具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容,特举以下实施例详细说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如Sambrook等人,分子克隆:实验室手册(New York:ColdSpring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂,均为市售产品。
除非另有定义,本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不用于限制本发明。本发明所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1、用于检测MTHFR基因多态性的引物对
本实施例针对MTHFR基因c.677位点设计了引物对。
根据rs1801133序列(SEQ ID No.5)设计引物对,引物对序列如下:
正向引物(SEQ ID No.1):5’C(氨基基团)TTGAAGGAGAAGGT 3’;
反向引物(SEQ ID No.2):5’C(氨基基团)AAAGCGGAAGAAT 3’。
制备上述引物对的过程中,采用ABI公司引物设计软件primer express分别对氨基基团修饰前的碱基序列、氨基基团修饰后的碱基序列的Tm值进行测试,结果如下:
修饰前:正向引物碱基序列的Tm值为36.8℃,反向引物碱基序列的Tm值为39.4℃;
修饰后:正向引物碱基序列的Tm值为59.3℃,反向引物碱基序列的Tm值为61.2℃;
修饰前碱基序列的Tm值均比常规荧光PCR引物温度低,经过5’端第一碱基氨基基团修饰后的Tm值显著提升。
本发明用于检测MTHFR基因多态性的引物对委托广州艾基生物科技有限公司合成。
实施例2、用于检测MTHFR基因多态性的探针
本实施例针对MTHFR基因c.677位点设计了荧光探针。
根据rs1801133序列(SEQ ID No.5)突变片断设计野生型探针和突变型探针:
野生型探针(SEQ ID No.3):
5’FAM-CGGG(氨基基团)AGCCGATTTCAT-BHQ1 3’,5’端开始第四个碱基(G)使用氨基基团修饰,5’端开始第七个碱基为SNP位点。
突变型探针(SEQ ID No.4):
5’Cy5-CGGGAGTCGA(氨基基团)TTTCATCATC-BHQ2 3’;
5’端开始第十个碱基(A)使用氨基基团修饰,5’端开始第七个碱基为SNP位点。
上述探针过程中,采用ABI公司引物设计软件primer express分别对氨基基团修饰前的碱基序列、氨基基团修饰后的碱基序列的Tm值进行测试,结果如下:
修饰前:野生型探针碱基序列的Tm值为53.8℃,突变型探针碱基序列的Tm值为52.9℃;
修饰后:野生型探针碱基序列的Tm值为70.8℃,突变型探针碱基序列的Tm值为70.6℃。
本发明用于检测MTHFR基因多态性的探针委托广州艾基生物科技有限公司合成。
实施例3、用于检测MTHFR基因多态性的试剂盒
本实施例针对MTHFR基因c.677位点设计了含有实施例1引物对和实施例2探针的试剂盒。
实施例4、构建质粒
构建MTHFR基因677位点SNPs野生型和突变型质粒:
检索NCBI-dbSNPs,找到rs1801133序列(参见SEQ ID No.6),委托上海瑞晶生物科技有限公司构建野生型质粒和突变型质粒,野生型质粒序列如SEQ ID No.6所示,突变型质粒序列如SEQ ID No.7所示。
实施例5、用于检测MTHFR基因多态性的试剂盒的反应温度优化
为了验证引物、探针及寻找最佳反应温度,进行温度梯度PCR测试,使用伯乐(Biorad)CFX荧光PCR仪进行温度梯度荧光PCR。
1、反应体系如下:
最终反应体系25ul。
按照比例配制48反应所需的反应液,分注48个PCR用200ul白色离心管,再加入DNA模板。
其中,DNA模板(WT为野生型质粒、MT为突变型质粒)参见如下表1:
表1
2、反应程序为:95℃、3min,1个循环;95℃、2s,60-68℃温度梯度、30s,45循环。
3、反应结果
反应结果请参见表2,从表2可看出:在60-63.2℃可以检测出野生型模板,而突变型模板未见荧光,最佳温度为60℃,所有温度均未检测出突变型模板,由此大致确定反应温度和条件。
表2
实施例6、采用实施例3提供的试剂盒进行野生型模板和突变型模板检测
1、ABI7500荧光PCR扩增仪
(1)反应体系如下:
其中,DNA模板(WT为野生型质粒、MT为突变型质粒)见表3:
表3
|
7 |
8 |
9 |
10 |
A |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
B |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
C |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
D |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
E |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
F |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
G |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
H |
空白 |
空白 |
空白 |
空白 |
(2)反应程序为:95℃、5min,1个循环;95℃、10s,60℃、30s,45个循环(总耗时67分钟)。
(3)反应结果
反应结果请参见表4,从表4可见:本发明方法可以有效检测高拷贝数和低拷贝数的野生型和突变型MTHFR质粒,而且没有非特异性能信号。
表4
采用ABI7500荧光PCR扩增仪时,变性温度为95℃、变性时间为10秒,退火延伸温度为60℃、退火延伸时间为30秒,每个循环比常规PCR(变性时间15秒、退火延伸时间60秒)缩短反应时间35秒,进行35-45个循环,总时间至少缩短20分钟。
2、Bio-Rad CFX96Touch实时荧光PCR扩增仪器
(1)反应体系如下:
其中,DNA模板(WT为野生型、MT为突变性质粒)见表5:
表5
|
7 |
8 |
9 |
10 |
A |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
B |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
C |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
D |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
E |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
F |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
G |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
H |
空白 |
空白 |
空白 |
空白 |
(2)反应程序为:95℃、3min;95℃、2s,60℃、10s,50循环(总耗时45分钟)。
(3)反应结果
反应结果见表6,从表6可见:本发明试剂盒在Bio-Rad的仪器上亦可以有效检测高拷贝数和低拷贝数的野生型和突变型MTHFR质粒,而且没有非特异性能信号。
表6
采用Bio-Rad CFX96Touch实时荧光PCR扩增仪时,变性温度为95℃、变性时间为2秒,退火延伸温度为60℃、退火延伸时间为10秒,每个循环缩短时间58秒,进行35-45个循环,总时间比常规PCR(变性时间15秒、退火延伸时间60秒)至少缩短35分钟。
本发明上述实施例中,结果判读依据为:MTHFR基因C677T野生型探针荧光报告集团为FAM荧光基团、突变型探针报告基团为Cy5荧光基团,野生型纯合子(C/C)只能检测出FAM荧光、突变型纯合子(T/T)只能检测出Cy5荧光,杂合型(C/T)可同时检测出FAM荧光和Cy5荧光。
本发明上述实施例中,经测试,野生型探针和100%同序列的杂交温度和1个错配杂交温度相差17.1℃;变异型探针和100%同序列的杂交温度和1个错配杂交温度相差16.2℃。由此可计算出野生型探针和突变型模板杂交温度:Tm-Δt=70.8-17.1=53.7℃,比退火延伸温度60℃低6.3℃;突变型探针和野生型模板杂交温度Tm-Δt=70.6-16.2=54.4℃,比退火延伸温度60℃低5.6℃。
本发明的上述实施例,利用非常规的taqman探针设计和引物设计方法以及时间限制PCR方法,快速方便有效而低成本检测SNPs,该检测方法实现在单个PCR反应管同时检测MTHFR基因677位点C/C、C/T、T/T基因型,方便临床操作,减少气溶胶污染,最大限度的避免假阳性和假阴性。该方法针对诊断目的灵活应用,同时可用于其它用途:科研、基因分析等。
本发明上述实施例,采用氨基基团修饰的引物、探针,且长度均在20bp以下,扩增产物总长度小于60bp,由此减少扩增所需时间,实现快速PCR目的,探针Tm温度约为70℃左右,而错配一个碱基后的Tm值低于退火延伸温度,这种设计保证了探针在60℃退火延伸时探针的杂交效率很低,再加上等位基因有两条探针,反应中一直保证100%同序列的探针先于另外一条具有一个碱基的探针杂交到模板,竞争性抑制非100%同序列的探针的杂交,最终达到特异性检测SNPs的目的,而时间限制PCR程序人为缩短非100%相同序列探针杂交时间,使得效率低下的错配探针杂交的杂交量更降低,最终达到特异性检测点突变的目的。
对比例1
本对比例是实施例6第1部分(即采用ABI7500荧光PCR扩增仪的部分)的对比例,对比之处仅在于试剂盒的探针中氨基基团修饰位点不同,具体如下:
野生型探针的碱基序列与实施例6相同,不同之处仅在于氨基基团的修饰位点不同,具体为:5’FAM-CGGGAG(氨基基团)CCGATTTCAT-BHQ1 3’,即5’端开始第六个碱基(G)使用氨基基团修饰。
突变型探针的碱基序列与实施例6相同,不同之处仅在于氨基基团的修饰位点不同,具体为:5’Cy5-CGGGAGTCGAT(氨基基团)TTCATCATC-BHQ2 3’,即5’端开始第十一个碱基(T)使用氨基基团修饰。
反应体系及反应程序与实施例相同。
(1)反应体系如下:
其中,DNA模板(WT为野生型质粒、MT为突变型质粒)见表7:
表7
|
6 |
7 |
8 |
9 |
A |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
B |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
C |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
D |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
E |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
F |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
G(阳性对照) |
MT-10<sup>3</sup> |
MT-10<sup>7</sup> |
WT-10<sup>3</sup> |
WT-10<sup>7</sup> |
H |
空白 |
空白 |
空白 |
空白 |
(2)反应程序为:95℃、5min;95℃、10s,60℃、30s,45个循环(总耗时67分钟)。
(3)反应结果
反应结果请参见表8,从表8可见:本发明方法(阳性对照)测高拷贝数和低拷贝数的野生型和突变型MTHFR质粒均能检测出荧光信号,而改变氨基修饰位置的引物探针检测高拷贝数模版Ct值右移2-3左右,低拷贝数模版未能检测出荧光信号,表明灵敏度降低。
表8
本发明的基因检测方法也适用于非点突变基因检测,此时反应时间范围和温度更广,变性温度范围90-96℃,变性反应时间范围2-15秒或更长,退火延伸反应温度范围在51-65℃,时间约2-60秒或更长。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
SEQUENCE LISTING
<110> 广州德臻生物技术有限公司
<120> 用于检测MTHFR基因多态性的引物对、探针及试剂盒
<130> AGP17113460GZ
<160> 7
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 15
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<223> Artificial sequence
<400> 1
cttgaaggag aaggt 15
<210> 2
<211> 14
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<223> Artificial sequence
<400> 2
caaagcggaa gaat 14
<210> 3
<211> 16
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<223> Artificial sequence
<400> 3
cgggagccga tttcat 16
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<223> Artificial sequence
<400> 4
cgggagtcga tttcatcatc 20
<210> 5
<211> 1001
<212> DNA
<213> Homo sapiens
<400> 5
ttcagtgtta cattaaaaac aatgtttaat ccggtgccta gagaaaagtc aagcttacta 60
ccccagatgc tgcccagcca gtgctaactg tagcattttc tcttttctat ggccaccaag 120
tgcaggcctg atttgcttgg ctgctcaagg caggacagtg tgggagtttg gagcaatcca 180
cccccactct tggaactggg ctctgagcca cctcccctga gagtcatctc tggggtcaga 240
agcatatcag tcatgagccc agccactcac tgttttagtt caggctgtgc tgtgctgttg 300
gaaggtgcaa gatcagagcc cccaaagcag aggactctct ctgcccagtc cctgtggtct 360
cttcatccct cgccttgaac aggtggaggc cagcctctcc tgactgtcat ccctattggc 420
aggttacccc aaaggccacc ccgaagcagg gagctttgag gctgacctga agcacttgaa 480
ggagaaggtg tctgcgggag ycgatttcat catcacgcag cttttctttg aggctgacac 540
attcttccgc tttgtgaagg catgcaccga catgggcatc acttgcccca tcgtccccgg 600
gatctttccc atccaggtga ggggcccagg agagcccata agctccctcc accccactct 660
caccgcaccg tcctcgcaca ggctgggggc tctgggtgga gtgctgagtt cgctgagttc 720
ttcccagatc tcctctcagg tccagaactt gcacagcgtt gcttggccac cccattttgg 780
ttacctctaa ttttcccccc aaaacccagc aacagtgtct gttgaggggt ttgttgtact 840
ttggccaaca agcatcacca aaagggattc taattctcat tacaaatcct gcttaaatca 900
gtgtttccca aaggtggctg tcatcagaac cacttgataa gctttttcaa aaagtggatc 960
tccaggtccc acccctggag gttctcactc agtaaatctg a 1001
<210> 6
<211> 1001
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<223> Artificial sequence
<400> 6
ttcagtgtta cattaaaaac aatgtttaat ccggtgccta gagaaaagtc aagcttacta 60
ccccagatgc tgcccagcca gtgctaactg tagcattttc tcttttctat ggccaccaag 120
tgcaggcctg atttgcttgg ctgctcaagg caggacagtg tgggagtttg gagcaatcca 180
cccccactct tggaactggg ctctgagcca cctcccctga gagtcatctc tggggtcaga 240
agcatatcag tcatgagccc agccactcac tgttttagtt caggctgtgc tgtgctgttg 300
gaaggtgcaa gatcagagcc cccaaagcag aggactctct ctgcccagtc cctgtggtct 360
cttcatccct cgccttgaac aggtggaggc cagcctctcc tgactgtcat ccctattggc 420
aggttacccc aaaggccacc ccgaagcagg gagctttgag gctgacctga agcacttgaa 480
ggagaaggtg tctgcgggag ccgatttcat catcacgcag cttttctttg aggctgacac 540
attcttccgc tttgtgaagg catgcaccga catgggcatc acttgcccca tcgtccccgg 600
gatctttccc atccaggtga ggggcccagg agagcccata agctccctcc accccactct 660
caccgcaccg tcctcgcaca ggctgggggc tctgggtgga gtgctgagtt cgctgagttc 720
ttcccagatc tcctctcagg tccagaactt gcacagcgtt gcttggccac cccattttgg 780
ttacctctaa ttttcccccc aaaacccagc aacagtgtct gttgaggggt ttgttgtact 840
ttggccaaca agcatcacca aaagggattc taattctcat tacaaatcct gcttaaatca 900
gtgtttccca aaggtggctg tcatcagaac cacttgataa gctttttcaa aaagtggatc 960
tccaggtccc acccctggag gttctcactc agtaaatctg a 1001
<210> 7
<211> 1001
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<223> Artificial sequence
<400> 7
ttcagtgtta cattaaaaac aatgtttaat ccggtgccta gagaaaagtc aagcttacta 60
ccccagatgc tgcccagcca gtgctaactg tagcattttc tcttttctat ggccaccaag 120
tgcaggcctg atttgcttgg ctgctcaagg caggacagtg tgggagtttg gagcaatcca 180
cccccactct tggaactggg ctctgagcca cctcccctga gagtcatctc tggggtcaga 240
agcatatcag tcatgagccc agccactcac tgttttagtt caggctgtgc tgtgctgttg 300
gaaggtgcaa gatcagagcc cccaaagcag aggactctct ctgcccagtc cctgtggtct 360
cttcatccct cgccttgaac aggtggaggc cagcctctcc tgactgtcat ccctattggc 420
aggttacccc aaaggccacc ccgaagcagg gagctttgag gctgacctga agcacttgaa 480
ggagaaggtg tctgcgggag tcgatttcat catcacgcag cttttctttg aggctgacac 540
attcttccgc tttgtgaagg catgcaccga catgggcatc acttgcccca tcgtccccgg 600
gatctttccc atccaggtga ggggcccagg agagcccata agctccctcc accccactct 660
caccgcaccg tcctcgcaca ggctgggggc tctgggtgga gtgctgagtt cgctgagttc 720
ttcccagatc tcctctcagg tccagaactt gcacagcgtt gcttggccac cccattttgg 780
ttacctctaa ttttcccccc aaaacccagc aacagtgtct gttgaggggt ttgttgtact 840
ttggccaaca agcatcacca aaagggattc taattctcat tacaaatcct gcttaaatca 900
gtgtttccca aaggtggctg tcatcagaac cacttgataa gctttttcaa aaagtggatc 960
tccaggtccc acccctggag gttctcactc agtaaatctg a 1001