции EF1A: прямой праймер EF1A_F (5’-aaggatgttcgtcgtggcaa-3’; SEQ ID NO: 9), обратный праймер EF1F_R (5’-gccgtgtggcaatccaatac-3’; SEQ ID NO: 10), зонд EF1A-ROX (5’-ROX-aaatgacccaccaatggaagcagc-BHQ2-3’; SEQ ID NO: 11). - To normalize the material introduced into the PCR reaction, PCR kit No. 2 was used, consisting of primers and probes specific to the GAPDH and EF1A “housekeeping” gene transcripts. For GAPDH detection: GAPDH_F forward primer (5'-tcggagtcaacggatttggt-3'; SEQ ID NO: 6), GAPDH_R reverse primer (5'-ttcccgttctcagccttgac-3'; SEQ ID NO: 7), GAPDH-VIC probe (5'- VIC-tgattccacccatggcaaattcca-BHQ1-3'; SEQ ID NO: 8); for EF1A detection: EF1A_F forward primer (5'-aaggatgttcgtcgtggcaa-3'; SEQ ID NO: 9), EF1F_R reverse primer (5'-gccgtgtggcaatccaatac-3'; SEQ ID NO: 10), EF1A-ROX probe (5'- ROX-aaatgacccaccaatggaagcagc-BHQ2-3'; SEQ ID NO: 11).
Пример 2. Подготовка образцов для анализаExample 2 Preparing Samples for Analysis
В качестве материала для исследования могут быть использованы образцы биоптата кожи пациента с гетерозиготной заменой GNAO1 с.607 G>A и полученные из биоптата клеточные культуры (фибробласты, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, нейрональные предшественники, нейроны разной степени дифференцировки), а также перевиваемые клеточные культуры с транзиентной или стабильной экспрессией мутантного и здорового варианта GNAO1.Samples of the patient's skin biopsy with a heterozygous GNAO1 c.607 G>A substitution and cell cultures obtained from the biopsy (fibroblasts, induced pluripotent stem cells, neuronal progenitors, neurons of different degrees of differentiation), as well as transplanted cell cultures can be used as material for research. with transient or stable expression of a mutant and healthy GNAO1 variant.
- Выделение тотальной РНК проводится с использованием коммерческих наборов для выделения РНК по методике, рекомендуемой производителем с учетом особенностей образца и его количества. - Isolation of total RNA is carried out using commercial RNA isolation kits according to the method recommended by the manufacturer, taking into account the characteristics of the sample and its quantity.
- Концентрация выделенной РНК измеряется спектрофотометрически.- The concentration of isolated RNA is measured spectrophotometrically.
- РНК обрабатывается ДНКазой I c помощью коммерческого набора и протокола, совместимого с последующими стадиями обратной транскрипции и амплификации. Инактивация ДНКазы I проводится согласно рекомендациям производителя. - RNA is processed by DNase I using a commercial kit and protocol compatible with downstream reverse transcription and amplification steps. DNase I inactivation is carried out according to the manufacturer's recommendations.
- Синтез кДНК с РНК-матрицы проводится с использованием коммерческого набора для обратной транскрипции согласно рекомендациям производителя. Реакция проводится в объеме 20 мкл, содержащем 100 нг/мкл РНК, 1 мкМ Олиго(dT)15 праймер (SB001; Евроген), случайный декануклеотидный праймер (SB002; Евроген), смесь dNTP 1 mM каждого (PB006S; Евроген), 2 mM DTT, обратная транскриптаза ММLV, 1 x буфер производителя (SK022L; Евроген), инкубация при 37°С в течение 1 часа. Инактивация 10 мин при 70°С. Образцы кДНК разбавляются в 5 раз стерильным буфером TE (PB026S; Евроген) и хранятся при -20°С до анализа. - Synthesis of cDNA from RNA template is carried out using a commercial kit for reverse transcription according to the manufacturer's recommendations. The reaction is carried out in a volume of 20 µl containing 100 ng/µl RNA, 1 µM Oligo(dT) 15 primer (SB001; Eurogen), random decanucleotide primer (SB002; Eurogen), dNTP mix 1 mM each (PB006S; Eurogen), 2 mM DTT, MMLV reverse transcriptase, 1x manufacturer's buffer (SK022L; Eurogen), incubation at 37°C for 1 hour.
Пример 3. Проведение ПЦР в реальном времени Example 3 Real-time PCR
Для количественного измерения уровней экспрессии аллелей GNAO1 в экспериментальных образцах проводится мультиплекс-ПЦР в реальном времени с использованием наборов праймеров и зондов, специфичных к транскриптам GNAO1 и транскриптам генов “домашнего хозяйства”, а также ДНК-стандартов. To quantitatively measure the expression levels of GNAO1 alleles in experimental samples, multiplex real-time PCR is performed using sets of primers and probes specific for GNAO1 transcripts and housekeeping gene transcripts, as well as DNA standards.
- ПЦР мастер-микс #1 состоит из 400 nM праймеров и 200 nM зондов для селективной детекции транскриптов GNAO1 (ПЦР набор №1, описанный в примере 1); 3 mM MgCl2 и однократной реакционной смеси для ПЦР (Synthol, артикул M-428). - PCR master mix #1 consists of 400 nM primers and 200 nM probes for selective detection of GNAO1 transcripts (PCR kit #1 described in example 1); 3 mM MgCl2 and 1x PCR Reaction Mix (Synthol, part number M-428).
- К 20 мкл ПЦР мастер-микса #1 добавляют 5 мкл экспериментального или стандартного образца. В качестве экспериментального образца используют кДНК, полученную в примере 2; вносимое количество образца соответствует примерно 100 нг исходной РНК на реакцию. В качестве стандартного образца используют серийные 10-кратные разведения ДНК-стандартов, описанные в примере 1; вносимое количество образца находится в диапазоне 0,05 нг - 0,5 фг плазмиды на реакцию, что соответствует 9x10^6 - 90 копий GNAO1 на реакцию. - To 20 µl of PCR master mix #1, add 5 µl of experimental or standard sample. As an experimental sample using cDNA obtained in example 2; the introduced amount of the sample corresponds to approximately 100 ng of the original RNA per reaction. As a standard sample, serial 10-fold dilutions of the DNA standards described in example 1 are used; the amount of sample applied is in the range of 0.05 ng - 0.5 fg of plasmid per reaction, which corresponds to 9x10^6 - 90 copies of GNAO1 per reaction.
- ПЦР мастер-микс #2 состоит из 400 nM праймеров и 200 nM зондов для детекции транскриптов генов “домашнего хозяйства” GAPDH и EF1A (ПЦР набор №1, описанный в примере 1); 5 mM MgCl2 и однократной реакционной смеси для ПЦР (Synthol, артикул M-428).- PCR
- К 20 мкл ПЦР мастер-микса #2 добавляют 5 мкл экспериментального или стандартного образца. В качестве экспериментального образца используют кДНК, полученную в примере 2; вносимое количество образца соответствует примерно 100 нг исходной РНК на реакцию. В качестве стандартного образца используют серийные 5-кратные разведения контрольной кДНК; вносимое количество образца соответствует примерно 0.8, 2, 20 и 100 нг исходной РНК на реакцию. - To 20 µl of PCR
- Стандартные и экспериментальные образцы анализируются в трех технических повторностях каждый.- Standard and experimental samples are analyzed in three technical replicates each.
- Реакции ПЦР замешиваются в 96-луночных тонкостенных планшетах (SSI-3401-00, SSI) и заклеиваются оптически-прозрачной пленкой UltraFlux® Standard (SSI-3622-00, SSI).- PCR reactions are mixed in 96-well thin wall plates (SSI-3401-00, SSI) and sealed with UltraFlux® Standard optically clear film (SSI-3622-00, SSI).
- ПЦР в реальном времени проводили на приборе CFX96 Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad Laboratories), используя следующую программу амплификации: денатурация 95°С - 3 мин; далее 40 циклов: 95°С – 20 сек, 60°С – 40 сек, считывание флуоресцентного сигнала. Для ПЦР мастер-микса #1 детекция сигнала проводится в каналах FAM (мишень - GNAO1 дикого типа), VIC (GNAO1 c.607 G>A), ROX (суммарный GNAO1). Для ПЦР мастер-микса #2 детекция сигнала проводится в каналах VIC (мишень - GAPDH), ROX (EF1A).- Real-time PCR was performed on a CFX96 Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad Laboratories) using the following amplification program: denaturation 95°C - 3 min; further 40 cycles: 95°C - 20 sec, 60°C - 40 sec, reading of the fluorescent signal. For PCR master mix #1, signal detection is performed in channels FAM (target - GNAO1 wild type), VIC (GNAO1 c.607 G>A), ROX (total GNAO1). For PCR
Пример 4. Специфичность и эффективность методаExample 4 Method Specificity and Efficiency
Специфичность и эффективность работы набора праймеров и зондов для аллельной детекции GNAO1 в условиях ПЦР мастер-микса #1 и режима амплификации из примера 3 оценивали по ДНК-стандартам (pGNAO1 и pGNAO1 с.607 G>A) из примера 1. The specificity and efficiency of the set of primers and probes for the allelic detection of GNAO1 under the conditions of PCR master mix #1 and the amplification mode from example 3 were evaluated using DNA standards (pGNAO1 and pGNAO1 p.607 G>A) from example 1.
- Специфичность детекции транскриптов GNAO1 c мутацией с.607 G>A и дикого типа зондами GNAO1-A-VIC (5’-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3’) и GNAO1-G-FAM (5’-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3’) соответственно сохраняется в диапазоне от 90 копий до 9x10^6 копий кодирующей области GNAO1 на реакцию (Фиг. 2). - Specificity of detection of GNAO1 transcripts with c.607 G>A mutation and wild type by probes GNAO1-A-VIC (5'-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3') and GNAO1-G-FAM (5'-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1 -3') respectively retained in the range of 90 copies to 9x10^6 copies of the GNAO1 coding region per reaction (FIG. 2).
- Данные порогового цикла (Сq) для серийных разведений ДНК-стандартов использовали для построения калибровочных кривых и определения эффективности мультиплекс-ПЦР для аллельной детекции GNAO1. Для зондов GNAO1-A-VIC (5’-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3’), GNAO1-G-FAM (5’-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3’) и GNAO1-ROX (5’-ROX-aaccactggcatcgtagaaaccca-BHQ2-3’) составляет 105,4%, 107,6% и 101,2% соответственно (среднее по n=5 независимых экспериментов) (Фиг. 3). - Cycle threshold (Cq) data for serial dilutions of DNA standards were used to construct calibration curves and determine the performance of multiplex-PCR for allelic detection of GNAO1. For probes GNAO1-A-VIC (5'-VIC-cgtcagaggccagc-BHQ1-3'), GNAO1-G-FAM (5'-FAM-cgtcggaggccagc-BHQ1-3') and GNAO1-ROX (5'-ROX-aaccactggcatcgtagaaaccca -BHQ2-3') is 105.4%, 107.6% and 101.2%, respectively (mean of n=5 independent experiments) (Fig. 3).
Эффективность работы набора праймеров и зондов для детекции транскриптов генов “домашнего хозяйства” в условиях ПЦР мастер-микса #2 и режима амплификации из примера 3 оценивали с помощью стандартной кДНК, полученной из контрольного образца в примере 2. The efficiency of the set of primers and probes for detecting housekeeping gene transcripts under the conditions of PCR
- Данные порогового цикла (Сq) для серийных разведений контрольной ДНК использовали для построения калибровочных кривых и определения эффективности реакции. Эффективность мультиплекс-ПЦР для совместной детекции транскриптов GAPDH и EF1A составляет 91±4% и 89±5% (среднее по n=5 независимых экспериментов), соответственно. - Cycle threshold (Cq) data for serial dilutions of control DNA were used to construct calibration curves and determine reaction efficiency. The efficiency of multiplex-PCR for the joint detection of GAPDH and EF1A transcripts is 91±4% and 89±5% (average over n=5 independent experiments), respectively.
Пример 5. Количественный обсчет результатов. Example 5. Quantification of results.
Количественное определение уровня экспрессии аллелей GNAO1 в экспериментальных образцах определяли следующим образом: Quantitative determination of the expression level of GNAO1 alleles in experimental samples was determined as follows:
- Эффективную концентрацию транскриптов GNAO1 дикого типа, с мутацией и их суммарного уровня в экспериментальных образцах определяли по стандартным кривым из примера 4, построенных для серийных разведений ДНК-стандартов и зондов GNAO1-G- FAM, GNAO1-A-VIC и GNAO1-ROX соответственно. - The effective concentration of wild-type GNAO1 transcripts with a mutation and their total level in experimental samples was determined from the standard curves from example 4, built for serial dilutions of DNA standards and probes GNAO1-G-FAM, GNAO1-A-VIC and GNAO1-ROX, respectively .
- Копии транскриптов GNAO1 в разных образцах нормализовали на относительное количество вносимого в ПЦР-реакцию материала, определенное с помощью с праймеров/зондов к генам “домашнего хозяйства” и стандартной кривой для контрольного образца кДНК из примера 4. - Copies of GNAO1 transcripts in different samples were normalized to the relative amount of material introduced into the PCR reaction, determined using primers/probes for housekeeping genes and a standard curve for the control cDNA sample from example 4.
- Уровень экспрессии транскриптов GNAO1 в экспериментальных образцах выражали в копиях GNAO1 на 100 нг тотальной РНК (Фиг. 5). - The level of expression of GNAO1 transcripts in experimental samples was expressed as copies of GNAO1 per 100 ng of total RNA (Fig. 5).
Claims (26)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2777663C1 true RU2777663C1 (en) | 2022-08-08 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733754C2 (en) * | 2015-05-20 | 2020-10-06 | Те Брод Инститьют Инк. | Common neoantigens |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733754C2 (en) * | 2015-05-20 | 2020-10-06 | Те Брод Инститьют Инк. | Common neoantigens |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Nakamura K. et al. De Novo mutations in GNAO1, encoding a Gαo subunit of heterotrimeric G proteins, cause epileptic encephalopathy, The American Journal of Human Genetics, 2013, Т. 93. No. 3, pp. 496-505. Ananth A. L. et al. Clinical course of six children with GNAO1 mutations causing a severe and distinctive movement disorder, Pediatric neurology, 2016, Т. 59, pp. 81-84. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Depienne et al. | Screening for genomic rearrangements and methylation abnormalities of the 15q11-q13 region in autism spectrum disorders | |
| Blair et al. | Positional cloning, association analysis and expression studies provide convergent evidence that the cadherin gene FAT contains a bipolar disorder susceptibility allele | |
| US20020061524A1 (en) | Alterations in the long QT syndrome genes KVLQT1 and SCN5A and methods for detecting same | |
| US6355433B1 (en) | Determination of nucleotide sequence variations through limited primer extension | |
| Hashimoto et al. | The breakpoint cluster region gene on chromosome 22q11 is associated with bipolar disorder | |
| RU2777663C1 (en) | QUANTITATIVE METHOD FOR DETERMINING THE EXPRESSION OF GNAO1 ALLELES OF A HEALTHY FORM AND WITH c.607 G>A MUTATION | |
| BRPI0617341A2 (en) | Process for the Diagnosis of Thromboembolic Diseases and Coronary Diseases | |
| Götting et al. | Assessment of a rapid-cycle PCR assay for the identification of the recurrent c. 3421C> T mutation in the ABCC6 gene in pseudoxanthoma elasticum patients | |
| JP5427352B2 (en) | A method for determining the risk of developing obesity based on genetic polymorphisms associated with human body fat mass | |
| US20020045171A1 (en) | Method of profiling genes as risk factors for attention deficit hyperactivity disorder | |
| TWI351436B (en) | Method for detecting a risk of the development of | |
| JP2008524999A (en) | Compositions and methods for treating mental disorders | |
| Ivanova et al. | mRNA analysis revealed a novel pathogenic EIF2S3 variant causing MEHMO syndrome | |
| US20220349008A1 (en) | Novel genetic markers for postural orthostatic tachycardia syndrome (pots) and methods of use thereof for diagnosis and treatment of the same | |
| BRPI0806599A2 (en) | DIAGNOSTIC PLATFORM MARKER AND PLATFORM FOR PREPARATION OF PHARMACEUTICAL INFRARED MYOCARDIAL AND HEART FAILURE | |
| JP2008525000A (en) | Compositions and methods for treating schizophrenia and related disorders | |
| US20020143162A1 (en) | Methods | |
| JP7642432B2 (en) | Diagnostic aid method, diagnostic kit and biomarker for familial normal tension glaucoma | |
| JP4444576B2 (en) | Type 2 diabetes related gene | |
| AU2002244949B2 (en) | Genomic DNAS participating in rheumatoid arthritis, method of diagnosing the same, method of judging onset riks thereof and diagnostic kit for detecting the same | |
| Marco et al. | ARHGEF9 disruption in a female patient is associated with X linked mental retardation and sensory hyperarousal | |
| JP2009203204A (en) | Method for treating and diagnosing sleep disturbance | |
| JPWO2015037681A1 (en) | Test method and determination kit for determining the risk of antithyroid drug-induced agranulocytosis | |
| JP2002533135A (en) | Single nucleotide polymorphisms of pyruvate dehydrogenase kinase isoenzyme 2 (PDK2) in humans | |
| JP5594655B2 (en) | Method for determining causal mutation of retinitis pigmentosa and oligonucleotide used therefor |