RU2821911C2 - Methods for detecting nucleic acid variants - Google Patents
Methods for detecting nucleic acid variants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821911C2 RU2821911C2 RU2021136364A RU2021136364A RU2821911C2 RU 2821911 C2 RU2821911 C2 RU 2821911C2 RU 2021136364 A RU2021136364 A RU 2021136364A RU 2021136364 A RU2021136364 A RU 2021136364A RU 2821911 C2 RU2821911 C2 RU 2821911C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sequence
- nucleotides
- reporter oligonucleotide
- nucleic acid
- nucleotide
- Prior art date
Links
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 title claims abstract description 278
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 140
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 title claims abstract description 128
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 title claims abstract description 128
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims abstract description 488
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims abstract description 441
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 claims abstract description 287
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 claims abstract description 79
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 168
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 168
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 140
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 129
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 claims description 124
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 121
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 claims description 101
- 239000000138 intercalating agent Substances 0.000 claims description 57
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 53
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 45
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 45
- 208000032818 Microsatellite Instability Diseases 0.000 claims description 42
- 238000007846 asymmetric PCR Methods 0.000 claims description 42
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 37
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 36
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 30
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 29
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 28
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 24
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 24
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 22
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 20
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 19
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims description 16
- 239000013068 control sample Substances 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 208000008051 Hereditary Nonpolyposis Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 208000017095 Hereditary nonpolyposis colon cancer Diseases 0.000 claims description 11
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 claims description 10
- 238000011880 melting curve analysis Methods 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 66
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 42
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 40
- -1 hexitol nucleic acid Chemical class 0.000 description 34
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 20
- 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 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 17
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 12
- 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 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 9
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N chrysene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=C3C4=CC=CC=C4C=CC3=C21 WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RDOWQLZANAYVLL-UHFFFAOYSA-N phenanthridine Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=NC2=C1 RDOWQLZANAYVLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 7
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 7
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 7
- 210000004602 germ cell Anatomy 0.000 description 7
- 230000033607 mismatch repair Effects 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N tetracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C21 IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 1,2-Benz(a)anthracene Chemical class C1=CC=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=CC2=C1 DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 2,3-dihydroxybutanedioic acid (2S,3S)-3,4-dimethyl-2-phenylmorpholine Chemical compound OC(C(O)C(O)=O)C(O)=O.C[C@H]1[C@@H](OCCN1C)c1ccccc1 VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 0.000 description 4
- 102000014461 Ataxins Human genes 0.000 description 4
- 108010078286 Ataxins Proteins 0.000 description 4
- 208000005692 Bloom Syndrome Diseases 0.000 description 4
- 206010008025 Cerebellar ataxia Diseases 0.000 description 4
- 208000001727 Craniofrontonasal dysplasia Diseases 0.000 description 4
- 208000023105 Huntington disease Diseases 0.000 description 4
- 201000009794 Idiopathic Pulmonary Fibrosis Diseases 0.000 description 4
- 208000026350 Inborn Genetic disease Diseases 0.000 description 4
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000009415 Spinocerebellar Ataxias Diseases 0.000 description 4
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 4
- 201000004562 autosomal dominant cerebellar ataxia Diseases 0.000 description 4
- 201000003652 craniofrontonasal syndrome Diseases 0.000 description 4
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000016361 genetic disease Diseases 0.000 description 4
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000036971 interstitial lung disease 2 Diseases 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 4
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 4
- 150000001629 stilbenes Chemical class 0.000 description 4
- 235000021286 stilbenes Nutrition 0.000 description 4
- 206010069754 Acquired gene mutation Diseases 0.000 description 3
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 3
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 3
- 206010051922 Hereditary non-polyposis colorectal cancer syndrome Diseases 0.000 description 3
- 101150068332 KIT gene Proteins 0.000 description 3
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 3
- FZEYVTFCMJSGMP-UHFFFAOYSA-N acridone Chemical class C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3NC2=C1 FZEYVTFCMJSGMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 208000029742 colonic neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 239000005547 deoxyribonucleotide Substances 0.000 description 3
- 125000002637 deoxyribonucleotide group Chemical group 0.000 description 3
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CTRLRINCMYICJO-UHFFFAOYSA-N phenyl azide Chemical class [N-]=[N+]=NC1=CC=CC=C1 CTRLRINCMYICJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 125000002652 ribonucleotide group Chemical group 0.000 description 3
- 230000037439 somatic mutation Effects 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 3
- 125000000446 sulfanediyl group Chemical group *S* 0.000 description 3
- YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 1H-indene Chemical compound C1=CC=C2CC=CC2=C1 YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XVEUJPQIDXXNFD-UHFFFAOYSA-N 1h-pyrido[2,3]thieno[2,4-d]pyrimidin-4-one Chemical compound C12=CC=CN=C2SC2=C1N=CNC2=O XVEUJPQIDXXNFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PZMKGWRBZNOIPQ-UHFFFAOYSA-N 1h-thieno[3,2-d]pyrimidin-4-one Chemical compound OC1=NC=NC2=C1SC=C2 PZMKGWRBZNOIPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJCOQJPUVDCJCS-UHFFFAOYSA-N 2-oxo-2-(11h-pyrido[3,2-a]carbazol-1-yl)acetic acid Chemical class C1=CC=C2NC3=C4C(C(=O)C(=O)O)=CC=NC4=CC=C3C2=C1 UJCOQJPUVDCJCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100024378 AF4/FMR2 family member 2 Human genes 0.000 description 2
- 206010003694 Atrophy Diseases 0.000 description 2
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 201000010717 Bruton-type agammaglobulinemia Diseases 0.000 description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 2
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 2
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 2
- 208000001914 Fragile X syndrome Diseases 0.000 description 2
- 208000031448 Genomic Instability Diseases 0.000 description 2
- 101000833172 Homo sapiens AF4/FMR2 family member 2 Proteins 0.000 description 2
- 201000005027 Lynch syndrome Diseases 0.000 description 2
- 108700011259 MicroRNAs Proteins 0.000 description 2
- 206010068871 Myotonic dystrophy Diseases 0.000 description 2
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 2
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 2
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 2
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 2
- 108091028664 Ribonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 108091046915 Threose nucleic acid Proteins 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 208000016349 X-linked agammaglobulinemia Diseases 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000037444 atrophy Effects 0.000 description 2
- CUFNKYGDVFVPHO-UHFFFAOYSA-N azulene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC2=C1 CUFNKYGDVFVPHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 210000005266 circulating tumour cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 2
- 208000021045 exocrine pancreatic carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 206010017758 gastric cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000010749 gastric carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 2
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 2
- 239000002679 microRNA Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 101150061338 mmr gene Proteins 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 201000000585 muscular atrophy Diseases 0.000 description 2
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960003301 nivolumab Drugs 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000008443 pancreatic carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 229960002621 pembrolizumab Drugs 0.000 description 2
- GBROPGWFBFCKAG-UHFFFAOYSA-N picene Chemical compound C1=CC2=C3C=CC=CC3=CC=C2C2=C1C1=CC=CC=C1C=C2 GBROPGWFBFCKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 2
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 2
- 201000001514 prostate carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002336 ribonucleotide Substances 0.000 description 2
- 201000000498 stomach carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 2
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 2
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 2
- 206010046766 uterine cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000012991 uterine carcinoma Diseases 0.000 description 2
- NOIRDLRUNWIUMX-UHFFFAOYSA-N 2-amino-3,7-dihydropurin-6-one;6-amino-1h-pyrimidin-2-one Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1.O=C1NC(N)=NC2=C1NC=N2 NOIRDLRUNWIUMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 206010005003 Bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000005443 Circulating Neoplastic Cells Diseases 0.000 description 1
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 108091027305 Heteroduplex Proteins 0.000 description 1
- 229940076838 Immune checkpoint inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 208000036626 Mental retardation Diseases 0.000 description 1
- 241001430197 Mollicutes Species 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012807 PCR reagent Substances 0.000 description 1
- 241000606701 Rickettsia Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N Thiophosphoric acid Chemical class OP(O)(S)=O RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007984 Tris EDTA buffer Substances 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 125000004054 acenaphthylenyl group Chemical group C1(=CC2=CC=CC3=CC=CC1=C23)* 0.000 description 1
- HXGDTGSAIMULJN-UHFFFAOYSA-N acetnaphthylene Natural products C1=CC(C=C2)=C3C2=CC=CC3=C1 HXGDTGSAIMULJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007844 allele-specific PCR Methods 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004135 animal tissue culture Methods 0.000 description 1
- KNNXFYIMEYKHBZ-UHFFFAOYSA-N as-indacene Chemical compound C1=CC2=CC=CC2=C2C=CC=C21 KNNXFYIMEYKHBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037429 base substitution Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 125000002529 biphenylenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C12)* 0.000 description 1
- 238000007470 bone biopsy Methods 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 239000003560 cancer drug Substances 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cis-cyclohexene Natural products C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- NAGJZTKCGNOGPW-UHFFFAOYSA-N dithiophosphoric acid Chemical class OP(O)(S)=S NAGJZTKCGNOGPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 231100000221 frame shift mutation induction Toxicity 0.000 description 1
- 230000037433 frameshift Effects 0.000 description 1
- 238000012252 genetic analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009395 genetic defect Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- DDTGNKBZWQHIEH-UHFFFAOYSA-N heptalene Chemical compound C1=CC=CC=C2C=CC=CC=C21 DDTGNKBZWQHIEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012274 immune-checkpoint protein inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011862 kidney biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000012317 liver biopsy Methods 0.000 description 1
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 1
- 210000002751 lymph Anatomy 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 description 1
- ACIQAOGCMGBUKY-UHFFFAOYSA-N methyl 1H-phosphole-2-carboxylate Chemical class P1C(=CC=C1)C(=O)OC ACIQAOGCMGBUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000011987 methylation Effects 0.000 description 1
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 239000003068 molecular probe Substances 0.000 description 1
- 238000001964 muscle biopsy Methods 0.000 description 1
- 230000000869 mutational effect Effects 0.000 description 1
- 230000001613 neoplastic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004770 neurodegeneration Effects 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013610 patient sample Substances 0.000 description 1
- GUVXZFRDPCKWEM-UHFFFAOYSA-N pentalene Chemical compound C1=CC2=CC=CC2=C1 GUVXZFRDPCKWEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDJOIMJURHQYDW-UHFFFAOYSA-N phenalene Chemical compound C1=CC(CC=C2)=C3C2=CC=CC3=C1 XDJOIMJURHQYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 150000008300 phosphoramidites Chemical class 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 1
- 210000001938 protoplast Anatomy 0.000 description 1
- 150000003194 psoralenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 210000001995 reticulocyte Anatomy 0.000 description 1
- WEMQMWWWCBYPOV-UHFFFAOYSA-N s-indacene Chemical compound C=1C2=CC=CC2=CC2=CC=CC2=1 WEMQMWWWCBYPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000007390 skin biopsy Methods 0.000 description 1
- 230000000392 somatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002381 testicular Effects 0.000 description 1
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 1
- 210000001541 thymus gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 1
- 201000005112 urinary bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Область, к которой относится изобретениеField to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к способам детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей представляющие интерес нуклеотиды, в частности для детектирования мутаций зародышевой линии и соматических мутаций, а также микросателлитной нестабильности. Также описаны способы предсказания эффективности лекарства и детектирования присутствия клинического расстройства у субъекта, а также репортерные олигонуклеотиды и наборы для осуществления способов.The present invention relates to methods for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence comprising nucleotides of interest, in particular for detecting germline and somatic mutations, as well as microsatellite instability. Also described are methods for predicting the effectiveness of a drug and detecting the presence of a clinical disorder in a subject, as well as reporter oligonucleotides and kits for implementing the methods.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Наследственные (относящиеся к зародышевой линии) или ненаследственные (соматические) мутационные события, такие как однонуклеотидные замещения, делеции, вставки, переносы, и дупликации, оказывают инструментальное влияние на биологию человека. Определение генетического профиля обеспечивает выявление информации, связанной с реакцией на внешние факторы, такие как физические упражнения и диета, а также используется в рамках диагностики и прогнозирования заболеваний и применяемых схемах лечения. Генетический анализ обычно осуществляется с применением таких инструментов как секвенирование ДНК или аллель-специфическая ПЦР. Способы, включающие вариабельное связывание молекулярных зондов, могут применяться в рамках вариаций зародышевой линии, однако при комбинировании с такими технологиями как HRM также могут применяться в рамках соматических мутаций с низкой частотой аллелей.Inherited (germline) or non-hereditary (somatic) mutational events, such as single nucleotide substitutions, deletions, insertions, transfers, and duplications, have instrumental effects on human biology. Genetic profiling provides information related to responses to external factors such as exercise and diet, and is also used to inform disease diagnosis, prognosis and treatment regimens. Genetic analysis is usually carried out using tools such as DNA sequencing or allele-specific PCR. Methods involving variable binding of molecular probes can be used in the context of germline variations, but when combined with technologies such as HRM can also be used in the context of somatic mutations with low allele frequencies.
Повторяющиеся нуклеотидные последовательности, такие как прямые или обратные повторы, наблюдаются у многих организмов. В качестве примера, сотни тысяч микросателлитных локусов распределены по всему геному человека и, таким образом, встречаются статистически приблизительно один раз на каждые 100000 пар оснований. Микросателлитный локус представляет собой участок геномной ДНК, который включает короткие тандемные повторы, в которых наиболее короткие повторяющиеся единицы обычно имеют длину от одного до пяти нуклеотидов. Соответственно, повторяющаяся единица конкретного микросателлитного локуса обычно обозначается как моно-, ди-, три-, тетра-, или пентанукпеотидный повторяющийся локус, соответственно. Отдельный микросателлитный локус обычно включает приблизительно от 10 до 40 данных повторяющихся единиц, расположенных в виде тандема. Далее, каждый микросателлитный локус нормальной геномной ДНК большинства диплоидных видов, такой как геномная ДНК млекопитающих, включает два аллеля в каждом локусе. Данные два аллеля могут являться идентичными или различающимися относительно друг друга в плане длины и могут являться различными у разных людей.Repetitive nucleotide sequences, such as direct or reverse repeats, are observed in many organisms. As an example, hundreds of thousands of microsatellite loci are distributed throughout the human genome and thus occur statistically approximately once every 100,000 base pairs. A microsatellite locus is a region of genomic DNA that contains short tandem repeats, in which the shortest repeat units are typically one to five nucleotides in length. Accordingly, the repeat unit of a particular microsatellite locus is usually designated as a mono-, di-, tri-, tetra-, or pentanuceotide repeat locus, respectively. A single microsatellite locus typically comprises approximately 10 to 40 of these repeat units arranged in tandem. Further, each microsatellite locus of normal genomic DNA of most diploid species, such as mammalian genomic DNA, includes two alleles at each locus. The two alleles may be identical or different from each other in terms of length and may vary between individuals.
Микросателлитная нестабильность (MSI) или ошибка репликации (RER) представляет собой пример геномной нестабильности, которая возникает при определенных неоплазмах человека, в рамках которых опухолевые клетки снизили способность обеспечивать точную репликацию ДНК. MSI представляет собой общий маркер лежащей в основе функциональной деактивации гена репарации несовпадений ДНК человека (MMR). Считается, что функциональная потеря гена MMR возникает вследствие биаллельной деактивации за счет мутаций кодирующего участка, потери гетерозиготности (LOH), и/или метилирования промоторов. Далее, известно, что мутации зародышевой линии генов MMR представляют собой аутосомальный доминантный генетический дефекту большинства родственников больных наследственным неполипозным раком толстой кишки (HNPCC). Другие мутации, вызываемые опухолевыми клетками у субъектов с HNPCC, приводят к биаллельной деактивации определенного гена MMR, вызывая потерю точной репликации микросателлитной ДНК в опухолях Таким образом, MSI представляет собой маркер лежащего в основе дефекта репарации несовпадений ДНК и также ассоциирован с повышенными показателями мутаций в кодирующей ДНК. Данный мутаторный фенотип, который является результатом дефекта MMR, вызывает как замещения оснований кодирующего участка, так и мутации сдвига рамки считывания в прямых повторах с равной частотой, помимо того, что он вызывает MSI. Считается, что продуцирование дефектов MMR и возникающий в результате этого мутаторный фенотип представляют собой раннее событие при онкогенезе.Microsatellite instability (MSI) or replication error (RER) is an example of genomic instability that occurs in certain human neoplasms in which the tumor cells have decreased the ability to mediate accurate DNA replication. MSI is a common marker of underlying functional inactivation of the human DNA mismatch repair (MMR) gene. Functional loss of the MMR gene is thought to occur due to biallelic deactivation through coding region mutations, loss of heterozygosity (LOH), and/or promoter methylation. Further, germline mutations of the MMR genes are known to represent an autosomal dominant genetic defect in most relatives of patients with hereditary nonpolyposis colon cancer (HNPCC). Other mutations caused by tumor cells in subjects with HNPCC lead to biallelic deactivation of a specific MMR gene, causing loss of accurate microsatellite DNA replication in tumors. Thus, MSI represents a marker of an underlying defect in DNA mismatch repair and is also associated with increased rates of mutations in coding DNA. This mutator phenotype, which results from a defect in MMR, causes both coding region base substitutions and frameshift mutations in direct repeats at equal frequencies, in addition to causing MSI. The production of MMR defects and the resulting mutator phenotype are thought to represent an early event in tumorigenesis.
MSI не только связана с дефектом зародышевой линии у семей с HNPCC, но также присутствует при приблизительно от 15 до 20% случаев спорадического рака толстой кишки, при этом данное открытие также отражает общее повышение геномной нестабильности (также измеряемое в виде бремени связанных с опухолями мутаций). Обнаружение связанных с MSI дефектов в опухолях также было ассоциировано с лучшим прогнозом при опухолях одной и той же стадии. Таким образом, является клинически важным идентифицировать опухоли с MSI не только в плане дефектов MMR зародышевой линии (у семей с HNPCC), но также для прогностической стратификации. В то время как клинические (руководства Bethesda(Rodriguez-Bigas etal., 1997) и гистопатологические признаки могут вызывать подозрение, что опухоль толстой кишки связана с микросателлитной нестабильностью и вероятно возникла у семьи с HNPCC, клиникопатологические признаки зачастую являются недостаточными для диагностирования присутствия MSI. Соответственно, для определения связанного с MSI статуса клинически подозрительной опухоли может применяться молекулярное тестирование (Boland et al., 1998).MSI is not only associated with a germline defect in families with HNPCC, but is also present in approximately 15 to 20% of sporadic colon cancers, with this finding also reflecting an overall increase in genomic instability (also measured as tumor-associated mutation burden) . Detection of MSI-related defects in tumors was also associated with better prognosis for tumors of the same stage. Thus, it is clinically important to identify tumors with MSI not only for germline MMR defects (in families with HNPCC) but also for prognostic stratification. While clinical (Bethesda guidelines (Rodriguez-Bigas et al., 1997)) and histopathological features may raise suspicion that a colon tumor is associated with microsatellite instability and likely arose in a family with HNPCC, clinicopathological features are often insufficient to diagnose the presence of MSI. Accordingly, molecular testing can be used to determine the MSI-related status of a clinically suspicious tumor (Boland et al., 1998).
Помимо опухолей толстой кишки MSI также была ассоциирована с другими типами рака и другими генетическими заболеваниями. В качестве иллюстрации они включают, помимо прочих, карциномы поджелудочной железы, карциномы желудка, рак мочевого пузыря, карциномы простаты, рак легкого, карциномы матки и рак груди. Другие примеры генетических заболеваний, которые, как считается, связаны с микросателлитной нестабильностью, включают, например, Болезнь Хантингтона (HD), дентаторубро-паллидолюисову атрофию (DRPLA), спинобульбарную и мышечную атрофию (SBMA), миотоническую дистрофию (DM), синдром ломкой Х-хромосомы, умственную отсталость FRAXE и спиноцеребеллярную атаксию (SCA), Х-сцепленную агаммаглобулинемию (болезнь Брутона), синдром Блума (BS), краниофронтоназальный синдром (CFNS), и идиопатический фиброз легких (IPF).In addition to colon tumors, MSI has also been associated with other types of cancer and other genetic diseases. By way of illustration, these include, but are not limited to, pancreatic carcinomas, gastric carcinomas, bladder cancers, prostate carcinomas, lung cancers, uterine carcinomas, and breast cancers. Other examples of genetic diseases that are thought to be associated with microsatellite instability include, for example, Huntington's disease (HD), dentatorubropallidoluis atrophy (DRPLA), spinobulbar and muscular atrophy (SBMA), myotonic dystrophy (DM), fragile X syndrome -chromosomes, FRAXE mental retardation and spinocerebellar ataxia (SCA), X-linked agammaglobulinemia (Bruton's disease), Bloom's syndrome (BS), craniofrontonasal syndrome (CFNS), and idiopathic pulmonary fibrosis (IPF).
В связи с вышеизложенным является очевидным, что анализ вариантов нуклеотидных последовательностей, например повторяющихся нуклеотидных последовательностей, таких как микросателлиты, имеет множество диагностических и прогностических вариантов использования, помимо прочих видов применения. Таким образом, существует потребность в чувствительных, объективных и надежных видах анализов.In view of the above, it is apparent that the analysis of nucleotide sequence variants, such as repetitive nucleotide sequences such as microsatellites, has many diagnostic and prognostic uses, among other applications. Thus, there is a need for sensitive, objective and reliable assays.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Изобретение соответствует описанному в формуле изобретения. Описанные здесь способы относятся к быстрому, легкому, объективному и чувствительному способу анализа мутаций зародышевой линии и соматических мутаций, а также микросателлитной нестабильности.The invention corresponds to that described in the claims. The methods described herein provide a rapid, easy, objective and sensitive method for the analysis of germline and somatic mutations, as well as microsatellite instability.
Здесь предусмотрен способ детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), предпочтительно включающей повторы, при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный способ включает следующие этапы:Provided herein is a method for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence consisting of two strands and comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), preferably including repeats, wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, this method includes the following steps:
a) Получение первого образца, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают указанный вариант последовательности;a) Obtaining a first sample comprising nucleic acids believed to include the specified sequence variant;
b) Получение второго образца, включающего нуклеиновые кислоты, включающие указанную контрольную последовательность, при этом второй образец представляет собой контрольный образец;b) Obtaining a second sample comprising nucleic acids comprising said control sequence, wherein the second sample is a control sample;
c) Получение репортерного олигонуклеотида;c) Preparation of a reporter oligonucleotide;
d) Получение набора праймеров, состоящего из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты, включающую NOI;d) Providing a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set together are capable of amplifying a target nucleic acid sequence including an NOI;
e) Амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного первого образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение первого ампликона, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают вариант последовательности; и амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного второго образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение второго ампликона, включающего контрольную последовательность, при этом второй ампликон представляет собой контрольный ампликон;e) Amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said first sample, said first primer and said second primer, thereby producing a first amplicon comprising nucleic acids believed to comprise the sequence variant; and amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said second sample, said first primer and said second primer, thereby providing a second amplicon including a control sequence, wherein the second amplicon is a control amplicon;
f) Осуществление анализа плавления, такого как высокочувствительный анализ кривых плавления (HRM), первого ампликона, тем самым обеспечивая получение первого профиля, характеризуемого первой кривой плавления, и осуществление анализа плавления, такого как HRM анализ, второго ампликона, тем самым обеспечивая получение второго профиля, характеризуемого второй кривой плавления, при этом второй профиль представляет собой контрольный профиль, характеризуемый контрольной кривой плавления; при этом каждый ампликон включает первую цепь и вторую цепь, при этом анализ плавления включает гибридизирование репортерного олигонуклеотида с одной цепью каждого ампликона, детектирование сигнала, испускаемого флуорофором, и получение первой и второй кривой плавления;f) Performing a melting analysis, such as high sensitivity melting curve analysis (HRM), on the first amplicon, thereby obtaining a first profile characterized by the first melting curve, and performing a melting analysis, such as HRM analysis, on the second amplicon, thereby obtaining a second profile characterized by a second melting curve, wherein the second profile is a control profile characterized by a control melting curve; wherein each amplicon includes a first strand and a second strand, wherein the melting assay includes hybridizing a reporter oligonucleotide to one strand of each amplicon, detecting a signal emitted by a fluorophore, and obtaining a first and second melting curve;
где репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, предпочтительно от 15 до 50 нуклеотидов, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, при этом репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации H,wherein the reporter oligonucleotide is a sequence of 10 to 50, preferably 15 to 50 nucleotides in length, into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, wherein the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H,
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты,wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence,
и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает или состоит из повторяющейся последовательности и, по меньшей мере, одной хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его З'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторы и может гибридизироваться с первым и вторым ампликоном, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними; иand wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide includes or consists of a repeat sequence and at least one helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize with the first and second amplicons when the hybridization sequence hybridizes with them; And
g) Сравнение первого профиля с контрольным профилем, при этом различие между первым профилем и контрольным профилем указывает на то, что первый образец содержит вариант последовательности.g) Comparing the first profile with a control profile, with the difference between the first profile and the control profile indicating that the first sample contains a sequence variant.
Здесь предусмотрен способ детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный способ следующие включает следующие этапы:Provided herein is a method for detecting the presence of a sequence variant in a two-strand nucleic acid target sequence comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, wherein said method the following includes the following steps:
a) Получение первого образца, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают указанный вариант последовательности;a) Obtaining a first sample comprising nucleic acids believed to include the specified sequence variant;
b) Получение второго образца, включающего нуклеиновые кислоты, включающие указанную контрольную последовательность, при этом второй образец представляет собой контрольный образец;b) Obtaining a second sample comprising nucleic acids comprising said control sequence, wherein the second sample is a control sample;
c) Получение репортерного олигонуклеотида;c) Preparation of a reporter oligonucleotide;
d) Получение набора праймеров, состоящего из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты;d) Providing a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid sequence;
e) Амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного первого образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение первого ампликона, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают вариант последовательности; и амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного второго образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение второго ампликона, включающего контрольную последовательность, при этом второй ампликон представляет собой контрольный ампликон;e) Amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said first sample, said first primer and said second primer, thereby producing a first amplicon comprising nucleic acids believed to comprise the sequence variant; and amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said second sample, said first primer and said second primer, thereby providing a second amplicon including a control sequence, wherein the second amplicon is a control amplicon;
f) Осуществление высокочувствительного анализа кривых плавления (HRM) первого ампликона, тем самым обеспечивая получение первого HRM профиля, характеризуемого первой кривой плавления, и осуществление HRM анализа второго ампликона, тем самым обеспечивая получение второго HRM профиля, характеризуемого второй кривой плавления, при этом второй HRM профиль представляет собой контрольный профиль, характеризуемый контрольной кривой плавления; при этом каждый ампликон включает первую цепь и вторую цепь, при этом HRM анализ включает гибридизирование репортерного олигонуклеотида с одной цепью каждого ампликона, детектирование сигнала, испускаемого флуорофором, и получение первой и второй кривой плавления; при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов,f) Performing a high-sensitivity melting curve analysis (HRM) of the first amplicon, thereby obtaining a first HRM profile characterized by a first melting curve, and performing an HRM analysis of a second amplicon, thereby obtaining a second HRM profile characterized by a second melting curve, wherein the second HRM the profile is a control profile characterized by a control melting curve; wherein each amplicon includes a first strand and a second strand, wherein the HRM analysis includes hybridizing a reporter oligonucleotide to one strand of each amplicon, detecting a signal emitted by a fluorophore, and obtaining a first and second melting curve; wherein the reporter oligonucleotide is a sequence from 10 to 50 in length, into which from 2 to 10 hydrophobic nucleotides were inserted,
при этом репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, иwherein the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end end, and
при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, при этомwherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H, wherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; and/or
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуру X-Y-Qin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure X-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты, Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; и Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иX is a nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue; Q is an intercalator that does not participate in a Watson-Crick hydrogen bond; and Y is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; и д) Сравнение первого HRM профиля с контрольным HRM профилем, при этом разница между первым HRM профилем и контрольным HRM профилем указывает на то, что первый образец содержит вариант последовательности.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; and e) Comparing the first HRM profile with a control HRM profile, wherein the difference between the first HRM profile and the control HRM profile indicates that the first sample contains a sequence variant.
Здесь также предусмотрен набор для детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), предпочтительно включающей повторы, при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный набор включает:Also provided herein is a kit for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence consisting of two strands and comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), preferably including repeats, wherein said target nucleic acid sequence consists of a variant sequence or a control sequences, wherein the specified set includes:
а) репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от З'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50 нуклеотидов, предпочтительно от 15 до 50 нуклеотидов, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, иa) a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from 3' - end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence of 10 to 50 nucleotides in length, preferably 15 to 50 nucleotides, into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H, and
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает или состоит из повторяющейся последовательности и, по меньшей мере, одной хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его 3'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторы и может гибридизироваться с первым и вторым ампликоном, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними; и b) набор праймеров, состоящий из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; and wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide includes or consists of a repeat sequence and at least one helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize with the first and second amplicons when the hybridization sequence hybridizes with them; and b) a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid sequence.
Здесь также предусмотрен набор для детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный набор включает:Also provided herein is a kit for detecting the presence of a sequence variant in a two-strand nucleic acid target sequence comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, wherein This set includes:
а) репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н,a) a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' -end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence 10 to 50 in length into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H,
при этомwherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуру X-Y-Qin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure X-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; и b) набор праймеров, состоящий из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать нуклеиновую кислоту-мишень.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence including the control sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; and b) a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid.
Здесь также предусмотрен репортерный олигонуклеотид, который может гибридизироваться с одной цепью нуклеиновой кислоты-мишени, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), предпочтительно включающей повторы, при этом указанный репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, предпочтительно от 15 до 50 нуклеотидов, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации М,Also provided herein is a reporter oligonucleotide that can hybridize to a single strand of a target nucleic acid consisting of two strands and comprising the nucleotide(s) of interest (NOI), preferably comprising repeats, wherein said reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5 '-end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5'-end, and the first quencher, preferably at its 3'-end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3'-end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence of length from 10 to 50, preferably from 15 to 50 nucleotides, into which from 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence M,
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает или состоит из повторяющейся последовательности и, по меньшей мере, одной хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его З'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторы и может гибридизироваться со второй цепью первого и второго ампликона, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними; иwherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide includes or consists of a repeating sequence and at least one helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize to the second strand of the first and second amplicons when the hybridization sequence hybridizes thereto; And
Здесь также предусмотрен репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, при этомAlso provided herein is a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or no more than 4 nucleotides from the 3 '-end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence 10 to 50 in length into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H, wherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуру X-Y-Qin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure X-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи нуклеиновой кислоты-мишени.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence is complementary to a sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid.
Здесь также предусмотрены способы предсказания эффективности лечения клинического состояния у субъекта, которые могут включать следующие этапы:Also provided herein are methods for predicting the effectiveness of a treatment for a clinical condition in a subject, which may include the following steps:
a. получение образца от указанного субъекта;a. obtaining a sample from a specified subject;
b. осуществление способа детектирования присутствия варианта последовательности, как описано здесь, для определения того, включает ли образец вариант последовательностиb. implementing a method for detecting the presence of a sequence variant, as described herein, to determine whether a sample includes a sequence variant
при этом присутствие указанного варианта последовательности свидетельствует о том, является ли указанное лекарство эффективным в плане лечения указанного клинического состояния у указанного субъекта.wherein the presence of said sequence variant indicates whether said drug is effective in treating said clinical condition in said subject.
Здесь также предусмотрены способы, которые могут применяться для предсказания или даже диагностирования присутствия любого клинического состояния, ассоциированного с определенной мутацией у субъекта, включающие следующие этапы:Also provided herein are methods that can be used to predict or even diagnose the presence of any clinical condition associated with a particular mutation in a subject, comprising the following steps:
a) получение образца от указанного субъекта;a) obtaining a sample from a specified subject;
b) детектирование присутствие мутации, ассоциированной с клиническим состоянием, в образце путем осуществления описанных здесь способов детектирования варианта последовательности;b) detecting the presence of a mutation associated with a clinical condition in a sample by performing the sequence variant detection methods described herein;
при этом присутствие указанного варианта последовательности свидетельствует о том, что указанный субъект имеет указанное клиническое состояние.wherein the presence of said sequence variant indicates that said subject has said clinical condition.
Описание фигурDescription of the figures
Фиг. 1 Принцип способа детектирования варианта последовательности нуклеиновой кислоты, включающей NOI. (А) Нуклеиновая кислота-мишень (цепи черного цвета). Вторая цепь включает NOI (отмечены светло-серым цветом). Первая цепь является комплементарной (черная линия). Стрелки обозначают праймеры. Первый праймер гибридизируется со второй цепью и осуществляется амплификация праймера (пунктирная линия). Второй праймер гибридизируется со первой цепью и осуществляется амплификация праймера (пунктирная линия). Для простоты показана только подвергнутая амплификации часть нуклеиновой кислоты-мишени. Второй праймер присутствует здесь в избытке по сравнению с первым праймером (асимметричная ПЦР). Таким образом, обеспечивается продуцирование большего количества ДНК, которая включает последовательность с NOI (пунктирная черная линия и пунктирная серая линия). (В) Амплифицированная ДНК состоит из смеси двуцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней и одноцепочечных нуклеиновых кислот-мишеней, включающих NOI. Здесь показана одноцепочечная последовательность, включающая NOI (отмечена светло-серым цветом). С этой цепью гибридизируется репортерный олигонуклеотид (RO). Он включает здесь флуорофор F (окружность) и гасители Q (квадраты). Получают кривую плавления (ось X: Т обозначает температуру; ось Y: F обозначает флуоресценцию).Fig. 1 Principle of a method for detecting a variant of a nucleic acid sequence including an NOI. (A) Target nucleic acid (black chains). The second chain includes NOI (marked in light gray). The first strand is complementary (black line). Arrows indicate primers. The first primer hybridizes to the second strand and primer amplification occurs (dashed line). The second primer hybridizes to the first strand and primer amplification occurs (dashed line). For simplicity, only the amplified portion of the target nucleic acid is shown. The second primer is present here in excess compared to the first primer (asymmetric PCR). This ensures that more DNA is produced that includes the NOI sequence (dashed black line and dotted gray line). (B) The amplified DNA consists of a mixture of double-stranded target nucleic acids and single-stranded target nucleic acids, including NOI. Shown here is the single-stranded sequence including the NOI (in light gray). A reporter oligonucleotide (RO) hybridizes to this strand. It includes here the fluorophore F (circle) and quenchers Q (squares). A melting curve is obtained (X-axis: T indicates temperature; Y-axis: F indicates fluorescence).
Фиг. 2 Микросателлитная нестабильность не обязательно приводит к значительным изменениям температуры плавления. ВАТ25 анализ с использованием асимметричной ПЦР. На оси X показана температура. (А) Кривые плавления, где были использованы билинейная нормализация и температурный сдвиг с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ (RFU, относительные единицы флуоресценции). Разность между кривыми, измеряемая в виде максимальной разности амплитуды между кривыми, составляла -0,07 ОЕФ. (В) Кривые первой отрицательной производной без применения температурного сдвига, Тm нормальной ткани составляла 57,31°С, Тm опухолевой ткани составляла 57,41°С.Fig. 2 Microsatellite instability does not necessarily lead to significant changes in melting temperature. BAT25 analysis using asymmetric PCR. The X-axis shows temperature. (A) Melting curves where bilinear normalization and temperature shift were used with an intensity threshold of 0.1 RFU (relative fluorescence units). The difference between the curves, measured as the maximum amplitude difference between the curves, was -0.07 RFU. (B) First negative derivative curves without applying a temperature shift, T m of normal tissue was 57.31°C, T m of tumor tissue was 57.41°C.
Фиг. 3 Билинейная нормализация сдвигает кривые плавления ближе к 0 до и после фактической фазы плавления. Микросателлит NR22 анализируется с помощью асимметричной ПЦР и репортерного олигонуклеотида. На оси X показана температура. HRM кривые получали с помощью: (А) стандартной нормализации без температурного сдвига; (В) билинейной нормализации без температурного сдвига.Fig. 3 Bilinear normalization shifts the melting curves closer to 0 before and after the actual melting phase. Microsatellite NR22 is analyzed using asymmetric PCR and reporter oligonucleotide. The X-axis shows temperature. HRM curves were obtained using: (A) standard normalization without temperature shift; (B) bilinear normalization without temperature shift.
Фиг. 4 Билинейная нормализация сдвигает кривые плавления ближе к 0 до и после фактического плавления. HRM кривые разности на основе кривых плавления Фиг. 3, где контрольная HRM кривая используется в качестве базового уровня, который вычитается из другой (здесь - первой) кривой плавления. На оси X показана температура. (А) без билинейной нормализации без температурного сдвига; (В) с билинейной нормализацией без температурного сдвига.Fig. 4 Bilinear normalization shifts the melting curves closer to 0 before and after the actual melting. HRM difference curves based on melting curves FIG. 3, where the reference HRM curve is used as a baseline, which is subtracted from another (here, first) melting curve. The X-axis shows temperature. (A) without bilinear normalization without temperature shift; (B) with bilinear normalization without temperature shift.
Фиг. 5В теории не должно быть каких-либо различий в плане температуры плавления между образцами нормальной и опухолевой ткани, полученными от человека с микросателлитной стабильностью. Однако различия в плане количества, концентрации солей, примесей и других показателей между образцами могут приводить к малым различиям в плане температуры плавления. Тем не менее, билинейная нормализация и температурный сдвиг могут снижать разницу между нормальной и опухолевой тканью пациента с микросателлитной стабильностью. NR24 анализ с помощью асимметричной ПЦР и репортерного олигонуклеотида. На оси X показана температура. (A) HRM профили, в рамках которых применялась стандартная нормализация. Разность между кривыми, измеренная в виде максимальной разности флуоресценции при определенной температуре, между нормализованными областями на графиках разности составляла ~0,04 ОЕФ. На оси X показана температура. (В) HRM профили, где использовалась билинейная нормализация, но не использовалось пороговое значение температурного сдвига. Разность между кривыми составляла ~0,02 ОЕФ. (С) HRM кривые, где были использованы билинейная нормализация и сдвиг температуры с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ. Разность между кривыми составляла ~0,01 ОЕФ.Fig. 5In theory, there should be no difference in terms of melting temperature between normal and tumor tissue samples obtained from a person with microsatellite stability. However, differences in quantity, concentration of salts, impurities and other parameters between samples can lead to small differences in terms of melting point. However, bilinear normalization and temperature shift can reduce the difference between normal and microsatellite-stable tumor tissue from a patient. NR24 analysis using asymmetric PCR and reporter oligonucleotide. The X-axis shows temperature. (A) HRM profiles where standard normalization was applied. The difference between the curves, measured as the maximum difference in fluorescence at a certain temperature, between the normalized areas in the difference plots was ∼0.04 RFU. The X-axis shows temperature. (B) HRM profiles where bilinear normalization was used but no temperature shift threshold was used. The difference between the curves was ~0.02 RFU. (C) HRM curves where bilinear normalization and temperature shift were used with an intensity threshold of 0.1 RFU. The difference between the curves was ~0.01 RFU.
Фиг. 6 Температурный сдвиг может обеспечивать нейтрализацию изменения температуры плавления, вызванного различными концентрациями солей в ДНК буферах. NR24 анализ с помощью асимметричной ПЦР и репортерного олигонуклеотида. На оси X показана температура. (A) HRM профили, где использовалась билинейная нормализация, но не использовался температурный сдвиг.Разность между кривыми, измеренная в виде максимальной разности флуоресценции при определенной температуре, между нормализованными областями на графиках разности составляла ~0,07 ОЕФ. (В) HRM кривые, где были использованы билинейная нормализация и температурный сдвиг с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ. Разность между кривыми составляла ~0,01 ОЕФ.Fig. 6 The temperature shift can counteract the change in melting temperature caused by different salt concentrations in DNA buffers. NR24 analysis using asymmetric PCR and reporter oligonucleotide. The X-axis shows temperature. (A) HRM profiles where bilinear normalization was used but no temperature shift was used. The difference between the curves, measured as the maximum fluorescence difference at a given temperature, between the normalized areas in the difference plots was ∼0.07 RFU. (B) HRM curves where bilinear normalization and temperature shift were used with an intensity threshold of 0.1 RFU. The difference between the curves was ~0.01 RFU.
Фиг. 7 Анализ для определения микросателлита MON027 с помощью асимметричной ПЦР для 16 образцов ДНК нормальной ткани. HRM кривые получали с помощью: (А) билинейной нормализации без температурного сдвига; (В) билинейной нормализации и температурного сдвига с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ. На оси X показана температура. Применение температурного сдвига обеспечивает возможность использования одного образца в качестве универсального контроля.Fig. 7 Asymmetric PCR assay for microsatellite MON027 on 16 normal tissue DNA samples. HRM curves were obtained using: (A) bilinear normalization without temperature shift; (B) bilinear normalization and temperature shift with an intensity threshold of 0.1 RFU. The X-axis shows temperature. The use of a temperature shift makes it possible to use one sample as a universal control.
Фиг. 8 Графики разности HRM кривых Фиг. 7. (А) Билинейная нормализация без температурного сдвига; (В) билинейная нормализация и температурный сдвиг с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ. На оси X показана температура.Fig. 8 Graphs of the difference between HRM curves Fig. 7. (A) Bilinear normalization without temperature shift; (B) Bilinear normalization and temperature shift with an intensity threshold of 0.1 RFU. The X-axis shows temperature.
Фиг. 9 Асимметричная ПЦР обеспечивает получение большего количества одноцепочечного ампликона-мишени. NR22 анализы с использованием симметричной и асимметричной ПЦР. На оси X показано количество циклов ПЦР, а на оси Y - флуоресценция.Fig. 9 Asymmetric PCR produces more single-stranded target amplicon. NR22 assays using symmetric and asymmetric PCR. The X-axis shows the number of PCR cycles, and the Y-axis shows fluorescence.
Фиг. 10 Асимметричная ПЦР обеспечивает получение большего соотношения сигнал/шум и более резкой кривой плавления (то есть более узких пиков плавления). NR22 анализ с использованием симметричной и асимметричной ПЦР. (А) кривые плавления; (В): кривые плавления, нормализованные с применением стандартной нормализации. На оси X показана температура.Fig. 10 Asymmetric PCR produces a higher signal-to-noise ratio and a sharper melting curve (i.e., narrower melting peaks). NR22 analysis using symmetric and asymmetric PCR. (A) melting curves; (B): Melting curves normalized using standard normalization. The X-axis shows temperature.
Фиг. 11 Асимметричная ПЦР облегчает различение пациентов с MSS и MSI. Показаны данные, полученные с помощью NR22 анализа. HRM кривые были получены после применения стандартной нормализации с асимметричной ПЦР (А) или симметричной ПЦР (В). На оси X показана температура.Fig. 11 Asymmetric PCR facilitates the discrimination between patients with MSS and MSI. Data obtained using NR22 analysis are shown. HRM curves were obtained after applying standard normalization with asymmetric PCR (A) or symmetric PCR (B). The X-axis shows temperature.
Фиг. 12 Асимметричная ПЦР облегчает различение пациентов с MSS и MSI. Показаны данные, полученные с помощью NR22 анализа. Графики разности HRM кривых Фиг. 11. (А) асимметричная ПЦР; (В): симметричная ПЦР. На оси X показана температура.Fig. 12 Asymmetric PCR facilitates the distinction between patients with MSS and MSI. Data obtained using NR22 analysis are shown. Graphs of the difference between HRM curves Fig. 11. (A) asymmetric PCR; (B): symmetric PCR. The X-axis shows temperature.
Фиг. 13 Односторонний выступ в репортерном олигонуклеотиде может приводить к повышению температуры плавления. Показаны данные на основе NR22 анализа с применением асимметричной ПЦР с использованием репортерного олигонуклеотида с двумя различными репортерными олигонуклеотидами. (A) HRM кривые. (В) Кривые первой отрицательной производной HRM. На оси X показана температура.Fig. 13 A one-way overhang in a reporter oligonucleotide can lead to an increase in melting temperature. Shown are data from an NR22 assay using an asymmetric reporter oligonucleotide PCR with two different reporter oligonucleotides. (A) HRM curves. (B) HRM first negative derivative curves. The X-axis shows temperature.
Фиг. 14 Двойное гашение репортерного олигонуклеотида повышает соотношение сигнал/шум. Показаны данные, полученные с помощью ВАТ26 анализа с применением асимметричной ПЦР. HRM кривые (А) и кривые первой отрицательной производной (В) с использованием репортерных олигонуклеотидов с одиночным гашением ("отличный от DQ зонд") и двойным гашением ("DQ зонд"). На оси X показана температура.Fig. 14 Double quenching of the reporter oligonucleotide increases the signal-to-noise ratio. Shown are data obtained using the BAT26 assay using asymmetric PCR. HRM curves (A) and first negative derivative curves (B) using single-quenched (“non-DQ probe”) and double-quenched (“DQ probe”) reporter oligonucleotides. The X-axis shows temperature.
Фиг. 15 Дополнительные нуклеотидные повторы в последовательности гибридизации репортерного олигонуклеотида обеспечивают возможность детектировать более длинные микросателлиты. Показаны данные, полученные с помощью NR21 анализа с применением асимметричной ПЦР. На оси X показана температура.Fig. 15 Additional nucleotide repeats in the reporter oligonucleotide hybridization sequence provide the ability to detect longer microsatellites. Data obtained from the NR21 assay using asymmetric PCR are shown. The X-axis shows temperature.
Фиг. 16 Точечная мутация приводит к изменению температуры плавления на несколько градусов. В рамках эксперимента использовали анализ на основе экзона 13 гена KIT. ПЦР осуществляли в виде асимметричной ПЦР. На оси X показана температура. Пунктирные линии обозначают результаты относительно нуклеиновой кислоты-мишени дикого типа, а цельная линия обозначает результаты относительно нуклеиновой кислоты-мишени, включающей мутацию. (А) Нормализованные НТМ кривые; на оси Y показана флуоресценция. (В) Пики плавления (первые отрицательные производные кривых плавления). Y ось представляет собой -dF/dT.Fig. 16 A point mutation results in a change in melting temperature of several degrees. The experiment used an analysis based on exon 13 of the KIT gene. PCR was performed as asymmetric PCR. The X-axis shows temperature. Dashed lines indicate results against wild-type target nucleic acid, and solid lines indicate results against target nucleic acid including mutation. (A) Normalized HTM curves; the Y axis shows fluorescence. (B) Melting peaks (first negative derivatives of melting curves). Y axis represents -dF/dT.
Фиг. 17 Сильная хелперная последовательность помогает обеспечивать различение дикого типа и мутанта. В рамках эксперимента использовали NR24 анализ. ПЦР осуществляли в виде асимметричной ПЦР. На оси X показана температура, на оси Y показана флуоресценция. Пунктирные линии обозначают результаты относительно нуклеиновой кислоты-мишени дикого типа, а цельная линия обозначает результаты относительно нуклеиновой кислоты-мишени, включающей мутацию. (А) Нормализованные HRM кривые с первым репортерным олигонуклеотидом, включающим первую хелперную последовательность. (В) Нормализованные НТМ кривые со вторым репортерным олигонуклеотидом, включающим вторую хелперную последовательность, которая является более сильной, чем первая хелперная последовательность.Fig. 17 A strong helper sequence helps discriminate between wild type and mutant. As part of the experiment, NR24 analysis was used. PCR was performed as asymmetric PCR. The X-axis shows temperature and the Y-axis shows fluorescence. Dashed lines indicate results against wild-type target nucleic acid, and solid lines indicate results against target nucleic acid including mutation. (A) Normalized HRM curves with the first reporter oligonucleotide including the first helper sequence. (B) Normalized HTM curves with a second reporter oligonucleotide including a second helper sequence that is stronger than the first helper sequence.
Фиг. 18 Сильная хелперная последовательность помогает обеспечивать различение дикого типа и мутанта. В рамках эксперимента использовали NR24 анализ. ПЦР осуществляли в виде асимметричной ПЦР. На оси X показана температура, на оси Y показана флуоресценция. Пунктирные линии обозначают результаты относительно нуклеиновой кислоты-мишени дикого типа, а цельная линия обозначает результаты относительно нуклеиновой кислоты-мишени, включающей мутацию. (А) Графики разности с первым репортерным олигонуклеотидом, включающим первую хелперную последовательность. (В) Графики разности со вторым репортерным олигонуклеотидом, включающим вторую хелперную последовательность, которая является более сильной, чем первая хелперная последовательность.Fig. 18 A strong helper sequence helps discriminate between wild type and mutant. As part of the experiment, NR24 analysis was used. PCR was performed as asymmetric PCR. The X-axis shows temperature and the Y-axis shows fluorescence. Dashed lines indicate results against wild-type target nucleic acid, and solid lines indicate results against target nucleic acid including mutation. (A) Difference plots with the first reporter oligonucleotide including the first helper sequence. (B) Difference plots with a second reporter oligonucleotide including a second helper sequence that is stronger than the first helper sequence.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
ОпределенияDefinitions
Ампликон Термин "ампликон" обозначает молекулу, полученную путем копирования или транскрибирования другой молекулы. Примеры процессов, с помощью которых могут быть получены ампликоны, включают транскрипцию, клонирование, и/или полимеразную цепную реакцию (ПЦР) или другой способ амплификации нуклеиновых кислот (например ПЦР-амплификацию на основе вытеснения цепей (SDA), дуплексную ПЦР-амплификацию, и так далее). Как правило, ампликон представляет собой копию выбранной нуклеиновой кислоты (например матрицы или нуклеиновой кислоты-мишени) или является комплементарным по отношению к ней.Amplicon The term "amplicon" refers to a molecule made by copying or transcribing another molecule. Examples of processes by which amplicons can be generated include transcription, cloning, and/or polymerase chain reaction (PCR) or other nucleic acid amplification technique (e.g., strand displacement amplification (SDA) PCR, duplex PCR amplification, and etc). Typically, an amplicon is a copy of or complementary to a selected nucleic acid (eg, template or target nucleic acid).
Билинейная Нормализация Термин "Билинейная нормализация" используется здесь для обозначения математической трансформации, применяемой к кривой (кривым) путем масштабирования связанных с флуоресценцией данных различных кривых до нормализованных кривых. Это обеспечивает возможность сравнения различных кривых с устранением других факторов, которые могут влиять на сигнал флуоресценции (например различной силы флуоресценции при различных положениях в инструменте, различной прозрачности пластика и других факторов, вносящих вариабельность в плане измерения флуоресценции). Билинейная нормализация заставляет кривую (кривые) иметь одно и то же значение (в рамках среднего значения области нормализации) и как можно более горизонтальный (плоский) ход кривой в выбранных областях нормализации. В данной области известно несколько алгоритмов, которые могут применяться в отношении кривой для трансформации кривой (кривых) в кривую (кривые), которые обеспечивают возможность сравнения различных кривых плавления. Нормализация также снижает влияние различных оптических и механических различий между лунками.Bilinear Normalization The term "Bilinear Normalization" is used here to refer to a mathematical transformation applied to a curve(s) by scaling the fluorescence-related data of the various curves to normalized curves. This allows comparison of different curves while eliminating other factors that may affect the fluorescence signal (eg, different fluorescence strengths at different positions in the instrument, different plastic translucencies, and other factors that introduce variability in fluorescence measurements). Bilinear normalization forces the curve(s) to have the same value (within the average value of the normalization region) and to have the curve run as horizontally (flat) as possible within the selected normalization regions. Several algorithms are known in the art that can be applied to a curve to transform the curve(s) into curve(s) that allow comparison of different melting curves. Normalization also reduces the impact of various optical and mechanical differences between wells.
Гидрофобный нуклеотид Термин "гидрофобный нуклеотид" в соответствии с используемым здесь значением обозначает гидрофобные нуклеотиды, подробно описанные здесь ниже в разделе "гидрофобный нуклеотид". В частности, гидрофобный нуклеотид в соответствии с изобретением содержит интеркалятор, присоединенный к нуклеотиду/аналогу нуклеотида/единице мономера каркаса с помощью линкера.Hydrophobic Nucleotide The term “hydrophobic nucleotide” as used herein refers to the hydrophobic nucleotides described in detail herein below under the heading “hydrophobic nucleotide”. In particular, the hydrophobic nucleotide according to the invention contains an intercalator attached to the nucleotide/nucleotide analogue/framework monomer unit via a linker.
Температура плавления Термин "температура плавления" в соответствии с используемым здесь значением обозначает температуру в градусах Цельсия, при которой присутствуют 50% спиральных (гибридизированных) относительно клубкообразных (негибридизированных) форм. Температура плавления может быть также обозначена как (Тm). Плавление нуклеиновых кислот и аналогов нуклеиновой кислоты обозначает термальное разделение двух цепей молекулы двуцепочечной нуклеиновой кислоты.Melting Point The term "melting point" as used herein refers to the temperature in degrees Celsius at which 50% of the helical (hybridized) relative to the coiled (non-hybridized) forms are present. The melting point can also be denoted as ( Tm ). Melting of nucleic acids and nucleic acid analogs refers to the thermal separation of the two strands of a double-stranded nucleic acid molecule.
Микросателлит Термины "микросателлит", "микросателлитный маркер" или "микросателлитный локус" обозначает участок геномной ДНК, который включает тандемные нуклеотидные повторы. Данные повторы или "повторяющиеся единицы" обычно имеют длину от около одной до около семи пар оснований. Микросателлитные локусы обычно включают приблизительно от 10 до 40 подобных повторяющихся единиц, расположенных в виде тандема. Помимо мононуклеотидных повторов, которые представляют собой повторы одного нуклеотида, другие примеры повторяющихся нуклеотидных последовательностей включают динуклеотидные повторы, например AT повторы и GC повторы, тринуклеотидные повторы, например CGG повторы, CGC повторы, ТАТ повторы, АТТ повторы, тетрануклеотидные повторы, пентануклеотидные повторы и/или их комплементарные повторы.Microsatellite The terms "microsatellite", "microsatellite marker" or "microsatellite locus" refers to a region of genomic DNA that includes tandem nucleotide repeats. These repeats or “repeating units” typically range in length from about one to about seven base pairs. Microsatellite loci typically comprise approximately 10 to 40 similar repeat units arranged in tandem. In addition to mononucleotide repeats, which are repeats of a single nucleotide, other examples of repeated nucleotide sequences include dinucleotide repeats, such as AT repeats and GC repeats, trinucleotide repeats, such as CGG repeats, CGC repeats, TAT repeats, ATT repeats, tetranucleotide repeats, pentanucleotide repeats and/ or their complementary repeats.
Аналог нуклеотида Термин "аналог нуклеотида" включает все аналоги нуклеотидов, способные быть встроенными в каркас нуклеиновой кислоты и способные обеспечивать специфическое спаривание оснований, по существу подобно встречающимся в природе нуклеотидам. Аналоги нуклеотидов в соответствии с настоящим изобретением включают, но без ограничения, аналоги нуклеотидов, выбранные из группы, состоящей из ПНК (PNA, пептидно-нуклеиновой кислоты), 1~HK(HNA, гекситольной нуклеиновой кислоты), МНК (MNA, морфолино-нуклеиновой кислоты), АНК (ANA, арабино-нуклеиновой кислоты), ЗНК (LNA, заблокированной нуклеиновой кислоты), КНК (XNA, ксено-нуклеиновой кислоты), MHK(INA, интеркаляторной нуклеиновой кислоты), БНК (CAN, бесклеточной нуклеиновой кислоты), ЦНК (CeNA, циклогексен-нуклеиновой кислоты), ТНК (TNA, треозо-нуклеиновой кислоты), (2'-NH)-THK, (3'-NH)-THK, α-L-рибо-ЗНК, α-L-ксило-ЗНК, β-D-ксило-ЗНК, α-D-рибо-ЗНК, [3.2.1]-ЗНК, бицикло-ДНК, 6-амино-бицикло-ДНК, 5-эпи-бицикло-ДНК, α-бицикло-ДНК, трицикло-ДНК, бицикло[4.3.0]-ДНК, бицикло[3.2.1]-ДНК, бицикло[4.3.0]амид-ДНК, β-D-рибопиранозил-нуклеиновой кислоты, α-L-ликсопиранозил-нуклеиновой кислоты, 2'-R1-PHK, 2'-OR1PHK (R1 представляет собой заместитель), α-L-PHK, α-D-PHK, и β-D-PHK.Nucleotide analog The term “nucleotide analog” includes all nucleotide analogs capable of being incorporated into a nucleic acid framework and capable of performing specific base pairings substantially like naturally occurring nucleotides. Nucleotide analogues in accordance with the present invention include, but are not limited to, nucleotide analogues selected from the group consisting of PNA (peptide nucleic acid), 1~HK (HNA, hexitol nucleic acid), MNA (morpholino nucleic acid acid), ANA (ANA, arabino-nucleic acid), LNA (LNA, blocked nucleic acid), CNA (XNA, xeno-nucleic acid), MHK (INA, intercalator nucleic acid), CAN (CAN, cell-free nucleic acid), CNA (CeNA, cyclohexene nucleic acid), TNA (TNA, threose nucleic acid), (2'-NH)-THK, (3'-NH)-THK, α-L-ribo-LNA, α-L- xylo-LNA, β-D-xylo-LNA, α-D-ribo-LNA, [3.2.1]-LNA, bicyclo-DNA, 6-amino-bicyclo-DNA, 5-epi-bicyclo-DNA, α- bicyclo-DNA, tricyclo-DNA, bicyclo[4.3.0]-DNA, bicyclo[3.2.1]-DNA, bicyclo[4.3.0]amide-DNA, β-D-ribopyranosyl-nucleic acid, α-L-lyxopyranosyl -nucleic acid, 2'-R 1 -RNA, 2'-OR 1 RNA (R 1 represents a substituent), α-L-RNA, α-D-RNA, and β-D-RNA.
Представляющий интерес нуклеотид Термин "представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды)" в соответствии с используемым здесь значением обозначает нуклеотид (нуклеотиды) с рамках последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, которые могут присутствовать в двух различных вариантах. Термин "представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды)" также может быть обозначен здесь как "NOI". Таким образом, NOT может состоять из варианта последовательности или может состоять из контрольной последовательности, также обозначаемой здесь как "контрольная последовательность". В некоторых вариантах осуществления контрольная последовательность может представлять собой последовательность дикого типа.Nucleotide of Interest The term "nucleotide(s) of interest" as used herein refers to the nucleotide(s) within the target nucleic acid sequence, which may be present in two different variations. The term "nucleotide(s) of interest" may also be referred to herein as "NOI". Thus, the NOT may consist of a sequence variant or may consist of a control sequence, also referred to herein as a “control sequence.” In some embodiments, the control sequence may be a wild-type sequence.
Нуклеотид Термин "нуклеотид" в соответствии с используемымNucleotide The term "nucleotide" as used
здесь значением обозначает встречающиеся в природе нуклеотиды, например встречающиеся в природе рибонуклеотиды или дезоксирибонуклеотиды или встречающиеся в природе производные рибонуклеотидов или дезоксирибонуклеотидов. Встречающиеся в природе нуклеотиды включают дезоксирибонуклеотиды, включающие одно из четырех азотистых оснований: аденин (А), тимин (Т), гуанин (G), или цитозин (С), и рибонуклеотиды, включающие одно из четырех азотистых оснований: аденин (А), урацил (U), гуанин (G), или цитозин (С).here, the meaning refers to naturally occurring nucleotides, such as naturally occurring ribonucleotides or deoxyribonucleotides or naturally occurring derivatives of ribonucleotides or deoxyribonucleotides. Naturally occurring nucleotides include deoxyribonucleotides, which have one of four nitrogenous bases: adenine (A), thymine (T), guanine (G), or cytosine (C), and ribonucleotides, which have one of four nitrogenous bases: adenine (A), uracil (U), guanine (G), or cytosine (C).
Олигонуклеотиды Термин "олигонуклеотид" в соответствии с используемым здесь значением обозначает олигомеры нуклеотидов и/или аналоги нуклеотидов и/или гидрофобные нуклеотиды. Предпочтительно, олигонуклеотид представляет собой олигомер нуклеотидов, необязательно включающий один или несколько гидрофобных нуклеотидов.Oligonucleotides The term "oligonucleotide" as used herein refers to nucleotide oligomers and/or nucleotide analogues and/or hydrophobic nucleotides. Preferably, the oligonucleotide is an oligomer of nucleotides, optionally including one or more hydrophobic nucleotides.
Контрольная последовательность-мишень Термин "контрольная последовательность-мишень" обозначает фрагмент последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающий контрольную последовательность.Target control sequence The term “target control sequence” refers to a fragment of a target nucleic acid sequence including a control sequence.
Стандартная нормализация Термин "стандартная нормализация" обозначает масштабирование связанных с флуоресценцией данных различных кривых до нормализованных кривых и обеспечивает возможность сравнения различных кривых с устранением других факторов, которые могут влиять на сигнал флуоресценции (например различной силы сигнала флуоресценции при различных положениях в инструменте, различной прозрачности пластика и других факторов, вносящих вариабельность в плане измерения флуоресценции).Standard Normalization The term "standard normalization" refers to the scaling of fluorescence-related data from different curves to normalized curves and allows comparison of different curves while eliminating other factors that may affect the fluorescence signal (eg, different fluorescence signal strengths at different positions in the instrument, different plastic transparencies and other factors that introduce variability in fluorescence measurements).
Последовательность-мишень нуклеиновой кислоты Термин "последовательность-мишень нуклеиновой кислоты" в соответствии с используемым здесь значением обозначает последовательность нуклеиновой кислоты, включающую представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI). Последовательность-мишень нуклеиновой кислоты может быть амплифицирована с помощью набора праймеров.Target Nucleic Acid Sequence The term “target nucleic acid sequence” as used herein refers to a nucleic acid sequence comprising the nucleotide(s) of interest (NOI). The target nucleic acid sequence can be amplified using a set of primers.
Температурный сдвиг Термин "температурный сдвиг" в соответствии с используемым здесь значением обозначает математический инструмент, которые применяется в отношении двух или более нормализованных кривых, обеспечивая их сдвиг в соответствующем температуре направлении для получения одинакового значения Тm при определенном ограничении флуоресценции (пороговом значении интенсивности). Применение подобного трансформационного алгоритма в отношении набора данных снижает влияние вследствие, например, различных концентраций солей в различных образцах.Temperature Shift The term "temperature shift" as used herein refers to a mathematical tool that is applied to two or more normalized curves to shift them in the temperature direction to produce the same T m value at a certain fluorescence cutoff (intensity threshold). Applying a similar transformation algorithm to a data set reduces the influence due to, for example, different salt concentrations in different samples.
Вариант последовательности Термин "вариант последовательности" в соответствии с используемым здесь значением обозначает нуклеотид (нуклеотиды) в рамках последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, которые отличаются от контрольной последовательности. Таким образом, последовательность-мишень нуклеиновой кислоты может содержать NOI, который представляет собой вариант последовательности, или последовательность-мишень нуклеиновой кислоты может содержать NOI, который представляет собой контрольную последовательность, или NOI может представлять собой даже еще один вариант последовательности. Вариант последовательности может представлять собой, например, мутацию, такую как мутация одного нуклеотида, или может представлять собой вставку или делецию. Вариант последовательности и контрольная последовательность могут накладываться, так что последовательность одного включает всю последовательность другого. В подобных случаях вариант последовательности и контрольная последовательность могут отличаться в плане количества нуклеотидов, составляющих последовательность.Sequence Variant The term “sequence variant” as used herein refers to the nucleotide(s) within the target nucleic acid sequence that differ from the reference sequence. Thus, the target nucleic acid sequence may contain an NOI that is a sequence variant, or the target nucleic acid sequence may contain an NOI that is a control sequence, or the NOI may even be another sequence variant. The sequence variant may be, for example, a mutation, such as a single nucleotide mutation, or may be an insertion or deletion. The sequence variant and control sequence may overlap, such that the sequence of one includes the entire sequence of the other. In such cases, the sequence variant and the reference sequence may differ in terms of the number of nucleotides comprising the sequence.
Способы детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислотыMethods for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence
Изобретение относится к способам детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты Таким образом, данные способы являются особенно полезными в плане детектирования присутствия определенной последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в виде двух или более различных последовательностей. Данные способы могут применяться, например, для различения последовательности дикого типа и мутантной последовательности и для различения различных полиморфных последовательностей. Данные способы являются особенно полезными для детектирования вариантов последовательностей, возникающих вследствие микросателлитной нестабильности, за счет детектирования присутствия вариантов последовательностей, имеющих длину, отличающуюся от длины последовательности дикого типа или контрольной последовательности. Таким образом, данные способы могут полезным образом использоваться для детектирования последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей повторы, в особенности микросателлиты.The invention relates to methods for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence. Thus, these methods are particularly useful in detecting the presence of a particular sequence in a target nucleic acid sequence as two or more different sequences. These methods can be used, for example, to distinguish between wild-type and mutant sequences and to distinguish between different polymorphic sequences. These methods are particularly useful for detecting sequence variants resulting from microsatellite instability by detecting the presence of sequence variants having a length different from the length of the wild-type or control sequence. Thus, these methods can be usefully used to detect a target nucleic acid sequence including repeats, especially microsatellites.
Здесь предусмотрен способ детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), предпочтительно включающей повторы, при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный способ включает следующие этапы:Provided herein is a method for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence consisting of two strands and comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), preferably including repeats, wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, this method includes the following steps:
a) Получение первого образца, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают указанный вариант последовательности;a) Obtaining a first sample comprising nucleic acids believed to include the specified sequence variant;
b) Получение второго образца, включающего нуклеиновые кислоты, включающие указанную контрольную последовательность, при этом второй образец представляет собой контрольный образец;b) Obtaining a second sample comprising nucleic acids comprising said control sequence, wherein the second sample is a control sample;
c) Получение репортерного олигонуклеотида;c) Preparation of a reporter oligonucleotide;
d) Получение набора праймеров, состоящего из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты, включающую NOI;d) Providing a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set together are capable of amplifying a target nucleic acid sequence including an NOI;
e) Амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного первого образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение первого ампликона, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают вариант последовательности; и амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного второго образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение второго ампликона, включающего контрольную последовательность, при этом второй ампликон представляет собой контрольный ампликон;e) Amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said first sample, said first primer and said second primer, thereby producing a first amplicon comprising nucleic acids believed to comprise the sequence variant; and amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said second sample, said first primer and said second primer, thereby providing a second amplicon including a control sequence, wherein the second amplicon is a control amplicon;
f) Осуществление анализа плавления, такого как высокочувствительный анализ кривых плавления (HRM), первого ампликона, тем самым обеспечивая получение первого профиля, характеризуемого первой кривой плавления, и осуществление анализа плавления, такого как HRM анализ, второго ампликона, тем самым обеспечивая получение второго профиля, характеризуемого второй кривой плавления, при этом второй профиль представляет собой контрольный профиль, характеризуемый контрольной кривой плавления; при этом каждый ампликон включает первую цепь и вторую цепь, при этом анализ плавления включает гибридизирование репортерного олигонуклеотида с одной цепью каждого ампликона, детектирование сигнала, испускаемого флуорофором, и получение первой и второй кривой плавления;f) Performing a melting analysis, such as high sensitivity melting curve analysis (HRM), on the first amplicon, thereby obtaining a first profile characterized by the first melting curve, and performing a melting analysis, such as HRM analysis, on the second amplicon, thereby obtaining a second profile characterized by a second melting curve, wherein the second profile is a control profile characterized by a control melting curve; wherein each amplicon includes a first strand and a second strand, wherein the melting assay includes hybridizing a reporter oligonucleotide to one strand of each amplicon, detecting a signal emitted by a fluorophore, and obtaining a first and second melting curve;
при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, предпочтительно от 15 до 50 нуклеотидов, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов,wherein the reporter oligonucleotide is a sequence of 10 to 50, preferably 15 to 50 nucleotides in length, into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted,
при этом репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации М,wherein the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end end, and wherein the reporter oligonucleotide includes the hybridization sequence M,
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты,wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence,
и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает или состоит из повторяющейся последовательности и, по меньшей мере, одной хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его 3'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторы и может гибридизироваться с первым и вторым ампликоном, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними; иand wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide includes or consists of a repeat sequence and at least one helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize with the first and second amplicons when the hybridization sequence hybridizes with them; And
g) Сравнение первого профиля с контрольным профилем, при этом различие между первым профилем и контрольным профилем указывает на то, что первый образец содержит вариант последовательности.g) Comparing the first profile with a control profile, with the difference between the first profile and the control profile indicating that the first sample contains a sequence variant.
Здесь предусмотрен способ детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный способ включает следующие этапы:Provided herein is a method for detecting the presence of a sequence variant in a two-strand nucleic acid target sequence comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, wherein said method includes the following steps:
a) Получение первого образца, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают указанный вариант последовательности;a) Obtaining a first sample comprising nucleic acids believed to include the specified sequence variant;
b) Получение второго образца, включающего нуклеиновые кислоты, включающие указанную контрольную последовательность, при этом второй образец представляет собой контрольный образец;b) Obtaining a second sample comprising nucleic acids comprising said control sequence, wherein the second sample is a control sample;
c) Получение репортерного олигонуклеотида;c) Preparation of a reporter oligonucleotide;
d) Получение набора праймеров, состоящего из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты;d) Providing a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid sequence;
e) Амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного первого образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение первого ампликона, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают вариант последовательности; и амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного второго образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение второго ампликона, включающего контрольную последовательность, при этом второй ампликон представляет собой контрольный ампликон;e) Amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said first sample, said first primer and said second primer, thereby producing a first amplicon comprising nucleic acids believed to comprise the sequence variant; and amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said second sample, said first primer and said second primer, thereby providing a second amplicon including a control sequence, wherein the second amplicon is a control amplicon;
f) Осуществление высокочувствительного анализа кривых плавления (HRM) первого ампликона, тем самым обеспечивая получение первого HRM профиля, характеризуемого первой кривой плавления, и осуществление HRM анализа второго ампликона, тем самым обеспечивая получение второго HRM профиля, характеризуемого второй кривой плавления, при этом второй HRM профиль представляет собой контрольный профиль, характеризуемый контрольной кривой плавления; при этом каждый ампликон включает первую цепь и вторую цепь, при этом HRM анализ включает гибридизирование репортерного олигонуклеотида с одной цепью каждого ампликона, детектирование сигнала, испускаемого флуорофором, и получение первой и второй кривой плавления;f) Performing a high-sensitivity melting curve analysis (HRM) of the first amplicon, thereby obtaining a first HRM profile characterized by a first melting curve, and performing an HRM analysis of a second amplicon, thereby obtaining a second HRM profile characterized by a second melting curve, wherein the second HRM the profile is a control profile characterized by a control melting curve; wherein each amplicon includes a first strand and a second strand, wherein the HRM analysis includes hybridizing a reporter oligonucleotide to one strand of each amplicon, detecting a signal emitted by a fluorophore, and obtaining a first and second melting curve;
при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов,wherein the reporter oligonucleotide is a sequence from 10 to 50 in length, into which from 2 to 10 hydrophobic nucleotides were inserted,
при этом репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н,wherein the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end end, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H,
при этомwherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуруin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure
X-Y-QX-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; иwherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; And
g) Сравнение первого HRM профиля с контрольным HRM профилем, при этом разница между первым HRM профилем и контрольным HRM профилем указывает на то, что первый образец содержит вариант последовательности.g) Comparing the first HRM profile with a control HRM profile, with the difference between the first HRM profile and the control HRM profile indicating that the first sample contains a sequence variant.
Соответственно, при присутствии двух или более различных последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты данные способы могут использоваться для различения, по меньшей мере, двух различных последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты, то есть последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей вариант последовательности, и последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, не включающей вариант последовательности. Последняя также может обозначаться как "контрольная последовательность". Способы необязательно могут применяться для различения также последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты, включающих другие варианты последовательностей. Общий принцип способа показан в виде примера на Фиг. 1. Кратко, разность между первым и вторым профилем, в частности разность между анализируемым профилем плавления и контрольным профилем плавления, указывает на то, что протестированный образец (первый образец) содержит вариант последовательности; очевидно, что в рамках данного описания разность предпочтительно обозначает значительную разность.Accordingly, in the presence of two or more different target nucleic acid sequences, these methods can be used to distinguish between at least two different target nucleic acid sequences, that is, a target nucleic acid sequence including a sequence variant and a target nucleic acid sequence , which does not include a sequence variant. The latter may also be referred to as a "control sequence". The methods may optionally be used to distinguish target nucleic acid sequences, including other sequence variants. The general principle of the method is shown as an example in Fig. 1. Briefly, the difference between the first and second profile, in particular the difference between the analyzed melting profile and the control melting profile, indicates that the tested sample (first sample) contains a sequence variant; It will be appreciated that, as used herein, a difference preferably means a significant difference.
В рамках вариантов осуществления изобретения при использовании данных способов для различения последовательности дикого типа и мутантной последовательности мутантная последовательность может представлять собой контрольную последовательность. Однако зачастую последовательность дикого типа будет представлять собой контрольную последовательность. Способы по изобретению также могут применяться для различения последовательности дикого типа и нескольких различных мутантных последовательностей, при этом в таком случае последовательность дикого типа обычно будет представлять собой контрольную последовательность, а несколько различных мутантных последовательностей будут представлять собой варианты последовательностей. В некоторых вариантах осуществления способов контрольная последовательность представляет собой микросателлитную последовательность. Вариант последовательности в этом случае может представлять собой микросателлитную последовательность, состоящую из ряда тандемных повторов с количеством тандемных повторов, отличным от количества тандемных повтором контрольной последовательности. Например, вариант последовательности может являться результатом микросателлитной нестабильности - в этих случаях вариант последовательности может представлять собой множество вариантов последовательностей, имеющих различное количество тандемных повторов. С другой стороны, в этом случае контрольная последовательность будет иметь неизменное количество тандемных повторов.In embodiments of the invention, when using these methods to distinguish between a wild-type sequence and a mutant sequence, the mutant sequence may be a control sequence. However, often the wild-type sequence will be a control sequence. The methods of the invention can also be used to distinguish between a wild-type sequence and several different mutant sequences, in which case the wild-type sequence will typically be a control sequence and the several different mutant sequences will be variant sequences. In some embodiments of the methods, the control sequence is a microsatellite sequence. The sequence variant in this case may be a microsatellite sequence consisting of a number of tandem repeats with a different number of tandem repeats than the number of tandem repeats of the reference sequence. For example, a sequence variant may be the result of microsatellite instability—in these cases, the sequence variant may be a plurality of sequence variants having varying numbers of tandem repeats. On the other hand, in this case the control sequence will have a constant number of tandem repeats.
В некоторых вариантах осуществления вариант последовательности может представлять собой мутацию, что свидетельствует о свеянном с заболеванием состоянии, или может обеспечивать предсказание эффективности определенного вида лечения.In some embodiments, a sequence variant may represent a mutation that is indicative of a disease-associated condition, or may provide a prediction of the effectiveness of a particular treatment.
Представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), вариант последовательности и контрольная последовательность Вариант последовательности может представлять собой любую последовательность, которая отличается от другой последовательности, в частности контрольной последовательности. Зачастую вариант последовательности представляет собой мутантную последовательность, например последовательность, которая отличается от последовательности дикого типа, например вследствие присутствия мутаций, вызывающих замещение одного нуклеотида другим, и/или вследствие вставки и/или делеции нуклеотидов по сравнению с контрольной последовательностью. Однако вариант последовательности также может представлять собой полиморфную последовательность или любую другую последовательность, которая отличается от контрольной последовательности. Предпочтительно, вариант последовательности представляет собой вариант микросателлита, имеющий длину, отличную от нормальной длины микросателлита. Настоящие способы действительно являются особенно полезными в плане детектирования микросателлитной нестабильности. Они могут применяться для детектирования нестабильности коротких микросателлитов (длиной менее 15 нуклеотидов), а также более длинных микросателлитов (длиной более 15 нуклеотидов). У субъекта с микросателлитной нестабильностью более длинные микросателлиты будут подвергаться мутированию быстрее более коротких микросателлитов - поэтому может являться полезным применять нуклеиновую кислоту-мишень, которая представляет собой более длинный микросателлит, имеющий длину 15 нуклеотидов или более.Nucleotide(s) of Interest (NOI), Sequence Variant, and Reference Sequence A sequence variant can be any sequence that is different from another sequence, in particular a reference sequence. Often, a sequence variant is a mutant sequence, for example a sequence that differs from the wild type sequence, for example due to the presence of mutations causing the substitution of one nucleotide for another, and/or due to the insertion and/or deletion of nucleotides compared to the reference sequence. However, a sequence variant may also be a polymorphic sequence or any other sequence that differs from the reference sequence. Preferably, the sequence variant is a microsatellite variant having a length different from the normal microsatellite length. The present methods are indeed particularly useful in detecting microsatellite instability. They can be used to detect instability of short microsatellites (less than 15 nucleotides in length) as well as longer microsatellites (more than 15 nucleotides in length). In a subject with microsatellite instability, longer microsatellites will mutate faster than shorter microsatellites—therefore, it may be beneficial to use a target nucleic acid that is a longer microsatellite that is 15 nucleotides or more in length.
Вариант последовательности может состоять, по меньшей мере, из одного, например 1, например 2, например 3, например 4, например 5, например 6, например 7, например 8, например 9, например 10, например от 10 до 20, например от 20 до 50, например более чем 50 нуклеотидов. Предпочтительно, вариант последовательности состоит из 10 нуклеотидов или более, например 15 нуклеотидов или более. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления вариант последовательности состоит из 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19,20 нуклеотидов или более, например 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов или более. Например, вариант последовательности состоит из 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нуклеотидов или более.The sequence variant may consist of at least one, for example 1, for example 2, for example 3, for example 4, for example 5, for example 6, for example 7, for example 8, for example 9, for example 10, for example 10 to 20, for example from 20 to 50, for example more than 50 nucleotides. Preferably, the sequence variant consists of 10 nucleotides or more, such as 15 nucleotides or more. Thus, in some embodiments, the sequence variant consists of 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20 nucleotides or more, such as 25, 30, 35, 40, 45, or 50 nucleotides or more. For example, a sequence variant consists of 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, or 30 nucleotides or more.
В некоторых вариантах осуществления изобретения вариант последовательности основан на мутации одного нуклеотида или полиморфизме одного нуклеотида (SNP).In some embodiments, the sequence variant is based on a single nucleotide mutation or single nucleotide polymorphism (SNP).
Вариант последовательности может быть основан на изменении одного или нескольких нуклеотидов на один или несколько других нуклеотидов по сравнению с контрольной последовательностью-мишенью. Более того, термин "вариант последовательности" может обозначать делецию или вставку нуклеотидов в рамках нуклеиновой кислоты, например делецию или вставку нуклеотидов по сравнению с контрольной последовательностью-мишенью.A sequence variant may be based on a change of one or more nucleotides by one or more different nucleotides compared to the reference target sequence. Moreover, the term “sequence variant” can refer to a deletion or insertion of nucleotides within a nucleic acid, such as a deletion or insertion of nucleotides relative to a reference target sequence.
Последовательность-мишень нуклеиновой кислоты может включать сайт полиморфизма (см. более подробно ниже) и, таким образом, контрольная последовательность-мишень может включать один полиморфизм, в то время как "вариант последовательности" может соответствовать другому полиморфизму.The target nucleic acid sequence may include a polymorphism site (see more detail below) and thus the control target sequence may include one polymorphism, while the “sequence variant” may correspond to another polymorphism.
В одном варианте осуществления контрольная последовательность-мишень представляет собой последовательность дикого типа, то есть наиболее часто встречающуюся в природе последовательность, в то время как вариант последовательности включает одну или несколько мутаций, вставок или делеций по сравнению с указанной последовательностью дикого типа. Соответственно, вариант последовательности в соответствии с настоящим изобретением может в рамках одного варианта осуществления быть основан на полиморфизме, например полиморфизме одного нуклеотида (SNP). Например, полиморфизм может указывать на определенный ДНК профиль. Известность определенного ДНК профиля может быть использована, например, для идентификации субъекта. Например, определенный ДНК профиль может быть использован для идентификации преступника или потенциального преступника или для идентификации трупа или части трупа. Более того, определенный ДНК профиль может быть использован для определения родства между субъектами, например родства типа родитель-ребенок или более дальних видов родства. Родство также может представлять собой родство между разными видами или разными популяциями определенного вида.In one embodiment, the target control sequence is a wild-type sequence, that is, the most commonly occurring sequence in nature, while the sequence variant includes one or more mutations, insertions or deletions compared to the wild-type sequence. Accordingly, a sequence variant according to the present invention may, in one embodiment, be based on a polymorphism, such as a single nucleotide polymorphism (SNP). For example, a polymorphism may indicate a specific DNA profile. Knowing a particular DNA profile can be used, for example, to identify a subject. For example, a specific DNA profile can be used to identify a criminal or potential criminal or to identify a corpse or part of a corpse. Moreover, a specific DNA profile can be used to determine relatedness between subjects, such as parent-child or more distant relationships. Kinship can also be the relationship between different species or different populations of a particular species.
В некоторых вариантах осуществления контрольная последовательность представляет собой или включает микросателлит, имеющий определенное количество повторов. Затем вариант последовательности может представлять собой один из вариантов последовательностей, имеющий количество повторов, отличное от количества, наблюдаемого в контрольной или относящейся к дикому типу последовательности.In some embodiments, the control sequence is or includes a microsatellite having a certain number of repeats. The sequence variant may then be one of the sequence variants having a different number of repeats than that observed in the control or wild type sequence.
В одном варианте осуществления вариант последовательности может указывать на клиническое состояние или мутация может указывать на повышенный риск клинического состояния. В частности, вариант последовательности может представлять собой микросателлит, а клиническое состояние может быть ассоциировано с микросателлитной нестабильностью.In one embodiment, a sequence variant may indicate a clinical condition, or a mutation may indicate an increased risk of a clinical condition. In particular, the sequence variant may represent a microsatellite, and the clinical condition may be associated with microsatellite instability.
Указанное клиническое состояние может быть выбрано, например, из группы, состоящей из неопластических заболеваний, нейродегенеративных заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, и метаболических расстройств, включая диабет.Said clinical condition may be selected, for example, from the group consisting of neoplastic diseases, neurodegenerative diseases, cardiovascular diseases, and metabolic disorders, including diabetes.
Более того, вариант последовательности может свидетельствовать об определенном ответе на лечение предварительно определенным лекарством. Например, присутствие варианта последовательности может указывать на то, будет ли субъект отвечать положительно на лечение указанным лекарством или на способность/неспособность субъекта переносить лечение определенным лекарством. Например, детектирование MSI может быть использовано в процессе принятия решения для назначения использования ингибиторов контрольных точек, таких как, например, Keytruda® (пембролизумаб, Merck & Со. Inc.) или Opdivo (ниволумаб, Bristol-Myers Squibb).Moreover, a sequence variant may indicate a particular response to treatment with a predetermined drug. For example, the presence of a sequence variant may indicate whether a subject will respond favorably to treatment with a specified drug or the ability/inability of a subject to tolerate treatment with a specific drug. For example, detection of MSI can be used in the decision-making process to prescribe the use of checkpoint inhibitors, such as, for example, Keytruda® (pembrolizumab, Merck & Co. Inc.) or Opdivo (nivolumab, Bristol-Myers Squibb).
Вариант последовательности может располагаться в определенном гене, сегменте гена, микросателлите, или любой другой ДНК-последовательности. Более того, вариант последовательности может быть расположен в иРНК, микроРНК, или любой другой РНК-последовательности. Описанные здесь способы обеспечивают возможность детектирования определенных ДНК, которые могут быть эукариотического, прокариотического, архейного, или вирусного происхождения. Например, изобретение может облегчать диагностирование и/или генотипирование различных инфекционных заболеваний за счет анализа определенных последовательностей, в отношении которых известно, что они ассоциированы с определенным микроорганизмом.The sequence variant may be located in a specific gene, gene segment, microsatellite, or any other DNA sequence. Moreover, the sequence variant may be located in an mRNA, microRNA, or any other RNA sequence. The methods described herein provide the ability to detect certain DNA, which may be of eukaryotic, prokaryotic, archaeal, or viral origin. For example, the invention may facilitate diagnosis and/or genotyping of various infectious diseases by analyzing specific sequences known to be associated with a particular microorganism.
Последовательность-мишень нуклеиновой кислотыNucleic acid target sequence
Настоящие способы предназначены для детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI). В то время как последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из двух цепей и, как правило, представляет собой ДНК, является очевидным, что настоящие способы могут быть легко адаптированы для детектирования присутствия варианта последовательности в нуклеиновой кислоте-мишени путем амплификации одной цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты - например если амплификация представляет собой амплификацию РНК. Таким образом, настоящие способы также могут применяться для детектирования варианта последовательности в РНК-мишени, который возникает, например, вследствие транскрипции последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей.The present methods are designed to detect the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence consisting of two strands and including the nucleotide(s) of interest (NOI). While the target nucleic acid sequence consists of two strands and is typically DNA, it is apparent that the present methods can be readily adapted to detect the presence of a sequence variant in the target nucleic acid by amplifying one strand of the target nucleic acid sequence acids - for example if the amplification is RNA amplification. Thus, the present methods can also be used to detect a sequence variant in a target RNA that arises, for example, from transcription of a double-stranded target nucleic acid sequence.
Таким образом, нуклеиновая кислота-мишень представляет собой представляющую интерес последовательность, в отношении которой предполагается, что она включает вариант последовательности. Другими словами, она зачастую соответствует определенному локусу.Thus, a target nucleic acid is a sequence of interest that is believed to include a sequence variant. In other words, it often corresponds to a specific locus.
Последовательность-мишень нуклеиновой кислоты может состоять, по меньшей мере, из одного, например 1, например 2, например 3, например 4, например 5, например 6, например 7, например 8, например 9, например 10, например от 10 до 20, например от 20 до 50, например более чем 50 нуклеотидов. Предпочтительно, последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из 15 нуклеотидов или более. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20 нуклеотидов или более, например 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов или более. Например, последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нуклеотидов или более. Поскольку настоящие способы являются особенно полезными в плане детектирования вариантов последовательностей микросателлитов, особенно микросателлитов, имеющих длину 15 нуклеотидов или более, при этом последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой контрольную последовательность, ее длина предпочтительно составляет 15 нуклеотидов или более.The target nucleic acid sequence may consist of at least one, for example 1, for example 2, for example 3, for example 4, for example 5, for example 6, for example 7, for example 8, for example 9, for example 10, for example 10 to 20 , for example from 20 to 50, for example more than 50 nucleotides. Preferably, the target nucleic acid sequence consists of 15 nucleotides or more. Thus, in some embodiments, the target nucleic acid sequence consists of 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20 nucleotides or more, such as 25, 30, 35, 40, 45, or 50 nucleotides or more . For example, the target nucleic acid sequence consists of 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, or 30 nucleotides or more. Because the present methods are particularly useful for detecting microsatellite sequence variants, especially microsatellites having a length of 15 nucleotides or more, wherein the target nucleic acid sequence is a control sequence, its length is preferably 15 nucleotides or more.
В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота-мишень представляет собой микросателлит, включающий ряд тандемных повторов. Для контрольной последовательности количество тандемных повторов равно М, при этом М представляет собой целое число. Для контрольной последовательности полная длина составляет n нуклеотидов. Вариант последовательности имеет М' тандемный повторов и полную длину n' нуклеотидов. М и М' представляют собой различающиеся целые числа, n и n' представляют собой различающиеся целые числа. Однако является возможным, что некоторые из вариантов последовательностей имеют М тандемных повторов и полную длину n нуклеотидов, однако в данном случае некоторые или большинство вариантов последовательностей все равно будут иметь различающееся количество повторов и различающуюся полную длину по сравнению с контрольной длиной, что будет обеспечивать способность настоящих способов детектировать присутствие вариантов последовательностей, которые отличаются от контрольной последовательности.In some embodiments, the target nucleic acid is a microsatellite comprising a series of tandem repeats. For the reference sequence, the number of tandem repeats is M, with M being an integer. For the control sequence, the total length is n nucleotides. The sequence variant has M' tandem repeats and a total length of n' nucleotides. M and M' are distinct integers, n and n' are distinct integers. However, it is possible that some of the sequence variants have M tandem repeats and a total length of n nucleotides, but in this case, some or most of the sequence variants will still have a different number of repeats and a different total length compared to the reference length, which will provide the ability of the present methods for detecting the presence of sequence variants that differ from a reference sequence.
В некоторых вариантах осуществления n и/или n' представляет собой 1, например 1, например 2, например 3, например 4, например 5, например 6, например 7, например 8, например 9, например 10, например от 10 до 20, например от 20 до 50, например более чем 50 нуклеотидов. Предпочтительно n и/или n' представляет собой 15 нуклеотидов или более; в некоторых вариантах осуществления n представляет собой, по меньшей мере, 15 нуклеотидов или более. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления n и/или n' состоит из 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20 нуклеотидов или более, например 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов или более. Например, п и/или п' состоит из 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нуклеотидов или более. Предпочтительно, п состоит из, по меньшей мере, 15, 16, 17, 18, 19, 20 нуклеотидов или более, например 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нуклеотидов или более, например 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов или более. В некоторых вариантах осуществления n' представляет собой 1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,21,22,23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нуклеотидов или более, например 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов или более.In some embodiments, n and/or n' is 1, such as 1, such as 2, such as 3, such as 4, such as 5, such as 6, such as 7, such as 8, such as 9, such as 10, such as 10 to 20, for example from 20 to 50, for example more than 50 nucleotides. Preferably n and/or n' is 15 nucleotides or more; in some embodiments, n is at least 15 nucleotides or more. Thus, in some embodiments, n and/or n' consists of 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20 nucleotides or more, such as 25, 30, 35, 40, 45 or 50 nucleotides or more. For example, p and/or p' consists of 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or 30 nucleotides or more. Preferably, n consists of at least 15, 16, 17, 18, 19, 20 nucleotides or more, for example 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or 30 nucleotides or more , for example 25, 30, 35, 40, 45 or 50 nucleotides or more. In some embodiments, n' is 1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,21, 22,23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or 30 nucleotides or more, such as 25, 30, 35, 40, 45 or 50 nucleotides or more.
Настоящие способы могут применяться для детектирования варианта последовательности, который может свидетельствовать об определенном расстройстве. Например, расстройство может быть ассоциировано с микросателлитной нестабильностью.The present methods can be used to detect a sequence variant that may be indicative of a particular disorder. For example, the disorder may be associated with microsatellite instability.
Зачастую является полезным проанализировать образец на предмет присутствия нескольких различных вариантов последовательностей. Соответственно, настоящие способы могут быть адаптированы, так что несколько вариантов последовательностей будут детектироваться одновременно. Иногда является достаточным определить присутствие лишь, по меньшей мере, одного из нескольких вариантов последовательностей.It is often useful to analyze a sample for the presence of several different sequence variants. Accordingly, the present methods can be adapted so that multiple sequence variants are detected simultaneously. Sometimes it is sufficient to determine the presence of only at least one of several sequence variants.
В некоторых вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты, включающих один или несколько из ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22, NR24 и MON027, которые представляют собой микросателлитные маркеры, включающие мононуклеотидные повторы. Способы обеспечивают возможность детектирования вариантов последовательностей, имеющих количество повторов, отличное от количества данных последовательностей - мишеней нуклеиновой кислоты контрольной последовательности, и, таким образом, различную полную длину.In some embodiments, the target nucleic acid sequence is a plurality of target nucleic acid sequences including one or more of BAT25, BAT26, NR21, NR22, NR24, and MON027, which are microsatellite markers comprising mononucleotide repeats. The methods provide the ability to detect sequence variants having a different number of repeats than the number of data target nucleic acid sequences of the control sequence, and thus different overall lengths.
Контрольная или относящаяся к дикому типу последовательность ВАТ25 соответствует указанной в SEQ ID NO: 1. Мононуклеотидные повторы ВАТ25 соответствуют положениям от 147 до 171 SEQ ID NO: 1. Таким образом, контрольная последовательность имеет М мононуклеотидных повторов, при этом М=25.The control or wild-type sequence of BAT25 corresponds to that specified in SEQ ID NO: 1. The mononucleotide repeats of BAT25 correspond to positions 147 to 171 of SEQ ID NO: 1. Thus, the control sequence has M mononucleotide repeats, with M=25.
Контрольная или относящаяся к дикому типу последовательность ВАТ26 соответствует указанной в SEQ ID NO: 2. Мононуклеотидные повторы ВАТ26 соответствуют положениям от 222 до 248 SEQ ID NO: 2. Таким образом, контрольная последовательность имеет М мононуклеотидных повторов, при этом М=27.The control or wild-type sequence of BAT26 corresponds to that specified in SEQ ID NO: 2. The mononucleotide repeats of BAT26 correspond to positions 222 to 248 of SEQ ID NO: 2. Thus, the control sequence has M mononucleotide repeats, with M=27.
Контрольная или относящаяся к дикому типу последовательность NR21 соответствует указанной в SEQ ID NO: 3. Мононуклеотидные повторы NR21 соответствуют положениям от 189 до 209 SEQ ID NO: 3. Таким образом, контрольная последовательность имеет М мононуклеотидных повторов, при этом М=21.The control or wild-type sequence of NR21 corresponds to that specified in SEQ ID NO: 3. The mononucleotide repeats of NR21 correspond to positions 189 to 209 of SEQ ID NO: 3. Thus, the control sequence has M mononucleotide repeats, with M=21.
Контрольная или относящаяся к дикому типу последовательность NR22 соответствует указанной в SEQ ID NO: 4. Мононуклеотидные повторы NR22 соответствуют положениям от 152 до 172 SEQ ID NO: 4. Таким образом, контрольная последовательность имеет М мононуклеотидных повторов, при этом М=21.The control or wild-type sequence of NR22 corresponds to that specified in SEQ ID NO: 4. The mononucleotide repeats of NR22 correspond to positions 152 to 172 of SEQ ID NO: 4. Thus, the control sequence has M mononucleotide repeats, with M=21.
Контрольная или относящаяся к дикому типу последовательность NR24 соответствует указанной в SEQ ID NO: 5. Мононуклеотидные повторы NR24 соответствуют положениям от 165 до 187 SEQ ID NO: 5. Таким образом, контрольная последовательность имеет М мононуклеотидных повторов, при этом М=23.The control or wild-type sequence of NR24 corresponds to that specified in SEQ ID NO: 5. The mononucleotide repeats of NR24 correspond to positions 165 to 187 of SEQ ID NO: 5. Thus, the control sequence has M mononucleotide repeats, with M=23.
Контрольная или относящаяся к дикому типу последовательность MON027 соответствует указанной в SEQ ID NO: 6. Мононуклеотидные повторы MON027 соответствуют положениям от 300 до 327 SEQ ID NO: 6. Таким образом, контрольная последовательность имеет М мононуклеотидных повторов, при этом М=28.The control or wild-type sequence of MON027 corresponds to that specified in SEQ ID NO: 6. The mononucleotide repeats of MON027 correspond to positions 300 to 327 of SEQ ID NO: 6. Thus, the control sequence has M mononucleotide repeats, with M=28.
В некоторых вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ25, как указано в SEQ ID NO: 1, a NOI соответствует последовательности, определенной положениями от 147 до 171 SEQ ID NO: 1. В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ26, как указано в SEQ ID NO: 2, а NOI соответствует последовательности, определенной положениями от 222 до 248 SEQ ID NO: 2. В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляют собой NR21, как указано в SEQ ID NO: 3, a NOI соответствует последовательности, определенной положениями от 189 до 209 SEQ ID NO: 3. В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляют собой NR22, как указано в SEQ ID NO: 4, a NOI соответствует последовательности, определенной положениями от 152 до 172 SEQ ID NO: 4. В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляют собой NR24, как указано в SEQ ID NO: 5, a NOI соответствует последовательности, определенной положениями от 165 до 187 SEQ ID NO: 5. В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляют собой MON027, как указано в SEQ ID NO: 6, a NOI соответствует последовательности, определенной положениями от 300 до 327 SEQ ID NO: 6.In some embodiments, the target nucleic acid sequence is BAT25, as defined in SEQ ID NO: 1, and the NOI corresponds to the sequence defined by positions 147 to 171 of SEQ ID NO: 1. In other embodiments, the target nucleic acid sequence is BAT26, as defined in SEQ ID NO: 2, and the NOI corresponds to the sequence defined by positions 222 to 248 of SEQ ID NO: 2. In other embodiments, the target nucleic acid sequence is NR21, as defined in SEQ ID NO: 3, a NOI corresponds to the sequence defined by positions 189 to 209 of SEQ ID NO: 3. In other embodiments, the target nucleic acid sequence is NR22, as defined in SEQ ID NO: 4, and the NOI corresponds to the sequence defined by positions 152 to 172 SEQ ID NO: 4. In other embodiments, the target nucleic acid sequence is NR24, as defined in SEQ ID NO: 5, and the NOI corresponds to the sequence defined by positions 165 to 187 of SEQ ID NO: 5. In other embodiments, the sequence The target nucleic acid is MON027 as defined in SEQ ID NO: 6, and the NOI corresponds to the sequence defined by positions 300 to 327 of SEQ ID NO: 6.
В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой две последовательности-мишени нуклеиновой кислоты. Например, две последовательности-мишени нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ25 и ВАТ26; ВАТ25 и NR21; ВАТ25 и NR22; ВАТ25 и NR24; ВАТ25 и MON027; ВАТ26 и NR21; ВАТ26 и NR22; ВАТ26 и NR24; ВАТ26 и MON027; NR21 и NR22; NR21 и NR24; NR21 и MON027; NR22 и NR24; NR22 и MON027; NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше.In other embodiments, the target nucleic acid sequence is two target nucleic acid sequences. For example, two target nucleic acid sequences are BAT25 and BAT26; BAT25 and NR21; BAT25 and NR22; BAT25 and NR24; BAT25 and MON027; BAT26 and NR21; BAT26 and NR22; BAT26 and NR24; BAT26 and MON027; NR21 and NR22; NR21 and NR24; NR21 and MON027; NR22 and NR24; NR22 and MON027; NR24 and MON027, where NOIs are defined as described above.
В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой три последовательности-мишени нуклеиновой кислоты. Например, три последовательности-мишени нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ25, ВАТ26 и NR21; ВАТ25, ВАТ26 и NR22; ВАТ25, ВАТ26 и NR24; ВАТ25, ВАТ26 и MON027; ВАТ25, NR21 и NR22; ВАТ25, NR21 и NR24; ВАТ25, NR21 и MON027; ВАТ25, NR22 и NR24; ВАТ25, NR22 и MON027; ВАТ25, NR24 и MON027; ВАТ26, NR21 и NR22; ВАТ26, NR21 и NR24; ВАТ26, NR21 и MON027; ВАТ26, NR22 и NR24; ВАТ26, NR22 и MON027; ВАТ26, NR24 и MON027; NR21, NR22 и NR24; NR21, NR22 и MON027; NR21, NR24 и MON027; NR22, NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше.In other embodiments, the target nucleic acid sequence is three target nucleic acid sequences. For example, three target nucleic acid sequences are BAT25, BAT26 and NR21; BAT25, BAT26 and NR22; BAT25, BAT26 and NR24; VAT25, VAT26 and MON027; BAT25, NR21 and NR22; BAT25, NR21 and NR24; BAT25, NR21 and MON027; BAT25, NR22 and NR24; BAT25, NR22 and MON027; BAT25, NR24 and MON027; BAT26, NR21 and NR22; BAT26, NR21 and NR24; BAT26, NR21 and MON027; BAT26, NR22 and NR24; BAT26, NR22 and MON027; BAT26, NR24 and MON027; NR21, NR22 and NR24; NR21, NR22 and MON027; NR21, NR24 and MON027; NR22, NR24 and MON027, where NOIs are defined as described above.
В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой четыре последовательности-мишени нуклеиновой кислоты. Например, четыре последовательности-мишени нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ25, ВАТ26, NR21 и NR22; ВАТ25, ВАТ26, NR21 и NR24; ВАТ25, ВАТ26, NR21 и MON027; ВАТ25, ВАТ26, NR22 и NR24; ВАТ25, ВАТ26, NR22 и MON027; ВАТ26, NR21, NR22 и NR24; ВАТ26, NR21, NR22 и MON027; ВАТ26, NR21, NR24 и MON027; NR21, NR22, NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше.In other embodiments, the target nucleic acid sequence is four target nucleic acid sequences. For example, the four target nucleic acid sequences are BAT25, BAT26, NR21 and NR22; BAT25, BAT26, NR21 and NR24; VAT25, VAT26, NR21 and MON027; BAT25, BAT26, NR22 and NR24; VAT25, VAT26, NR22 and MON027; BAT26, NR21, NR22 and NR24; BAT26, NR21, NR22 and MON027; BAT26, NR21, NR24 and MON027; NR21, NR22, NR24 and MON027, where NOIs are defined as described above.
В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой пять последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты. Например, пять последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22 и NR24; ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22 и MON027; ВАТ25, ВАТ26, NR22, NR24 и MON027; ВАТ26, NR21, NR22, NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше.In other embodiments, the target nucleic acid sequence is five target nucleic acid sequences. For example, the five target nucleic acid sequences are BAT25, BAT26, NR21, NR22 and NR24; VAT25, VAT26, NR21, NR22 and MON027; VAT25, VAT26, NR22, NR24 and MON027; BAT26, NR21, NR22, NR24 and MON027, where NOIs are defined as described above.
В других вариантах осуществления последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой шесть последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты. Например, шесть последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты представляют собой ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22, NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше.In other embodiments, the target nucleic acid sequence is six target nucleic acid sequences. For example, the six target nucleic acid sequences are BAT25, BAT26, NR21, NR22, NR24 and MON027, where the NOIs are defined as described above.
В предпочтительных вариантах осуществления нуклеиновая кислота-мишень представляет собой пять нуклеиновых кислот-мишеней, предпочтительно ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22 и NR24; или ВАТ25, ВАТ26, NR22, NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше. В других предпочтительных вариантах осуществления нуклеиновая кислота-мишень представляет собой шесть нуклеиновых кислот-мишеней, предпочтительно ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22, NR24 и MON027, где NOI определены как описано выше.In preferred embodiments, the target nucleic acid is five target nucleic acids, preferably BAT25, BAT26, NR21, NR22 and NR24; or BAT25, BAT26, NR22, NR24 and MON027, where the NOIs are defined as described above. In other preferred embodiments, the target nucleic acid is six target nucleic acids, preferably BAT25, BAT26, NR21, NR22, NR24 and MON027, where the NOIs are defined as described above.
ОбразцыSamples
На первом этапе способа получают первый образец, который включает нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают подвергаемый детектированию вариант последовательности. На втором этапе способа получают второй образец, который включает контрольную последовательность. Таким образом, второй образец представляет собой контрольный образец, при этом данные термины будут использоваться здесь взаимозаменяемым образом.In the first step of the method, a first sample is obtained, which includes nucleic acids that are believed to include a detectable sequence variant. In the second step of the method, a second sample is obtained, which includes a control sequence. Thus, the second sample is a control sample, and these terms will be used interchangeably here.
Образец может включать клетки, включающие указанные нуклеиновые кислоты. Клетки могут представлять собой, например, прокариотические клетки или эукариотические клетки, например клетки растений или клетки млекопитающих.The sample may include cells comprising the specified nucleic acids. The cells may be, for example, prokaryotic cells or eukaryotic cells, such as plant cells or mammalian cells.
Образец может представлять собой, например синтетически подготовленный образец, который мог или не мог быть далее обработан in vitro, однако наиболее часто образец представляет собой образец, полученный от субъекта.The sample may be, for example, a synthetically prepared sample that may or may not have been further processed in vitro, but most often the sample will be a sample obtained from a subject.
В некоторых вариантах осуществления первый образец представляет собой образец, полученный от субъекта, страдающего или предположительно страдающего заболеванием или расстройством, характеризуемым присутствием варианта последовательности, а второй образец представляет собой образец, полученный от здорового субъекта. Также является возможным использовать первый образец, включающий клетки, например, подвергнутой заболеванию ткани, например клетки, предположительно содержащие вариант последовательности, являющийся характерным для заболевания, от одного субъекта, предположительно страдающего заболеванием, и второй образец, включающий клетки здоровой ткани, то есть клетки, которые не содержат вариант последовательности, от того же субъекта. Настоящие способы в рамках некоторых вариантов осуществления обеспечивают возможность использования универсального контрольного образца.In some embodiments, the first sample is a sample obtained from a subject suffering or suspected of suffering from a disease or disorder characterized by the presence of a sequence variant, and the second sample is a sample obtained from a healthy subject. It is also possible to use a first sample comprising cells, for example, of tissue affected by the disease, for example cells suspected of containing a sequence variant characteristic of the disease, from one subject suspected of having the disease, and a second sample comprising cells of healthy tissue, i.e. cells that do not contain a sequence variant from the same subject. The present methods, in some embodiments, provide the ability to use a universal control sample.
Таким образом, зачастую является желательным тестировать ДНК или РНК субъекта, например млекопитающего, например человека. В этом случае образец представляет собой образец, полученный от указанного субъекта. Таким образом, образец может, например, включать нуклеиновые кислоты, выбранные из группы, состоящей из ДНК, иРНК, микроРНК, или любой другой РНК-последовательности. Образец может быть получен из образца биологической жидкости, например образца крови, биопсии, образца волос, ногтей, или им подобных, или любого другого подходящего образца. В рамках вариантов осуществления изобретения, в которых субъект страдает раком, образец может представлять собой образец раковой опухоли, удаленной у субъекта хирургическим образом, или биопсию указанной опухоли. Однако в рамках вариантов осуществления изобретения, в которых субъект страдает раком, образец также может представлять собой образец крови, который обычно может содержать ЦОК (циркулирующие опухолевые клетки, СТС) и вкДНК (внеклеточную ДНК, cfDNA).Thus, it is often desirable to test the DNA or RNA of a subject, such as a mammal, such as a human. In this case, the sample is a sample obtained from the specified subject. Thus, the sample may, for example, include nucleic acids selected from the group consisting of DNA, mRNA, microRNA, or any other RNA sequence. The sample may be obtained from a sample of a biological fluid, such as a blood sample, a biopsy, a sample of hair, nails, or the like, or any other suitable sample. In embodiments of the invention in which the subject has cancer, the sample may be a sample of a cancer tumor surgically removed from the subject, or a biopsy of the tumor. However, within embodiments of the invention in which the subject has cancer, the sample may also be a blood sample, which typically may contain CTCs (circulating tumor cells, CTCs) and cfDNA (cell-free DNA, cfDNA).
Образец может быть обработан in vitro перед детектированием присутствия варианта последовательности. Например, образец может быть подвергнут одному или нескольким этапам очистки, которые могут обеспечивать удаление нуклеиновых кислот из образца полностью или частично. Более того, затем образец может быть подвергнут обратной транскрипции.The sample may be processed in vitro before detecting the presence of the sequence variant. For example, the sample may be subjected to one or more purification steps, which may remove all or part of the nucleic acids from the sample. Moreover, the sample can then be reverse transcribed.
Образец может включать сложную биологическую смесь нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и ненуклеиновых кислот, например интактную клетку или сырой клеточный экстракт.The sample may include a complex biological mixture of nucleic acid (RNA or DNA) and non-nucleic acids, such as an intact cell or crude cell extract.
Если ДНК-мишень является двуцепочечной или иным образом имеет вторичную и/или третичную структуру, которая может затруднять ее детектирование, она может требовать нагревания перед реализацией способов по изобретению. Также в некоторых случаях может являться желательным экстрагировать нуклеиновые кислоты из сложных биологических образцов перед осуществлением амплификации с помощью любых способов, известных в данной области.If the target DNA is double-stranded or otherwise has a secondary and/or tertiary structure that may make it difficult to detect, it may require heating before implementing the methods of the invention. Also, in some cases, it may be desirable to extract nucleic acids from complex biological samples before performing amplification using any methods known in the art.
Образец может включать широкий ряд эукариотических и прокариотических клеток, включая протопласты; или иные биологические материалы, которые могут нести дезоксирибонуклеиновые кислоты-мишени. Таким образом, данные способы могут применяться для клеток культуры ткани животных, клеток животных (например, крови, сыворотки, плазмы, ретикулоцитов, лимфоцитов, мочи, ткани костного мозга, спинномозговой жидкости или любого продукта, полученного из крови или лимфы) или любого типа биопсии ткани (например, биопсии мышц, биопсии печени, биопсии почки, биопсии мочевого пузыря, биопсии кости, биопсии хряща, биопсии кожи, биопсии поджелудочной железы, биопсии кишечного тракта, биопсии тимуса, биопсии млекопитающего, биопсия матки, биопсии яичка, биопсии глаза или биопсии мозга, гомогенизированной в лизисном буфере), клеток растений или других клеток, чувствительных к осмотическому шоку, и клеток бактерий, дрожжей, вирусов, микоплазм, простейших, риккетсий, грибов и других мелких микробных клеток и им подобных. Процедуры анализа и выделения по настоящему изобретению могут применяться, например, для детектирования представляющих интерес непатогенных или патогенных микроорганизмов. Путем детектирования присутствия варианта последовательности в биологическом образце может быть определено присутствие микроорганизмов.The sample may include a wide range of eukaryotic and prokaryotic cells, including protoplasts; or other biological materials that may carry target deoxyribonucleic acids. Thus, these methods can be applied to animal tissue culture cells, animal cells (eg, blood, serum, plasma, reticulocytes, lymphocytes, urine, bone marrow tissue, cerebrospinal fluid or any product derived from blood or lymph) or any type of biopsy tissue (eg, muscle biopsy, liver biopsy, kidney biopsy, bladder biopsy, bone biopsy, cartilage biopsy, skin biopsy, pancreatic biopsy, intestinal biopsy, thymus biopsy, mammalian biopsy, uterine biopsy, testicular biopsy, eye biopsy, or biopsy brain homogenized in lysis buffer), plant cells or other cells sensitive to osmotic shock, and cells of bacteria, yeast, viruses, mycoplasmas, protozoa, rickettsia, fungi and other small microbial cells and the like. The assay and isolation procedures of the present invention can be used, for example, to detect non-pathogenic or pathogenic microorganisms of interest. By detecting the presence of a sequence variant in a biological sample, the presence of microorganisms can be determined.
В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, первый образец получают от субъекта, страдающего или предположительно страдающего заболеванием или расстройством, которое характеризуется присутствием варианта последовательности, как подробно описано выше, в частности присутствием варианта микросателлитной последовательности или присутствием мутантной последовательности. В некоторых вариантах осуществления заболевание представляет собой рак или генетическое заболевание, например карциному поджелудочной железы, карциному желудка, рак мочевого пузыря, карциному простаты, рак легкого, карциному матки, рак груди, наследственный неполипозный рак толстой кишки. В некоторых вариантах осуществления заболевание представляет собой генетическое расстройство, такое как синдром Линча, Болезнь Хантингтона (HD), дентаторубро-паллидолюисову атрофию (DRPLA), спинобульбарную и мышечную атрофию (SBMA), миотоническую дистрофию (DM), синдром ломкой Х-хромосомы, умственную отсталость FRAXE и спиноцеребеллярную атаксию (SCA), Х-сцепленную агаммаглобулинемию (болезнь Брутона), синдром Блума (BS), краниофронтоназальный синдром (CFNS), и идиопатический фиброз легких (IPF).In some embodiments, at least the first sample is obtained from a subject suffering or suspected of suffering from a disease or disorder that is characterized by the presence of a sequence variant as detailed above, in particular the presence of a microsatellite sequence variant or the presence of a mutant sequence. In some embodiments, the disease is a cancer or genetic disease, such as pancreatic carcinoma, gastric carcinoma, bladder cancer, prostate carcinoma, lung cancer, uterine carcinoma, breast cancer, hereditary nonpolyposis colon cancer. In some embodiments, the disease is a genetic disorder such as Lynch syndrome, Huntington's disease (HD), dentatorubro-pallidoluis atrophy (DRPLA), spinobulbar and muscular atrophy (SBMA), myotonic dystrophy (DM), fragile X syndrome, mental FRAXE retardation and spinocerebellar ataxia (SCA), X-linked agammaglobulinemia (Bruton's disease), Bloom's syndrome (BS), craniofrontonasal syndrome (CFNS), and idiopathic pulmonary fibrosis (IPF).
АмплификацияAmplification
Настоящие способы требуют амплификации последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей NOI, из первого образца и второго образца. Это требует получения набора праймеров. Набор праймеров состоит из первого праймера и второго праймера, которые совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты, включающую NOI, как известно в данной области.The present methods require amplification of a target nucleic acid sequence, including NOI, from a first sample and a second sample. This requires obtaining a set of primers. The primer set consists of a first primer and a second primer, which together are capable of amplifying a target nucleic acid sequence including NOI, as is known in the art.
Набор праймеров способен обеспечивать праймирование амплификации последовательности-мишени нуклеиновой кислоты при применении в рамках, например, ПЦР, например ПЦР в реальном времени, в присутствии указанной последовательности-мишени нуклеиновой кислоты и с реагентами, как известно в данной области. Подобные реагенты хорошо известны специалисту в данной области и были описаны, например, в Sambrook J et al. 2000. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Third Edition), Cold Spring Habor Laboratory Press. Затем реакция приводит к получению ампликона. Ампликон, полученный при осуществлении амплификации в присутствии первого образца, обозначается как "первый ампликон". Ампликон, полученный при осуществлении амплификации в присутствии второго (или контрольного) образца, обозначается как "второй ампликон" или "контрольный ампликон".The primer set is capable of priming amplification of a target nucleic acid sequence when used in, for example, PCR, such as real-time PCR, in the presence of said target nucleic acid sequence and with reagents as known in the art. Such reagents are well known to one skilled in the art and have been described, for example, in Sambrook J et al. 2000. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Third Edition), Cold Spring Habor Laboratory Press. The reaction then produces an amplicon. The amplicon obtained by performing amplification in the presence of the first sample is referred to as the "first amplicon". The amplicon obtained by performing amplification in the presence of a second (or control) sample is referred to as the “second amplicon” or “control amplicon”.
Для придания набору праймеров специфичности в отношении последовательности-мишени нуклеиновой кислоты праймеры включают последовательность, которая идентична фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты. В частности, 3'-конец первого и второго праймеров может включать последовательность из, по меньшей мере, 15 нуклеотидов, которая идентична фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность или вариант последовательности, за исключением не более чем одного несовпадения.To provide a set of primers with specificity for a target nucleic acid sequence, the primers include a sequence that is identical to a portion of the target nucleic acid sequence. In particular, the 3' end of the first and second primers may include a sequence of at least 15 nucleotides that is identical to a portion of the target nucleic acid sequence including the control sequence or sequence variant, except for no more than one mismatch.
Точная длина последовательности праймеров, идентичная фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, может быть скорректировать для соответствия праймеру, имеющему температуру плавления, которая может использоваться в рамках ПЦР-амплификации. Температура плавления праймера зависит от нескольких факторов, но в особенности от содержания GC и длины. Поскольку праймеры должны быть предпочтительно идентичны фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей вариант последовательности (или последовательность, комплементарную варианту последовательности), существуют ограничения в плане определенной последовательности праймера. Соответственно, температура плавления может быть определенным образом скорректирована путем корректирования длины праймера. Специалист в данной области будет способен сконструировать праймер с подходящей температурой плавления, при этом способное быть использованным для этого программное обеспечение является публично доступным.The exact length of the primer sequence that is identical to the target nucleic acid sequence fragment can be adjusted to match a primer having a melting temperature that can be used in PCR amplification. The melting temperature of a primer depends on several factors, but particularly on GC content and length. Because primers should preferably be identical to a fragment of a target nucleic acid sequence including a sequence variant (or a sequence complementary to a sequence variant), there are limitations in terms of the specific primer sequence. Accordingly, the melting temperature can be adjusted in a certain manner by adjusting the length of the primer. One skilled in the art will be able to design a primer with a suitable melting temperature, and software capable of being used for this purpose is publicly available.
Таким образом, 3'-конец праймеров может включать последовательность из, по меньшей мере, 15 нуклеотидов, например, по меньшей мере, 20 нуклеотидов, например, по меньшей мере, 25 нуклеотидов, например в диапазоне от 15 до 50 нуклеотидов, например в диапазоне от 20 до 40 нуклеотидов, которая идентичная последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей вариант последовательности за исключением не более чем одного несовпадения.Thus, the 3' end of the primers may include a sequence of at least 15 nucleotides, for example at least 20 nucleotides, for example at least 25 nucleotides, for example in the range of 15 to 50 nucleotides, for example in the range 20 to 40 nucleotides that is identical to the target nucleic acid sequence including the sequence variant except for no more than one mismatch.
В одном варианте осуществления изобретения первый и/или второй праймер состоит из последовательности из, по меньшей мере, 15 нуклеотидов, например, по меньшей мере, 20 нуклеотидов, например, по меньшей мере, 25 нуклеотидов, например в диапазоне от 15 до 50 нуклеотидов, например в диапазоне от 20 до 40 нуклеотидов, которая идентичная последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей вариант последовательности за исключением не более чем одного несовпадения.In one embodiment of the invention, the first and/or second primer consists of a sequence of at least 15 nucleotides, for example at least 20 nucleotides, for example at least 25 nucleotides, for example in the range of 15 to 50 nucleotides, for example, in the range of 20 to 40 nucleotides, which is identical to the target nucleic acid sequence including the sequence variant except for no more than one mismatch.
Как указано выше, последовательность праймеров включает или состоит из последовательности, идентичной (или комплементарной) последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей вариант последовательности за исключением не более чем одного несовпадения. В некоторых вариантах осуществления присутствует одно несовпадение в одном или обоих из первого и второго праймера, поскольку это может дополнительно повышать специфичность анализа. В частности, указанное несовпадение может быть расположено в положении 2, 3, или 4 от З'-конца праймеров.As stated above, the primer sequence includes or consists of a sequence identical to (or complementary to) the target nucleic acid sequence, including the sequence variant except for no more than one mismatch. In some embodiments, there is one mismatch in one or both of the first and second primers, as this may further increase the specificity of the assay. In particular, said mismatch may be located at position 2, 3, or 4 from the 3' end of the primers.
В некоторых вариантах осуществления может являться полезным конструировать праймеры, которые гибридизируется с последовательностью-мишенью нуклеиновой кислоты вне участка, соответствующего варианту последовательности. Например, если последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой микросателлит, а вариант последовательности отличается от контрольной последовательности количеством нуклеотидных повторов, то праймеры предпочтительно гибридизируются выше и ниже участка, состоящего из тандемных повторов, поскольку в противном случае амплификация может являться неспецифичной и приводить к получению ряда ампликонов с различающейся длиной.In some embodiments, it may be useful to design primers that hybridize to the target nucleic acid sequence outside the region corresponding to the sequence variant. For example, if the target nucleic acid sequence is a microsatellite, and the sequence variant differs from the reference sequence in the number of nucleotide repeats, then the primers preferably hybridize above and below the tandem repeat region, since otherwise the amplification may be nonspecific and result in a series amplicons with different lengths.
Праймеры могут включать, по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид, как описано здесь.Primers may include at least one hydrophobic nucleotide, as described here.
Этап амплификации может представлять собой ПЦР, например ПЦР в реальном времени. В некоторых вариантах осуществления реакция амплификации (например ПЦР или ПЦР в реальном времени) представляет собой асимметричную реакцию. Термин "асимметричная" означает, что реакция направлена в сторону амплификации большей длины одной цепи матрицы, чем другой. Это осуществляется за счет использования различных количеств праймеров в рамках пары праймеров.The amplification step may be PCR, such as real-time PCR. In some embodiments, the amplification reaction (eg, PCR or real-time PCR) is an asymmetric reaction. The term "asymmetric" means that the reaction is directed toward amplifying a greater length of one template strand than the other. This is accomplished by using different numbers of primers within a primer pair.
Первый праймер гибридизируется с первой цепью последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, которая включает последовательность с NOI. Второй праймер гибридизируется со второй цепью последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, которая комплементарна последовательности с NOI. На более позднем этапе осуществляется детектирование присутствия варианта последовательности путем анализа профиля плавления ампликонов, который включает последовательность, идентичную последовательности с NOI, в присутствии репортерного зонда, как описано ниже. Как показано в примерах, анализ профилей плавления осуществляется когда цепь ампликона, с которой может гибридизироваться репортерный олигонуклеотид, присутствует в большем количестве, чем цепь ампликона, которая комплементарна репортерному олигонуклеотиду. Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления этап амплификации является асимметричным, то есть осуществляется с большим количеством второго праймера, чем первого праймера. Это направляет амплификацию в сторону продуцирования большего количества цепи ампликона, с которой гибридизируется репортерный олигонуклеотид.The first primer hybridizes to the first strand of the target nucleic acid sequence, which includes the NOI sequence. The second primer hybridizes to the second strand of the target nucleic acid sequence, which is complementary to the sequence with the NOI. At a later stage, the presence of a sequence variant is detected by analyzing the melting profile of the amplicons, which includes a sequence identical to the sequence with NOI, in the presence of a reporter probe, as described below. As shown in the examples, melting profile analysis is performed when the amplicon strand to which the reporter oligonucleotide can hybridize is present in greater abundance than the amplicon strand that is complementary to the reporter oligonucleotide. Thus, in preferred embodiments, the amplification step is asymmetric, that is, performed with more second primer than first primer. This directs the amplification to produce more amplicon strand to which the reporter oligonucleotide hybridizes.
Анализ плавления (включая HRM анализ)Melting analysis (including HRM analysis)
Анализ плавления, в частности HRM анализ (высокочувствительный анализ кривых плавления), основан на анализе связанных с плавлением свойств (в частности профиля перехода от двуцепочечной к одноцепочечной фазе) образованных гетеродуплексных ампликонов. Профиль плавления ампликонов зависит от содержания гуанин-цитозина, длины, последовательности, и гетерозиготности. Изменения нуклеотидной последовательности приводят к образованию гетеродуплексов, которые изменяют форму кривой плавления по сравнению с профилем плавления дикого типа.Melting analysis, in particular HRM analysis (high-sensitivity melting curve analysis), is based on the analysis of the melting-related properties (in particular the double-stranded to single-stranded phase transition profile) of the generated heteroduplex amplicons. The melting profile of amplicons depends on guanine-cytosine content, length, sequence, and heterozygosity. Changes in the nucleotide sequence lead to the formation of heteroduplexes, which change the shape of the melting curve compared to the wild-type melting profile.
После получения первого ампликона и второго ампликона, например путем использования реакции асимметричной ПЦР, способ включает этап осуществления анализа плавления, в частности HRM анализа, для получения профилей плавления (например HRM профилей) для каждого ампликона. Первый профиль плавления (или первый HRM профиль) получают для первого ампликона, а второй профиль плавления (или второй HRM профиль), также обозначаемый как контрольный профиль (или контрольный HRM профиль) получают для второго ампликона. Профили плавления (или HRM профили) затем сравнивают, как подробно описано ниже.After obtaining the first amplicon and the second amplicon, for example by using an asymmetric PCR reaction, the method includes the step of performing a melting analysis, in particular an HRM analysis, to obtain melting profiles (eg HRM profiles) for each amplicon. A first melting profile (or first HRM profile) is obtained for the first amplicon, and a second melting profile (or second HRM profile), also referred to as a control profile (or reference HRM profile), is obtained for the second amplicon. The melting profiles (or HRM profiles) are then compared as detailed below.
Каждый профиль плавления (например HRM) характеризуется кривой плавления. Первый профиль плавления (например HRM) первого ампликона характеризуется первой кривой плавления, а второй профиль плавления (например HRM) второго ампликона характеризуется второй (или контрольной) кривой плавления.Each melting profile (eg HRM) is characterized by a melting curve. A first melting profile (eg, HRM) of a first amplicon is characterized by a first melting curve, and a second melting profile (eg, HRM) of a second amplicon is characterized by a second (or control) melting curve.
Анализ плавления (например HRM) каждого ампликона включает гибридизирование репортерного олигонуклеотида, включающего, по меньшей мере, один флуорофор и один гаситель, с одной цепью каждого ампликона (имеющего последовательность, идентичную последовательности с NOI), например второй цепью. Репортерный олигонуклеотид описан более подробно ниже. После гибридизации сигнал, испускаемый флуорофором, детектируется для получения первой и второй кривой плавления, как известно в данной области. Способ может дополнительно включать этап трансформации кривых плавления перед проведением дальнейшего анализа. Например, кривые плавления могут быть трансформированы в кривые первой отрицательной производной, которые затем сравнивают.A melting assay (eg, HRM) of each amplicon involves hybridizing a reporter oligonucleotide, including at least one fluorophore and one quencher, to one strand of each amplicon (having a sequence identical to that of the NOI), such as a second strand. The reporter oligonucleotide is described in more detail below. After hybridization, the signal emitted by the fluorophore is detected to produce a first and second melting curve, as is known in the art. The method may further include the step of transforming the melting curves prior to further analysis. For example, melting curves can be transformed into first negative derivative curves, which are then compared.
Затем сравнивают первый профиль плавления (например HRM) и второй профиль плавления (например HRM). Если первый образец содержит вариант последовательности, то первая кривая плавления (и необязательно кривые разности и производные кривых плавления) будут отличаться от второй кривой плавления (и необязательно ее производных), соответствующей контрольному образцу. Таким образом, детектирование различия между первым и вторым профилем плавления (например HRM) указывает на то, что первый образец содержит вариант последовательности.The first melt profile (eg HRM) and the second melt profile (eg HRM) are then compared. If the first sample contains a sequence variant, then the first melting curve (and optionally the difference curves and derivatives of the melting curves) will differ from the second melting curve (and optionally its derivatives) corresponding to the control sample. Thus, detecting a difference between the first and second melting profile (eg, HRM) indicates that the first sample contains a sequence variant.
Различие между профилями плавления (например HRM) может представлять собой различие в плане формы кривых плавления или кривых разности или формы производных кривых плавления. Например, в некоторых вариантах осуществления первая кривая плавления имеет форму, отличную от контрольной кривой плавления. Как правило, производные кривых плавления представляют собой нормальные кривые (или кривые в форме колокола) с максимальным значением. Наклон первой кривой плавления может быть менее "резким", чем наклон второй кривой, что вызывает изменение в форме первой кривой плавления по сравнению со второй кривой плавления. Наклон производной первой кривой плавления может быть более "резким", чем наклон производной второй кривой, например абсолютное значение наклона является большим для производной первой кривой плавления, чем абсолютное значение наклона производной для второй кривой плавления, по меньшей мере, в точке (точках) ее перегиба. Для определения различия между профилями плавления (например HRM) анализ может включать этап получения кривой разности, где одна из кривых плавления взята в качестве контроля и вычитается из другой кривой плавления, предпочтительно где кривая плавления контрольного образца взята в качестве контрольной и вычитается из кривой плавления образца с вариантом.The difference between melting profiles (eg HRM) may be a difference in terms of the shape of the melting curves or difference curves or the shape of derivative melting curves. For example, in some embodiments, the first melt curve has a different shape than the control melt curve. Typically, derivatives of melting curves are normal curves (or bell-shaped curves) with a maximum value. The slope of the first melt curve may be less "sharp" than the slope of the second curve, causing a change in the shape of the first melt curve compared to the second melt curve. The slope of the derivative of the first melting curve may be steeper than the slope of the derivative of the second melting curve, e.g., the absolute value of the slope is greater for the derivative of the first melting curve than the absolute value of the derivative slope for the second melting curve, at least at point(s) thereof inflection To determine the difference between melting profiles (eg HRM), the analysis may include the step of obtaining a difference curve, where one of the melting curves is taken as a control and subtracted from the other melting curve, preferably where the melting curve of a control sample is taken as a control and subtracted from the melting curve of the sample with option.
Две кривые (или кривые разности или производные) при каждой температуре Т могут располагаться на расстоянии DT друг от друга. Расстояние DT определяется для каждой температуры, при этом абсолютное значение наибольшего расстояния maxDт указывает на различие между двумя кривыми, если оно превышает предварительно определенное пороговое значение.Two curves (or difference curves or derivatives) at each temperature T can be located at a distance D T from each other. The distance D T is determined for each temperature, with the absolute value of the largest distance maxD t indicating the difference between the two curves if it exceeds a predefined threshold value.
Специалисту в данной области будет известно, как определить подходящее значение данного порогового значения. Пороговое значение представляет собой значение DT, которое обеспечивает возможность различения субъекта, демонстрирующего микросателлитную нестабильность, и нормальных субъектов. Значение Dt представляет собой разность, например отрицательную разность или положительную разность, между профилем плавления, полученным для контроля (или последовательности дикого типа), и профиля плавления, полученного для варианта последовательности (вариантов последовательностей). Для определения подходящего порогового значения определяют профили плавления ряда субъектов (обычно 100-500 пациентов), в отношении которых известно, имеют ли они микросателлитную нестабильность или нет. С помощью данных профилей плавления определяют пороговое значение в виде значения, которое обеспечивает возможность желаемого или подходящего различения последовательностей дикого типа и вариантов последовательностей.One skilled in the art will know how to determine an appropriate value for a given threshold. The threshold value is the D T value that allows discrimination between a subject exhibiting microsatellite instability and normal subjects. The Dt value is the difference, eg, a negative difference or a positive difference, between the melting profile obtained for the control (or wild-type sequence) and the melting profile obtained for the sequence variant(s). To determine an appropriate threshold value, the melting profiles of a number of subjects (usually 100-500 patients) known to have microsatellite instability are determined. Using these melting profiles, a threshold is determined as a value that allows the desired or appropriate discrimination between wild-type and variant sequences.
Таким образом, различие между проанализированными профилями плавления вычисляют и сравнивают с пороговым значением; таким образом, данное различие может представлять собой количественную разность, которая может быть сравнена с количественным пороговым значением. Если эта разность между проанализированными профилями плавления, например HRM профилями, превышает пороговое значение, то образец, для которого определен первый профиль плавления, классифицируют в качестве включающего вариант последовательности. Таким образом, когда последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой микросателлит, то субъект, от которого был получен данный образец, рассматривается в качестве имеющего микросателлитную нестабильность. Если эта разность между проанализированными профилями плавления, например HRM профилями, ниже порогового значения, то образец классифицируют в качестве включающего последовательность дикого типа. Таким образом, когда последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой микросателлит, то субъект, от которого был получен данный образец, рассматривается в качестве не имеющего микросателлитную нестабильность.Thus, the difference between the analyzed melting profiles is calculated and compared with a threshold value; thus, the difference may represent a quantitative difference that can be compared with a quantitative threshold value. If this difference between the analyzed melting profiles, eg HRM profiles, exceeds a threshold value, then the sample for which the first melting profile is determined is classified as including a sequence variant. Thus, when the target nucleic acid sequence is a microsatellite, the subject from which the sample was obtained is considered to have microsatellite instability. If this difference between the analyzed melting profiles, eg HRM profiles, is below a threshold value, then the sample is classified as containing a wild type sequence. Thus, when the target nucleic acid sequence is a microsatellite, the subject from which the sample was obtained is considered to not have microsatellite instability.
Альтернатива заключается в определении площади между кривыми. Если данная площадь превышает предварительно определенное пороговое значение, то первая и вторая кривые плавления рассматриваются в качестве различающихся. В это случае специалисту в данной области также будет известно, как определить значение данного порогового значения.An alternative is to determine the area between the curves. If this area exceeds a predetermined threshold value, then the first and second melting curves are considered different. In this case, one skilled in the art will also know how to determine the value of this threshold value.
Другие способы характеризации различия между двумя кривыми плавления или их кривыми разности или их производными будут очевидны специалисту в данной области.Other ways of characterizing the difference between two melting curves or their difference curves or derivatives thereof will be apparent to one skilled in the art.
Любые из указанных выше различий между первой и второй кривой плавления или между их кривыми разности или производными первой и второй кривой плавления указывают на различие между первым и вторым HRM профилем и, таким образом, указывают на присутствие варианта последовательности в первом образце.Any of the above differences between the first and second melt curves or between their difference curves or derivatives of the first and second melt curves indicate a difference between the first and second HRM profile and thus indicate the presence of a sequence variant in the first sample.
В некоторых вариантах осуществления первая и вторая кривая плавления и/или их производные и/или их кривые разности являются нормализованными. Например, поблизости отточки или в точке наиболее низкой температуры, для которой было измерено плавление, например в диапазоне от 0,5 до 20°С от точки наиболее низкой температуры кривая нормализована до первого значения, а поблизости от точки или в точке наиболее высокой температуры кривая нормализована до второго значения. Например, первое значение равно 1, а второе значение равно 0.In some embodiments, the first and second melting curves and/or derivatives thereof and/or difference curves thereof are normalized. For example, in the vicinity of the point or at the lowest temperature point for which the melting was measured, for example in the range from 0.5 to 20°C from the lowest temperature point the curve is normalized to the first value, and in the vicinity or at the highest temperature point the curve normalized to the second value. For example, the first value is 1 and the second value is 0.
Для того, чтобы сделать различия между кривыми более видимыми, анализ плавления, например HRM анализ, может включать этап стандартной нормализации, которая соответствует выравниванию кривых по оси Y на основе средней интенсивности окрашивания в исходных и конечных участках нормализации.To make differences between curves more visible, a melting analysis, such as an HRM analysis, may include a standard normalization step that aligns the curves along the Y axis based on the average staining intensity at the initial and final normalization sites.
Также к каждой кривой (кривой плавления, графику разности или производным) возможно применять билинейную нормализацию. Первая линейная функция соответствует первоначальной интенсивности окрашивания и применяется в качестве верхнего предела конечной скорректированной шкалы. Вторая линейная функция соответствует конечной интенсивности окрашивания и применяется в качестве нижнего предела скорректированной шкалы.It is also possible to apply bilinear normalization to each curve (melting curve, difference plot or derivatives). The first linear function corresponds to the initial staining intensity and is used as the upper limit of the final adjusted scale. The second linear function corresponds to the final staining intensity and is used as the lower limit of the adjusted scale.
Анализ плавления, например HRM анализ, может дополнительно включать или включать в качестве альтернативы этап применения корректирования температуры (температурного сдвига) в отношении кривых (кривых плавления или кривых разности) при определенной интенсивности флуоресценции. Подобные этапы также могут снижать риск ложноположительных результатов. В предпочтительных вариантах осуществления анализ плавления включает, по меньшей мере, этап применения температурного сдвига в отношении кривых плавления при определенной интенсивности флуоресценции.A melting analysis, such as an HRM analysis, may further or alternatively include the step of applying a temperature correction (temperature shift) to the curves (melt curves or difference curves) at a certain fluorescence intensity. Such steps can also reduce the risk of false-positive results. In preferred embodiments, the melting analysis includes at least the step of applying a temperature shift to the melting curves at a certain fluorescence intensity.
Соответственно, в некоторых вариантах осуществления этап сравнения первого профиля с контрольным профилем включает или состоит из следующих этапов:Accordingly, in some embodiments, the step of comparing the first profile with a reference profile includes or consists of the following steps:
i) выравнивания первой и второй кривой плавления при определенной интенсивности флуоресценции вдоль оси температуры, тем самым обеспечивая устранение различий в плане температуры плавления между первой и второй кривой плавлений при указанной интенсивности флуоресценции;i) aligning the first and second melting curves at a specified fluorescence intensity along a temperature axis, thereby eliminating differences in terms of melting temperature between the first and second melting curves at said fluorescence intensity;
ii) определения различия сигнала, испускаемого флуорофором, между первой и второй кривой плавления; иii) determining the difference in signal emitted by the fluorophore between the first and second melting curve; And
iii) сравнения разности, определенной на этапе ii), с пороговым значением, при этом превышающая пороговое значение разность указывает на то, что первый образец включает вариант последовательности, а не превышающая пороговое значение разность указывает на то, что первый образец включает контрольную последовательность.iii) comparing the difference determined in step ii) with a threshold value, wherein a difference exceeding the threshold value indicates that the first sample includes a sequence variant, and a difference not exceeding the threshold value indicates that the first sample includes a reference sequence.
Пороговое значение определяют как описано выше. Разность представляет собой количественную разность, которую сравнивают с количественным пороговым значением как описано выше. Таким образом, на этапе iii), если пороговое значение представляет собой положительное пороговое значение, то разность, превышающая указанное пороговое значение, свидетельствует о том, что первый образец включает вариант последовательности. Если пороговое значение представляет собой отрицательное пороговое значение, то разность, не превышающая указанное пороговое значение, свидетельствует о том, что первый образец включает вариант последовательности.The threshold value is determined as described above. The difference is a quantitative difference that is compared to a quantitative threshold as described above. Thus, in step iii), if the threshold value is a positive threshold value, then a difference greater than the specified threshold value indicates that the first sample includes a sequence variant. If the threshold value is a negative threshold value, then a difference less than or equal to the specified threshold value indicates that the first sample includes a sequence variant.
В некоторых вариантах осуществления описанные здесь способы не включают этап определения точной длины и/или последовательности варианта последовательности. Это связано с тем, что зачастую не требуется определять точную длину и/или последовательности вариантов последовательностей для определения того, что субъект, у которого был обнаружен вариант последовательности, страдает заболеванием или расстройством, как описано здесь. Вместо этого, зачастую является достаточным определить наличие различия, при этом точная природа различия не всегда является значимой. В предпочтительных вариантах осуществления описанные здесь способы не включают этап определения точной длины и/или последовательности варианта последовательности. Это связано с тем, что детектирование варианта последовательности может являться достаточным для выбора образцов для дальнейшего анализа; обычно не требуется определять точную длину и/или последовательность вариантов последовательностей.In some embodiments, the methods described herein do not include the step of determining the exact length and/or sequence of the sequence variant. This is because it is often not necessary to determine the exact length and/or sequence of sequence variants to determine that a subject in whom a sequence variant has been detected has a disease or disorder as described herein. Instead, it is often sufficient to determine whether a difference exists, but the exact nature of the difference is not always significant. In preferred embodiments, the methods described herein do not include the step of determining the exact length and/or sequence of the sequence variant. This is because detection of a sequence variant may be sufficient to select samples for further analysis; it is usually not necessary to determine the exact length and/or sequence of sequence variants.
Репортерный олигонуклеотидReporter oligonucleotide
Настоящие способы требуют репортерный олигонуклеотид для осуществления HRM анализа. Репортерный олигонуклеотид включает, по меньшей мере, первый флуорофор и, по меньшей мере, первый гаситель. Они являются полезными в плане анализа плавления, такого как HRM анализ. Предпочтительно, репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, по меньшей мере, на его 5'-конце или, по меньшей мере, на его 3'-конце, или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или 3'-конца. Репортерный олигонуклеотид предпочтительно включает первый гаситель, по меньшей мере, на его 5'-конце или, по меньшей мере, на его 3'-конце, или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или 3'-конца. Таким образом, флуорофор и гаситель могут быть расположены на 5'-конце или 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или 3'-конца, но не обязательно расположены на последнем нуклеотиде репортерного олигонуклеотида. Предпочтительно, если первый флуорофор расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, то первый гаситель не расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца. Вместо этого он расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца или во внутреннем участке репортера. Наоборот, если первый флуорофор расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, то первый гаситель не расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца. Вместо этого он расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или во внутреннем участке репортера. Термин "внутренний участок" обозначает здесь участок репортерного олигонуклеотида, который не включает 5 концевых нуклеотидов на каждом конце. Предпочтительно, первый флуорофор и первый гаситель не являются расположенными близко относительно друг друга.The present methods require a reporter oligonucleotide to perform HRM analysis. The reporter oligonucleotide includes at least a first fluorophore and at least a first quencher. They are useful in terms of melting analysis such as HRM analysis. Preferably, the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore at least at its 5' end or at least at its 3' end, or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or 3' end. The reporter oligonucleotide preferably includes a first quencher at at least its 5' end or at least its 3' end, or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or 3' end. Thus, the fluorophore and quencher may be located at the 5' end or 3' end, or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or 3' end, but are not necessarily located at the last nucleotide of the reporter oligonucleotide. Preferably, if the first fluorophore is located at the 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, the first quencher is not located at the 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end. Instead, it is located at the 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end or in the internal region of the reporter. Conversely, if the first fluorophore is located at the 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end, then the first quencher is not located at the 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end. Instead, it is located at the 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or in the internal region of the reporter. The term "internal region" refers here to a region of a reporter oligonucleotide that does not include the 5 terminal nucleotides at each end. Preferably, the first fluorophore and the first quencher are not located close to each other.
Пригодные флуорофоры и гасители являются доступными для специалиста в данной области, которому не составит труда выбрать их для реализации настоящих способов.Suitable fluorophores and quenchers are readily available to those skilled in the art to select them for use in the present methods.
Репортерный олигонуклеотид применяется для анализа плавления (или HRM анализа). Так, последовательность репортерного нуклеотида подвергается некоторым ограничениям, которые зависят от последовательности, гибридизацию и детектирование которой она обеспечивает.Репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, которая, например, идентична NOI и которая гибридизируется с цепью, являющейся комплементарной NOI. Другими словами, репортерный олигонуклеотид гибридизируется с цепью первого и второго ампликона, которая включает NOI. Таким образом, в рамках вариантов осуществления, в которых NOI включает повторы, репортерный олигонуклеотид также включает повторы, то есть последовательность гибридизации Н также включает повторы, как более подробно описано ниже.A reporter oligonucleotide is used for a melting assay (or HRM assay). Thus, the reporter nucleotide sequence is subject to certain restrictions that depend on the sequence that it hybridizes and detects. The reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H that, for example, is identical to the NOI and that hybridizes to a strand that is complementary to the NOI. In other words, the reporter oligonucleotide hybridizes to the first and second amplicon strand that includes the NOI. Thus, within embodiments in which the NOI includes repeats, the reporter oligonucleotide also includes repeats, that is, the H hybridization sequence also includes repeats, as described in more detail below.
Репортерный олигонуклеотид может, помимо последовательности, которая идентична NOI, также включать дополнительные нуклеотиды в последовательности гибридизации. Например, как показано в примерах ниже, это может быть особенно актуальным в случаях, где нуклеиновая кислота-мишень представляет собой микросателлит, или если ожидается, что вариант последовательности включает вставку. Если микросателлит имеет М тандемных повторов, имеющих полную длину п нуклеотидов в контрольной последовательности, то последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида предпочтительно имеет М"тандемных повторов, при этом М"≥М+1, предпочтительно М"≥М+1 или М"≥М+2. Если тандемный повтор представляет собой мононуклеотидный повтор, то последовательность гибридизации имеет длину n" нуклеотидов, при этом n"≥n+1, предпочтительно n"≥n+1 или n"≥n+2. Другими словами, последовательность гибридизации может включать, по меньшей мере, один или два дополнительных нуклеотида. Это обеспечивает более чувствительное различение между более длинным вариантом последовательности и контрольной последовательностью.The reporter oligonucleotide may, in addition to a sequence that is identical to the NOI, also include additional nucleotides in the hybridization sequence. For example, as shown in the examples below, this may be particularly relevant in cases where the target nucleic acid is a microsatellite, or where the sequence variant is expected to involve an insertion. If the microsatellite has M tandem repeats having a total length of n nucleotides in the control sequence, then the reporter oligonucleotide hybridization sequence preferably has M"tandem repeats, with M"≥M+1, preferably M"≥M+1 or M"≥M+ 2. If the tandem repeat is a mononucleotide repeat, then the hybridization sequence is n" nucleotides long, with n"≥n+1, preferably n"≥n+1 or n"≥n+2. In other words, the hybridization sequence may include at least one or two additional nucleotides. This provides more sensitive discrimination between the longer sequence variant and the reference sequence.
В некоторых вариантах осуществления, в частности где NOI представляет собой микросателлит, последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида предпочтительно включает последовательность, которая состоит из повторов, являющихся идентичными или комплементарными повторам NOI, и может полезным образом также включать концевую последовательность, которая обозначается здесь как хелперная последовательность, которая гибридизируется с первым и вторым ампликоном непосредственно выше или непосредственно ниже данных повторов, когда с ними гибридизируется последовательность гибридизации. Другими словами, последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида предпочтительно включает повторы и дополнительно включает от 1 до 10 нуклеотидов, например 1 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 нуклеотидов, которые гибридизируются с NOI или их комплементарной цепью непосредственно выше или непосредственно ниже повторяющейся последовательности. Таким образом, хелперная последовательность при гибридизации с первом и вторым ампликоном обеспечивает гибридизацию последовательности гибридизации с указанной повторяющейся последовательностью. Хелперная последовательность зачастую будет иметь более высокую аффинность в отношении ее комплементарной последовательности, чем последовательность гибридизации в отношении ее комплементарной последовательности. Другими словами, хелперная последовательность зачастую будет гибридизироваться быстрее со своей комплементарной последовательностью, чем последовательность гибридизации будет гибридизироваться со своей комплементарной последовательностью.In some embodiments, particularly where the NOI is a microsatellite, the reporter oligonucleotide hybridization sequence preferably includes a sequence that consists of repeats that are identical or complementary to the NOI repeats, and may usefully also include a terminal sequence, referred to herein as a helper sequence, which hybridizes to the first and second amplicons immediately upstream or immediately downstream of these repeats when the hybridization sequence hybridizes to them. In other words, the reporter oligonucleotide hybridization sequence preferably includes repeats and further includes from 1 to 10 nucleotides, for example 1 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 nucleotides, which hybridize to the NOI or a complementary strand thereof immediately upstream or immediately below the repeat sequence. Thus, the helper sequence, when hybridized to the first and second amplicons, causes the hybridization sequence to hybridize to said repeat sequence. A helper sequence will often have a higher affinity for its complementary sequence than a hybridization sequence for its complementary sequence. In other words, the helper sequence will often hybridize faster to its complementary sequence than the hybridization sequence will hybridize to its complementary sequence.
Хелперная последовательность может быть 3'-концевой или 5'-концевой. Предпочтительно, репортерный олигонуклеотид включает 5'-концевую хелперную последовательность, которая гибридизируется с первым и вторым ампликоном непосредственно выше или непосредственно ниже данных повторов, когда с ними гибридизируется последовательность гибридизации. Хелперная последовательность обеспечивает различение профилей плавления, как показано в примере 13. Хелперная последовательность обозначается как сильная, если она приводит к высокому повышению Тm последовательности гибридизации, когда хелперная последовательность гибридизируется с первым или вторым ампликоном. Специалисту в данной области хорошо известно, что гибридизация между двумя последовательностями является более сильной, если последовательности включают более высокое соотношение G/C по сравнению с двумя гибридизированными последовательностями, включающими более высокое соотношение А/Т; таким образом, хелперная последовательность, включающая более высокое соотношение G/C, чем А/Т, будет более сильной, чем хелперная последовательность, включающая более низкое соотношение G/C, чем А/Т. Также известно, что более длинные последовательности обеспечивают более сильную гибридизацию, чем более короткие последовательности, поэтому сила хелперной последовательности может быть скорректирована путем увеличения длины, которая гибридизируется с первым и/или вторым ампликоном. Повышение силы хелперной последовательности может являться хорошим способом обеспечения различения между вариантом последовательности и контрольной последовательностью. Предпочтительно, хелперная последовательность не включает повторы, даже в вариантах осуществления, где NOI включает повторы.The helper sequence can be 3'-terminal or 5'-terminal. Preferably, the reporter oligonucleotide includes a 5'-terminal helper sequence that hybridizes to the first and second amplicons immediately upstream or immediately downstream of these repeats when the hybridization sequence hybridizes to them. The helper sequence provides discrimination of melting profiles, as shown in Example 13. A helper sequence is designated as strong if it results in a high increase in the T m of the hybridization sequence when the helper sequence hybridizes to the first or second amplicon. It is well known to one skilled in the art that hybridization between two sequences is stronger if the sequences comprise a higher G/C ratio compared to two hybridized sequences comprising a higher A/T ratio; thus, a helper sequence comprising a higher G/C ratio than A/T will be more potent than a helper sequence comprising a lower G/C ratio than A/T. It is also known that longer sequences provide stronger hybridization than shorter sequences, so the strength of the helper sequence can be adjusted by increasing the length that hybridizes to the first and/or second amplicon. Increasing the strength of a helper sequence may be a good way to discriminate between a sequence variant and a control sequence. Preferably, the helper sequence does not include repeats, even in embodiments where the NOI includes repeats.
В некоторых вариантах осуществления, в частности где последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой микросателлит, хелперная последовательность повышает Тm последовательности гибридизации, по меньшей мере, на 5°С, например, по меньшей мере, на 6°С, например, по меньшей мере, на 7°С, например, по меньшей мере, на 8°С, например, по меньшей мере, на 9°С, например, по меньшей мере, на 10°С, например, по меньшей мере, на 11°С, например, по меньшей мере, на 12°С, например, по меньшей мере, на 13°С, например, по меньшей мере, на 14°С, например, по меньшей мере, на 15°С или более по сравнению с Тm той же последовательности гибридизации без хелперной последовательности. Таким образом, Тm последовательности гибридизации, включающей хелперную последовательность, может быть на 5-25°С выше, например на 10-20°С выше, например на 12.5-17.5°С выше, чем Тm последовательности гибридизации без хелперной последовательности.In some embodiments, particularly where the target nucleic acid sequence is a microsatellite, the helper sequence increases the T m of the hybridization sequence by at least 5°C, such as by at least 6°C, such as by at least , by 7°C, for example, by at least 8°C, for example, by at least 9°C, for example, by at least 10°C, for example, by at least 11°C, for example, at least 12°C, for example, at least 13°C, for example, at least 14°C, for example, at least 15°C or more compared to T m the same hybridization sequence without the helper sequence. Thus, the T m of a hybridization sequence including a helper sequence may be 5-25°C higher, for example 10-20°C higher, for example 12.5-17.5°C higher, than the T m of a hybridization sequence without a helper sequence.
Репортерный олигонуклеотид может включать второй гаситель. Предпочтительно, второй гаситель представляет собой неконцевой участок, то есть расположенный во внутреннем участке репортерного олигонуклеотида. Другими словами, второй гаситель не расположен на 5'-конце или на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов о 5'-конца или 3'-конца. В некоторых вариантах осуществления включение второго гасителя может обеспечивать возможность различения между вариантом последовательности и контрольной последовательностью.The reporter oligonucleotide may include a second quencher. Preferably, the second quencher is a non-terminal region, that is, located in an internal region of the reporter oligonucleotide. In other words, the second quencher is not located at the 5' end or at the 3' end or within 4 nucleotides of the 5' end or 3' end. In some embodiments, inclusion of a second quencher may allow discrimination between a sequence variant and a reference sequence.
В то время как в рамках определенного HRM анализа может применяться любой репортерный олигонуклеотид, который может обеспечивать возможность анализа плавления, то есть любой репортерный олигонуклеотид с описанными выше свойствами, некоторые репортерные олигонуклеотиды являются особенно полезными. Включение гидрофобных нуклеотидов в определенных положениях репортерного олигонуклеотида представляет особенный интерес.Как видно из примеров, репортерные олигонуклеотиды, включающие подобные гидрофобные нуклеотиды, повышают чувствительность способа.While any reporter oligonucleotide that can provide melting assay capability, that is, any reporter oligonucleotide with the properties described above, can be used in a given HRM assay, certain reporter oligonucleotides are particularly useful. The inclusion of hydrophobic nucleotides at certain positions of the reporter oligonucleotide is of particular interest. As can be seen from the examples, reporter oligonucleotides including such hydrophobic nucleotides increase the sensitivity of the method.
Таким образом, в некоторых вариантах осуществления помимо описанных выше признаков репортерный олигонуклеотид включает, по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид, расположенный на его 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца, и/или репортерный олигонуклеотид включает, по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид, расположенный на его 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца.Thus, in some embodiments, in addition to the features described above, the reporter oligonucleotide includes at least one hydrophobic nucleotide located at its 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end, and/or the reporter oligonucleotide includes, at least one hydrophobic nucleotide located at its 3' end or at a distance of not more than 10 nucleotides from the 3' end.
Гидрофобный нуклеотид имеет структуруA hydrophobic nucleotide has the structure
X-Y-QX-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into a nucleic acid framework,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор.Y is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or scaffold monomer unit and said intercalator.
Единица мономера каркаса X может представлять собой любую из единиц мономера каркаса, описанных здесь ниже в разделе "Единица мономера каркаса".The framework monomer unit X may be any of the framework monomer units described herein below in the "Scaffold Monomer Unit" section.
Интеркалятор Q может представлять собой любой из интеркаляторов, описанных здесь ниже в разделе "Интеркалятор".Intercalator Q may be any of the intercalators described herein below in the "Intercalator" section.
Гидрофобные нуклеотиды, которые могут применяться в контексте настоящего изобретения, подробно описаны в международной заявке WO 2017/045689, в частности в разделе, озаглавленном "Гидрофобные нуклеотиды" на стр. 30, строки 2-25.Hydrophobic nucleotides that can be used in the context of the present invention are described in detail in international application WO 2017/045689, in particular in the section entitled “Hydrophobic nucleotides” on page 30, lines 2-25.
В некоторых вариантах осуществления репортерный олигонуклеотид имеет следующую общую структуруIn some embodiments, the reporter oligonucleotide has the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)d-Z-(N)e-Z-(N)b-3'5'-(N) a -Z-(N) d- Z-(N) e -Z-(N) b -3'
при этомwherein
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
полное количество нуклеотидов или нуклеотидных аналогов составляет, по меньшей мере, 10; иthe total number of nucleotides or nucleotide analogues is at least 10; And
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers ranging from 0 to 4; And
d и е по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 19; иd and e individually represent integers ranging from 1 to 19; And
a+b+d+e равно, по меньшей мере, 10;a+b+d+e is at least 10;
и (N)a-(N)d-(N)e-(N)b идентичен контрольной последовательности.and (N) a -(N) d -(N) e -(N) b is identical to the control sequence.
В других вариантах осуществления репортерный олигонуклеотид имеет следующую общую структуруIn other embodiments, the reporter oligonucleotide has the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)f-Z-(N)g-Z-(N)h-Z-(N)b-3'5'-(N) a -Z-(N) f- Z-(N) g -Z-(N) h -Z-(N) b -3'
при этомwherein
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
f, g и h по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 18; иf, g and h individually represent integers ranging from 1 to 18; And
a+b+f+g+h равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50;a+b+f+g+h is at least 10 and does not exceed 50;
и (N)a-(N)f-(N)g-(N)h-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность; илиand (N) a -(N) f -(N) g -(N) h -(N) b is identical to a fragment of a target nucleic acid sequence including a control sequence; or
имеет следующую общую структуруhas the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)i-Z-(N)j-Z-(N)k-Z-(N)i-Z-(N)b-3'5'-(N) a -Z-(N) i -Z-(N) j -Z-(N) k -Z-(N) i -Z-(N) b -3'
при этомwherein
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
i, j, к и I по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 17; иi, j, k and I individually represent integers ranging from 1 to 17; And
a+b+i+j+k+I равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50;a+b+i+j+k+I is at least 10 and does not exceed 50;
и (N)a-(N)i-(N)j-(N)k-(N)I-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность; илиand (N) a -(N) i -(N) j -(N) k -(N) I -(N) b is identical to a fragment of the target nucleic acid sequence including the control sequence; or
имеет следующую общую структуруhas the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)m-Z-(N)n-Z-(N)o-Z-(N)p-Z-(N)q-Z-(N)b-3'5'-(N) a -Z-(N) m -Z-(N) n -Z-(N) o -Z-(N) p -Z-(N) q -Z-(N) b - 3'
при этомwherein
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
m, n, о, р и q по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 16; иm, n, o, p and q are individually integers ranging from 1 to 16; And
a+b+m+n+o+p+q равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50; и (N)a-(N)m-(N)n-(N)o-(N)p-Z-(N)q-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность.a+b+m+n+o+p+q is at least 10 and does not exceed 50; and (N) a -(N) m -(N) n -(N) o -(N) p -Z-(N) q -(N) b is identical to a portion of the target nucleic acid sequence including the control sequence.
В некоторых вариантах осуществления репортерный олигонуклеотид предназначен для детектирования микросателлита. В подобных вариантах осуществления последовательность гибридизации охватывает, по меньшей мере, тандемные пептиды. Предпочтительно, последовательность гибридизации также включает хелперную последовательность, состоящую из от 1 до 20 нуклеотидов непосредственно выше или ниже тандемных повторов, например 1, 2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 нуклеотидов непосредственно выше или ниже тандемных повторов, предпочтительно в которую был вставлен, по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид, как описано здесь. Хелперная последовательность может состоять из, по меньшей мере, одного, например, по меньшей мере, 1, например 2, например 3, например 4, например 5, например 6, например 7, например 8, например 9, например 10, например от 10 до 20, например от 20 до 50, например более чем 50 нуклеотидов. Например, хелперная последовательность состоит из 15 нуклеотидов или более. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления хелперная последовательность состоит из 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14, 15, 16, 17, 19, 20 нуклеотидов ли более, например 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов или более. Например, хелперная последовательность состоит из 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или 30 нуклеотидов или более. Например, хелперная последовательность состоит из 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 нуклеотидов или более, например 9 нуклеотидов.In some embodiments, the reporter oligonucleotide is designed to detect a microsatellite. In such embodiments, the hybridization sequence spans at least tandem peptides. Preferably, the hybridization sequence also includes a helper sequence consisting of 1 to 20 nucleotides immediately upstream or downstream of the tandem repeats, for example 1, 2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 nucleotides immediately upstream or downstream of tandem repeats, preferably into which at least one hydrophobic nucleotide has been inserted, as described herein. The helper sequence may consist of at least one, for example at least 1, for example 2, for example 3, for example 4, for example 5, for example 6, for example 7, for example 8, for example 9, for example 10, for example 10 up to 20, for example from 20 to 50, for example more than 50 nucleotides. For example, a helper sequence consists of 15 nucleotides or more. Thus, in some embodiments, the helper sequence consists of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14, 15, 16, 17, 19, 20 nucleotides or more, such as 25, 30, 35 , 40, 45 or 50 nucleotides or more. For example, a helper sequence consists of 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, or 30 nucleotides or more. For example, a helper sequence consists of 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 nucleotides or more, such as 9 nucleotides.
В вариантах осуществления, где репортерный олигонуклеотид предназначен для применения для детектирования микросателлита, например ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22, NR24 или MON027, как описано здесь.In embodiments wherein the reporter oligonucleotide is intended for use in detecting a microsatellite, such as BAT25, BAT26, NR21, NR22, NR24, or MON027, as described herein.
ИнтеркаляторIntercalator
Термин "интеркалятор" в контексте настоящих способов обозначает любой молекулярный фрагмент, включающий, по меньшей мере, одну по существу плоскую конъюгированную систему, которая способна обеспечивать совместную укладку с азотистыми основаниями нуклеиновой кислоты. Интеркалятор предпочтительно по существу состоит из, по меньшей мере, одной по существу плоской конъюгированной системы, которая способна обеспечивать совместную укладку с азотистыми основаниями нуклеиновой кислоты.The term "intercalator" in the context of the present methods means any molecular moiety comprising at least one substantially planar conjugated system that is capable of cofolding with nucleic acid nitrogenous bases. The intercalator preferably consists essentially of at least one substantially planar conjugated system that is capable of cofolding with nucleic acid nitrogenous bases.
Интеркалятор включает, по меньшей мере, одну систему тг-электронов, которая, согласно настоящему изобретению, может взаимодействовать с другими молекулами, включающими систему тт-электронов. Данные взаимодействия могу вносить вклад положительным или отрицательным образом в гидрофобные взаимодействия указанных интеркаляторов. Hunter и Sanders (1990) J, Am Chem. Soc. 112: 5525-5534 предложили ряд различных ориентаций и условий, при которых две системы тг-электронов могут положительно взаимодействовать друг с другом.The intercalator includes at least one tg electron system, which, according to the present invention, can interact with other molecules including the tg electron system. These interactions can contribute positively or negatively to the hydrophobic interactions of these intercalators. Hunter and Sanders (1990) J, Am Chem. Soc. 112:5525-5534 have proposed a number of different orientations and conditions under which two systems of electrons can interact positively with each other.
Интеркалятор предпочтительно включает химическую группу, выбранную из группы, состоящей из полиароматических и гетерополиароматических соединений, и еще более предпочтительно интеркалятор по существу состоит из полиароматического или гетерополиароматического соединения. Наиболее предпочтительно интеркалятор выбран из группы, состоящей из полиароматических и гетерополиароматических соединений.The intercalator preferably includes a chemical group selected from the group consisting of polyaromatic and heteropolyaromatic compounds, and even more preferably the intercalator consists essentially of a polyaromatic or heteropolyaromatic compound. Most preferably, the intercalator is selected from the group consisting of polyaromatic and heteropolyaromatic compounds.
Полиароматические и гетерополиароматические соединения согласно настоящему изобретению могут состоять из любого подходящего количества колец, например 1, например 2, например 3, например 4, например 5, например 6, например 7, например 8, например более чем 8. Более того, полиароматические и гетерополиароматические соединения могут быть замещены одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидроксила, бром-, фтор-, хлор-, йод-, меркапто-, тио-, циано-, алкилтио-, гетероцикла, арила, гетероарила, карбоксила, карбоалкила, алкила, алкенила, алкинила, нитро, амино, алкоксила, карбонила и амидо.The polyaromatic and heteropolyaromatic compounds of the present invention may consist of any suitable number of rings, for example 1, for example 2, for example 3, for example 4, for example 5, for example 6, for example 7, for example 8, for example more than 8. Moreover, polyaromatic and heteropolyaromatic the compounds may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of hydroxyl, bromo-, fluoro-, chloro-, iodo-, mercapto-, thio-, cyano-, alkylthio-, heterocycle, aryl, heteroaryl, carboxyl, carboalkyl , alkyl, alkenyl, alkynyl, nitro, amino, alkoxyl, carbonyl and amido.
Соответственно, интеркалятор Q может представлять собой, например, интеркалятор, выбранный из группы, состоящей из фенантролина, феназина, фенантридина, антрахинона, пирена, антрацена, нафтена, фенантрена, пикена, хризена, нафтацена, акридонов, бензантраценов, стилбенов, оксало-пиридокарбазолов, азидобензенов, порфиринов, псораленов, и любых из вышеупомянутых интеркаляторов, замещенных одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидроксила, бром-, фтор-, хлор-, йод-, меркапто-, тио-, циано-, алкилтио-, гетероцикла, арила, гетероарила, карбоксила, карбоалкила, алкила, алкенила, алкинила, нитро, амино, алкоксила, карбонила и/или амидо.Accordingly, intercalator Q may be, for example, an intercalator selected from the group consisting of phenanthroline, phenazine, phenanthridine, anthraquinone, pyrene, anthracene, naphthene, phenanthrene, pikene, chrysene, naphthacene, acridones, benzanthracenes, stilbenes, oxalo-pyridocarbazoles, azidobenzenes, porphyrins, psoralens, and any of the above intercalators substituted with one or more substituents selected from the group consisting of hydroxyl, bromo-, fluoro-, chloro-, iodo-, mercapto-, thio-, cyano-, alkylthio-, heterocycle, aryl, heteroaryl, carboxyl, carboalkyl, alkyl, alkenyl, alkynyl, nitro, amino, alkoxyl, carbonyl and/or amido.
Предпочтительно интеркалятор выбран из группы, состоящей из фенантролина, феназина, фенантридина, антрахинона, пирена, антрацена, нафтена, фенантрена, пикена, хризена, нафтацена, акридонов, бензантраценов, стилбенов, оксало-пиридокарбазололов, азидобензенов, порфиринов и псораленов.Preferably, the intercalator is selected from the group consisting of phenanthroline, phenazine, phenanthridine, anthraquinone, pyrene, anthracene, naphthene, phenanthrene, picene, chrysene, naphthacene, acridones, benzanthracenes, stilbenes, oxalo-pyridocarbazoles, azidobenzenes, porphyrins and psoralens.
В предпочтительном варианте осуществления интеркалятор выбран из группы, состоящей из фенантролина, феназина, фенантридина, антрахинона, пирена, антрацена, фенантрена, хризена, нафтацена, нафтацена, бензантраценов, стилбенов, и порфиринов.In a preferred embodiment, the intercalator is selected from the group consisting of phenanthroline, phenazine, phenanthridine, anthraquinone, pyrene, anthracene, phenanthrene, chrysene, naphthacene, naphthacene, benzanthracenes, stilbenes, and porphyrins.
В другом предпочтительном варианте осуществления интеркалятор включает пирен или пиридо[3',2':4,5]тиено[3,2-d]пиримидин-4(1 Н)-он или 7,9-диметил-пиридо[3',2',4,5]тиено[3,2-d]пиримидин-4(3Н)-он. Интеркалятор может также состоять из пирена или пиридо[3',2':4,5]тиено[3,2-d]пиримидин-4(1 Н)-она или 7,9-диметил-пиридо[3',2',4,5]тиено[3,2-d]пиримидин-4(3Н)-она.In another preferred embodiment, the intercalator includes pyrene or pyrido[3',2':4,5]thieno[3,2-d]pyrimidin-4(1H)-one or 7,9-dimethylpyrido[3', 2',4,5]thieno[3,2-d]pyrimidin-4(3H)-one. The intercalator may also consist of pyrene or pyrido[3',2':4,5]thieno[3,2-d]pyrimidin-4(1H)-one or 7,9-dimethylpyrido[3',2' ,4,5]thieno[3,2-d]pyrimidin-4(3H)-one.
Гидрофобный нуклеотид может включать другие интеркаляторы, в частности интеркаляторы, описанные в WO 2017/045689 в разделе, озаглавленном "интеркалятор", на стр. 30, строка 26 до стр. 40, строка 4, или в международной заявке WO 03/052132 в разделе "интеркалятор" на стр. 46, строка 10 до стр. 54, строка 13.The hydrophobic nucleotide may include other intercalators, in particular those described in WO 2017/045689 in the section entitled "intercalator", on page 30, line 26 to page 40, line 4, or in international application WO 03/052132 in the section "intercalator" on page 46, line 10 to page 54, line 13.
Единица мономера каркасаFramework monomer unit
X может также представлять собой единицу мономера каркаса, которая может быть встроена в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты. Термин "единица мономера каркаса" нуклеотида или аналога нуклеотида обозначает здесь часть нуклеотида, которая принимает участие во встраивании в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты. Единица мономера каркаса (X) предпочтительно ковалентно связана с линкером (Y), который ковалентно связан с интеркалятором. Для встраивания интеркалятора в аналоги олигонуклеотидов может использоваться любая подходящая единица мономера каркаса. Также может использоваться любой вид линкера, связывающего указанную единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор. Кроме того, единица мономера каркаса может включать одну или несколько покидающих групп, защитных групп, и/или реактивных групп, которые могут быть удалены или изменены любым образом при синтезе или после синтеза олигонуклеотида или аналога олигонуклеотида, включающего указанную единицу мономера каркаса.X may also be a framework monomer unit that can be incorporated into a nucleic acid or nucleic acid analog framework. The term "scaffold monomer unit" of a nucleotide or nucleotide analog means herein the portion of the nucleotide that participates in the incorporation into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analog. The framework monomer unit (X) is preferably covalently linked to a linker (Y), which is covalently linked to an intercalator. Any suitable scaffold monomer unit can be used to incorporate the intercalator into oligonucleotide analogues. Any type of linker linking said backbone monomer unit and said intercalator may also be used. In addition, a scaffold monomer unit may include one or more leaving groups, protecting groups, and/or reactive groups that may be removed or altered in any way during or after the synthesis of an oligonucleotide or oligonucleotide analogue comprising said scaffold monomer unit.
Единица мономера каркаса может представлять собой любую подходящую единицу мономера каркаса. В одном варианте осуществления единица мономера каркаса может быть выбрана, например, из группы, состоящей из единиц мономера каркаса ДНК, РНК, ПНК (PNA, пептидно-нуклеиновой кислоты), ГНК (HNA, гекситольной нуклеиновой кислоты), KHK(XNA, ксено-нуклеиновой кислоты), МНК (MNA, морфолино-нуклеиновой кислоты), АНК (ANA, арабино-нуклеиновой кислоты), 3HK(LNA, заблокированной нуклеиновой кислоты), БНК (CAN, бесклеточной нуклеиновой кислоты), ЦНК (CeNA, циклогексен-нуклеиновой кислоты), ТНК (TNA, треозо-нуклеиновой кислоты), (2'-NH) -ТНК, (3'-NH)-TNA, α-L-рибо-ЗНК, α-L-ксило-ЗНК, β-D-ксило-ЗНК, α-D-рибо-ЗНК, [3.2.1]-ЗНК, бицикло-ДНК, 6-амино-бицикло-ДНК, 5-эпи-бицикло-ДНК, α-бицикло-ДНК, трицикло-ДНК, бицикло[4.3.0]-ДНК, бицикло[3.2.1]-ДНК, бицикло[4.3.0]амид-ДНК, β-D-рибопиранозил-нуклеиновой кислоты, α-L-ликсопиранозил-нуклеиновой кислоты, 2'-R-PHK, α-L-PHK или α-D-PHK, β-D-PHK и их смесей и их гибридов, а также их модификаций атома фосфора, таких как, но без ограничения, фосфортиоаты, метилфосфолаты, фосфорамидиаты, фосфордитиаты, фосфорселеноаты, фосфотриэфиры и фосфобораты. Кроме того, для связывания с нуклеотидами могут использоваться не содержащие фосфор соединения, такие как, но без ограничения, метилиминометил, формацетат, тиоформацетат, и связывающие группы, включающие амиды.The framework monomer unit may be any suitable framework monomer unit. In one embodiment, the scaffold monomer unit may be selected, for example, from the group consisting of scaffold monomer units DNA, RNA, PNA, HNA, KHK(XNA), nucleic acid), MNA (MNA, morpholino-nucleic acid), ANA (ANA, arabino-nucleic acid), 3HK (LNA, blocked nucleic acid), CAN (CAN, cell-free nucleic acid), CNA (CeNA, cyclohexene-nucleic acid ), TNA (TNA, threose nucleic acid), (2'-NH)-TNA, (3'-NH)-TNA, α-L-ribo-LNA, α-L-xylo-LNA, β-D- xylo-LNA, α-D-ribo-LNA, [3.2.1]-LNA, bicyclo-DNA, 6-amino-bicyclo-DNA, 5-epi-bicyclo-DNA, α-bicyclo-DNA, tricyclo-DNA, bicyclo[4.3.0]-DNA, bicyclo[3.2.1]-DNA, bicyclo[4.3.0]amide-DNA, β-D-ribopyranosyl-nucleic acid, α-L-lyxopyranosyl-nucleic acid, 2'-R -PHK, α-L-PHK or α-D-PHK, β-D-RNA and mixtures thereof and hybrids thereof, as well as phosphorus atom modifications thereof, such as, but not limited to, phosphorothioates, methylphospholates, phosphoramidiates, phosphorodithiates, phosphoselenoates , phosphotriesters and phosphoborates. In addition, non-phosphorus compounds, such as, but not limited to, methyliminomethyl, formacetate, thioformacetate, and linking groups including amides, can be used to couple nucleotides.
Ряд единиц мономера каркаса описан в международной заявке WO 2017/045689 в разделе, озаглавленном "Единица мономера каркаса", на стр. 40, строка 5 до стр. 56, строка 3 и в международной заявке WO 03/052132 в разделе, озаглавленном "Единица мономера каркаса" на стр. 24, строка 27 до стр. 43, строка 14. В них также описан ряд различных единиц мономера каркаса нуклеотидов и аналогов нуклеотидов, которые могут использоваться с настоящим изобретением, и то, как они связаны с азотистыми основаниями с помощью линкеров, которые присоединены в одном или двух положениях единицы мономера каркаса.A number of scaffold monomer units are described in international application WO 2017/045689 in the section entitled "Scaffold monomer unit", on page 40, line 5 to page 56, line 3 and in international application WO 03/052132 in the section entitled "Unit Scaffold Monomer" on page 24, line 27 to page 43, line 14. They also describe a number of different nucleotide scaffold monomer units and nucleotide analogues that can be used with the present invention, and how they are linked to nitrogenous bases by linkers that are attached at one or two positions of the backbone monomer unit.
ЛинкерLinker
Линкер интеркаляторного нуклеотида представляет собой фрагмент, соединяющий интеркалятор и мономер каркаса указанного гидрофобного нуклеотида, предпочтительно ковалентно соединяющий указанный интеркалятор и единицу мономера каркаса. Линкер может включать один или несколько атомов или связь (связи) между атомами.An intercalator nucleotide linker is a moiety connecting an intercalator and a framework monomer of said hydrophobic nucleotide, preferably covalently connecting said intercalator and a framework monomer unit. The linker may include one or more atoms or bond(s) between atoms.
На основе указанных выше определений каркаса и интеркалятора, линкер соответствует наиболее короткому расстоянию, связывающему каркас и интеркаляторы. Если интеркалятор соединен напрямую с каркасом, то линкер представляет собой связь.Based on the above definitions of framework and intercalator, a linker corresponds to the shortest distance connecting the framework and intercalators. If the intercalator is connected directly to the framework, then the linker is a bond.
Линкер обычно состоит из цепи атомом или разветвленной цепи атомов. Цепи могут являться насыщенными, а также ненасыщенными. Линкер также может представлять собой кольцевую структуру с/без конъюгированных связей.The linker usually consists of a chain of atoms or a branched chain of atoms. The chains can be saturated or unsaturated. The linker may also be a ring structure with or without conjugated bonds.
Способные быть использованными линкеры подробно описаны в международной заявке WO 2017/045689, в частности в разделе, озаглавленном "Линкер" на стр. 56, строка 5 до стр. 59, строка 10 и в WO 03/052132 в разделе "Линкер" на стр. 54, строка 15 до стр. 58, строка 7.Linkers that can be used are described in detail in the international application WO 2017/045689, in particular in the section entitled "Linker" on page 56, line 5 to page 59, line 10 and in WO 03/052132 in the section "Linker" on page 54, line 15 to page 58, line 7.
НаборKit
Здесь также предусмотрен набор для детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), предпочтительно включающие повторы, при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный набор включает:Also provided herein is a kit for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence consisting of two strands and comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), preferably including repeats, wherein said target nucleic acid sequence consists of a variant sequence or a control sequences, wherein the specified set includes:
a) репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его З'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от З'-конца,a) a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' -end,
при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50 нуклеотидов, предпочтительно от 15 до 50 нуклеотидов, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, иwherein the reporter oligonucleotide is a sequence of 10 to 50 nucleotides in length, preferably 15 to 50 nucleotides, into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H, and
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает или состоит из повторяющейся последовательности и, по меньшей мере, одной хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его З'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторы и может гибридизироваться с первым и вторым ампликоном, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними; иwherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; and wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide includes or consists of a repeat sequence and at least one helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize with the first and second amplicons when the hybridization sequence hybridizes with them; And
b) набор праймеров, состоящий из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты.b) a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid sequence.
Здесь также предусмотрен набор, включающий:There is also a set including:
a) репортерный олигонуклеотид, который может представлять собой любой из репортерных олигонуклеотидов, описанных здесь ниже в разделе "Репортерный олигонуклеотид"a) a reporter oligonucleotide, which may be any of the reporter oligonucleotides described herein below under "Reporter Oligonucleotide"
b) набор праймеров, состоящий из первого праймера и второго праймера, который может быть любым из наборов праймеров, описанных здесь выше в разделе "Амплификация".b) a primer set consisting of a first primer and a second primer, which may be any of the primer sets described herein above in the "Amplification" section.
Набор является особенно полезным при реализации настоящих способов.The kit is particularly useful in implementing the present methods.
Таким образом, здесь предусмотрен набор для детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный набор включает:Thus, provided herein is a kit for detecting the presence of a sequence variant in a two-strand nucleic acid target sequence comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a reference sequence, this set includes:
а) репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его З'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от З'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н,a) a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from 3' -end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence 10 to 50 in length into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H,
при этомwherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуруin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure
X-Y-QX-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; и b) набор праймеров, состоящий из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать нуклеиновую кислоту-мишень.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence including the control sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; and b) a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid.
Помимо указанного репортерного олигонуклеотида и указанного набора праймеров набор может также включать дополнительные компоненты. Например, набор может дополнительно включать ПЦР реагенты. Набор может также включать зонд для детектирования, например зонд, обеспечивающий детектирование продуцирования ПЦР продукта в реальном времени.In addition to the specified reporter oligonucleotide and the specified set of primers, the kit may also include additional components. For example, the kit may further include PCR reagents. The kit may also include a detection probe, for example a probe capable of detecting the production of a PCR product in real time.
Указанные выше наборы являются особенно полезными для реализации описанных здесь способов, в частности для детектирования вариантов последовательностей последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, предпочтительно включающей повторы, например микросателлиты. В частности, микросателлиты, где последовательность дикого типа или контрольная последовательность имеет длину 15 нуклеотидов или более, как более подробно описано выше.The above kits are particularly useful for implementing the methods described herein, in particular for detecting sequence variants of a target nucleic acid sequence, preferably including repeats, such as microsatellites. In particular, microsatellites where the wild type or control sequence is 15 nucleotides or more in length, as described in more detail above.
Репортерный олигонуклеотидReporter oligonucleotide
Как подробно описано выше, настоящие способы требуют репортерный олигонуклеотид для осуществления анализа плавления, например для осуществления HRM анализа. Без связи с теорией, авторы обнаружили, что репортерные олигонуклеотиды, включающие гидрофобные нуклеотиды, являются особенно полезными для реализации настоящих способов, поскольку они могут повышать чувствительность анализа. Таким образом, подобные репортерные олигонуклеотиды также описаны здесь.As described in detail above, the present methods require a reporter oligonucleotide to perform a melting assay, such as to perform an HRM assay. While not wishing to be bound by theory, we have found that reporter oligonucleotides comprising hydrophobic nucleotides are particularly useful in the present methods as they can increase assay sensitivity. Thus, similar reporter oligonucleotides are also described here.
Здесь также предусмотрен репортерный олигонуклеотид, который может гибридизироваться с одной цепью нуклеиновой кислоты-мишени, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), предпочтительно включающей повторы, при этом указанный репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, предпочтительно от 15 до 50 нуклеотидов, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н,Also provided herein is a reporter oligonucleotide that can hybridize to a single strand of a target nucleic acid consisting of two strands and comprising the nucleotide(s) of interest (NOI), preferably comprising repeats, wherein said reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5 '-end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5'-end, and the first quencher, preferably at its 3'-end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3'-end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence of length from 10 to 50, preferably from 15 to 50 nucleotides, into which from 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H,
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает или состоит из повторяющейся последовательности и, по меньшей мере, одной хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его 3'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторы и может гибридизироваться со второй цепью первого и второго ампликона, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide includes or consists of a repeating sequence and at least one helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize to the second strand of the first and second amplicons when the hybridization sequence hybridizes thereto.
Здесь также предусмотрен репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его З'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, при этомAlso provided herein is a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or no more than 4 nucleotides from the 3' end. '-end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence 10 to 50 in length into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H, wherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуру X-Y-Qin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure X-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи нуклеиновой кислоты-мишени.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence is complementary to a sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid.
Репортерный олигонуклеотид может включать второй гаситель. Предпочтительно, второй гаситель представляет собой неконцевой участок, то есть расположенный во внутреннем участке репортерного олигонуклеотида. Другими словами, второй гаситель не расположен на 5'-конце или на З'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов о 5'-конца или З'-конца.The reporter oligonucleotide may include a second quencher. Preferably, the second quencher is a non-terminal region, that is, located in an internal region of the reporter oligonucleotide. In other words, the second quencher is not located at the 5' end or 3' end or within 4 nucleotides of the 5' end or 3' end.
Единица мономера каркаса X может представлять собой любую из единиц мономера каркаса, описанных здесь выше в разделе "Единица мономера каркаса".The framework monomer unit X may be any of the framework monomer units described herein above in the "Scaffold Monomer Unit" section.
Интеркалятор Q может представлять собой любой из интеркаляторов, описанных здесь выше в разделе "Интеркалятор".Intercalator Q may be any of the intercalators described herein above in the Intercalator section.
Гидрофобные нуклеотиды, которые могут применяться в контексте настоящего изобретения, подробно описаны в международной заявке WO 2017/045689, в частности в разделе, озаглавленном "Гидрофобные нуклеотиды" на стр. 30, строки 2-25.Hydrophobic nucleotides that can be used in the context of the present invention are described in detail in international application WO 2017/045689, in particular in the section entitled “Hydrophobic nucleotides” on page 30, lines 2-25.
В некоторых вариантах осуществления репортерный олигонуклеотид имеет следующую общую структуруIn some embodiments, the reporter oligonucleotide has the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)d-Z-(N)e-Z-(N)b-3' при этом5'-(N) a -Z-(N) d -Z-(N) e -Z-(N) b -3' in this case
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
полное количество нуклеотидов или нуклеотидных аналогов составляет, по меньшей мере, 10; иthe total number of nucleotides or nucleotide analogues is at least 10; And
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
d и е по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 19; иd and e individually represent integers ranging from 1 to 19; And
a+b+d+e равно, по меньшей мере, 10;a+b+d+e is at least 10;
и (N)a-(N)d-(N)e-(N)b идентичен контрольной последовательности.and (N) a -(N) d -(N) e -(N) b is identical to the control sequence.
В других вариантах осуществления репортерный олигонуклеотид имеет следующую общую структуруIn other embodiments, the reporter oligonucleotide has the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)f-Z-(N)g-Z-(N)h-Z-(N)b-3' при этом5'-(N) a -Z-(N) f -Z-(N) g -Z-(N) h -Z-(N) b -3' in this case
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
f, g и h по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 18; иf, g and h individually represent integers ranging from 1 to 18; And
a+b+f+g+h равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50;a+b+f+g+h is at least 10 and does not exceed 50;
и (N)a-(N)f-(N)g-(N)h-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность; илиand (N)a-(N) f -(N) g -(N) h -(N) b is identical to a fragment of the target nucleic acid sequence including the control sequence; or
имеет следующую общую структуруhas the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)i-Z-(N)j-Z-(N)k-Z-(N)i-Z-(N)b-3' при этом5'-(N) a -Z-(N) i -Z-(N) j -Z-(N) k -Z-(N) i -Z-(N) b -3' in this case
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers ranging from 0 to 4; And
i, j, к и I по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 17; иi, j, k and I individually represent integers ranging from 1 to 17; And
a+b+i+j+k+I равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50; и (N)a-(N)i-(N)j-(N)k-(N)I-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность; илиa+b+i+j+k+I is at least 10 and does not exceed 50; and (N) a -(N) i -(N) j -(N) k -(N) I -(N) b is identical to a fragment of the target nucleic acid sequence including the control sequence; or
имеет следующую общую структуруhas the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)m-Z-(N)n-Z-(N)o-Z-(N)p-Z-(N)q-Z-(N)b-3'5'-(N) a -Z-(N) m -Z-(N) n -Z-(N) o -Z-(N) p -Z-(N) q -Z-(N) b - 3'
при этомwherein
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1; иZ is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1; And
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от О до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
m, n, о, р и q по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 16; иm, n, o, p and q are individually integers ranging from 1 to 16; And
a+b+m+n+o+p+q равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50; и (N)a-(N)m-(N)n-(N)o-(N)p-Z-(N)q-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность.a+b+m+n+o+p+q is at least 10 and does not exceed 50; and (N) a -(N) m -(N) n -(N) o -(N) p -Z-(N) q -(N) b is identical to a portion of the target nucleic acid sequence including the control sequence.
Репортерный олигонуклеотид может включать выступ, то есть он может включать нуклеотиды на одном из его концов, которые не гибридизируются с последовательностью-мишенью нуклеиновой кислоты. Выступ может быть 3'-концевым или 5'-концевым. Предпочтительно, репортерный олигонуклеотид включает 5'-концевую последовательность, которая образует 5'-выступ относительно цепи первого и второго ампликона, с которыми может гибридизироваться последовательность гибридизации.The reporter oligonucleotide may include an overhang, that is, it may include nucleotides at one of its ends that do not hybridize to the target nucleic acid sequence. The overhang may be 3'-terminal or 5'-terminal. Preferably, the reporter oligonucleotide includes a 5' terminal sequence that forms a 5' overhang relative to the strand of the first and second amplicon to which the hybridization sequence can hybridize.
Репортерный олигонуклеотид включает, по меньшей мере, первый флуорофор и, по меньшей мере, первый гаситель. Они являются полезными в плане анализа плавления и/или HRM анализа. Предпочтительно, репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, по меньшей мере, на его 5'-конце или, по меньшей мере, на его 3'-конце, или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или 3'-конца. Репортерный олигонуклеотид предпочтительно включает первый гаситель, по меньшей мере, на его 5'-конце или, по меньшей мере, на его 3'-конце, или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или 3'-конца. Таким образом, флуорофор и гаситель могут быть расположены на 5'-конце или 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или 3'-конца, но не обязательно расположены на последнем нуклеотиде репортерного олигонуклеотида. Предпочтительно, если первый флуорофор расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, то первый гаситель не расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца. Вместо этого он расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца или во внутреннем участке репортера. Наоборот, если первый флуорофор расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, то первый гаситель не расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца. Вместо этого он расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца или во внутреннем участке репортера. Термин "внутренний участок" обозначает здесь участок репортерного олигонуклеотида, который не включает 5 концевых нуклеотидов на каждом конце. Предпочтительно, первый флуорофор и первый гаситель не являются расположенными близко относительно друг друга.The reporter oligonucleotide includes at least a first fluorophore and at least a first quencher. They are useful in terms of melting analysis and/or HRM analysis. Preferably, the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore at least at its 5' end or at least at its 3' end, or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or 3' end. The reporter oligonucleotide preferably includes a first quencher at at least its 5' end or at least its 3' end, or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or 3' end. Thus, the fluorophore and quencher may be located at the 5' end or 3' end, or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or 3' end, but are not necessarily located at the last nucleotide of the reporter oligonucleotide. Preferably, if the first fluorophore is located at the 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, the first quencher is not located at the 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end. Instead, it is located at the 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end or in the internal region of the reporter. Conversely, if the first fluorophore is located at the 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end, then the first quencher is not located at the 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end. Instead, it is located at the 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end or in the internal region of the reporter. The term "internal region" refers here to a region of a reporter oligonucleotide that does not include the 5 terminal nucleotides at each end. Preferably, the first fluorophore and the first quencher are not located close to each other.
Пригодные флуорофоры и гасители являются доступными для специалиста в данной области, которому не составит труда выбрать их для реализации настоящих способов.Suitable fluorophores and quenchers are readily available to those skilled in the art to select them for use in the present methods.
Репортерный олигонуклеотид применяется для реализации анализа плавления, например HRM анализа. Так, последовательность репортерного нуклеотида подвергается некоторым ограничениям, которые зависят от последовательности, гибридизацию и детектирование которой она обеспечивает.Репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, которая, например, идентична NOI и которая гибридизируется с цепью, являющейся комплементарной NOI. Таким образом, в рамках вариантов осуществления, в которых NOI включает повторы, репортерный олигонуклеотид также включает повторы, то есть последовательность гибридизации Н также включает повторы, как более подробно описано ниже.A reporter oligonucleotide is used to implement a melting assay, such as an HRM assay. Thus, the reporter nucleotide sequence is subject to certain restrictions that depend on the sequence that it hybridizes and detects. The reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H that, for example, is identical to the NOI and that hybridizes to a strand that is complementary to the NOI. Thus, within embodiments in which the NOI includes repeats, the reporter oligonucleotide also includes repeats, that is, the H hybridization sequence also includes repeats, as described in more detail below.
Репортерный олигонуклеотид может, помимо последовательности, которая идентична NOI, также включать дополнительные нуклеотиды в последовательности гибридизации. Например, как показано в примерах ниже, это может быть особенно актуальным в случаях, где нуклеиновая кислота-мишень представляет собой микросателлит.Если микросателлит имеет М тандемных повторов, имеющих полную длину n нуклеотидов в контрольной последовательности, то последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида предпочтительно имеет М" тандемных повторов, при этом М"≥М+1, предпочтительно М"≥М+1 или М"≥М+2. Если тандемный повтор представляет собой мононуклеотидный повтор, то последовательность гибридизации имеет длину n" нуклеотидов, при этом n"≥n+1, предпочтительно n"≥n+1 или n"≥n+2. Другими словами, последовательность гибридизации может включать, по меньшей мере, один или два дополнительных нуклеотида.The reporter oligonucleotide may, in addition to a sequence that is identical to the NOI, also include additional nucleotides in the hybridization sequence. For example, as shown in the examples below, this may be particularly relevant in cases where the target nucleic acid is a microsatellite. If the microsatellite has M tandem repeats having a total length of n nucleotides in the control sequence, then the reporter oligonucleotide hybridization sequence preferably has M" tandem repeats, with M"≥M+1, preferably M"≥M+1 or M"≥M+2. If the tandem repeat is a mononucleotide repeat, then the hybridization sequence is n" nucleotides long, with n"≥n+1, preferably n"≥n+1 or n"≥n+2. In other words, the hybridization sequence may include at least one or two additional nucleotides.
Это обеспечивает более чувствительное различение между вариантом последовательности и контрольной последовательностью, особенно когда вариант последовательности включает вставку.This provides more sensitive discrimination between a sequence variant and a reference sequence, especially when the sequence variant includes an insertion.
В некоторых вариантах осуществления, в частности где NOI представляет собой микросателлит, последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида предпочтительно включает последовательность, которая состоит из повторов, являющихся идентичными или комплементарными повторам NOI, и может полезным образом также включать концевую последовательность, например одну или две концевые последовательности, которая обозначается здесь как хелперная последовательность (хелперные последовательности), которые гибридизируются с первым и вторым ампликоном непосредственно выше или непосредственно ниже данных повторов, когда с ними гибридизируется последовательность гибридизации. Другими словами, последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида предпочтительно включает повторы и дополнительно включает от 1 до 20 нуклеотидов, например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,17, 18, 19 или 20 нуклеотидов, которые гибридизируются с NOI или их комплементарной цепью непосредственно выше или непосредственно ниже повторяющейся последовательности.In some embodiments, particularly where the NOI is a microsatellite, the reporter oligonucleotide hybridization sequence preferably includes a sequence that consists of repeats that are identical or complementary to the NOI repeats, and may usefully also include a terminal sequence, such as one or two terminal sequences that referred to herein as the helper sequence(s) that hybridize to the first and second amplicon immediately upstream or downstream of these repeats when the hybridization sequence hybridizes to them. In other words, the reporter oligonucleotide hybridization sequence preferably includes repeats and further includes from 1 to 20 nucleotides, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20 nucleotides that hybridize to the NOI or its complementary strand immediately upstream or downstream of the repeat sequence.
Хелперная последовательность может быть 3'-концевой или 5'-концевой. Предпочтительно, репортерный олигонуклеотид включает 5'-концевую хелперную последовательность, которая гибридизируется с цепью первого и второго ампликона непосредственно выше или непосредственно ниже данных повторов, когда с ними гибридизируется последовательность гибридизации. Хелперная последовательность обеспечивает различение профилей плавления, как показано в примере 13. Хелперная последовательность обозначается как сильная, если она имеет высокую Т=m при гибридизации с первым или вторым ампликоном. Специалисту в данной области хорошо известно, что гибридизация между двумя последовательностями является более сильной, если последовательности включают более высокое соотношение G/C по сравнению с двумя гибридизированными последовательностями, включающими более высокое соотношение А/Т; таким образом, хелперная последовательность, включающая более высокое соотношение G/C, чем А/Т, будет более сильной, чем хелперная последовательность, включающая более низкое соотношение G/C, чем А/Т. Также известно, что более длинные последовательности обеспечивают более сильную гибридизацию, чем более короткие последовательности, поэтому сила хелперной последовательности может быть скорректирована путем увеличения длины, которая гибридизируется с первым и/или вторым ампликоном.The helper sequence can be 3'-terminal or 5'-terminal. Preferably, the reporter oligonucleotide includes a 5'-terminal helper sequence that hybridizes to a strand of the first and second amplicons immediately upstream or immediately downstream of these repeats when the hybridization sequence hybridizes to them. The helper sequence provides discrimination of melting profiles, as shown in Example 13. A helper sequence is designated as strong if it has a high T= m when hybridizing with the first or second amplicon. It is well known to one skilled in the art that hybridization between two sequences is stronger if the sequences comprise a higher G/C ratio compared to two hybridized sequences comprising a higher A/T ratio; thus, a helper sequence comprising a higher G/C ratio than A/T will be more potent than a helper sequence comprising a lower G/C ratio than A/T. It is also known that longer sequences provide stronger hybridization than shorter sequences, so the strength of the helper sequence can be adjusted by increasing the length that hybridizes to the first and/or second amplicon.
В некоторых вариантах осуществления репортерный олигонуклеотид может применяться для детектирования варианта последовательности, свидетельствующего о микросателлитной нестабильность, то есть контрольная последовательность включает микросателлитную последовательность. Когда контрольная последовательность включает микросателлитную последовательность из М тандемных повторов, имеющую полную длину п нуклеотидов, то длина последовательности гибридизации Н репортерного олигонуклеотида представляет собой n", при этом n"≥n+1, предпочтительно n"≥n+1 или n"≥n+2.In some embodiments, a reporter oligonucleotide can be used to detect a sequence variant indicative of microsatellite instability, that is, the control sequence includes a microsatellite sequence. When the control sequence includes a microsatellite sequence of M tandem repeats having a total length of n nucleotides, the length of the hybridization sequence H of the reporter oligonucleotide is n", wherein n"≥n+1, preferably n"≥n+1 or n"≥n +2.
Указанные выше репортерные олигонуклеотиды могут включать второй гаситель. Предпочтительно, второй гаситель представляет собой неконцевой участок, то есть расположенный во внутреннем участке репортерного олигонуклеотида. Другими словами, второй гаситель не расположен на 5'-конце или на 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов о 5'-конца или 3'-конца.The above reporter oligonucleotides may include a second quencher. Preferably, the second quencher is a non-terminal region, that is, located in an internal region of the reporter oligonucleotide. In other words, the second quencher is not located at the 5' end or at the 3' end or within 4 nucleotides of the 5' end or 3' end.
Способные быть использованными флуорофоры и гасители известны в данной области и доступны для специалиста, которому не составит труда выбрать подходящие флуорофоры и гасители.The fluorophores and quenchers that can be used are known in the art and are readily available to one skilled in the art to select suitable fluorophores and quenchers.
Здесь также предусмотрено применение подобных репортерных олигонуклеотидов, включающих гидрофобные нуклеотиды в рамках способов для детектирования варианта нуклеиновой кислоты, в частности их применение в рамках описанных здесь способов. Репортерные олигонуклеотиды также могут применяться в рамках способов предсказания эффективности лечения клинического состояния и в рамках способов предсказания присутствия клинического состояния, в частности как описано здесь ниже.Also contemplated herein is the use of similar reporter oligonucleotides comprising hydrophobic nucleotides within methods for detecting a nucleic acid variant, particularly their use within the methods described herein. Reporter oligonucleotides can also be used as part of methods for predicting the effectiveness of a treatment for a clinical condition and as part of methods for predicting the presence of a clinical condition, particularly as described herein below.
Предсказание эффективности лечения клинического состоянияPredicting the effectiveness of treatment for a clinical condition
Настоящее изобретение также относится к способам предсказания эффективности лечения клинического состояния у нуждающегося в этом субъекта предварительно определенным лекарством, при этом эффективность лечения указанного клинического состояния указанным лекарством ассоциирована с присутствием варианта последовательности.The present invention also provides methods for predicting the effectiveness of treating a clinical condition in a subject in need thereof with a predetermined drug, wherein the effectiveness of treating said clinical condition with said drug is associated with the presence of a sequence variant.
Таким образом, некоторые мутации могут свидетельствовать о том, может ли определенное лекарство быть эффективным для лечения субъекта. В частности, определенные мутации могут свидетельствовать об определенном ответе на лечение предварительно определенным лекарством. Например, присутствие варианта последовательности может свидетельствовать о том, будет ли субъект отвечать положительно на лечение указанным лекарством, о сопротивлении заболевания субъекта лечению соответствующим лекарством, или о способности/неспособности субъекта переносить лечение определенным лекарством.Thus, certain mutations may indicate whether a certain drug may be effective in treating a subject. In particular, certain mutations may indicate a certain response to treatment with a predetermined drug. For example, the presence of a sequence variant may be indicative of whether a subject will respond favorably to treatment with a specified drug, the resistance of a subject's disease to treatment with a corresponding drug, or the ability/inability of a subject to tolerate treatment with a specific drug.
Способы предсказания эффективности лечения клинического состояния у субъекта могут включать следующие этапы:Methods for predicting the effectiveness of a treatment for a clinical condition in a subject may include the following steps:
a. получение образца от указанного субъектаa. obtaining a sample from a specified subject
b. осуществление способа детектирования присутствия варианта последовательности, как описано здесь, для определения того, включает ли образец вариант последовательностиb. implementing a method for detecting the presence of a sequence variant, as described herein, to determine whether a sample includes a sequence variant
при этом присутствие указанного варианта последовательности свидетельствует о том, является ли указанное лекарство эффективным в плане лечения указанного клинического состояния у указанного субъекта.wherein the presence of said sequence variant indicates whether said drug is effective in treating said clinical condition in said subject.
Клиническое состояние может представлять собой, например, рак, или любое из описанных здесь клинических состояний, заболеваний или расстройств. Были идентифицированы многие мутации, которые свидетельствуют о том, является ли определенное лекарство или комбинация лекарств для лечения рака эффективной при лечении определенного вида рака.The clinical condition may be, for example, cancer, or any of the clinical conditions, diseases or disorders described herein. Many mutations have been identified that indicate whether a particular cancer drug or combination of drugs is effective in treating a particular type of cancer.
В некоторых вариантах осуществления вариант последовательности представляет собой вариант микросателлита, как подробно описано выше.In some embodiments, the sequence variant is a microsatellite variant, as described in detail above.
Предсказание присутствия клинического состоянияPredicting the presence of a clinical condition
Настоящие способы также могут применяться для предсказания или даже диагностирования присутствия любого клинического состояния, ассоциированного с определенной мутацией у субъекта.The present methods can also be used to predict or even diagnose the presence of any clinical condition associated with a particular mutation in a subject.
Такие способы могут включать следующие этапы:Such methods may include the following steps:
a) получение образца от указанного субъектаa) obtaining a sample from a specified subject
b) детектирование присутствие мутации, ассоциированной с клиническим состоянием, в образце путем осуществления описанных здесь способов детектирования варианта последовательности;b) detecting the presence of a mutation associated with a clinical condition in a sample by performing the sequence variant detection methods described herein;
при этом присутствие указанного варианта последовательности свидетельствует о том, что указанный субъект имеет указанное клиническое состояние.wherein the presence of said sequence variant indicates that said subject has said clinical condition.
Известно, что многие клинические состояния ассоциированы с определенными мутациями, при этом могут быть сконструированы репортерные олигонуклеотиды и наборы праймеров для детектирования любой подобной мутации. Настоящие способы являются особенно полезными для детектирования состояний, ассоциированных с микросателлитной нестабильностью, когда они применяются для детектирования варианта последовательности микросателлита, предпочтительно где соответствующая последовательность дикого типа или контрольная последовательность имеет длину, по меньшей мере, 15 нуклеотидов, как подробно указано выше.It is known that many clinical conditions are associated with specific mutations, and reporter oligonucleotides and primer sets can be designed to detect any such mutation. The present methods are particularly useful for detecting conditions associated with microsatellite instability when they are used to detect a microsatellite sequence variant, preferably where the corresponding wild-type or control sequence is at least 15 nucleotides in length, as detailed above.
В одном варианте осуществления клиническое состояние представляет собой рак, например наследственный неполипозный рак толстой кишки. В другом варианте осуществления клиническое состояние представляет собой синдром Линча.In one embodiment, the clinical condition is cancer, such as hereditary nonpolyposis colon cancer. In another embodiment, the clinical condition is Lynch syndrome.
Способ может дополнительно включать этап лечения указанного клинического состояния. При детектировании варианте последовательности, свидетельствующего о присутствии клинического состояния, субъекта классифицируют в качестве страдающего указанным клиническим состоянием, при этом способ может дополнительно включать этап введения терапевтического агента в эффективном количестве указанному субъекту.The method may further include the step of treating said clinical condition. Upon detection of a sequence variant indicative of the presence of a clinical condition, the subject is classified as having said clinical condition, wherein the method may further comprise the step of administering an effective amount of a therapeutic agent to the subject.
ПримерыExamples
Пример 1: Микросателлитная нестабильность не обязательно приводит к изменениям температуры плавления.Example 1: Microsatellite instability does not necessarily lead to changes in melting point.
ВАТ25 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в ВАТ25 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на З'-конце, а также внутренний гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 142-171 SEQ ID NO: 1 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК нормальной ткани и ДНК опухолевой ткани из CRC или внутриматочных образцов от пациента с микросателлитной нестабильностью. Исходный интервал нормализации составлял 39-40°С, а конечный интервал нормализации составлял 63-64°С. Были получены две кривые плавления (Фиг. 2А), которые были трансформированы в кривые первой отрицательной производной (Фиг. 2В). Данные две кривые не были идентичными (максимальная разность между амплитудами двух кривых составляла -0,07 ОЕФ (абсолютное значение), не показана) при применении билинейной нормализации и корректирования температуры путем применения порогового значения интенсивности температурного сдвига 0,1 ОЕФ, который превышает пороговое значение 0,05 ОЕФ. Разность в виде 0,07 превышает пороговое значение 0,05 ОЕФ, установленное для данного конкретного анализа, и, таким образом, образец классифицирован в качестве нестабильного в плане ВАТ25. Кривые первой отрицательной производной показаны на Фиг. 2 В. Как видно, нормальная ткань имела Тm 57,31°С, а опухолевая ткань имела Тm 57,41°С. Подобное малое различие обычно является несущественным и может быть связано с различными концентрациями солей в образцах или вариабельностью инструмента.BAT25 analysis using asymmetric PCR with primers that hybridize upstream and downstream of the region containing mononucleotide repeats. This assay is designed to detect sequence variants in the BAT25 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 142-171 of SEQ ID NO: 1 and has an overhang at its 3' end and a helper sequence at its 5' end that hybridizes upstream of the mononucleotide repeats. In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end. 1-2 ng/μl of normal tissue DNA and tumor tissue DNA from CRC or intrauterine samples from a patient with microsatellite instability were tested. The initial normalization interval was 39-40°C, and the final normalization interval was 63-64°C. Two melting curves were obtained (Figure 2A), which were transformed into first negative derivative curves (Figure 2B). These two curves were not identical (the maximum difference between the amplitudes of the two curves was -0.07 RFU (absolute value), not shown) when applying bilinear normalization and adjusting for temperature by applying a temperature shift intensity threshold of 0.1 RFU, which exceeds the threshold value 0.05 RFU. A difference of 0.07 exceeds the 0.05 RFU threshold established for this particular assay and thus classifies the sample as BAT25 unstable. The first negative derivative curves are shown in Fig. 2 B. As can be seen, normal tissue had a T m of 57.31°C, and the tumor tissue had a T m of 57.41°C. Such small differences are usually insignificant and may be due to different salt concentrations in the samples or instrument variability.
На основе данного примера можно сделать вывод о том, что температура плавления не обязательно значительно меняется от образца нормальной ткани к связанному с мутацией образцу опухолевой ткани, однако форма кривой плавления меняется, что еще более легко визуально определяется при применении билинейной нормализации и температурного сдвига. Таким образом, образцы нормальной и опухолевой ткани могут быть различены на основе различающейся формы HRM кривых даже при очень малых различиях в планеBased on this example, it can be concluded that the melting temperature does not necessarily change significantly from a normal tissue sample to a mutation-associated tumor tissue sample, but the shape of the melting curve does change, which is even more easily visually determined when applying bilinear normalization and temperature shift. Thus, normal and tumor tissue samples can be distinguished based on the different shapes of the HRM curves even with very small differences in plan
Тm. Tm .
Пример 2: Билинейная нормализацияExample 2: Bilinear Normalization
NR22 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR22 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на З'-конце, а также внутренний BHQ-1 гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 143-172 SEQ ID NO: 4 и имеет выступ (2 нуклеотида) на его 3'-конце и хелперную последовательность (9 нуклеотидов; приводит к повышению Тm на 14,2°С) на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК очищенной FFPE нормальной и опухолевой ткани от пациента с микросателлитной нестабильностью. Были получены две кривые плавления (Фиг. 3). На Фиг. 3А показана кривая плавления без применения билинейной нормализации или температурного сдвига. На Фиг. 3В показана кривая плавления после применения билинейной нормализации (без температурного сдвига).NR22 analysis using asymmetric PCR with primers that hybridize upstream and downstream of the mononucleotide repeat region. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR22 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal BHQ-1 quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 143-172 of SEQ ID NO: 4 and has an overhang (2 nucleotides) at its 3' end and a helper sequence (9 nucleotides; resulting in an increase in T m by 14.2°C) at its 5' end. end, which hybridizes above the mononucleotide repeats. In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end. 1-2 ng/μl DNA of FFPE purified normal and tumor tissue from a patient with microsatellite instability was tested. Two melting curves were obtained (Figure 3). In FIG. 3A shows the melting curve without applying bilinear normalization or temperature shift. In FIG. Figure 3B shows the melting curve after applying bilinear normalization (without temperature shift).
На Фиг. 4. показано различие Dt во флуоресценции между контролем (флуоресценция, равная нулю при любой температуре; образец из здоровых клеток пациента) и образцом опухолевой ткани в зависимости от температуры.In FIG. 4. shows the difference in D t in fluorescence between the control (fluorescence equal to zero at any temperature; a sample from healthy cells of the patient) and a sample of tumor tissue depending on temperature.
Это также называется графиком разности или кривой разности. Максимальная разность, maxDт, измеряется в виде абсолютного значения максимальной амплитуды кривой разности. Данные показаны после применения стандартной нормализации (Фиг. 4А) или после применения билинейной нормализации (без температурного сдвига) (Фиг. 4В).This is also called a difference plot or difference curve. The maximum difference, maxD t , is measured as the absolute value of the maximum amplitude of the difference curve. Data are shown after applying standard normalization (Figure 4A) or after applying bilinear normalization (without temperature shift) (Figure 4B).
Этот пример показывает, что билинейная нормализация может обеспечивать компенсирование различных снижений интенсивности флуоресценции, наблюдаемых до и после плавления различных образцов, и обеспечивает различение HRM профилей для образца нормальной (здоровой) ткани и образца опухолевой ткани.This example shows that bilinear normalization can compensate for the different decreases in fluorescence intensity observed before and after melting of different samples, and allows the HRM profiles to be differentiated between a normal (healthy) tissue sample and a tumor tissue sample.
Пример 3: Билинейная нормализация и температурный сдвиг могут снижать различие между кривыми плавленияExample 3: Bilinear normalization and temperature shift can reduce the difference between melting curves
NR24 анализ с использованием асимметричной ПЦР. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR24 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце, а также внутренний гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 158-187 SEQ ID NO: 5 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность (приводящую к повышению Тm на 14,8°С) на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК нормальной ткани и ДНК опухолевой ткани от одного микросателлитно стабильного пациента. Применяли стандартную нормализацию с исходным интервалом 44-45°С (установлен как значение 1) и конечным интервалом 66-67°С (установлен как значение 0). Результаты показаны на Фиг. 5.NR24 analysis using asymmetric PCR. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR24 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 158-187 of SEQ ID NO: 5 and has an overhang at its 3' end and a helper sequence (resulting in an increase in T m by 14.8°C) at its 5' end, which hybridizes upstream of the mononucleotide repeats . In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end. 1-2 ng/μl of normal tissue DNA and tumor tissue DNA from one microsatellite stable patient were tested. Standard normalization was used with a starting interval of 44–45°C (set as a value of 1) and a final interval of 66–67°C (set as a value of 0). The results are shown in Fig. 5.
Когда билинейная нормализация и пороговое значение интенсивности температурного сдвига не применялись, различие между кривыми составляло ~0,04 ОЕФ (Фиг. 5А). При применении билинейной нормализации, но не порогового значения интенсивности температурного сдвига, различие между кривыми составляло ~0,02 ОЕФ (Фиг. 5В). При применении билинейной нормализации и порогового значения интенсивности температурного сдвига 0,1 ОЕФ различие между кривыми составляло ~0,01 ОЕФ (Фиг. 5С).When bilinear normalization and temperature shift intensity thresholding were not applied, the difference between the curves was ∼0.04 RFU ( Figure 5A ). When applying bilinear normalization, but not temperature shift intensity thresholding, the difference between the curves was ∼0.02 RFU (Figure 5B). When applying bilinear normalization and a temperature shift intensity threshold of 0.1 RFU, the difference between the curves was ∼0.01 RFU (Figure 5C).
На основе данного примера можно сделать вывод о том, что билинейная нормализация и температурный сдвиг могут обеспечивать уменьшение различий между кривыми плавления образцов здоровой и нормальной ткани микросателлитно стабильных пациентов. Это снижает риск ложноположительных результатов.Based on this example, it can be concluded that bilinear normalization and temperature shift can reduce the differences between the melting curves of healthy and normal tissue samples from microsatellite stable patients. This reduces the risk of false positive results.
Пример 4: Пороговое значение интенсивности температурного сдвига может обеспечивать нейтрализацию изменения температуры плавления, вызванного различными концентрациями солей в ДНК буферахExample 4: Temperature Shift Intensity Threshold Can Provide Neutralization of Melting Temperature Changes Caused by Different Salt Concentrations in DNA Buffers
NR24 анализ с использованием асимметричной ПЦР. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR24 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце, а также внутренний BHQ-1 гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 158-187 SEQ ID NO: 5 и имеет выступ на его 3'-конце (2 нуклеотида) и хелперную последовательность (приводящую к повышению Тm на 14,8°С) на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца. ДНК нормальной ткани разбавляли с 40 нг/мкл до 2 нг/мкл в воде и ТЕ буфере, соответственно. Исходную нормализацию осуществляли в области 44-45°С, а конечную нормализацию осуществляли в области 66-67°С. Результаты показаны на Фиг. 6.NR24 analysis using asymmetric PCR. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR24 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal BHQ-1 quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 158-187 of SEQ ID NO: 5 and has an overhang at its 3' end (2 nucleotides) and a helper sequence (resulting in an increase in T m by 14.8°C) at its 5' end, which hybridizes above mononucleotide repeats. In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end. Normal tissue DNA was diluted from 40 ng/μl to 2 ng/μl in water and TE buffer, respectively. The initial normalization was carried out in the region of 44-45°C, and the final normalization was carried out in the region of 66-67°C. The results are shown in Fig. 6.
При применении билинейной нормализации, но не температурного сдвига, максимальное различие, maxDт, между кривыми составляло ~0,07 ОЕФ (Фиг. 6А). При применении билинейной нормализации и температурного сдвига с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ maxDт составляло ~0,01 ОЕФ (Фиг. 6В).When applying bilinear normalization but not temperature shift, the maximum difference, maxD t , between the curves was ∼0.07 RFU (Figure 6A). When applying bilinear normalization and temperature shift with an intensity threshold of 0.1 RFU, maxD t was ~0.01 RFU (Fig. 6B).
На основе данного примера можно сделать вывод о том, что применение температурного сдвига может снижать различие между двумя образцами, когда данное различие вызвано различной концентрацией солей в ДНК буферах. Таким образом, после применения билинейной нормализации и температурного сдвига аликвоты одного образца могут обеспечивать получение идентичных HRM профилей, даже если аликвоты были получены с использованием других буферов. Это значительно снижает риск ложноположительных результатов, поскольку анализ является менее уязвимым в плане варьирующихся концентраций солей и буферов между подвергаемыми сравнению образцами.Based on this example, it can be concluded that the use of a temperature shift can reduce the difference between two samples when the difference is caused by different salt concentrations in the DNA buffers. Thus, after applying bilinear normalization and temperature shift, aliquots of the same sample can provide identical HRM profiles, even if the aliquots were obtained using different buffers. This significantly reduces the risk of false positives because the assay is less vulnerable to varying salt and buffer concentrations between samples being compared.
Пример 5: Температурный сдвиг создает возможность использовать один универсальный контрольный образецExample 5: Temperature shift creates the ability to use one universal control sample
MON027 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в MON27 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце, а также внутренний BHQ-1 гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 300-333 SEQ ID NO: 6 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность (приводящую к повышению Тm на 10,8°С) на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК нормальной очищенной FFPE ткани от 16 различных пациентов. Исходный интервал нормализации составлял 44-45°С, а конечный интервал нормализации составлял 66-67°С.MON027 analysis using asymmetric PCR with primers that hybridize upstream and downstream of the mononucleotide repeat region. This assay is designed to detect sequence variants in the MON27 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal BHQ-1 quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 300-333 of SEQ ID NO: 6 and has an overhang at its 3' end and a helper sequence (resulting in an increase in T m by 10.8°C) at its 5' end, which hybridizes upstream of the mononucleotide repeats . In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end. 1-2 ng/μl DNA of normal FFPE purified tissue from 16 different patients was tested. The initial normalization interval was 44-45°C, and the final normalization interval was 66-67°C.
На Фиг. 7А показаны HRM кривые, где применялась билинейная нормализация, но не применялся температурный сдвиг.Максимальная разность maxDT между кривыми составляла ~0,25 ОЕФ. На Фиг. 7В показаны HRM кривые, где применялась билинейная нормализация и температурный сдвиг с пороговым значением интенсивности 0,1 ОЕФ, при этом maxDT снижалась до ~0.06 ОЕФ.In FIG. Figure 7A shows HRM curves where bilinear normalization was applied, but no temperature shift was applied. The maximum difference maxD T between the curves was ~0.25 RFU. In FIG. Figure 7B shows HRM curves where bilinear normalization and temperature shift were applied with an intensity threshold of 0.1 RFU, while maxDT was reduced to ~0.06 RFU.
На Фиг. 8А и Фиг. 8В показаны графики разности HRM кривых Фиг. 7А и Фиг. 7В, соответственно.In FIG. 8A and FIG. 8B shows the difference graphs of the HRM curves of FIG. 7A and Fig. 7V, respectively.
На основе данного эксперимента можно сделать вывод о том, что применение температурного сдвига снижает различие между образцами здоровой ткани от различных субъектов. Это создает возможность использовать один универсальный контрольный образец вместо пар образцов нормальной и опухолевой ткани для каждого пациента.Based on this experiment, it can be concluded that the application of a temperature shift reduces the variability between healthy tissue samples from different subjects. This creates the opportunity to use one universal control sample instead of pairs of normal and tumor tissue samples for each patient.
Пример 6: Асимметричная ПЦР обеспечивает получение большего количества одноцепочечного ампликона NR22 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR22 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на З'-конце, а также внутренний BHQ-1 гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 142-172 SEQ ID NO: 4 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность (приводящую к повышению Тm на 14,2°С) на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца.Example 6: Asymmetric PCR produces more single-stranded amplicon NR22 analysis using asymmetric PCR with primers that hybridize upstream and downstream of the mononucleotide repeat region. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR22 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal BHQ-1 quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 142-172 of SEQ ID NO: 4 and has an overhang at its 3' end and a helper sequence (resulting in an increase in T m by 14.2°C) at its 5' end, which hybridizes upstream of the mononucleotide repeats . In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end.
Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК крови нормальной очищенной ткани. На фигуре показаны кривые ПЦР в реальном времени. Кривая симметричной ПЦР перестает повышаться в плане ОЕФ после цикла 45, а для асимметричной ПЦР амплификация продолжается после экспоненциальной фазы в виде линейной амплификации.1-2 ng/μl of blood DNA from normal purified tissue was tested. The figure shows real-time PCR curves. The symmetric PCR curve stops increasing in terms of RFU after cycle 45, and for asymmetric PCR amplification continues after the exponential phase in the form of linear amplification.
На основе данного эксперимента видно, что асимметричная ПЦР обеспечивает создание большего количество одной цепи ДНК, включающей последовательность, с которой может связываться последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида.Based on this experiment, it is clear that asymmetric PCR produces more of a single strand of DNA that includes a sequence to which the reporter oligonucleotide hybridization sequence can bind.
Пример 7: Асимметричная ПЦР обеспечивает получение большего соотношения сигнал/шум и более резких кривых плавленияExample 7: Asymmetric PCR produces higher signal-to-noise ratio and sharper melting curves
Данный анализ проводили как описано в Примере 6. Были получены нормализованные HRM кривые, которые показаны на Фиг. 10.This analysis was performed as described in Example 6. Normalized HRM curves were obtained and are shown in FIG. 10.
На основе данного эксперимента можно сделать вывод о том, что асимметричная ПЦР обеспечивает получение большего соотношения сигнал/шум и более "резкого" профиля плавления.Based on this experiment, it can be concluded that asymmetric PCR provides a higher signal-to-noise ratio and a sharper melting profile.
Пример 8: Асимметричная ПЦР облегчает различение пациентов с MSS и MSI.Example 8: Asymmetric PCR facilitates discrimination between MSS and MSI patients.
NR22 анализ проводили как описано в Примере 6. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК очищенной FFPE нормальной и опухолевой ткани от пациента с микросателлитной нестабильностью.The NR22 assay was performed as described in Example 6. 1-2 ng/μl DNA of FFPE purified normal and tumor tissue from a patient with microsatellite instability was tested.
На Фиг. 11 показаны HRM кривые, полученные после применения стандартной нормализации с асимметричной ПЦР (Фиг. 11А) или симметричной ПЦР (Фиг. 11В). Соответствующие кривые разности показаны на Фиг. 12А и Фиг. 12В, соответственно.In FIG. 11 shows HRM curves obtained after applying standard normalization with asymmetric PCR (Fig. 11A) or symmetric PCR (Fig. 11B). The corresponding difference curves are shown in Fig. 12A and FIG. 12V, respectively.
На основе данного примера можно сделать вывод о том, что амплификация с использованием асимметричной ПЦР создает большее различие между кривой нормальной и опухолевой ткани для пациента с микросателлитной нестабильностью по сравнению с симметричной ПЦР. Таким образом, асимметричная ПЦР облегчает различение пациентов с MSS и MSI.Based on this example, it can be concluded that amplification using asymmetric PCR creates a greater difference between the normal and tumor tissue curve for a patient with microsatellite instability compared to symmetric PCR. Thus, asymmetric PCR facilitates the discrimination between patients with MSS and MSI.
Пример 9: Односторонний выступ в репортерном олигонуклеотиде может приводить к повышению температуры плавленияExample 9: One-way Overhang in a Reporter Oligonucleotide Can Lead to an Increase in Melting Temperature
NR22 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR22 микросателлите.NR22 analysis using asymmetric PCR with primers that hybridize upstream and downstream of the mononucleotide repeat region. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR22 microsatellite.
В данном эксперименте использовали два различных репортерных олигопептида. Первый репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце. Первый репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 148-177 SEQ ID NO: 4. Последовательность гибридизации также включает хелперную последовательность длиной 4 нуклеотида (приводящую к повышению Тт на 7,5°С) на 5'-конце и хелперную последовательность длиной 5 нуклеотидов (приводящую к повышению Тm на 3,6°С) на 3'-конце, которые комплементарны участкам NR22 непосредственно выше и ниже данных повторов. Второй репортерный олигонуклеотид включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце, а также внутренний гаситель. Второй репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 143-172 SEQ ID NO: 4 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность длиной 9 нуклеотидов только на его 5'-конце (приводящую к повышению Тm на 14,2°С), которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, оба репортерных олигонуклеотида включают гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК крови нормальной очищенной ткани.Two different reporter oligopeptides were used in this experiment. The first reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end. The first reporter oligonucleotide hybridizes to positions 148-177 of SEQ ID NO: 4. The hybridization sequence also includes a 4 nucleotide long helper sequence (resulting in a 7.5°C increase in Tm ) at the 5' end and a 5 nucleotide long helper sequence (resulting in to an increase in T m by 3.6°C) at the 3' end, which are complementary to the NR22 regions immediately upstream and downstream of these repeats. The second reporter oligonucleotide included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal quencher. The second reporter oligonucleotide hybridizes to positions 143-172 of SEQ ID NO: 4 and has an overhang at its 3' end and a 9 nucleotide long helper sequence only at its 5' end (resulting in an increase in T m by 14.2°C), which hybridizes above mononucleotide repeats. In addition, both reporter oligonucleotides include a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end. 1-2 ng/μl of blood DNA from normal purified tissue was tested.
Результаты анализа с применением первого репортерного олигонуклеотида показаны в виде пунктирных линий на Фиг. 13; результаты с применением второго репортерного олигонуклеотида показаны в виде цельных линий. Кривые плавления показаны на Фиг. 13А, а производные кривые показаны на Фиг. 13В. Билинейную нормализацию и температурный сдвиг не применяли.The results of the assay using the first reporter oligonucleotide are shown as dashed lines in FIG. 13; results using the second reporter oligonucleotide are shown as solid lines. The melting curves are shown in Fig. 13A, and the derivative curves are shown in FIG. 13V. Bilinear normalization and temperature shift were not applied.
Видно, что температура плавления для второго репортерного олигонуклеотида является более высокой, чем для первого репортерного олигонуклеотида. Более низкая фоновая флуоресценция для второго репортерного олигонуклеотида вероятно связана с присутствием дополнительного внутреннего гасителя.It can be seen that the melting temperature for the second reporter oligonucleotide is higher than for the first reporter oligonucleotide. The lower background fluorescence for the second reporter oligonucleotide is likely due to the presence of an additional internal quencher.
На основе данного эксперимента можно увидеть, что наличие одной более длинной хелперной последовательности на одном конце вместо двух более коротких хелперных последовательностей на каждом конце может повышать температуру плавления зонда и может представлять собой преимущество при анализе мононуклеотидных повторяющихся микросателлитов.Based on this experiment, it can be seen that having one longer helper sequence at one end instead of two shorter helper sequences at each end can increase the melting temperature of the probe and may be an advantage when analyzing mononucleotide repeat microsatellites.
Пример 10: Двойное гашение репортерного олигонуклеотида повышает соотношение сигнал/шумExample 10: Double Quenching of Reporter Oligonucleotide Increases Signal-to-Noise Ratio
ВАТ26 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в ВАТ26 микросателлите. Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК крови нормальной очищенной ткани. A: HRM кривые с применением стандартной нормализации.BAT26 analysis using asymmetric PCR with primers that hybridize upstream and downstream of the region containing mononucleotide repeats. This assay is designed to detect sequence variants in the BAT26 microsatellite. 1-2 ng/μl of blood DNA from normal purified tissue was tested. A: HRM curves using standard normalization.
В данном примере использовали два репортерных олигонуклеотида, обе из которых включали FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце. В качестве примера репортерного олигонуклеотида с одиночным гашением, отличного от DQ, использовали ВАТ26 репортерный олигонуклеотид FAM 5'-CZCCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTAZC-3' BHQ-1 (SEQ ID NO: 7). ВАТ26 репортерный олигонуклеотид FAM 5'-CZCCTTTTTTTTTTXTTTTTTTTTTTTTTTTTTAZC-3' BHQ-1 (SEQ ID NO: 8) использовали в качестве примера репортерного олигонуклеотида с двойным гашением, DQ; X обозначает внутренний гаситель.In this example, two reporter oligonucleotides were used, both of which included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end. As an example of a single quench reporter oligonucleotide other than DQ, BAT26 reporter oligonucleotide FAM 5'-CZCCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTAZC-3' BHQ-1 (SEQ ID NO: 7) was used. BAT26 reporter oligonucleotide FAM 5'-CZCCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTAZC-3' BHQ-1 (SEQ ID NO: 8) was used as an example of a double quenched reporter oligonucleotide, DQ; X denotes internal damper.
Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 220-251 SEQ ID NO: 2 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность как на его 5'-конце (приводящую к повышению Тт на 5,2°С), так и на его 3'-конце (приводящую к повышению Тт на 1,9°С), которая гибридизируется выше и ниже мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца.The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 220-251 of SEQ ID NO: 2 and has an overhang at its 3' end and a helper sequence at both its 5' end (resulting in an increase in Tm by 5.2°C) and at its 3'-end (leading to an increase in Tt by 1.9°C), which hybridizes above and below the mononucleotide repeats. In addition, it includes a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide no more than 10 nucleotides from the 3' end.
HRM кривые и кривые первой отрицательной производной показаны на Фиг. 14А и В, соответственно. Видно, что фоновая флуоресценция репортерного олигонуклеотида с одиночным гашением (отличный от DQ зонд) является более высокой по сравнению с репортерным олигонуклеотидом с двойным гашением (DQ зонд). На основе данного эксперимента можно сделать вывод о том, что DQ репортерные олигонуклеотиды снижают шум флуоресценции и делают кривые плавления более резкими по сравнению с репортерными олигонуклеотидами с одиночным гашением. Таким образом, применение репортерных олигонуклеотидов с двойным гашением может обеспечивать различение между образцами нормальной и опухолевой ткани.HRM curves and first negative derivative curves are shown in Fig. 14A and B, respectively. It can be seen that the background fluorescence of the single-quenched reporter oligonucleotide (non-DQ probe) is higher compared to the double-quenched reporter oligonucleotide (DQ probe). Based on this experiment, it can be concluded that DQ reporter oligonucleotides reduce fluorescence noise and sharpen melting curves compared to single quenched reporter oligonucleotides. Thus, the use of double-quenched reporter oligonucleotides can discriminate between normal and tumor tissue samples.
Пример 11: Дополнительные нуклеотидные повторы в последовательности гибридизации репортерного олигонуклеотида обеспечивают возможность детектировать более длинные микросателлиты NR21 анализ проводили с помощью асимметричной ПЦР. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR21 микросателлите. Репортерный олигонуклеотид, использованный в данном примере, включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце, а также внутренний гаситель. Репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 189-214 SEQ ID NO: 2 и имеет выступ на его 3'-конце и хелперную последовательность на его 5'-конце (приводящую к повышению Тm на 15,2°С), которая гибридизируется ниже мононуклеотидных повторов. Кроме того, репортерный олигонуклеотид включает 2 гидрофобных нуклеотида на расстоянии не более 5 нуклеотидов от 5'-конца и один гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 5 нуклеотидов от 3'-конца. Последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида включает 22 Т нуклеотидных повторов; NR21 микросателлит состоит из 21 повторов в большинстве здоровых клеток. Таким образом, репортерный олигонуклеотид имеет один дополнительный Т по сравнению с контрольной последовательностью.Example 11: Additional nucleotide repeats in the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide provide the ability to detect longer microsatellites NR21 analysis was performed using asymmetric PCR. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR21 microsatellite. The reporter oligonucleotide used in this example included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal quencher. The reporter oligonucleotide hybridizes to positions 189-214 of SEQ ID NO: 2 and has an overhang at its 3' end and a helper sequence at its 5' end (resulting in an increase in T m by 15.2°C) that hybridizes downstream of the mononucleotide repeats . In addition, the reporter oligonucleotide includes 2 hydrophobic nucleotides at a distance of no more than 5 nucleotides from the 5' end and one hydrophobic nucleotide at a distance of no more than 5 nucleotides from the 3' end. The reporter oligonucleotide hybridization sequence includes 22 T nucleotide repeats; The NR21 microsatellite consists of 21 repeats in most healthy cells. Thus, the reporter oligonucleotide has one extra T compared to the control sequence.
Репортерный олигонуклеотид был протестирован с применением искусственных мишеней из 21, 22, или 23 повторов аденина.The reporter oligonucleotide was tested using artificial targets of 21, 22, or 23 adenine repeats.
На Фиг. 15 показаны HRM кривые после применения билинейной нормализации, но без температурного сдвига. На основе данного эксперимента можно сделать вывод о том, что добавление одного дополнительного повтора в последовательность гибридизации в репортерном олигонуклеотиде обеспечивает детектирование микросателлитов, имеющих длину, превышающую 21 повтор контроля.In FIG. Figure 15 shows the HRM curves after applying bilinear normalization, but without temperature shift. Based on this experiment, it can be concluded that the addition of one additional repeat to the hybridization sequence in the reporter oligonucleotide provides detection of microsatellites having a length exceeding 21 control repeats.
Пример 12: Точечная мутация приводит к изменению температуры плавления на несколько градусовExample 12: A point mutation results in a change in melting temperature of several degrees
Анализ на основе экзона 13 гена KIT для детектирования варианта последовательности в экзоне 13 гена KIT. ПЦР осуществляли в виде асимметричной ПЦР. Репортерный олигонуклеотид включал FAM флуорофор на его 5'-конце и BHQ1 гаситель на его 3'-конце. Тестировали 1 нг/мкл ДНК очищенной FFPE ткани из образца дикого типа и очищенной FFPE опухолевой ткани из образца от пациента. Исходный интервал нормализации составлял 70-71°С, а конечный интервал нормализации составлял 80-81°С. Результаты показаны на Фиг. 16. Ткань дикого типа обеспечивает Тm 79,1°С, а опухолевая ткань обеспечивает два значения Тm: 75,7°С и 79,1°С.KIT gene exon 13-based assay to detect a sequence variant in exon 13 of the KIT gene. PCR was performed as asymmetric PCR. The reporter oligonucleotide included a FAM fluorophore at its 5' end and a BHQ1 quencher at its 3' end. 1 ng/μl DNA of FFPE-purified tissue from a wild-type sample and FFPE-purified tumor tissue from a patient sample were tested. The initial normalization interval was 70-71°C, and the final normalization interval was 80-81°C. The results are shown in Fig. 16. Wild-type tissue provides T m 79.1°C, and tumor tissue provides two T m values: 75.7°C and 79.1°C.
На основе данного эксперимента можно сделать вывод о том, что температура плавления зонда изменяется на величину до 3,4°С, и что форма кривой плавления значительно меняется в случае одиночной точечной мутации. Таким образом, могут быть различены образцы здоровой и опухолевой ткани.Based on this experiment, it can be concluded that the melting temperature of the probe changes by up to 3.4°C, and that the shape of the melting curve changes significantly in the case of a single point mutation. In this way, samples of healthy and tumor tissue can be distinguished.
Пример 13: Более сильная одноконечная хелперная последовательность повышает различие и обеспечивает различение мутанта и дикого типа NR24 анализ с применением асимметричной ПЦР с праймерами, гибридизирующимися выше и ниже участка, включающего мононуклеотидные повторы. Данный анализ предназначен для детектирования варианта последовательности в NR24 микросателлите.Example 13: A stronger single-terminal helper sequence increases the discrimination and allows discrimination between mutant and wild type NR24 analysis using asymmetric PCR with primers hybridizing upstream and downstream of the mononucleotide repeat region. This assay is designed to detect a sequence variant in the NR24 microsatellite.
В данном эксперименте использовали два различных репортерных олигопептида. Первый репортерный олигонуклеотид включал FAM флуорофор на 5'-конце и BHQ-1 гаситель на 3'-конце, а также внутренний BHQ-1 гаситель. Первый репортерный олигонуклеотид гибридизируется с положениями 159-187 SEQ ID NO: 5 и имеет выступ на его 3'-конце (2 нуклеотида) и хелперную последовательность длиной 5 нуклеотидов (приводящую к повышению Тm на 10,5°С) на его 5'-конце, которая гибридизируется выше мононуклеотидных повторов. Кроме того, он включает два гидрофобных нуклеотида на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца и гидрофобный нуклеотид на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца. Второй репортер описан в Примере 4.Two different reporter oligopeptides were used in this experiment. The first reporter oligonucleotide included a FAM fluorophore at the 5' end and a BHQ-1 quencher at the 3' end, as well as an internal BHQ-1 quencher. The first reporter oligonucleotide hybridizes to positions 159-187 of SEQ ID NO: 5 and has an overhang at its 3' end (2 nucleotides) and a 5 nucleotide long helper sequence (resulting in an increase in T m by 10.5°C) at its 5' -end, which hybridizes above the mononucleotide repeats. In addition, it includes two hydrophobic nucleotides at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end and a hydrophobic nucleotide at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end. The second reporter is described in Example 4.
Тестировали 1-2 нг/мкл ДНК очищенной FFPE нормальной и опухолевой ткани от пациента с микросателлитной нестабильностью.1-2 ng/μl DNA of FFPE purified normal and tumor tissue from a patient with microsatellite instability was tested.
Исходную нормализацию осуществляли в области 40,5-41,5°С, а конечную нормализацию осуществляли в области 66-67°С. Применяли билинейную нормализацию и температурный сдвиг при 0,05 ОЕФ. Результаты показаны на Фиг. 17 и 18; см. Фиг. 17А и 18А (результаты с применением первого репортерного олигонуклеотида) и Фиг. 17В и 18В (результаты с применением второго репортерного олигонуклеотида).The initial normalization was carried out in the region of 40.5-41.5°C, and the final normalization was carried out in the region of 66-67°C. Bilinear normalization and temperature shift at 0.05 RFU were used. The results are shown in Fig. 17 and 18; see Fig. 17A and 18A (results using the first reporter oligonucleotide) and FIG. 17B and 18B (results using the second reporter oligonucleotide).
Вторая хелперная последовательность при гибридизации приводит к более высокому повышению Тт (14,8°С, то есть на 4,3°С выше), чем первая хелперная последовательность, что помогает обеспечивать различение двух профилей плавления.The second helper sequence, when hybridized, results in a higher increase in Tm (14.8°C, ie 4.3°C higher) than the first helper sequence, which helps distinguish between the two melting profiles.
Видно, что более сильная хелперная последовательность повышает maxDт мутанта. Первый репортерный олигонуклеотид со слабой хелперной последовательностью обеспечивал значение maxDт ~0,03 ОЕФ между нормальной и опухолевой тканью. Это значение ниже порогового значения для NR24 маркера, поэтому мутант будет, таким образом, неправильно классифицирован в качестве относящегося к дикому типу (Фиг. 18А). Второй репортерный олигонуклеотид с более сильной хелперной последовательностью обеспечивал значение maxDT ~0.17, и, таким образом, образец правильно классифицирован в качестве мутанта (Фиг. 18В).It can be seen that a stronger helper sequence increases the maxD t of the mutant. The first reporter oligonucleotide with a weak helper sequence provided a maxD t value of ~0.03 RFU between normal and tumor tissue. This value is below the threshold for the NR24 marker and the mutant will therefore be incorrectly classified as wild type (FIG. 18A). A second reporter oligonucleotide with a stronger helper sequence provided a maxD T value of ~0.17, and thus the sample was correctly classified as a mutant (Figure 18B).
На основе данного эксперимента можно сделать вывод о том, что более сильная хелперная последовательность будет повышать различие между диким типом и мутантов, что может быть полезным при анализе мононуклеотидных повторяющихся микросателлитов.Based on this experiment, it can be concluded that a stronger helper sequence will increase the discrimination between wild type and mutants, which may be useful in the analysis of mononucleotide repeat microsatellites.
СсылкиLinks
Boland et al. (1998) "A National Cancer Institute workshop on microsatellite instability for cancer detection and familial predisposition: development of international criteria for the determination of microsatellite instability in colorectal cancer," Cancer Res 58:5248-5257 Rodriguez-Bigas et al. (1997) "A National Cancer Institute workshop on hereditary nonpolyposis colorectal cancer syndrome: meeting highlights and Bethesda guidelines," J Natl Cancer Inst 89:1758-1762 Hunter and Sanders (1990) J, Am Chem. Soc. 112: 5525-5534 WO 2017/045689 WO 03/052132Boland et al. (1998) "A National Cancer Institute workshop on microsatellite instability for cancer detection and familial predisposition: development of international criteria for the determination of microsatellite instability in colorectal cancer," Cancer Res 58:5248-5257 Rodriguez-Bigas et al. (1997) "A National Cancer Institute workshop on hereditary nonpolyposis colorectal cancer syndrome: meeting highlights and Bethesda guidelines," J Natl Cancer Inst 89:1758-1762 Hunter and Sanders (1990) J, Am Chem. Soc. 112: 5525-5534 WO 2017/045689 WO 03/052132
ПунктыItems
1. Способ детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный способ включает следующие этапы:1. A method for detecting the presence of a sequence variant in a target nucleic acid sequence consisting of two strands and comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, wherein said method includes the following steps:
a) Получение первого образца, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают указанный вариант последовательности;a) Obtaining a first sample comprising nucleic acids believed to include the specified sequence variant;
b) Получение второго образца, включающего нуклеиновые кислоты, включающие указанную контрольную последовательность, при этом второй образец представляет собой контрольный образец;b) Obtaining a second sample comprising nucleic acids comprising said control sequence, wherein the second sample is a control sample;
c) Получение репортерного олигонуклеотида;c) Preparation of a reporter oligonucleotide;
d) Получение набора праймеров, состоящего из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать последовательность-мишень нуклеиновой кислоты;d) Providing a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid sequence;
e) Амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного первого образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение первого ампликона, включающего нуклеиновые кислоты, в отношении которых предполагается, что они включают вариант последовательности; и амплификацию последовательности-мишени нуклеиновой кислоты в присутствии указанного второго образца, указанного первого праймера и указанного второго праймера, тем самым обеспечивая получение второго ампликона, включающего контрольную последовательность, при этом второй ампликон представляет собой контрольный ампликон;e) Amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said first sample, said first primer and said second primer, thereby producing a first amplicon comprising nucleic acids believed to comprise the sequence variant; and amplifying a target nucleic acid sequence in the presence of said second sample, said first primer and said second primer, thereby providing a second amplicon including a control sequence, wherein the second amplicon is a control amplicon;
f) Осуществление высокочувствительного анализа кривых плавления (HRM) первого ампликона, тем самым обеспечивая получение первого HRM профиля, характеризуемого первой кривой плавления, и осуществление HRM анализа второго ампликона, тем самым обеспечивая получение второго HRM профиля, характеризуемого второй кривой плавления, при этом второй HRM профиль представляет собой контрольный профиль, характеризуемый контрольной кривой плавления; при этом каждый ампликон включает первую цепь и вторую цепь, при этом HRM анализ включает гибридизирование репортерного олигонуклеотида с одной цепью каждого ампликона, детектирование сигнала, испускаемого флуорофором, и получение первой и второй кривой плавления;f) Performing a high-sensitivity melting curve analysis (HRM) of the first amplicon, thereby obtaining a first HRM profile characterized by a first melting curve, and performing an HRM analysis of a second amplicon, thereby obtaining a second HRM profile characterized by a second melting curve, wherein the second HRM the profile is a control profile characterized by a control melting curve; wherein each amplicon includes a first strand and a second strand, wherein the HRM analysis includes hybridizing a reporter oligonucleotide to one strand of each amplicon, detecting a signal emitted by a fluorophore, and obtaining a first and second melting curve;
при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов,wherein the reporter oligonucleotide is a sequence from 10 to 50 in length, into which from 2 to 10 hydrophobic nucleotides were inserted,
при этом репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н, при этомwherein the reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end end, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H, wherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 3'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуру X-Y-Qin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure X-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи последовательности-мишени нуклеиновой кислоты; иwherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid sequence, and wherein the hybridization sequence is complementary to the sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid sequence; And
g) Сравнение первого HRM профиля с контрольным HRM профилем, при этом разница между первым HRM профилем и контрольным HRM профилем указывает на то, что первый образец содержит вариант последовательности.g) Comparing the first HRM profile with a control HRM profile, with the difference between the first HRM profile and the control HRM profile indicating that the first sample contains a sequence variant.
2. Способ по п. 1., при этом NOI включает повторы, и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида состоит из повторяющейся последовательности и хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его 3'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторов и может гибридизироваться с первой или второй цепью первого и второго ампликона, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ними, предпочтительно при этом репортерный олигонуклеотид состоит из повторяющейся последовательности и только одной хелперной последовательности на его 5'-конце или на его 3'-конце.2. The method according to claim 1, wherein the NOI includes repeats, and wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide consists of a repeat sequence and a helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence does not include repeats and can hybridize to the first or second strand of the first and second amplicon when the hybridization sequence hybridizes thereto, preferably the reporter oligonucleotide consisting of a repeat sequence and only one helper sequence at its 5' end or at its 3' end .
3. Способ по п. 2, при этом хелперная последовательность включает или состоит из от 1 до 20 нуклеотидов, например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 нуклеотидов, предпочтительно при этом хелперная последовательность включает, по меньшей мере, один гидрофобный олигонуклеотид, как указано в пункте 1.3. The method according to claim 2, wherein the helper sequence includes or consists of from 1 to 20 nucleotides, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 , 15, 16, 17, 18, 19 or 20 nucleotides, preferably the helper sequence includes at least one hydrophobic oligonucleotide as specified in paragraph 1.
4. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом, по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид, как указано в пункте 1, например 1, 2, или 3 гидрофобных нуклеотида вставлены на расстоянии не более от 1 до 10 нуклеотидов от 3'-конца репортерного олигонуклеотида, например на расстоянии не более 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 нуклеотидов от 3'-конца.4. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein at least one hydrophobic nucleotide as specified in paragraph 1, for example 1, 2, or 3 hydrophobic nucleotides, is inserted at a distance of no more than 1 to 10 nucleotides from the 3'- end of the reporter oligonucleotide, for example at a distance of no more than 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 nucleotides from the 3' end.
5. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом, по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид, как указано в пункте 1, например 1, 2, или 3 гидрофобных нуклеотида вставлены на расстоянии не более от 1 до 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида, например на расстоянии не более 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 нуклеотидов от 5'-конца.5. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein at least one hydrophobic nucleotide as specified in paragraph 1, for example 1, 2, or 3 hydrophobic nucleotides, is inserted at a distance of no more than 1 to 10 nucleotides from the 5'- end of the reporter oligonucleotide, for example at a distance of no more than 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 nucleotides from the 5' end.
6. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты состоит из ВАТ25 и ВАТ26, предпочтительно множество состоит из ВАТ25 согласно SEQ ID NO:1 и ВАТ26 согласно SEQ ID NO: 2.6. The method according to any one of the previous claims, wherein the plurality of target nucleic acid sequences consists of BAT25 and BAT26, preferably the plurality consists of BAT25 according to SEQ ID NO: 1 and BAT26 according to SEQ ID NO: 2.
7. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой одну или несколько последовательностей нуклеиновой кислоты, включающих один или несколько из ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22, NR24 и MON027, предпочтительно ВАТ25 согласно SEQ ID NO:1, ВАТ26 согласно SEQ ID NO: 2, NR21 согласно SEQ ID NO: 3, NR22 согласно SEQ ID NO: 4, NR24 согласно SEQ ID NO: 5 и MON027 согласно SEQ ID NO: 6.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the target nucleic acid sequence is one or more nucleic acid sequences including one or more of BAT25, BAT26, NR21, NR22, NR24 and MON027, preferably BAT25 according to SEQ ID NO: 1, BAT26 as per SEQ ID NO: 2, NR21 as per SEQ ID NO: 3, NR22 as per SEQ ID NO: 4, NR24 as per SEQ ID NO: 5 and MON027 as per SEQ ID NO: 6.
8. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом нуклеиновые кислоты-мишени представляют собой множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты, состоящее из ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22 и NR24, предпочтительно множество состоит из ВАТ25 согласно SEQ ID NO:1, ВАТ26 согласно SEQ ID NO: 2, NR21 согласно SEQ ID NO: 3, NR22 согласно SEQ ID NO: 4, и NR24 согласно SEQ ID NO: 5.8. The method according to any one of the previous claims, wherein the target nucleic acids are a plurality of target nucleic acid sequences consisting of BAT25, BAT26, NR21, NR22 and NR24, preferably the plurality consists of BAT25 according to SEQ ID NO:1, BAT26 as per SEQ ID NO: 2, NR21 as per SEQ ID NO: 3, NR22 as per SEQ ID NO: 4, and NR24 as per SEQ ID NO: 5.
9. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом нуклеиновые кислоты-мишени представляют собой множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты, состоящее из ВАТ25, ВАТ26, NR22, NR24 и MON027, предпочтительно множество состоит из ВАТ25 согласно SEQ ID NO:1, ВАТ26 согласно SEQ ID NO: 2, NR22 согласно SEQ ID NO: 4, NR24 согласно SEQ ID NO: 5 и MON027 согласно SEQ ID NO: 6.9. The method according to any one of the previous claims, wherein the target nucleic acids are a plurality of target nucleic acid sequences consisting of BAT25, BAT26, NR22, NR24 and MON027, preferably the plurality consists of BAT25 according to SEQ ID NO:1, BAT26 as per SEQ ID NO: 2, NR22 as per SEQ ID NO: 4, NR24 as per SEQ ID NO: 5 and MON027 as per SEQ ID NO: 6.
10. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом нуклеиновые кислоты-мишени представляют собой множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты, состоящее из ВАТ25, ВАТ26, NR21, NR22, NR24 и MON027, предпочтительно множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты состоит из ВАТ25 согласно SEQ ID NO:1, ВАТ26 согласно SEQ ID NO: 2, NR21 согласно SEQ ID NO: 3, NR22 согласно SEQ ID NO: 4, NR24 согласно SEQ ID NO: 5 и MON027 согласно SEQ ID NO: 6.10. The method according to any one of the previous claims, wherein the target nucleic acid sequences are a plurality of target nucleic acid sequences consisting of BAT25, BAT26, NR21, NR22, NR24 and MON027, preferably the plurality of target nucleic acid sequences consisting of BAT25 according to SEQ ID NO:1, BAT26 as per SEQ ID NO: 2, NR21 as per SEQ ID NO: 3, NR22 as per SEQ ID NO: 4, NR24 as per SEQ ID NO: 5 and MON027 as per SEQ ID NO: 6.
11. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом амплификация на этапе е) осуществляется с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), предпочтительно с помощью асимметричной ПЦР, при которой первый и второй праймер присутствуют при различных количествах, тем самым направляя ПЦР к амплификации в большем количестве второй цепи каждого ампликона, чем первой цепи каждого ампликона.11. The method according to any one of the previous claims, wherein the amplification in step e) is carried out using a polymerase chain reaction (PCR), preferably using an asymmetric PCR in which the first and second primers are present in different amounts, thereby directing the PCR to amplification in more of the second strand of each amplicon than the first strand of each amplicon.
12. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом первый образец был получен от субъекта, страдающего или предположительно страдающего заболеванием, например раком, при этом рак предпочтительно представляет собой наследственный неполипозный рак толстой кишки.12. The method of any one of the preceding claims, wherein the first sample is obtained from a subject suffering or suspected of suffering from a disease, such as cancer, wherein the cancer is preferably hereditary non-polyposis colon cancer.
13. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом NOI представляет собой микросателлит.13. The method according to any one of the previous claims, wherein the NOI is a microsatellite.
14. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом контрольная последовательность включает микросателлитную последовательность из М тандемных повторов, имеющих полную длину n нуклеотидов, и при этом вариант последовательности имеет М' тандемных повторов, имеющих полную длину n' нуклеотидов, при этом М и М' представляют собой различающиеся целые числа.14. The method according to any one of the previous claims, wherein the control sequence includes a microsatellite sequence of M tandem repeats having a total length of n nucleotides, and wherein the sequence variant has M' tandem repeats having a total length of n' nucleotides, wherein M and M' represent distinct integers.
15. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом длина последовательности гибридизации Н репортерного олигонуклеотида представляет собой n", при этом n"≥n+1, предпочтительно n"≥n+1 или n"≥n+2.15. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein the length of the hybridization sequence H of the reporter oligonucleotide is n", wherein n"≥n+1, preferably n"≥n+1 or n"≥n+2.
16. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом репортерный олигонуклеотид включает второй гаситель, расположенный в неконцевом положении репортерного олигонуклеотида.16. The method of any one of the preceding claims, wherein the reporter oligonucleotide includes a second quencher located at a non-terminal position of the reporter oligonucleotide.
17. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом первый образец представляет собой образец ткани, включающей или предположительно включающей клетки с мутациями, характерными для указанного заболевания.17. The method according to any one of the previous claims, wherein the first sample is a tissue sample comprising or suspected of containing cells with mutations characteristic of the specified disease.
18. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом контрольный образец получают от того же субъекта, что и первый образец, необязательно из не подверженной заболеванию ткани, или при этом контрольный образец получают от здорового субъекта.18. The method of any one of the preceding claims, wherein the control sample is obtained from the same subject as the first sample, optionally from non-diseased tissue, or wherein the control sample is obtained from a healthy subject.
19. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом этап f) включает этап трансформирования первой и второй HRM кривой плавления для получения первой отрицательной производной первой и второй кривой плавления, при этом различие между первым HRM профилем и контрольным HRM профилем представляет собой различие между первыми отрицательными производными первой и второй кривой плавления.19. The method according to any one of the previous claims, wherein step f) includes the step of transforming the first and second HRM melting curves to obtain a first negative derivative of the first and second melting curves, wherein the difference between the first HRM profile and the reference HRM profile is the difference between the first negative derivatives of the first and second melting curves.
20. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом флуоресценция первой кривой плавления и флуоресценция второй кривой плавления нормализованы и при этом различие между HRM профилями представляет собой различие между флуоресценцией указанной первой и второй кривой плавления в зависимости от температуры.20. The method of any one of the preceding claims, wherein the fluorescence of the first melting curve and the fluorescence of the second melting curve are normalized, and wherein the difference between the HRM profiles is the difference between the fluorescence of said first and second melting curve as a function of temperature.
21. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом различие между первым HRM профилем и контрольным HRM профилем измеряется в виде абсолютной максимальной разности в относительных единицах флуоресценции в рамках верхней и нижней области нормализации между первой и второй HRM кривой.21. The method of any one of the preceding claims, wherein the difference between the first HRM profile and the control HRM profile is measured as the absolute maximum difference in relative fluorescence units within the upper and lower normalization region between the first and second HRM curve.
22. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом HRM анализ включает этап билинейной нормализации первой и второй кривой плавления.22. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein the HRM analysis includes the step of bilinear normalization of the first and second melting curves.
23. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом HRM анализ включает этап применения корректирования температуры при определенной интенсивности флуоресценции в отношении первой и второй кривой плавления и/или первых отрицательных производных первой и второй кривой плавления.23. The method according to any one of the preceding claims, wherein the HRM analysis includes the step of applying a temperature correction at a certain fluorescence intensity to the first and second melting curves and/or the first negative derivatives of the first and second melting curves.
24. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом второй праймер включает последовательность длиной, по меньшей мере, 15 нуклеотидов, которая комплементарна непрерывной последовательности последовательности-мишени нуклеиновой кислоты.24. The method of any one of the preceding claims, wherein the second primer includes a sequence of at least 15 nucleotides in length that is complementary to a contiguous sequence of the target nucleic acid sequence.
25. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом вариант последовательности включает или состоит из вставки одного или нескольких нуклеотидов по сравнению с контрольной последовательностью.25. The method of any one of the preceding claims, wherein the sequence variant includes or consists of an insertion of one or more nucleotides relative to the reference sequence.
26. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом вариант последовательности включает или состоит из делеции одного или нескольких нуклеотидов по сравнению с контрольной последовательностью.26. The method of any one of the preceding claims, wherein the sequence variant includes or consists of a deletion of one or more nucleotides compared to the reference sequence.
27. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом репортерный олигонуклеотид имеет следующую общую структуру27. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein the reporter oligonucleotide has the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)d-Z-(N)e-Z-(N)b-3' при этом5'-(N) a -Z-(N) d -Z-(N) e -Z-(N) b -3' in this case
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
полное количество нуклеотидов или нуклеотидных аналогов составляет, по меньшей мере, 10; иthe total number of nucleotides or nucleotide analogues is at least 10; And
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
d и е по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 19; иd and e individually represent integers ranging from 1 to 19; And
a+b+d+e равно, по меньшей мере, 10; иa+b+d+e is at least 10; And
(N)a-(N)d-(N)e-(N)b идентичен контрольной последовательности.(N) a -(N) d -(N) e -(N) b is identical to the control sequence.
28. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом репортерный олигонуклеотид имеет следующую общую структуру:28. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein the reporter oligonucleotide has the following general structure:
5'-(N)a-Z-(N)f-Z-(N)g-Z-(N)h-Z-(N)b-3' при этом5'-(N) a -Z-(N) f -Z-(N) g -Z-(N) h -Z-(N) b -3' in this case
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от О до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
f, g и h по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 18; иf, g and h individually represent integers ranging from 1 to 18; And
a+b+f+g+h равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50; и (N)a-(N)f-(N)g-(N)h-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность; илиa+b+f+g+h is at least 10 and does not exceed 50; and (N) a -(N) f -(N) g -(N) h -(N) b is identical to a fragment of a target nucleic acid sequence including a control sequence; or
имеет следующую общую структуруhas the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)i-Z-(N)j-Z-(N)k-Z-(N)I-Z-(N)b-3' при этом5'-(N) a -Z-(N) i -Z-(N) j -Z-(N) k -Z-(N) I -Z-(N) b -3' in this case
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
i, j, к и I по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 17; иi, j, k and I individually represent integers ranging from 1 to 17; And
a+b+i+j+k+I равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50; и (N)a-(N)i-(N)j-(N)k-(N)r(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность; илиa+b+i+j+k+I is at least 10 and does not exceed 50; and (N) a -(N) i -(N) j -(N) k -(N)r(N)b is identical to a fragment of a target nucleic acid sequence including a control sequence; or
имеет следующую общую структуруhas the following general structure
5'-(N)a-Z-(N)m-Z-(N)n-Z-(N)0-Z-(N)p-Z-(N)q-Z-(N)b-3'5'-(N) a -Z-(N) m -Z-(N) n -Z-(N) 0 -Z-(N) p -Z-(N) q -Z-(N) b - 3'
при этомwherein
N представляет собой любой нуклеотид или аналог нуклеотида; иN is any nucleotide or nucleotide analogue; And
Z представляет собой гидрофобный нуклеотид, как определено в пункте 1;Z is a hydrophobic nucleotide as defined in paragraph 1;
иAnd
а и b по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 4; иa and b individually represent integers in the range from 0 to 4; And
m, n, о, р и q по отдельности представляют собой целые числа в диапазоне от 1 до 16; иm, n, o, p and q are individually integers ranging from 1 to 16; And
a+b+m+n+o+p+q равно, по меньшей мере, 10 и не превышает 50; и (N)a-(N)m-(N)n-(N)o-(N)p-Z-(N)q-(N)b идентичен фрагменту последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей контрольную последовательность.a+b+m+n+o+p+q is at least 10 and does not exceed 50; and (N) a -(N) m -(N) n -(N) o -(N) p -Z-(N) q -(N) b is identical to a portion of the target nucleic acid sequence including the control sequence.
29. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом, по меньшей мере, один интеркалятор, Q, выбран из группы, состоящей из полиароматических и гетерополиароматических соединений, необязательно замещенных одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидроксила, бром-, фтор-, хлор-, йод-, меркапто-, тио-, циано-, алкилтио-, гетероцикла, арила, гетероарила, карбоксила, карбоалкила, алкила, алкенила, алкинила, нитро, амино, алкоксила, карбонила и амидо.29. The method according to any one of the previous claims, wherein at least one intercalator, Q, is selected from the group consisting of polyaromatic and heteropolyaromatic compounds, optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of hydroxyl, bromo- , fluoro-, chloro-, iodo-, mercapto-, thio-, cyano-, alkylthio-, heterocycle, aryl, heteroaryl, carboxyl, carboalkyl, alkyl, alkenyl, alkynyl, nitro, amino, alkoxyl, carbonyl and amido.
30. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом интеркалятор выбран из группы, состоящей из бензола, пенталена, индена, нафталина, азулена, as-индацена, s-индацена, бифенилена, аценафтилена, феналена, гепталена, фенантрана, фторантен, фенантролина, феназина, фенантридина, антрахинона, пирена, антрацена, нафтена, фенантрена, флурена, пикена, хризена, нафтацена, акридонов, бензантраценов, стилбенов, оксало-пиридокарбазенов, азидобензенов, порфиринов и псораленов и их производных.30. The method according to any one of the previous paragraphs, wherein the intercalator is selected from the group consisting of benzene, pentalene, indene, naphthalene, azulene, as-indacene, s-indacene, biphenylene, acenaphthylene, phenalene, heptalene, phenanthrane, fluoranthene, phenanthroline , phenazine, phenanthridine, anthraquinone, pyrene, anthracene, naphthene, phenanthrene, flurene, pickene, chrysene, naphthacene, acridones, benzanthracenes, stilbenes, oxalo-pyridocarbazenes, azidobenzenes, porphyrins and psoralenes and their derivatives.
31. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом, по меньшей мере, один, например все единицы мономера каркаса X представляют собой фосфорамидит.31. The method according to any one of the previous claims, wherein at least one, for example all of the X framework monomer units are phosphoramidite.
32. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом, по меньшей мере, один линкер, Y, включает цепь изх атомов, выбранных из группы, состоящей из С, О, S, N и Р, необязательно при этом указанная цепь замещается одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из С, Н, О, S, N и Р.32. The method according to any one of the previous claims, wherein at least one linker, Y, includes a chain of x atoms selected from the group consisting of C, O, S, N and P, optionally wherein said chain is replaced by one or several substituents selected from the group consisting of C, H, O, S, N and P.
33. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, при этом последовательность-мишень нуклеиновой кислоты представляет собой множество последовательностей-мишеней нуклеиновой кислоты.33. The method of any one of the preceding claims, wherein the target nucleic acid sequence is a plurality of target nucleic acid sequences.
34. Набор для детектирования присутствия варианта последовательности в последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, состоящей из двух цепей и включающей представляющий интерес нуклеотид (нуклеотиды) (NOI), при этом указанная последовательность-мишень нуклеиновой кислоты состоит из варианта последовательности или контрольной последовательности, при этом указанный набор включает:34. A kit for detecting the presence of a sequence variant in a two-strand nucleic acid target sequence comprising a nucleotide(s) of interest (NOI), wherein said target nucleic acid sequence consists of a sequence variant or a control sequence, wherein said set includes:
а) репортерный олигонуклеотид, включающий первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н,a) a reporter oligonucleotide comprising a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' -end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence 10 to 50 in length into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes a hybridization sequence H,
при этомwherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуруin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure
X-Y-QX-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи нуклеиновой кислоты-мишени;wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence is complementary to a sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid;
и b) набор праймеров, состоящий из первого праймера и второго праймера, при этом праймеры набора совместно способны амплифицировать нуклеиновую кислоту-мишень.and b) a primer set consisting of a first primer and a second primer, wherein the primers of the set are collectively capable of amplifying a target nucleic acid.
35. Набор по пункту 34, при этом репортерный олигонуклеотид и первый праймер и второй праймер определены в любом одном из предыдущих пунктов.35. The set according to paragraph 34, wherein the reporter oligonucleotide and the first primer and second primer are defined in any one of the previous paragraphs.
36. Репортерный олигонуклеотид, который может гибридизироваться с одной цепью нуклеиновой кислоты-мишени, при этом указанный репортерный олигонуклеотид включает первый флуорофор, предпочтительно на его 5'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 5'-конца, и первый гаситель, предпочтительно на его 3'-конце или на расстоянии не более 4 нуклеотидов от 3'-конца, при этом репортерный олигонуклеотид представляет собой последовательность длиной от 10 до 50, в которую были вставлены от 2 до 10 гидрофобных нуклеотидов, и при этом репортерный олигонуклеотид включает последовательность гибридизации Н,36. A reporter oligonucleotide that can hybridize to one strand of a target nucleic acid, wherein said reporter oligonucleotide includes a first fluorophore, preferably at its 5' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 5' end, and a first quencher, preferably at its 3' end or at a distance of no more than 4 nucleotides from the 3' end, wherein the reporter oligonucleotide is a sequence 10 to 50 in length into which 2 to 10 hydrophobic nucleotides have been inserted, and wherein the reporter oligonucleotide includes the sequence hybridization H,
при этомwherein
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 5'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от 5'-конца репортерного олигонуклеотида; и/илиat least one hydrophobic nucleotide is located at the 5' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 5' end of the reporter oligonucleotide; and/or
по меньшей мере, один гидрофобный нуклеотид расположен на 3'-конце или на расстоянии не более 10 нуклеотидов от З'-конца репортерного олигонуклеотида; иat least one hydrophobic nucleotide is located at the 3' end or at a distance of no more than 10 nucleotides from the 3' end of the reporter oligonucleotide; And
при этом гидрофобный нуклеотид имеет структуру X-Y-Qin this case, the hydrophobic nucleotide has the structure X-Y-Q
при этомwherein
X представляет собой нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса, способную быть встроенной в каркас нуклеиновой кислоты или аналога нуклеиновой кислоты,X is a nucleotide or nucleotide analogue or a framework monomer unit capable of being incorporated into the framework of a nucleic acid or nucleic acid analogue,
Q представляет собой интеркалятор, который не принимает участия в водородной связи Уотсона-Крика; иQ is an intercalator that does not participate in the Watson-Crick hydrogen bond; And
Y представляет собой фрагмент в виде линкера, связывающий указанный нуклеотид или аналог нуклеотида или единицу мономера каркаса и указанный интеркалятор; иY is a linker moiety linking said nucleotide or nucleotide analogue or framework monomer unit and said intercalator; And
при этом последовательность гибридизации идентична последовательному фрагменту последовательности первой цепи нуклеиновой кислоты-мишени, и при этом последовательность гибридизации комплементарна последовательному фрагменту последовательности второй цепи нуклеиновой кислоты-мишени.wherein the hybridization sequence is identical to a sequential fragment of the first strand sequence of the target nucleic acid, and wherein the hybridization sequence is complementary to a sequential fragment of the second strand sequence of the target nucleic acid.
37. Репортерный олигонуклеотид по пункту 36, при этом NOI включает повторы, и при этом последовательность гибридизации репортерного олигонуклеотида состоит из повторяющейся последовательности и хелперной последовательности на его 5'-конце и/или на его 3'-конце, при этом указанная хелперная последовательность не включает повторов и может гибридизироваться со второй цепью нуклеиновой кислоты-мишени, когда последовательность гибридизации гибридизируется с ней, предпочтительно при этом репортерный олигонуклеотид состоит из повторяющейся последовательности и только одной хелперной последовательности на его 5'-конце или на его 3'-конце.37. The reporter oligonucleotide of claim 36, wherein the NOI includes repeats, and wherein the hybridization sequence of the reporter oligonucleotide consists of a repeat sequence and a helper sequence at its 5' end and/or at its 3' end, wherein said helper sequence is not includes repeats and can hybridize to the second strand of the target nucleic acid when the hybridization sequence hybridizes thereto, preferably the reporter oligonucleotide consists of a repeat sequence and only one helper sequence at its 5' end or at its 3' end.
38. Репортерный олигонуклеотид по любому одному из пунктов 36-37, при этом хелперная последовательность включает или состоит из от 1 до 20 нуклеотидов, например 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 нуклеотидов, предпочтительно при этом хелперная последовательность включает, по меньшей мере, один гидрофобный олигонуклеотид, как указано в пункте 1.38. The reporter oligonucleotide according to any one of paragraphs 36-37, wherein the helper sequence includes or consists of from 1 to 20 nucleotides, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 nucleotides, preferably the helper sequence includes at least one hydrophobic oligonucleotide as specified in paragraph 1.
39. Репортерный олигонуклеотид по любому одному из пунктов 36-38, при этом контрольная последовательность включает микросателлитную последовательность из М тандемных повторов, имеющую полную длину n нуклеотидов, и при этом длина последовательности гибридизации Н репортерного олигонуклеотида представляет собой n", при этом n"≥n+1, предпочтительно n"≥n+1 или n"≥n+2.39. The reporter oligonucleotide according to any one of paragraphs 36-38, wherein the control sequence includes a microsatellite sequence of M tandem repeats having a total length of n nucleotides, and wherein the length of the hybridization sequence H of the reporter oligonucleotide is n", wherein n"≥ n+1, preferably n"≥n+1 or n"≥n+2.
40. Репортерный олигонуклеотид по любому одному из пунктов 36-39, при этом репортерный олигонуклеотид включает второй гаситель, расположенный в неконцевом положении репортерного олигонуклеотида.40. The reporter oligonucleotide according to any one of paragraphs 36-39, wherein the reporter oligonucleotide includes a second quencher located at a non-terminal position of the reporter oligonucleotide.
41. Способ предсказания эффективности лечения клинического состояния у нуждающегося в этом субъекта предварительно определенным лекарством, при этом эффективность лечения указанного клинического состояния указанным лекарством ассоциирована с присутствием варианта последовательности, при этом указанный способ включает следующие этапы:41. A method of predicting the effectiveness of treating a clinical condition in a subject in need thereof with a predetermined drug, wherein the effectiveness of treating said clinical condition with said drug is associated with the presence of a sequence variant, wherein the method includes the following steps:
a. получение образца от указанного субъектаa. obtaining a sample from a specified subject
b. реализацию способа по любому одному из пунктов 1-33 для определения присутствия указанного варианта последовательности;b. implementing the method of any one of paragraphs 1-33 for determining the presence of the specified sequence variant;
при этом присутствие указанного варианта последовательности свидетельствует о том, является ли указанное лекарство эффективным в плане лечения указанного клинического состояния у указанного субъекта.wherein the presence of said sequence variant indicates whether said drug is effective in treating said clinical condition in said subject.
42. Способ предсказания присутствия клинического состояния у нуждающегося в этом субъекта, при этом указанное клиническое состояние ассоциировано с присутствием последовательности-мишени нуклеиновой кислоты, включающей вариант последовательности, при этом указанный способ включает следующие этапы:42. A method for predicting the presence of a clinical condition in a subject in need thereof, wherein said clinical condition is associated with the presence of a target nucleic acid sequence including a sequence variant, wherein said method includes the following steps:
a. получение образца от указанного субъектаa. obtaining a sample from a specified subject
b. реализацию способа по любому одному из пунктов 1-33 для определения присутствия варианта последовательности;b. implementing the method of any one of paragraphs 1-33 for determining the presence of a sequence variant;
при этом присутствие варианта последовательности свидетельствует о том, что указанный субъект имеет указанное клиническое состояние.wherein the presence of the sequence variant indicates that the specified subject has the specified clinical condition.
43. Способ по любому одному из пунктов 41-42, при этом клиническое состояние представляет собой рак, предпочтительно наследственный неполипозный рак толстой кишки.43. The method according to any one of claims 41-42, wherein the clinical condition is cancer, preferably hereditary non-polyposis colon cancer.
44. Способ по любому одному из пунктов 41-43, дополнительно включающий этап введения терапевтического агента в эффективном количестве указанному субъекту.44. The method of any one of claims 41-43, further comprising the step of administering an effective amount of the therapeutic agent to said subject.
Claims (80)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19174084.4 | 2019-05-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021136364A RU2021136364A (en) | 2023-06-13 |
| RU2821911C2 true RU2821911C2 (en) | 2024-06-27 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007104318A2 (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | Pentabase Aps | Oligonucleotides comprising signalling pairs and hydrophobic nucleotides, stemless beacons, for detection of nucleic acids, methylation status and mutants of nucleic acids |
| US20180371537A1 (en) * | 2015-09-22 | 2018-12-27 | Biocartis Nv | Improved detection of short homopolymeric repeats |
| RU2678403C2 (en) * | 2014-03-28 | 2019-01-28 | Сиджен, Инк. | Detection of target nucleic acid sequences using different detection temperatures |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007104318A2 (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | Pentabase Aps | Oligonucleotides comprising signalling pairs and hydrophobic nucleotides, stemless beacons, for detection of nucleic acids, methylation status and mutants of nucleic acids |
| RU2678403C2 (en) * | 2014-03-28 | 2019-01-28 | Сиджен, Инк. | Detection of target nucleic acid sequences using different detection temperatures |
| US20180371537A1 (en) * | 2015-09-22 | 2018-12-27 | Biocartis Nv | Improved detection of short homopolymeric repeats |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| XIANG DONGSHAN ET AL, "The G-BHQ synergistic effect: Improved double quenching molecular beacons based on guanine and Black Hole Quencher for sensitive simultaneous detection of two DNAs". TALANTA, ELSEVIER, AMSTERDAM, 2017, vol. 174, p.289-294. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2023153898A (en) | Nucleic acid detection | |
| CN106460069A (en) | Competitive compositions of nucleic acid molecules for enrichment of rare-allele-bearing species | |
| JP4743787B2 (en) | Methods for methylation and detection of cytosine in DNA | |
| US8877910B2 (en) | Probe for detecting polymorphism in exon 12 of NPM1 gene and use thereof | |
| JP7681520B2 (en) | Melting temperature method, kit and reporter oligonucleotide for detecting mutant nucleic acids - Patents.com | |
| JP2013090622A (en) | Probe for polymorphism detection, polymorphism detection method, drug efficacy determination method, and kit for polymorphism detection | |
| US10988810B2 (en) | Methods and materials for detection of mutations | |
| CN108642153B (en) | High-sensitivity mutation site detection system, method and application | |
| CN104928355A (en) | Method and kit thereof for detecting BRAF gene mutation | |
| EP4074840A1 (en) | Pcr method and pcr kit for increasing allelic discrimination | |
| Bae et al. | Comprehensive detection of diverse exon 19 deletion mutations of EGFR in lung Cancer by a single probe set | |
| CN110684854A (en) | Primer and probe set for detecting helicobacter pylori drug-resistant mutation site and application | |
| CN101796185B (en) | Method of amplifying methylated nucleic acid or unmethylated nucleic acid | |
| JP2008182974A (en) | Nucleic acid probe set and method of using the same | |
| RU2821911C2 (en) | Methods for detecting nucleic acid variants | |
| US20180223367A1 (en) | Assays, methods and compositions for diagnosing cancer | |
| WO2010013317A1 (en) | Nucleic acid probe set and method of using the same | |
| US20090042195A1 (en) | Methods and systems for screening for and diagnosing dna methylation associated abnormalities and sex chromosome aneuploidies | |
| JP5900908B2 (en) | Single nucleotide repeat polymorphism analysis method and single nucleotide polymorphism analysis method | |
| US20100311609A1 (en) | Methylation Profile of Neuroinflammatory Demyelinating Diseases | |
| JP2022119753A (en) | Highly accurate gene mutation detection method | |
| JP7681904B2 (en) | Methods for determining the risk of developing hepatocellular carcinoma from nonalcoholic steatohepatitis | |
| WO2018079579A1 (en) | Method for detecting target base sequence, method for designing and producing probe, and kit | |
| JP5641465B2 (en) | Single nucleotide repeat polymorphism analysis method and single nucleotide polymorphism analysis method | |
| CN109652539A (en) | A kind of kit detected for EGFR T790M site mutation |