本發(fā)明涉及啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸(dumbbellstructureoligonucleotide,dso)、包含其的核酸擴(kuò)增用引物及利用該引物的核酸擴(kuò)增方法,更具體而言,涉及一種在進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)中,能夠在每個(gè)第一周期的與模板結(jié)合之前排除非特異性擴(kuò)增產(chǎn)物的利用了啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸的多重基因擴(kuò)增及單核苷酸多態(tài)性分析方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)在,研究人員為了獲得基因試樣而最普遍使用的方法是利用了dna聚合酶的聚合酶鏈反應(yīng)方法。聚合酶鏈反應(yīng)中所利用的寡核苷酸被設(shè)計(jì)成結(jié)合于模板dna相反一側(cè)鏈。所述方法任意調(diào)節(jié)、設(shè)計(jì)能夠與模板dna結(jié)合的寡核苷酸的長(zhǎng)度和堿基序列,從而具有能夠只使靶基因的所需部位準(zhǔn)確地?cái)U(kuò)增的優(yōu)點(diǎn),相反,由于一次反應(yīng)只能使一個(gè)目的基因擴(kuò)增,在要擴(kuò)增的目的基因數(shù)量較多的情況下,存在需要重復(fù)執(zhí)行同一作業(yè)的缺點(diǎn)。
為了解決這種問(wèn)題,正在致力于開(kāi)發(fā)將兩種以上的模板基因和與各個(gè)模板基因相應(yīng)的引物混合成為一體而進(jìn)行聚合鏈反應(yīng)的諸多方法,而且,為了改善引物的結(jié)合特異性并據(jù)此能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)物的擴(kuò)增而開(kāi)發(fā)了許多方法。諸如降落pcr(donetal.,1991)、熱啟動(dòng)pcr(daquilaetal.,1991)、巢式pcr(mullisandfaloona,1987)及加強(qiáng)pcr(ruanoetal.,1989)。作為此外的其它接近方式,利用各種增強(qiáng)劑化合物,改善pcr的特異性,在這些增強(qiáng)劑化合物中,包括有有效提高結(jié)合反應(yīng)溫度的化學(xué)物質(zhì)、dna結(jié)合蛋白、可商業(yè)利用的反應(yīng)物質(zhì)等。但是,在所有pcr方法中,無(wú)法導(dǎo)出并獲得成功的結(jié)果物,在多種結(jié)合溫度條件下測(cè)試這些添加物是需要投入大量時(shí)間和精力的工作。雖然所述接近方式在改善引物退火特異性方面發(fā)揮某種程度的貢獻(xiàn),但所述這些方法卻無(wú)法成為對(duì)于由用于pcr擴(kuò)增的引物所導(dǎo)致的諸如非異物性產(chǎn)物及高背景問(wèn)題的根本解決方案。另外,一次能夠成功擴(kuò)增的基因數(shù)量?jī)H為3至4個(gè),未改善各基因間的競(jìng)爭(zhēng)或干擾效應(yīng)、非特異性產(chǎn)物的擴(kuò)增等缺點(diǎn),實(shí)質(zhì)上無(wú)法使用。
于是,為了進(jìn)行多重聚合酶鏈反應(yīng)及等位基因特異pcr,必須使目的模板基因的條件最優(yōu)化,為此需要承受大量時(shí)間和精力及樣品的消耗,由于如此最優(yōu)化的條件并不適用于其它基因,為了克服這種問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了接頭聚合酶鏈反應(yīng)(linkerpcr)或通過(guò)連接介導(dǎo)的聚合酶鏈反應(yīng)(ligationmediatedpcr)(參照:journalofclinicalmicrobiology,43(11):5622-5627,2005)等方法。但是,接頭聚合酶鏈反應(yīng)由于將在第一管中反應(yīng)的產(chǎn)物一部分轉(zhuǎn)移到第二管并進(jìn)行反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)特性,存在可能發(fā)生嚴(yán)重的交叉污染問(wèn)題,連接介導(dǎo)聚合酶鏈反應(yīng)由于利用了多種酶的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)方法給研究人員帶來(lái)困難,因而只在一部分情況下利用這種實(shí)驗(yàn)方法。
因此,要求開(kāi)發(fā)一種廉價(jià)且能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)基因擴(kuò)增的技術(shù)。為了迎合這種要求而開(kāi)發(fā)的技術(shù)就是通過(guò)只是簡(jiǎn)單操作引物,防止在到達(dá)pcr反應(yīng)適合溫度之前發(fā)生擴(kuò)增的方法。作為這種方法的示例,有大韓民國(guó)專(zhuān)利授權(quán)號(hào)649165所公開(kāi)的發(fā)明。在該技術(shù)中,在初始引物中附加插入有調(diào)節(jié)子(regulator)部位。該調(diào)節(jié)子部位為多聚脫氧肌苷連接(polydeoxyinosinelinker),構(gòu)成該調(diào)節(jié)子部位的肌苷(inosine)是具有比作為構(gòu)成通常引物的普通核甘酸的g、a、t、c更低tm值的普適堿基(universalbase),因而在特定溫度下,該多聚脫氧肌苷連接形成“泡沫狀結(jié)構(gòu)(bubblelikestructure)”,阻止引物非特異性結(jié)合于模板,發(fā)揮抑制pcr非特異擴(kuò)增的作用。該技術(shù)與前述的現(xiàn)有技術(shù)相比,在其實(shí)現(xiàn)方面雖然略微價(jià)廉,但在實(shí)際pcr中,存在需要使第一周期的結(jié)合階段的溫度(pcr反應(yīng)適合溫度)與第二周期中的結(jié)合階段的溫度互不相同的不便。這是為了從第二pcr周期開(kāi)始,使附加導(dǎo)入于引物的序列也能夠參與啟動(dòng)。當(dāng)然,并非必須要求這一“不同溫度的應(yīng)用”,但是為了高效的pcr而需要應(yīng)用不同的溫度。另外,在所述技術(shù)中還存在如下限制:需要在5'-末端部位附加預(yù)選隨機(jī)核甘酸序列,并且其不應(yīng)與模板的任何位置互補(bǔ)。這導(dǎo)致附加的不便,進(jìn)而當(dāng)無(wú)法獲知模板的所有基因序列時(shí),導(dǎo)致無(wú)法確信能否成功地應(yīng)用所述技術(shù)。因此,需要開(kāi)發(fā)一種能夠比現(xiàn)有技術(shù)更低廉、更易實(shí)現(xiàn)的新方法。這種非特異擴(kuò)增的抑制技術(shù)在所有pcr中當(dāng)然很重要,特別是在應(yīng)用于實(shí)施基因檢查、疾病檢查等的診斷(diagnosis)領(lǐng)域的pcr中更加重要。
<在先技術(shù)文獻(xiàn)>(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)kr10-0649165b
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
所要解決的技術(shù)問(wèn)題
因此,本發(fā)明的目的在于解決這種現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題和自過(guò)去要求的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種pcr用引物和利用其的pcr方法,其通過(guò)抑制常溫下非目的pcr擴(kuò)增,因而能夠?qū)崿F(xiàn)熱啟動(dòng)pcr,另外,pcr擴(kuò)增時(shí),與自初始模板起的擴(kuò)增相比,使自pcr產(chǎn)物起的擴(kuò)增處于優(yōu)勢(shì),結(jié)果,能夠抑制pcr中的非特異擴(kuò)增。
因此,本發(fā)明人為了開(kāi)發(fā)僅憑一次聚合酶鏈反應(yīng)就能夠使多個(gè)基因擴(kuò)增的方法,經(jīng)過(guò)專(zhuān)心致力于研究的結(jié)果,確認(rèn)了在制作要擴(kuò)增的基因堿基序列的引物時(shí),當(dāng)利用由啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸(dumbbellstructureoligonucleotide,dso)構(gòu)成的引物時(shí),通過(guò)一次聚合酶鏈反應(yīng),就能夠使互不相同的大量基因迅速、準(zhǔn)確地同時(shí)擴(kuò)增,從而完成了本發(fā)明,上述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸在5`-末端附加了能夠與3~5bp的3`-末端互補(bǔ)結(jié)合的任意堿基序列和用于連接該兩個(gè)部位的3~5bp普適堿基對(duì)以形成啞鈴結(jié)構(gòu)(dumbbellstructure)。
最終,本發(fā)明的主要目的是提供一種方法,該方法利用附加了3~5bp普適堿基對(duì)的引物,僅憑一次聚合酶鏈反應(yīng)就能夠使可以存在于所有樣品中的基因擴(kuò)增,該普適堿基對(duì)用于連接在5`-末端附加插入的3~5bp的與3`-末端互補(bǔ)的任意堿基序列和模板特異性堿基序列。
解決技術(shù)問(wèn)題的方案
為了解決所述課題,本發(fā)明提供以如下通式表示的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸,
通式:5'-ap-bq-cr-3'
其中,所述a代表包含具有與所述3'-末端的連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的5'-低tm特異性部位,所述b代表包含具有普適堿基的核甘酸的切割部位,所述c代表包含具有與模板核酸的特定連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的3'-高tm特異性部位,所述p、q及r代表核甘酸數(shù)目。
優(yōu)選所述p包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述q包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述r包含18~30個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm低于所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述切割部位的tm低于所述5'-低tm特異性部位的tm及所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm為10~30℃。
優(yōu)選所述切割部位的tm為3~10℃。
優(yōu)選所述3'-高tm特異性部位的tm為50~65℃。
優(yōu)選所述普適堿基選自由脫氧肌苷、肌苷、7-脫氮-2'-脫氧肌苷、2-氮雜-2'-脫氧肌苷、2'-ome肌苷、2'-f肌苷及它們的組合所構(gòu)成的組中。
優(yōu)選所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸選自由序列號(hào)1至序列號(hào)35所構(gòu)成的組中。
另外,本發(fā)明提供包含以如下通式表示的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸的核酸擴(kuò)增用引物,
通式:5'-ap-bq-cr-3'
其中,所述a代表包含具有與所述3'-末端的連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的5'-低tm特異性部位,所述b代表包含具有普適堿基的核甘酸的切割部位,所述c代表包含具有與模板核酸的特定連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的3'-高tm特異性部位,所述p、q及r代表核甘酸數(shù)目。
優(yōu)選所述p包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述q包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述r包含18~30個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm低于所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述切割部位的tm低于所述5'-低tm特異性部位的tm及所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm為10~30℃。
優(yōu)選所述切割部位的tm為3~10℃。
優(yōu)選所述3'-高tm特異性部位的tm為50~65℃。
優(yōu)選所述普適堿基選自由脫氧肌苷、肌苷、7-脫氮-2'-脫氧肌苷、2-氮雜-2'-脫氧肌苷、2'-ome肌苷、2'-f肌苷及它們的組合所構(gòu)成的組中。
優(yōu)選所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸選自由序列號(hào)1至序列號(hào)35所構(gòu)成的組中。
另外,本發(fā)明提供一種核酸擴(kuò)增方法,由包含模板、引物及聚合酶的混合物進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)而使核酸擴(kuò)增,其特征在于,利用核酸擴(kuò)增用引物,該核酸擴(kuò)增用引物包含以如下通式表示的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸,
通式:5'-ap-bq-cr-3'
其中,所述a代表包含具有與所述3'-末端的連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的5'-低tm特異性部位,所述b代表包含具有普適堿基的核甘酸的切割部位,所述c代表包含具有與模板核酸的特定連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的3'-高tm特異性部位,所述p、q及r代表核甘酸數(shù)目。
優(yōu)選所述p包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述q包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述r包含18~30個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm低于所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述切割部位的tm低于所述5'-低tm特異性部位的tm及所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm為10~30℃。
優(yōu)選所述切割部位的tm為3~10℃。
優(yōu)選所述3'-高tm特異性部位的tm為50~65℃。
優(yōu)選所述普適堿基選自由脫氧肌苷、肌苷、7-脫氮-2'-脫氧肌苷、2-氮雜-2'-脫氧肌苷、2'-ome肌苷、2'-f肌苷及它們的組合所構(gòu)成的組中。
優(yōu)選所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸使用選自由序列號(hào)1至序列號(hào)35所構(gòu)成的組中的核酸擴(kuò)增用引物。
優(yōu)選所述核酸擴(kuò)增方法為利用了二種以上模板的多重聚合酶鏈反應(yīng)。
發(fā)明的效果
本發(fā)明在聚合酶鏈反應(yīng)(polymerasechainreaction,pcr)時(shí),利用啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸(dumbbellstructureoligonucleotide,dso),在常溫下抑制非目的擴(kuò)增產(chǎn)物,因而從結(jié)果上通過(guò)減少非特異擴(kuò)增產(chǎn)物來(lái)高效率地提高敏感度和特異度,改進(jìn)基因擴(kuò)增方法,所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸通過(guò)附加任意堿基序列和3`-末端模板依賴(lài)型特異堿基序列以及使兩堿基序列連接的普適堿基對(duì)而生成,并且將所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸的5'-末端寡核苷酸和3`-末端寡核苷酸設(shè)計(jì)成在每個(gè)第一周期的與模板結(jié)合之前互補(bǔ)結(jié)合。如果利用本發(fā)明的基因擴(kuò)增方法,則僅憑一次聚合酶鏈反應(yīng)就能夠使多個(gè)基因擴(kuò)增,而且可以更容易地檢測(cè)分析單核苷酸多態(tài)性,能夠有助于基因相關(guān)領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)步。
附圖說(shuō)明
圖1是示出用于多重基因同時(shí)擴(kuò)增方法的引物的結(jié)構(gòu)性特征的圖。
圖2是示出自pcr期間的第三周期起,與基于初始模板的擴(kuò)增相比,以pcr產(chǎn)物為模板的擴(kuò)增占據(jù)優(yōu)勢(shì)的模式圖。
圖3示出在靶依賴(lài)性延伸反應(yīng)中本發(fā)明的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸的原理。(a)顯示了在高嚴(yán)格條件下由于啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸的高雜交特異性而無(wú)法發(fā)生擴(kuò)增的環(huán)境,(b)顯示了啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸成功發(fā)生延伸反應(yīng)。
圖4是利用基因擴(kuò)增方法來(lái)擴(kuò)增的性傳播疾病病原菌的電泳照片。
圖5是示出利用了啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸和等位基因特異性聚合酶鏈反應(yīng)的mthfr基因c677t的snp解讀結(jié)果的圖。
圖6是示出利用了啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸和等位基因特異性聚合酶鏈反應(yīng)的braf基因v600e的snps解讀結(jié)果的圖。
圖7是示出利用了啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸和等位基因特異性聚合酶鏈反應(yīng)的apc基因的snps解讀結(jié)果的圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明人在為了開(kāi)發(fā)僅通過(guò)一次聚合酶鏈反應(yīng)就能夠使多個(gè)基因擴(kuò)增的方法,在進(jìn)行各種研究的過(guò)程中,著眼于如果用作模板的各個(gè)基因和能夠與之互補(bǔ)結(jié)合的引物可以分別特異性地結(jié)合,則可以通過(guò)一次聚合酶鏈反應(yīng)而使多個(gè)基因擴(kuò)增,以期提高引物對(duì)模板基因的特異選擇性。
因此,作為本發(fā)明的優(yōu)選具體例,提供一種使用啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸,利用模板依賴(lài)性延伸反應(yīng)來(lái)制造核酸分子的方法。
作為本發(fā)明的另一優(yōu)選具體例,提供一種在一個(gè)dna或核酸混合物中,使靶核酸序列選擇性擴(kuò)增的方法。
作為本發(fā)明的又一優(yōu)選具體例,提供一種在同一反應(yīng)中利用兩個(gè)以上的引物對(duì)而同時(shí)使兩個(gè)以上的靶核甘酸序列擴(kuò)增的方法。
作為本發(fā)明的又一優(yōu)選具體例,提供一種利用模板依賴(lài)性延伸反應(yīng)檢測(cè)具有遺傳多樣性的核酸分子的方法。
作為本發(fā)明的又一優(yōu)選具體例,提供一種通過(guò)模板依賴(lài)性延伸反應(yīng)來(lái)制造核酸分子的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸。
作為本發(fā)明又一優(yōu)選具體例,提供一種用于改善寡核苷酸的退火特異性的方法。
通過(guò)下述發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明、權(quán)利要求書(shū)及附圖,如上所述的本發(fā)明的多樣具體例將更加明確。
本發(fā)明涉及一種啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸及利用其的各種方法。本發(fā)明的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸由于經(jīng)改善的特異性,使引物或探針退火到靶核酸上,能夠極大改善核酸擴(kuò)增(特別是pcr)的特異性。
因此,本發(fā)明提供以如下通式表示的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸:
通式:5'-ap-bq-cr-3'
其中,所述a代表包含具有與所述3'-末端的連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的5'-低tm特異性部位,所述b代表包含具有普適堿基的核甘酸的切割部位,所述c代表包含具有與模板核酸的特定連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的3'-高tm特異性部位,所述p、q及r代表核甘酸數(shù)目。
優(yōu)選所述p包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述q包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述r包含18~30個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm低于所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述切割部位的tm低于所述5'-低tm特異性部位的tm及所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm為10~30℃。
優(yōu)選所述切割部位的tm為3~10℃。
優(yōu)選所述3'-高tm特異性部位的tm為50~65℃。
優(yōu)選所述普適堿基選自由脫氧肌苷、肌苷、7-脫氮-2'-脫氧肌苷、2-氮雜-2'-脫氧肌苷、2'-ome肌苷、2'-f肌苷及它們的組合所構(gòu)成的組中。
優(yōu)選所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸選自由序列號(hào)1至序列號(hào)35所構(gòu)成的組中。
另外,本發(fā)明提供核酸擴(kuò)增用引物,該核酸擴(kuò)增用引物包含以如下通式表示的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸:
通式:5'-ap-bq-cr-3'
其中,所述a代表包含具有與所述3'-末端的連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的5'-低tm特異性部位,所述b代表包含具有普適堿基的核甘酸的切割部位,所述c代表包含具有與模板核酸的特定連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的3'-高tm特異性部位,所述p、q及r代表核甘酸數(shù)目。
優(yōu)選所述p包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述q包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述r包含18~30個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm低于所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述切割部位的tm低于所述5'-低tm特異性部位的tm及所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm為10~30℃。
優(yōu)選所述切割部位的tm為3~10℃。
優(yōu)選所述3'-高tm特異性部位的tm為50~65℃。
優(yōu)選所述普適堿基選自由脫氧肌苷、肌苷、7-脫氮-2'-脫氧肌苷、2-氮雜-2'-脫氧肌苷、2'-ome肌苷、2'-f肌苷及它們的組合所構(gòu)成的組中。
優(yōu)選所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸選自由序列號(hào)1至序列號(hào)35所構(gòu)成的組中。
另外,本發(fā)明提供核酸擴(kuò)增方法,由包含模板、引物及聚合酶的混合物進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)而使核酸擴(kuò)增,其特征在于,利用核酸擴(kuò)增用引物,該核酸擴(kuò)增用引物包含以如下通式表示的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸,
通式:5'-ap-bq-cr-3'
其中,所述a代表包含具有與所述3'-末端的連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的5'-低tm特異性部位,所述b代表包含具有普適堿基的核甘酸的切割部位,所述c代表包含具有與模板核酸的特定連續(xù)堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核甘酸的3'-高tm特異性部位,所述p、q及r代表核甘酸數(shù)目。
優(yōu)選所述p包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述q包含3~5個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述r包含18~30個(gè)核甘酸。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm低于所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述切割部位的tm低于所述5'-低tm特異性部位的tm及所述3'-高tm特異性部位的tm。
優(yōu)選所述5'-低tm特異性部位的tm為10~30℃。
優(yōu)選所述切割部位的tm為3~10℃。
優(yōu)選所述3'-高tm特異性部位的tm為50~65℃。
優(yōu)選所述普適堿基選自由脫氧肌苷、肌苷、7-脫氮-2'-脫氧肌苷、2-氮雜-2'-脫氧肌苷、2'-ome肌苷、2'-f肌苷及它們的組合所構(gòu)成的組中。
優(yōu)選所述啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸使用選自由序列號(hào)1至序列號(hào)35所構(gòu)成的組中的核酸擴(kuò)增用引物。
優(yōu)選所述核酸擴(kuò)增方法為利用了二種以上的模板的多重聚合酶鏈反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的一種方式,本發(fā)明提供以如下通式表示并且通過(guò)模板依賴(lài)性延伸反應(yīng)來(lái)合成核酸分子的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸。
通式:5`-ap-bq-cr-3`
所述a是能夠與從所述通式的3`-末端連續(xù)的一部分序列實(shí)質(zhì)性互補(bǔ)結(jié)合的堿基序列,b代表包含普適堿基對(duì)的切割部位,c代表針對(duì)雜交的模板核酸的一個(gè)位置而實(shí)質(zhì)性互補(bǔ)的堿基序列,p、q及r為核苷酸的數(shù)目,a、b及c為脫氧核甘酸或核糖核苷酸,所述切割部位在a、b及c的3個(gè)部位中具有最低tm;可知所述切割部位在所述a和b結(jié)合于所述模板核酸的條件下,形成非堿基對(duì)發(fā)卡結(jié)構(gòu),在對(duì)所述模板核酸的結(jié)合特異性方面,使得所述a從b分離,所述寡核苷酸的結(jié)合特異性由a及b兩者決定,能夠提高引物對(duì)模板基因的特異選擇性。
本發(fā)明的啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸在多個(gè)領(lǐng)域中非常有用,該領(lǐng)域包括miller,h.i.在wo89/06700中提及的方法及davey,c.等在ep329,822中提及的方法、諸如連接酶鏈反應(yīng)(lcr,wu,d.y.etal.,genomics4:560(1989))、聚合酶連接酶鏈反應(yīng)(barany,pcrmethodsandapplic.,1:5-16(1991))、gap-lcr(wo90/01069)、修復(fù)鏈反應(yīng)(ep439,182)、3sr(kwohetal.,pnas,usa,86:1173(1989))及nasba(u.s.pat.no.5,130,238)等的引物相關(guān)核酸擴(kuò)增方法,諸如循環(huán)測(cè)序(kretzetal.,(1994)cyclesequencing.pcrmethodsappl.3:s107-s112)及焦磷酸測(cè)序(ronaghietal.,(1996)anal.biochem.,242:84-89;及(1998)science281:363-365)等的引物延伸相關(guān)技術(shù),以及諸如使用寡核苷酸微陣列的靶核苷酸序列檢測(cè)的雜交相關(guān)技術(shù)。
圖1是示出用于多重基因同時(shí)擴(kuò)增方法的引物的結(jié)構(gòu)性特征的圖。如圖1所示,在制作要擴(kuò)增的基因的引物時(shí),制作了由啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸構(gòu)成的引物,在進(jìn)入每個(gè)第一周期時(shí),沒(méi)有與模板堿基序列互補(bǔ)結(jié)合,因而抑制了非特異性結(jié)合,而在聚合酶鏈反應(yīng)中與模板基因雜交時(shí),為了能夠在中央形成凸起部(bulge)而以3bp~5bp普適堿基對(duì)進(jìn)行替代,將5'-末端部分的3~5bp堿基序列替代為能夠與3`-末端部位互補(bǔ)結(jié)合的堿基序列,3`末端部位的堿基序列能夠與要擴(kuò)增的基因互補(bǔ)結(jié)合。確認(rèn)了如果利用如此制作的引物進(jìn)行pcr擴(kuò)增,則即使退火溫度變化,模板基因也能正常擴(kuò)增,相反,在退火溫度變化的條件下,如果利用現(xiàn)有的引物進(jìn)行pcr擴(kuò)增,則隨著退火溫度的提高而擴(kuò)增率下降,模板基因沒(méi)有正常擴(kuò)增(參照:圖2)。因此確認(rèn)如果利用本發(fā)明的dso引物進(jìn)行pcr擴(kuò)增,則提高引物對(duì)模板基因的特異選擇性,即使在將多個(gè)模板基因和與之相應(yīng)的各個(gè)引物混合而進(jìn)行一次聚合酶鏈反應(yīng)的情況下,各個(gè)模板基因也可以正常擴(kuò)增,將通過(guò)如此使用dso引物而憑借一次聚合酶鏈反應(yīng)就能夠使多個(gè)模板基因擴(kuò)增的方法命名為“digplextm”。
結(jié)果,本發(fā)明的多重基因同時(shí)擴(kuò)增方法包括如下步驟:(i)從2至30個(gè)靶基因分別選擇要擴(kuò)增的部位的步驟;(ii)確定能夠與所述被選擇的各個(gè)部位的3'-末端堿基序列互補(bǔ)結(jié)合的5`-末端任意堿基序列,制作附加有位于所述確定的堿基序列中央部的3~5bp普適堿基對(duì)的正義引物的步驟;(iii)確定能夠與所述被選擇的各個(gè)部位的3'-末端堿基序列互補(bǔ)結(jié)合的堿基序列,制作附加有位于所述確定的堿基序列中央部的3~5bp普適堿基對(duì)的反義引物的步驟;(iv)將所述2至30個(gè)靶基因和分別與所述靶基因相應(yīng)的所述制作的2至30個(gè)正義引物及反義引物全部混合,利用所述混合物,進(jìn)行一次聚合酶鏈反應(yīng)的步驟;及(v)確認(rèn)利用所述聚合酶鏈反應(yīng)來(lái)獲得的擴(kuò)增產(chǎn)物的步驟。此時(shí),沒(méi)有特別限制聚合酶鏈反應(yīng)時(shí)溫度及時(shí)間條件。另外,沒(méi)有特別限制對(duì)于獲得的擴(kuò)增產(chǎn)物的確認(rèn)。
如果利用本發(fā)明的多重基因同時(shí)擴(kuò)增方法,則僅憑一次聚合酶鏈反應(yīng)就可以使多個(gè)基因擴(kuò)增,可以容易地實(shí)現(xiàn)單核苷酸多態(tài)性分析,能夠有助于基因相關(guān)領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)步。
下面,通過(guò)確認(rèn)是否存在感染性疾病病原菌的實(shí)施例和分析引起心血管疾病的mthfr基因、作為甲狀腺乳頭狀癌病因的braf基因及大腸癌相關(guān)apc基因的單核苷酸多態(tài)性,更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。這些實(shí)施例只用于更具體地說(shuō)明本發(fā)明,根據(jù)本發(fā)明的要旨,本發(fā)明的范圍不限定于這些實(shí)施例,這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員不言而喻的。
[實(shí)施例]
實(shí)施例1:性傳播性疾病特異基因的擴(kuò)增
在從獲取自20名性傳播性疾病可疑患者的樣本中提取dna,對(duì)于獲取的dna,混合2μl的10x聚合酶鏈反應(yīng)緩沖溶液(750mmtris-hcl(ph9.0)、20mmmgcl2、500mmkcl、200mm(nh4)2so4)、2μl的2.5mmdntp混合物(2.5mmdatp,2.5mmdgtp,2.5mmdttp,2.5mmdctp)、2.0unit的taq聚合酶(biotools,spain)及1μl的具有序列號(hào)1至26、36及37的堿基序列的ds引物(0.5μm),加入三蒸水,滴定至20μl后,進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)(94℃下10分鐘,94℃下30秒,65℃下60秒,72℃下60秒,35個(gè)周期),獲得了擴(kuò)增產(chǎn)物。此時(shí),使用的各個(gè)dso引物的堿基序列如下表1所示。作為參考,在本說(shuō)明書(shū)附帶的序列目錄上的序列號(hào)1至序列號(hào)37中記載的堿基序列中,文字“n”如下表1和表2所示,意味著“肌苷(inosine),i”。
表1
1)疾病類(lèi)型
tp:treponemapallidum(梅毒螺旋體)
mg:mycoplasmagenitalium(生殖器支原體)
ng:neisseriagonorrhoeae(淋病奈瑟氏菌)
mh:mycoplasmahominis(人型支原體)
uu:ureaplasmaurealyticum(解脲支原體)
gv:gardenerellavaginalis(陰道加德納菌)
ct:chlamydiatrachomatis(沙眼衣原體)
hsv2:herpessimplexvirus(單純皰疹病毒)
2ca:candidaalbicans(白色念珠菌)
hsv1:herpessimplexvirus(單純皰疹病毒)
1up:ureaplasmaparvum(微小脲原體)
ic:gapdh
接著,在2.0%瓊脂糖凝膠中,對(duì)進(jìn)行了聚合酶鏈反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行電泳(參照?qǐng)D4)。圖4是通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)而擴(kuò)增的12種性傳播疾病病原菌電泳照片,圖4的1號(hào)示出擴(kuò)增被ca感染的臨床樣本的圖像,2號(hào)示出擴(kuò)增被up、gv感染的臨床樣本的圖像,3號(hào)示出擴(kuò)增被gv感染的臨床樣本的圖像,4號(hào)示出擴(kuò)增被ct感染的臨床樣本的圖像,5號(hào)示出擴(kuò)增被gv感染的臨床樣本的圖像,6號(hào)示出擴(kuò)增被up、ca感染的臨床樣本的圖像,7號(hào)示出擴(kuò)增被mh、up、gv感染的臨床樣本的圖像,8號(hào)示出擴(kuò)增陰性樣本的圖像,9號(hào)示出擴(kuò)增被gv、ct感染的臨床樣本的圖像,10號(hào)示出擴(kuò)增被up、hsv2、ca感染的臨床樣本的圖像,11號(hào)示出擴(kuò)增被ca感染的臨床樣本的圖像,12號(hào)和13號(hào)示出擴(kuò)增陰性樣本的圖像,14號(hào)示出擴(kuò)增被gv、ct感染的臨床樣本的圖像,15號(hào)示出擴(kuò)增被ct、tv感染的臨床樣本的圖像,16號(hào)、17號(hào)、18號(hào)及19號(hào)示出擴(kuò)增陰性樣本的圖像,20號(hào)示出擴(kuò)增被up、gv感染的臨床樣本的圖像,21號(hào)示出擴(kuò)增陰性樣本的圖像,22號(hào)示出擴(kuò)增被up感染的臨床樣本的圖像,23號(hào)示出擴(kuò)增被up、gv、ca感染的臨床樣本的圖像,24號(hào)示出擴(kuò)增陰性樣本的圖像,25號(hào)示出擴(kuò)增被mh、gv感染的臨床樣本的圖像,26號(hào)示出擴(kuò)增被up感染的臨床樣本的圖像,27號(hào)示出擴(kuò)增被mh、gv感染的臨床樣本的圖像,28號(hào)示出擴(kuò)增被up、ca感染的臨床樣本的圖像,29號(hào)示出擴(kuò)增被mh、uu、gv感染的臨床樣本的圖像,30號(hào)示出擴(kuò)增被ca感染的臨床樣本的圖像,31號(hào)示出擴(kuò)增陰性樣本的圖像,32號(hào)示出擴(kuò)增陰性對(duì)照組的圖像。如以上結(jié)果所示,可以確認(rèn)當(dāng)使用利用了本發(fā)明dso引物的多重基因同時(shí)擴(kuò)增方法時(shí),能夠通過(guò)一次聚合酶鏈反應(yīng)來(lái)使多個(gè)基因擴(kuò)增。
實(shí)施例2:利用dso引物的mthfr基因、braf基因及apc基因的單核苷酸多態(tài)性分析
為了使從商業(yè)途徑取得的人類(lèi)mthfr、braf、apc基因(wildtype,heterotype,homotype)擴(kuò)增,將人類(lèi)基因組dna(invitrogeninc.,usa)用作模板,利用具有如下堿基序列的正常引物進(jìn)行擴(kuò)增后,通過(guò)實(shí)施利用了限制酶處理的結(jié)果確認(rèn)方法以及利用本發(fā)明的dso引物的聚合酶鏈反應(yīng),確認(rèn)了擴(kuò)增產(chǎn)物。
表2
將采集自人類(lèi)血液中的2μl(50ng/μl)的基因組dna、2μl的10x聚合酶鏈反應(yīng)緩沖溶液(750mmtris-hcl(ph9.0)、20mmmgcl2、500mmkcl、200mm(nh4)2so4)、2μl的2.5mmdntp混合物(2.5mmdatp、2.5mmdgtp、2.5mmdttp、2.5mmdctp)、1.5unit的taq聚合酶(biotools,spain)及1μl的所述各個(gè)dso引物的混合物(0.5μm)混合,加入三蒸水,滴定至20μl后,進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)。此時(shí),聚合酶鏈反應(yīng)的條件為94℃下10分鐘,94℃下30秒,退火60秒,72℃下60秒,在這種條件下進(jìn)行35個(gè)周期,在退火溫度分別為60℃、55℃及62℃的不同溫度下進(jìn)行,然后結(jié)束反應(yīng),將擴(kuò)增的切片在2%(w/v)瓊脂糖凝膠中進(jìn)行電泳(參照?qǐng)D5、6、7)。
圖5用于確認(rèn)與心血管疾病有密切關(guān)聯(lián)性的mthfr基因有無(wú)突變,顯示出以通過(guò)現(xiàn)有分析方法聚合酶鏈反應(yīng)-限制酶性段長(zhǎng)度多態(tài)性法來(lái)確認(rèn)其類(lèi)型的16名臨床樣本為對(duì)象,進(jìn)行等位基因特異pcr分析的結(jié)果。在圖像中,m是確認(rèn)擴(kuò)增產(chǎn)物大小的大小標(biāo)記。臨床樣本1、3、5、7、8、9、11、12及13為高半胱氨酸濃度高的臨床樣本,在本分析中確認(rèn)了兼具wild(野生型)和mutant(突變型),臨床樣本2、4、10、14及15為心血管疾病患者,在本分析中確認(rèn)了只具有mutant(突變型),臨床樣本6和16為正常人,在本分析中確認(rèn)了只具有wild(野生型)。
圖6用于確認(rèn)與甲狀腺癌有密切關(guān)聯(lián)的braf基因有無(wú)突變,顯示出以通過(guò)現(xiàn)有分析方法聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性法來(lái)確認(rèn)其類(lèi)型的16名臨床樣本為對(duì)象,進(jìn)行等位基因特異pcr分析的結(jié)果。在圖像中,m是確認(rèn)擴(kuò)增產(chǎn)物大小的大小標(biāo)記。臨床樣本1、5、6、7、10、12及16為正常人,在本分析中確認(rèn)了只具有wild(野生型),臨床樣本3、8、11、13及15出現(xiàn)甲狀腺功能異常,為患者臨床樣本,在本分析中確認(rèn)了兼具wild(野生型)和mutant(突變型),臨床樣本2、4、9及14為甲狀腺癌患者,在本分析中確認(rèn)了只具有mutant(突變型)。
圖7用于確認(rèn)與家族性息肉病(大腸癌)有密切關(guān)聯(lián)的apc基因有無(wú)突變,顯示出以通過(guò)現(xiàn)有分析方法聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性法來(lái)確認(rèn)其類(lèi)型的16名臨床樣本為對(duì)象,進(jìn)行等位基因特異pcr分析的結(jié)果。在圖像中,m是確認(rèn)擴(kuò)增產(chǎn)物大小的大小標(biāo)記。臨床樣本1、2、3、4、8、9、10、11、12、14及16為正常人,在本分析中確認(rèn)了只具有wild(野生型),經(jīng)大腸內(nèi)視鏡結(jié)果,確認(rèn)臨床樣本6、7、13及15有息肉,在本分析中確認(rèn)了兼具wild(野生型)和mutant(突變型),臨床樣本5為原位癌0期患者,在本分析中確認(rèn)了只具有mutant(突變型)。
sequencelisting
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<120>啞鈴結(jié)構(gòu)寡核苷酸、包含其的核酸擴(kuò)增用引物及利用其的核酸擴(kuò)增方法
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<213>p273'-引物
<220>
<221>modified_base
<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
<400>26ctgaannnnntcaaatccgtcagcaaattgaagattcaacttcag45
<210>27
<211>31
<212>dna
<213>mthfr5'-引物
<220>
<221>modified_base
<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
<400>27atcttnnnnntgctgttggaaggtgcaagat31
<210>28
<211>28
<212>dna
<213>mthfr野生型3'-引物
<220>
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>29
<211>28
<212>dna
<213>mthfr突變型3'-引物
<220>
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>30
<211>30
<212>dna
<213>braf5'-引物
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>31
<211>28
<212>dna
<213>braf野生型3'-引物
<220>
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>32
<211>28
<212>dna
<213>braf突變型3'-引物
<220>
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
<400>32agaaannnnncactccatcgagatttct28
<210>33
<211>28
<212>dna
<213>apc5'-引物
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>34
<211>28
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<213>apc野生型3'-引物
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>35
<211>28
<212>dna
<213>apc突變型3'-引物
<220>
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<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
<400>35ggtttnnnnnttatgagaaaagcaaacc28
<210>36
<211>44
<212>dna
<213>gapdg5'-引物
<220>
<221>modified_base
<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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<210>37
<211>38
<212>dna
<213>gapdh3'-引物
<220>
<221>modified_base
<222>(6)..(10)
<223>“n”指肌苷。
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