检测cyp2c9和vkorc1基因多态性的引物、试剂盒及其pcr方法_4

文档序号:9246000阅读:来源:国知局
如下: (a) 设定PCR反应条件:首先设定PCR反应的退火温度完全一致,具体温度为55°C~ 68°C,PCR循环次数为40次,PCR反应的酶和缓冲体系均优化后固定不变,此反应条件的设 定是为了方便同时检测多种基因突变; (b) 特异性筛选:采用突变型的引物以野生型的重组质粒为模板,筛选出的引物其Ct 大于40 ; 其中循环阈值的确定原因如下,突变型引物在野生型模板发生非特异性扩增比野生型 引物在野生型模板发生特异性扩增多19个循环,按照临床实际检测时,所加样品量为0. 1 微克全基因组DNA的标准,我们通过下列公式,拷贝数=(DNA量ngX6.022X 1023V(长度 bpX 109X660),其中全基因组DNA的长度为30亿对碱基,因此0. 1微克全基因组DNA的拷 贝数为:3. 09X 104,反映在荧光定量PCR的Ct(定量循环阈值)大概为21,这样我们得到第 二个筛选指标,即用突变型的引物,在野生型的重组质粒为模板时,所得的Ct应该大于40, 方能保证检测不会出现假阳性,两者的扩增效率相差为40-21=19个循环,即扩增效率相差 19个循环以上,将成为我们判断等位基因特异性引物特异性好坏的客观指标。我们知道当 引物3'端与模板错配时,延伸效率将下降103-1066倍,换算成反应循环数则下降约13至 27个循环,这就是我们能筛选出理想引物的理论依据,因为不进行引物筛选,19-13=6个循 环,势必产生假阳性,该引物的特异性就不好,而19-27=-8,不可能产生假阳性,有8个循环 数的范围供我们对引物进行筛选。按照这一要求,我们设计一系列等位基因特异性引物,从 长短上、从靠近3'端人为引入碱基错配上着手,加上其配对的下游引物,利用构建好的野生 型和突变型重组质粒,分别进行荧光定量PCR反应的交叉筛选,即当用突变引物与野生型 的模板进行扩增时,与用野生型引物同野生型模板的反应要多用19个循环数以上,反之亦 然,那么这样的引物就具备高度的特异性。
[0069] (c)敏感性筛选:将筛选出的特异性引物用与重组突变型质粒作敏感性试验,将检 测灵敏度小于10-1000个拷贝的特异性引物筛选出来,即为所需的突变特异性引物。
[0070] 通过以上几方面的筛选,所得到的等位基因特异性引物将具备高度特异性和高度 敏感的理想引物。
[0071](二)检测探针: 在一些情况下,检测探针的^值大约为60°C至70°C,最佳为65°C,探针长度根据其Tm 值决定。尽管有多种不同形式的探针可供选择,Taqman探针(AppliedBiosystems,Foster City)常常是首选。在一些特殊的情况下,如检测序列中AT含量过高,可以采用提高!"值 的Taqman-MGB等类型的探针。
[0072] 共用的特异性引物,在一些情况下,共用的特异性引物的1"值大约为50°C至 70 °C,最佳为60 °C,其长度由其Tm值决定,一般在15-25碱基之间。
[0073](三)其他成分: 本发明使用的DNA聚合酶是Taq酶,及其突变体、衍生物或片段,也可是其他的耐热DNA聚合酶,在一些情况下,也可采用Hotstart Taq酶,以增加反应的特异和高效性。
[0074] 本发明中所提供的针对CYP2C9和VK0RC1基因所提供的引物和试剂盒,主要是针 对等位基因特异性引物PCR扩增法的缺点,利用分子克隆技术,事先分别构建含待检基因 野生型和突变型的重组质粒,以此重组质粒为阳性模板,筛选确定特异地分别与3'末端突 变位点或野生位点碱基互补的两条特异引物,一旦筛选出的特异引物序列,将是我们检测 体系的关键元素。本发明的上述产品,可用于任何型号的荧光定量PCR仪,试剂成本同如今 市面上的荧光定量PCR试剂相当,因此较好地克服了其他采用等位基因特异性引物PCR扩 增法的不足。
[0075] 本发明的优点在于:所述的试剂盒具有操作简单,成本低,结果判断简单容易,灵 敏度高,本试剂盒检测基因突变灵敏度可以达到1%(即目的基因的突变基因DNA模板数占 野生型DNA模板数的1%);而直接测序中检测基因突变的灵敏度为20% (即目的基因的突变 基因DNA模板数占野生型DNA模板数的20%);Taqman探针技术保障了试剂盒的检测为闭管 反应,有效的避免了假阳性的产生,其检测特异性也充分得到保证,而且检测快速方便,整 个检测过程只有80分钟,而直接测序则需要2天的时间,而且是开管操作,PCR产物污染的 可能性大增。
[0076] 本发明中PCR(Past-PCR)的实施步骤: 1.阳性质粒的构建 在待检测的CYP2C9和VK0RC1基因多态性位点的上下游设计一对PCR引物,其扩增片 段的长度可在500bp的范围内,用gDNA为模板,采用常规PCR方法,扩增出这一片段,通过 AT克隆的方式,将该片段克隆至测序的质粒中,通常用Invitrogen的pCR2. 1 Topo T载 体试剂盒,操作按说明书进行,也可用其他厂家的T载体试剂盒,甚至可用自己制备的T载 体质粒。得到的阳性克隆,经测序验证,证明序列的正确性,然后采用Stratagene公司的 Quickchange试剂盒,设计对应位点的另一个基因型引物,通过Quickchange的方法,得到 该突变型别的阳性克隆,操作按说明书进行,所得到的阳性质粒都必须经测序验证为正确 方可进入下一步的使用。Taqman定量质粒,并用作模板以验证给定的测定法的灵敏性、线性 动态范围、特异性。
[0077] 2.等位基因特异性引物(ASP)的设计和筛选 在引物3'末端互补于对应的基因突变碱基位点,而在引物3'末端倒数第二位或第三 位引入碱基错配,或第二和第三位的连续错配;针对不同的SNP或突变位点,在引物3'端倒 数第二位或第三位引入碱基错配的基础上,还可在引物的其它位点增加碱基错配来满足反 应特异性的要求,越远离3'端,增加错配的碱基数越多,在5'端可达最多的等位基因1特 异性引物。
[0078]ASP的筛选是利用构建好的野生型和突变型重组质粒,分别进行荧光定量PCR反 应的交叉筛选,即当用突变引物与野生型的模板进行扩增时,与用野生型引物同野生型模 板的反应要多用19个循环数以上,反之亦然,那么这样的引物就具备高度的特异性。将筛 选出的特异性引物用与对应的重组质粒作敏感性试验,检测灵敏度小于10-1000个拷贝的 引物即达到检测的灵敏度要求,满足上述两个条件的引物就是我们选出的ASP引物,可进 行下一步的检测。
[0079] 3?扩增试剂准备及加入被检测样品 (1)从试剂盒中取出各组成成分,室温缓慢融化PCR缓冲液、dNTPs和Taq酶混合液、阳 性质控品、空白对照,颠倒摇匀。每个反应管需加入PCR缓冲液、Taq酶(dNTPs)、灭菌超纯 水和DNA样本。盖紧管盖,瞬时离心后转移到PCR扩增区。
[0080] (2)建议每次PCR反应均同时进行样本、阳性质控品、空白对照的分析,阳性质控 品和空白对照的加样方法同样本加入方法。
[0081] 4?反应条件 每个反应管中(反应终体积的范围可在10-50y1,最佳在20-25y1反应体积)包 含PCR缓冲液(10mMTris-HClpH8.3, 50mMKC1, 0.1%TritonX-100,2.0mMMgCl2), 10-100ngDNA或1,000, 000个拷贝的质粒DNA,50nM-400nM-个共同的通用特异性Taqman 探针,和一个50nM-2uM共同的通用反向特异性下游引物,50nM-2uM不同等位基因特异性上 游引物,lpm-20pm检测管家基因GAPDH的上游引物,lpm-20pm检测管家基因GAPDH的下游 引物,0. 05pm-5pm检测管家基因GAPDH的探针,再加上1. 5单位Taq聚合酶,200yMdNTPs。 [0082] 1)、循环条件设置
为使荧光曲线更加美观,建议从第二步开始收集荧光信号。
[0083] 2)、仪器检测通道选择
荧光信号采集温度设为60°C,具体设置方法请参照相应仪器使用说明书。
[0084] 3)、检测类型设定:空白对照设为"NTC",阳性质控品和待检样本设为 "Unknown"。
[0085] 5.结果分析 如果检测样本仅有突变型反应管在FAM通道有对数增长的扩增曲线,同时VIC通道有 对数增长的扩增曲线,可判定样本为C型(CYP2C9基因)或A型(VK0RC1基因),即突变型纯 合子; 如果检测样本仅有野生型反应管在FAM通道有对数增长的扩增曲线,同时VIC通道有 对数增长的扩增曲线,可判定样本为A型(CYP2C9基因)或G型(VK0RC1基因),即野生型纯 合子; 如果检测样本突变型和野生型反应管在FAM通道均有对数增长的扩增曲线,同时VIC通道有对数增长的扩增曲线,可判定样本为CA型(CYP2C9基因)或AG型(VK0RC1基因),即 杂合子;由于本方法结果是"全或无",结果极易判断,哪一个管有反应,哪一个管就是阳性。 具体实施例
[0086] 下面以对CYP2C9基因rsl057910和VK0RC1基因rs9923231多态性位点检测的情 形为例,具体对本发明作进一步详细的说明。
[0087] 实施例1 :针对CYP2C9基因rsl057910多态性检测的野生型和突变型阳性质粒的 制备 首先我们从基因库中调出CYP2C9基因rsl057910多态性位点前后的基因序列,并将 多态性位点用双下划线标记,在CYP2C9基因rsl057910位点的上下游适当位置(用黑体字 和下划线标示),设计一对克隆引物,扩增片段为269bp,突变位点包含其内,基因序列显示 如下,SEQNo. 1 : catgattcatatacccctgaattgctacaacaaatgtgccatttttctccttttccatcagtttttacttgtg tcttatcagctaaagtccaggaagagattgaacgtgtgattggcagaaaccggagcccctgcatgcaagacaggagc cacatgccctacacagatgctgtggtgcacgaggtccagagatacattgaccttctccccaccagcctgccccatgc agtgacctgtgacattaaattcagaaactatctcattcccaaggtaagtttgtttctcctacactgcaactccatgt tttcgaagtccccaaattcatagtatcatttttaaacctctaccatcaccgggtgagagaagtgcataactcatatg tatggcagtttaactggactttctcttgtttccagtttggggctataaag 实验步骤如下: 1)提取基因组DNA 用国内天根公司或Qiagen公司的基因组DNA提取试剂盒,提取基因组DNA,具体操作步 骤按说明书进行。制备好的DNA标本,经紫外分光光度计测定浓度,将其浓度调整到50ng/ U1,保存于_20°C,或直接进行下面的反应。
[0088] 2)AT克隆获得阳性质粒 首先在突变点上下游设计克隆引物,见表1 : 表1.CYP2C9基因rsl057910多态性位点野生型克隆引物
在 12.5yl的 2XPCRMasterMix(Fermentas)的PCR扩增体系,加入 10yM上游引 物和10yM下游引物,以及基因组DNA50ng,加水至总体积25y1,PCR反应条件设定为95°C 预变性3min,95°C变性10s,60°C退火及延伸30s,总共35个循环,反应结束后取15y1反 应产物,进行浓度2. 5%的凝胶电泳,电泳结束后观察,条带与预测的大小相符,表明扩增成 功。采用美国Life公司的pCR2.0T0P0T载体,按其操作说明,通过TA克隆的方式,获得 CYP2C9基因rsl057910位点野生型阳性质粒,具体的基因序列如下,其中多态性位点显示 为A型,说明为野生型,测序证明所获质粒正确。
[0089] SEQNo. 4 :ggaagagattgaacgtgtgattggcagaaaccggagcccctgcatgcaagacaggagcca catgccctacacagatgctgtggtgcacgaggtccagagatacattgaccttctccccaccagcctgccccatgcag tgacctgtgacattaaattcagaaactatctcattcccaaggtaagtttgtttctcctacactgcaactccatgttt tcgaagtccccaaattcatagtatcatttttaaacctctaccatcaccgggtgag 3)快速突变法获得突变质粒 然后,采用产生快速突变的方法(Quickchange,QC),设计突变引物,引物序列见表2. 表2.获得CYP2C9基因rsl057910多态性位点突变型引物
按照(Stratagene公司)Quickchange试剂盒的反应条件和步骤,完成突变体的构建, 所得到的重组质粒,具体的基因序列如下,经测序验证其中多态性位点显示为C型,为突变 型,然后将突变型与野生型质粒分别置-20°C保存备用。
[0090]SEQNo. 7:ggaagagattgaacgtgtgattggcagaaaccggagcccctgcatgcaagacaggagcca catgccctacacagatgctgtggtgcacgaggtccagagataccttgaccttctccccaccagcctgccccatgcag tgacctgtgacattaaattcagaaactatctcattcccaaggtaagtttgtttctcctacactgcaactccatgttt tcgaagtccccaaattcatagtatcatttttaaacctcta
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