+

RU2819985C1 - METHOD FOR DIAGNOSING VARIANT SOPH c.5741G>A IN NBAS GENE - Google Patents

METHOD FOR DIAGNOSING VARIANT SOPH c.5741G>A IN NBAS GENE Download PDF

Info

Publication number
RU2819985C1
RU2819985C1 RU2024106755A RU2024106755A RU2819985C1 RU 2819985 C1 RU2819985 C1 RU 2819985C1 RU 2024106755 A RU2024106755 A RU 2024106755A RU 2024106755 A RU2024106755 A RU 2024106755A RU 2819985 C1 RU2819985 C1 RU 2819985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
nbas
soph
rox
seq
Prior art date
Application number
RU2024106755A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Русланович Жожиков
Филипп Филиппович Васильев
Анастасия Лукична Данилова
Анатолий Арсенович Гурьев
Анастасия Анатольевна Максимова
Айталина Лукична Сухомясова
Надежда Романовна Максимова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова"
Application granted granted Critical
Publication of RU2819985C1 publication Critical patent/RU2819985C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to clinical laboratory diagnostics, and can be used for diagnosis of carriage of mutant gene NBAS with mutation c.5741G>A, leading to development of SOPH-syndrome with autosomal recessive type of inheritance in Yakut population. DNA is recovered. Polymerase chain reaction with fluorescent detection is carried out. Presence of a fluorescence signal on the R6G channel is used to diagnose mutant type c.5741A in the NBAS gene. ROX channel is used to diagnose wild type c.5741G in the NBAS gene. Combined fluorescence of the ROX and R6G channels is used to diagnose the carriage of the mutant gene in a heterozygous state.
EFFECT: method provides simpler and higher accuracy of determining mutation c.5741G>A in 45 exon of the NBAS gene, high sensitivity and specificity at low cost of analysis due to use of a pair of specific primers (SEQ ID NO 1 and 2) and hydrolysis probes (SEQ ID NO 3 and 4).
1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области медицины и молекулярной биологии и может быть использовано для диагностики наследственного заболевания, а именно, SOPH-синдрома (SOPH) в гене NBAS.The invention relates to the field of medicine and molecular biology and can be used to diagnose a hereditary disease, namely SOPH syndrome (SOPH) in the NBAS gene.

SOPH-синдром, впервые описанный в 2010 году, считался распространенным только в якутской популяции, тем не менее, каждый год по литературным данным обнаруживаются новые случаи SOPH-подобных состояний по всему миру. Частота гетерозиготного носительства патогенной мутации составила 1300 случаев на 100000 чел. условно здоровых якутов, при этом в республиканском генетическом регистре наследственной и врожденной патологии Якутии насчитывается более 93 обнаруженных случаев SOPH, что составляет частоту более 18 пациентов на 100000 чел. якутской популяции (см. Zhozhikov L., Sukhomyasova A., Gurinova E. et al. Origins of SOPH syndrome: A study of 93 Yakut patients with review of C-terminal phenotype // Clinical Genetics. 2023. V. 103. № 6. P. 625–635. https://doi.org/10.1111/cge.14319).SOPH syndrome, first described in 2010, was considered common only in the Yakut population, however, every year, according to the literature, new cases of SOPH-like conditions are discovered throughout the world. The frequency of heterozygous carriage of a pathogenic mutation was 1300 cases per 100,000 people. conditionally healthy Yakuts, while in the Republican Genetic Register of Hereditary and Congenital Pathology of Yakutia there are more than 93 detected cases of SOPH, which is a frequency of more than 18 patients per 100,000 people. Yakut population (see Zhozhikov L., Sukhomyasova A., Gurinova E. et al. Origins of SOPH syndrome: A study of 93 Yakut patients with review of C-terminal phenotype // Clinical Genetics. 2023. V. 103. No. 6 . pp. 625–635. https://doi.org/10.1111/cge.14319).

Кроме того, выявлен эффект основателя данного варианта в Якутии, возраст которого составил 804±140 лет. Учитывая дату исследования и выборку, эти данные указывают на начало распространения мутации G5741 → A в якутской популяции в первой половине XII в. (1192-й год ±140 лет), который в истории Якутии соответствует расцвету кулун-атахской археологической культуры. Носители данной культуры были адаптированы к местным условиям и вели кочевой образ жизни на бассейне средней Лены (см. Fedorova S.A., Khusnutdinova E.K. Genetic Structure and Genetic History of the Sakha (Yakuts) Population // Russ J Genet. 2022. V. 58. № 12. P. 1409–1426. https://doi.org/10.1134/S1022795422120031).In addition, the effect of the founder of this variant was identified in Yakutia, whose age was 804 ± 140 years. Taking into account the date of the study and the sample, these data indicate the beginning of the spread of the G5741 → A mutation in the Yakut population in the first half of the 12th century. (1192nd year ±140 years), which in the history of Yakutia corresponds to the heyday of the Kulun-Atakh archaeological culture. The carriers of this culture were adapted to local conditions and led a nomadic lifestyle in the middle Lena basin (see Fedorova S.A., Khusnutdinova E.K. Genetic Structure and Genetic History of the Sakha (Yakuts) Population // Russ J Genet. 2022. V. 58. No. 12. P. 1409–1426. https://doi.org/10.1134/S1022795422120031).

Известно, что SOPH-синдром ассоциирован с гомозиготным вариантом c.5741G>A в гене NBAS (neuroblastoma amplified sequence), локус которого расположен на коротком плече второй хромосомы. Вариант приводит к замене гуанина на аденин в 45 экзоне, что приводит к замене аргинина на гистидин (p. R1914H) в структуре белка NBAS. Область, где имеет место данная мутация, локализована на той половине белка, связывающей белок NBAS с белками RINT1 и ZW10, входящих в состав комплекса Syntaxin 18, который, в свою очередь, играет роль в слиянии мембран органелл клетки и транспорте между эндоплазматическим ретикулумом и аппаратом Гольджи. Ген NBAS состоит из 52 экзонов и содержит 420 т.п.н. Нарушения в гене модулируют экспрессию 1444 генов человека, что соответствует почти 10 % всех экспрессируемых генов. Некоторые из них связаны с эмбриональным развитием и биосинтезом холестерина (см. Zhozhikov L.R., Vasilev F.F., Maksimova N.R. The Function of the NBAS Has Been Revealed: What about Its Multisystem Pathologies? // Russ J Genet. 2023. V. 59. № 4. P. 317–324. https://doi.org/10.1134/S1022795423040117).It is known that SOPH syndrome is associated with the homozygous variant c.5741G>A in the NBAS (neuroblastoma amplified sequence) gene, the locus of which is located on the short arm of the second chromosome. The variant results in the replacement of guanine by adenine in exon 45, which leads to the replacement of arginine by histidine (p. R1914H) in the structure of the NBAS protein. The region where this mutation occurs is localized on that half of the protein that binds the NBAS protein with the RINT1 and ZW10 proteins, which are part of the Syntaxin 18 complex, which, in turn, plays a role in the fusion of cell organelle membranes and transport between the endoplasmic reticulum and the apparatus Golgi. The NBAS gene consists of 52 exons and contains 420 kb. Gene disruptions modulate the expression of 1444 human genes, corresponding to almost 10% of all expressed genes. Some of them are associated with embryonic development and cholesterol biosynthesis (see Zhozhikov LR, Vasilev FF, Maksimova NR The Function of the NBAS Has Been Revealed: What about Its Multisystem Pathologies? // Russ J Genet. 2023. V. 59. No. 4 . P. 317–324. https://doi.org/10.1134/S1022795423040117).

В настоящий момент известны способы определения полиморфных вариантов и мутаций, например, анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ), аллель-специфичная ПЦР, ПЦР с анализом кривых плавления с высоким разрешением (ПЦР-HRM, High Resolution Melt), прямое секвенирование, массовое параллельное секвенирование, гибридизация на олигонуклеотидных матрицах, ПЦР в реальном времени с флуоресцентной детекцией.Currently, there are known methods for determining polymorphic variants and mutations, for example, restriction fragment length polymorphism analysis (RFLP), allele-specific PCR, PCR with analysis of high-resolution melting curves (PCR-HRM, High Resolution Melt), direct sequencing, massively parallel sequencing, hybridization on oligonucleotide templates, real-time PCR with fluorescent detection.

При этом способы прямого секвенирования, массового параллельного секвенирования характерны дороговизной, сложностью и ограниченностью в применении в клинической практике.At the same time, methods of direct sequencing and massively parallel sequencing are characterized by high cost, complexity and limited use in clinical practice.

Метод анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ПЦР-ПДРФ проходит в два этапа: сначала выполняют саму ПЦР и образование амплификата, то есть копий необходимого в исследовании участка ДНК, затем с помощью специфической рестриктазы - обрезание искомого участка, ответственного за заболевание. После чего, анализируют количество бэндов на геле в целях последующей диагностики: наличие двух и более бэндов (количество зависит от дизайна исследования) указывает на обрезанный фрагмент, в то время как другой бэнд, как правило, тот, что длиннее - на его отсутствие.The method of analyzing PCR-RFLP restriction fragment length polymorphism takes place in two stages: first, PCR itself is performed and the formation of an amplifier, that is, copies of the DNA section required in the study, then, using a specific restriction enzyme, the desired section responsible for the disease is cut off. After that, the number of bands on the gel is analyzed for the purpose of subsequent diagnostics: the presence of two or more bands (the number depends on the design of the study) indicates a trimmed fragment, while another band, usually the one that is longer, indicates its absence.

По способу ПЦР с анализом кривых плавления с высоким разрешением (ПЦР-HRM, High Resolution Melt) сначала проводят амплификацию участка ДНК, а затем, когда количество копий амплификата достаточно высоко, постепенно и медленно увеличивают температуру с детекцией свечения. Свечение возникает в момент, когда две цепи ДНК отделяются друг от друга. Диагностика происходит на основе того, при какой температуре происходит это отделение. Если свечение происходит при относительно низкой температуре, это указывает на слабое сцепление между цепями. И наоборот, когда связи разрываются при высокой температуре, это указывает на прочное сцепление, что показывает комплементарную связь.According to the PCR method with analysis of melting curves with high resolution (PCR-HRM, High Resolution Melt), a DNA section is first amplified, and then, when the number of copies of the amplification is high enough, the temperature is gradually and slowly increased with luminescence detection. The glow occurs when two DNA strands separate from each other. Diagnosis is based on the temperature at which this separation occurs. If the glow occurs at a relatively low temperature, this indicates weak coupling between the chains. Conversely, when bonds are broken at high temperature, it indicates strong bonding, which shows complementary bonding.

Недостатками известного способа являются низкая специфичность и необходимость в наличии определенных мутаций таких, как большие делеции и миссенс-варианты, что ограничивает диагностические возможности, особенно в случае наследственных заболеваний, такого как SOPH-синдром, при котором ПЦР-HRM не вызывает значительного смещения температуры отжига двух цепей ДНК.The disadvantages of the known method are low specificity and the need for certain mutations such as large deletions and missense variants, which limits diagnostic capabilities, especially in the case of hereditary diseases, such as SOPH syndrome, in which PCR-HRM does not cause a significant shift in the annealing temperature two strands of DNA.

Метод ПЦР в реальном времени с использованием флуоресцентных зондов основан на том же принципе, что и обычный ПЦР, но с детекцией свечения в реальном времени в процессе амплификации. Свечение возникает при диссоциации молекул зонда, состоящего из флуорофора и тушителя, соединенных с олигонуклеотидом. Каждый флуорофор имеет свою длину волны, что обеспечивает специфичность диагностики: один флуорофор соответствует одному зонду, и их присоединение к матрице зависит от комплементарности с ней. Данный метод был выбран соавторами для экспериментальных работ.Real-time PCR using fluorescent probes is based on the same principle as conventional PCR, but with real-time fluorescence detection during the amplification process. Luminescence occurs when the probe molecules, consisting of a fluorophore and a quencher, connected to an oligonucleotide, dissociate. Each fluorophore has its own wavelength, which ensures diagnostic specificity: one fluorophore corresponds to one probe, and their attachment to the matrix depends on complementarity with it. This method was chosen by the co-authors for experimental work.

Известный метод предполагает разработку праймеров, то есть олигонуклеотидов определенной последовательности, соответствующей искомому участку, где находится мутация, а также разработку зондов для детекции двух аллелей - больной и здоровой. Для каждого из этих аллелей подбирают свой зонд, а к каждому зонду свой тушитель, после чего, определяют необходимый температурный режим для такого набора тест-системы, то есть температуру, при которой цепи ДНК будут диссоциировать и отжигаться снова, давая свечение и амплификацию. Кроме того, проводят подбор образцов ДНК для контрольных испытаний, включая ДНК больных носителей и здоровых людей.The well-known method involves the development of primers, that is, oligonucleotides of a certain sequence corresponding to the desired region where the mutation is located, as well as the development of probes for detecting two alleles - diseased and healthy. For each of these alleles, a probe is selected, and for each probe a quencher is selected, after which the required temperature regime for such a set of test systems is determined, that is, the temperature at which the DNA chains will dissociate and anneal again, giving luminescence and amplification. In addition, DNA samples are selected for control tests, including DNA from diseased carriers and healthy people.

При анализе уровня техники также были выявлены изобретения с применением методики ПЦР c флуоресцентной детекцией для диагностики носительства (определения генотипа) других наследственных и мультифакториальных заболеваний, например, см. RU №2304170 (кл. C12Q1/68, опубл. 10.08.2007), RU №2534817 (кл. C12N15/11, опубл. 10.12.2014), RU №2505608 (кл. C12Q1/68, G01N33/50, опубл. 27.01.2014), RU №2556808 (кл. C12Q1/68, опубл. 20.07.2015), RU №2518301 (кл. C12Q1/68, опубл. 10.06.2014), RU №2675324 (кл. G01N33/50, C12Q1/68, опубл. 18.12.2018), RU №2739943 (кл. C12Q1/68, опубл. 30.12.2020), RU №2445368 (кл. C12Q1/68, опубл. 20.03.2012), RU №2631824 (кл. C12Q1/68, опубл. 26.09.2017), RU №2451086 (кл. C12Q1/68, опубл. 20.05.2012). При этом прямых аналогов к способу диагностики SOPH методом ПЦР из уровня техники не выявлено.When analyzing the state of the art, inventions were also identified using PCR techniques with fluorescent detection for diagnosis of carriage (determination of genotype) of other hereditary and multifactorial diseases, for example, see RU No. 2304170 (cl. C12Q1/68, published 08/10/2007), RU No. 2534817 (cl. C12N15/11, published 12/10/2014), RU No. 2505608 (cl. C12Q1/68, G01N33/50, published 01/27/2014), RU No. 2556808 (cl. C12Q1/68, published 20.07 .2015), RU No. 2518301 (cl. C12Q1/68, published 06/10/2014), RU No. 2675324 (cl. G01N33/50, C12Q1/68, published 12/18/2018), RU No. 2739943 (cl. C12Q1/ 68, published 12/30/2020), RU No. 2445368 (cl. C12Q1/68, published 03/20/2012), RU No. 2631824 (cl. C12Q1/68, published 09.26.2017), RU No. 2451086 (cl. C12Q1) /68, published 05.20.2012). At the same time, no direct analogues to the method of diagnosing SOPH using the PCR method have been identified from the state of the art.

Задачей заявляемого изобретения является разработка оптимального способа определения генотипа человека по мутации c.5741G>A в 45 экзоне гена NBAS, ответственного за развитие SOPH-синдрома.The objective of the claimed invention is to develop an optimal method for determining a person’s genotype based on the c.5741G>A mutation in exon 45 of the NBAS gene, responsible for the development of SOPH syndrome.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа и повышение точности определения мутации c.5741G>A в 45 экзоне гена NBAS, обеспечение высокой чувствительности и специфичности при низкой стоимости исследования, а также повышение доступности подобных исследований, поскольку заявленное решение может быть осуществлено на стандартном известном оборудовании.The technical result of the invention is to simplify the method and increase the accuracy of determining the c.5741G>A mutation in exon 45 of the NBAS gene, ensuring high sensitivity and specificity at low cost of the study, as well as increasing the availability of such studies, since the claimed solution can be carried out on standard well-known equipment.

Для решения поставленной задачи способ диагностики носительства мутантного гена NBAS с мутацией c.5741G>A, приводящего к развитию SOPH-синдрома с аутосомно-рецессивным типом наследования в якутской популяции, включает выделение ДНК и полимеразную цепную реакцию с флуоресцентной детекцией с применением пары праймеров AATGCAGGGTTCTTTGGTCTCA (SEQ ID NO 1), TGAGCTTCGTCTTCTGAGTTTCTT (SEQ ID NO 2) и гидролизных зондов ROX-CTGTCTGTGGAAGCCCGT-BHQ2 (SEQ ID NO 3), R6G-GCTGTCTGTGGAAGCCCATA-BHQ1 (SEQ ID NO 4), где по наличию сигнала флуоресценции по каналу R6G диагностируют мутантный тип c.5741A в гене NBAS, по каналу ROX – дикий тип c.5741G в гене NBAS, по совместному свечению каналов ROX и R6G – носительство мутантного гена в гетерозиготном состоянии.To solve this problem, a method for diagnosing carriage of the mutant NBAS gene with the c.5741G>A mutation, leading to the development of SOPH syndrome with an autosomal recessive type of inheritance in the Yakut population, includes DNA isolation and polymerase chain reaction with fluorescent detection using a pair of primers AATGCAGGGTTCTTTGGTCTCA ( SEQ ID NO 1), TGAGCTTCGTCTTCTGAGTTTCTT (SEQ ID NO 2) and hydrolysis probes ROX-CTGTCTGTGGAAGCCCGT-BHQ2 (SEQ ID NO 3), R6G-GCTGTCTGTGGAAGCCCATA-BHQ1 (SEQ ID NO 4), where the presence of a fluorescence signal through the R6G channel is used to diagnose a mutant type c.5741A in the NBAS gene, according to the ROX channel - wild type c.5741G in the NBAS gene, according to the joint luminescence of the ROX and R6G channels - carriage of the mutant gene in a heterozygous state.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна». A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of analogues indicates that the claimed solution meets the “novelty” criterion.

Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, получение молекулярно-генетического способа диагностики наследственного заболевания SOPH-синдром, включающего подбор специфичных оригинальных последовательностей олигонуклеотидов (праймеров), аллель-специфичных гидролизных зондов и оптимизацию условий проведения ПЦР в реальном времени с флуоресцентной детекцией.The set of features of the invention provides a solution to the stated technical problem, namely, obtaining a molecular genetic method for diagnosing the hereditary disease SOPH syndrome, including the selection of specific original oligonucleotide sequences (primers), allele-specific hydrolysis probes and optimization of conditions for real-time PCR with fluorescent detection .

Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показаны результаты амплификации на 3 % агарозном геле, при этом длина фрагментов амплификации составляет 140 пар нуклеотидов (п.н.) (М – маркер pUC19/MspI; 1, 2 – больные SOPH, гомозиготы по мутации c.5741G>A в гене NBAS; 3, 4 – родители больных SOPH, гетерозиготные носители мутации c.5741G>A в гене NBAS; 5 – условно здоровый индивид, носитель аллели дикого типа (аллель c.5741G в гене NBAS); 0 – деионизованная вода); на фиг. 2 – пример интерпретации результатов, полученных с применением разработанных праймеров и зондов для ПЦР в режиме реального времени, в виде графика распределения генотипов по исследуемому локусу (образцы со свечением по зонду R6G более 800 ОЕФ и свечением менее 200 ОЕФ по зонду ROX – больные SOPH, гомозиготы по мутации c.5741G>A в гене NBAS; образцы с примерно одинаковым свечением по обоим зондам – гетерозиготные носители мутации c.5741G>A в гене NBAS; образцы со свечением по зонду R6G менее 200 ОЕФ и свечением более 600 ОЕФ по зонду ROX – условно здоровые индивиды, носители аллели дикого типа (аллель c.5741G в гене NBAS); образец без свечения – деионизованная вода).The claimed technical solution is illustrated in the drawing, where in FIG. Figure 1 shows the results of amplification on a 3% agarose gel, with the length of the amplification fragments being 140 nucleotide pairs (bp) (M – pUC19/MspI marker; 1, 2 – SOPH patients, homozygotes for the c.5741G>A mutation in the gene NBAS; 3, 4 – parents of patients with SOPH, heterozygous carriers of the c.5741G>A mutation in the gene NBAS; 5 – conditionally healthy individual, carrier of the wild type allele (allele c.5741G in the gene NBAS); 0 – deionized water); in fig. 2 is an example of interpretation of the results obtained using the developed primers and probes for real-time PCR, in the form of a graph of the distribution of genotypes at the locus under study (samples with fluorescence by the R6G probe of more than 800 RFU and fluorescence by the ROX probe of less than 200 RFU - patients with SOPH, homozygotes for the c.5741G>A mutation in the gene NBAS; samples with approximately the same luminescence for both probes are heterozygous carriers of the c.5741G>A mutation in the gene NBAS; samples with fluorescence using the R6G probe of less than 200 RFU and fluorescence of more than 600 RFU using the ROX probe are conditionally healthy individuals, carriers of the wild type allele (allele c.5741G in the gene NBAS); sample without glow – deionized water).

В заявленном техническом решении, включающем выделение ДНК из лимфоцитов периферической крови, проводят амплификацию в смеси Taq-полимеразы, обладающей 5'-экзонуклеазной активностью и двух пар последовательностей олигонуклеотидов (праймеров и гидролизных зондов), помеченных различными флуоресцентными красителями. Флуоресцентные красители ROX и R6G присоединены к нуклеотиду С на 5'-концах гидролизных зондов. Гасители флуоресценции BHQ2 и BHQ1 присоединены к 3'-концевому нуклеотиду T. В экспериментальной работе последовательности нуклеотидов гидролизных зондов были подобраны так, чтобы они гибридизовались с внутренним районом продукта амплификации в том участке, где расположена целевая мутация c.5741G>A в гене NBAS (см. таблицу). При этом зонд с парой флуоресцентный краситель/гаситель ROX/BHQ2 был комплементарен дикому типу (аллель c.5741G), а R6G/BHQ1 – мутантному (аллель c.5741A). В случае если зонд не гибридизуется в процессе амплификации, то происходит резонансный перенос энергии с возбужденного флуорофора на 5'-конце зонда, на расположенный на его 3'-конце гаситель, в результате чего свечение будет отсутствовать. В случае если зонд будет полностью комплементарен участку ДНК, то произойдет его гибридизация с формированием дуплекса. Данный дуплекс затем будет расщеплен Taq-полимеразой, вследствие чего произойдет удаление друг от друга молекул флуорофора и гасителя. В результате будет наблюдаться увеличение уровня флуоресценции красителя. Таким образом, измерение интенсивности флуоресценции на длинах волн, соответствующих флуорофорам R6G и ROX, позволит определить генотип исследуемого образца.In the claimed technical solution, which includes DNA extraction from peripheral blood lymphocytes, amplification is carried out in a mixture of Taq polymerase, which has 5'-exonuclease activity, and two pairs of oligonucleotide sequences (primers and hydrolysis probes) labeled with various fluorescent dyes. The fluorescent dyes ROX and R6G are attached to nucleotide C at the 5' ends of the hydrolysis probes. The fluorescence quenchers BHQ2 and BHQ1 are attached to the 3'-terminal nucleotide T. In the experimental work, the nucleotide sequences of the hydrolysis probes were selected so that they hybridized with the internal region of the amplification product in the region where the target mutation c.5741G>A in the NBAS gene is located ( see table). In this case, the probe with the fluorescent dye/quencher pair ROX/BHQ2 was complementary to the wild type (allele c.5741G), and R6G/BHQ1 was complementary to the mutant (allele c.5741A). If the probe does not hybridize during the amplification process, then a resonance energy transfer occurs from the excited fluorophore at the 5' end of the probe to the quencher located at its 3' end, as a result of which there will be no luminescence. If the probe is completely complementary to the DNA section, it will hybridize to form a duplex. This duplex will then be cleaved by Taq polymerase, as a result of which the fluorophore and quencher molecules will move away from each other. As a result, an increase in the level of fluorescence of the dye will be observed. Thus, measuring the fluorescence intensity at wavelengths corresponding to the R6G and ROX fluorophores will allow us to determine the genotype of the sample under study.

Заявленный способ осуществляется следующим образом. The claimed method is carried out as follows.

Геномную ДНК выделяли из биологического материала. В качестве материала для исследования рекомендуется использовать венозную периферическую кровь. Выделение ДНК из биологического материала производили стандартным методом фенол-хлороформной экстракции или с использованием коммерческих наборов реагентов. Концентрация выделенных образцов ДНК измеряли спектрофотометрическим методом. Затем исследуемые образцы ДНК разводили деионизованной водой до концентрации 15 нг/мкл.Genomic DNA was isolated from biological material. It is recommended to use venous peripheral blood as a material for research. DNA was isolated from biological material using the standard phenol-chloroform extraction method or using commercial reagent kits. The concentration of the isolated DNA samples was measured by spectrophotometry. Then the DNA samples under study were diluted with deionized water to a concentration of 15 ng/μl.

Перед проведением амплификации ПЦР-смесь, праймеры, зонды и образцы ДНК полностью размораживали, тщательно перемешивали на вортексе с последующим центрифугированием.Before amplification, the PCR mixture, primers, probes and DNA samples were completely thawed, thoroughly mixed by vortex, followed by centrifugation.

Реакцию амплификации проводили на программируемом термоциклере с оптической системой детекции флуоресценции в объеме 10 мкл реакционной смеси следующего состава: 1 мкл смеси прямого и обратного праймеров (10 пмоль/мкл каждого праймера), 0,5 мкл каждого зонда (10 пмоль/мкл), 5 мкл 2,5х ПЦР-буфера (KCl, Tris-HCl pH8,8, 6,25 мМ MgCl2, Taq ДНК-полимераза 5ед/мкл, 2,5 мМ dNTP), 2 мкл деионизованной воды, 1 мкл геномной ДНК в концентрации 15 нг/мкл. На фиг. 1 приведены результаты амплификации в агарозном геле. The amplification reaction was carried out on a programmable thermal cycler with an optical fluorescence detection system in a volume of 10 μl of the reaction mixture of the following composition: 1 μl of a mixture of forward and reverse primers (10 pmol/μl of each primer), 0.5 μl of each probe (10 pmol/μl), 5 µl 2.5x PCR buffer (KCl, Tris-HCl pH8.8, 6.25 mM MgCl 2 , Taq DNA polymerase 5 units/µl, 2.5 mM dNTP), 2 µl deionized water, 1 µl genomic DNA concentration 15 ng/µl. In fig. Figure 1 shows the results of amplification in an agarose gel.

Реакцию ПЦР в режиме реального времени проводили при следующих условиях: первоначальная денатурация 95°C в течение 5 минут, затем 40 циклов амплификации, каждый из которых состоял из стадии денатурации 95°C в течение 15 секунд и объединенной стадии отжига-элонгации 60°C в течение 50 секунд.The real-time PCR reaction was performed under the following conditions: initial denaturation at 95°C for 5 minutes, followed by 40 amplification cycles, each consisting of a denaturation step at 95°C for 15 seconds and a combined annealing-extension step at 60°C for within 50 seconds.

После прохождения ПЦР проводили анализ результатов с помощью программных средств термоциклера с возможностью проведения ПЦР в реальном времени («аллельная дискриминация»). При наличии сигнала флуоресценции по каналу R6G образец диагностировали как содержащий мутацию c.5741G>A в гене NBAS. Образец, положительный по флуорофору ROX, интерпретировали как норма (дикий тип). При наличии двух сигналов флуоресценции R6G и ROX результат интерпретировали как гетерозиготное состояние/носительство мутации c.5741G>A в гене NBAS (см. фиг. 2).After PCR, the results were analyzed using thermal cycler software with the ability to perform real-time PCR (“allelic discrimination”). If there was a fluorescence signal through the R6G channel, the sample was diagnosed as containing the c.5741G>A mutation in the NBAS gene. A sample positive for the ROX fluorophore was interpreted as normal (wild type). In the presence of two fluorescence signals R6G and ROX, the result was interpreted as a heterozygous state/carrier of the c.5741G>A mutation in the NBAS gene (see Fig. 2).

Разработанный способ диагностики наследственного заболевания был апробирован при тестировании образцов геномной ДНК 10 больных SOPH, 10 родственников больных SOPH и 10 условно здоровых индивидов, проживающих в Республике Саха (Якутия). Молекулярно-генетические исследования носительства мутации c.5741G>A в гене NBAS на данных образцах были исследованы четыре раза. Ранее диагностика больных SOPH и их родственников (носителей мутации c.5741G>A в гене NBAS) была проведена с помощью метода прямого секвенирования по Сэнгеру. Проведение молекулярного исследования с помощью разработанного метода показало, что все больные SOPH были гомозиготами по мутации c.5741G>A в гене NBAS, а их родственники (родители) являлись гетерозиготными носителями данного патогенного варианта. Все контроли были носителями аллели дикого типа (аллель c.5741G в гене NBAS).The developed method for diagnosing a hereditary disease was tested by testing genomic DNA samples from 10 SOPH patients, 10 relatives of SOPH patients and 10 apparently healthy individuals living in the Republic of Sakha (Yakutia). Molecular genetic studies of carriage of the c.5741G>A mutation in the gene NBAS These samples were studied four times. Earlier diagnosis of SOPH patients and their relatives (carriers of the c.5741G>A mutation in the gene NBAS) was carried out using the direct Sanger sequencing method. A molecular study using the developed method showed that all SOPH patients were homozygous for the c.5741G>A mutation in the gene NBAS, and their relatives (parents) were heterozygous carriers of this pathogenic variant. All controls were carriers of the wild type allele (allele c.5741G in the gene NBAS).

Таким образом, заявленный способ диагностики SOPH-синдрома позволяет выставить точный диагноз, проводить пренатальную ДНК-диагностику и проспективное медико-генетическое консультирование, например, для вступающих в брак. Техническое решение характеризуется простотой в выполнении, точностью и доступностью для выполнения в условиях молекулярно-генетической лаборатории. Thus, the claimed method for diagnosing SOPH syndrome makes it possible to make an accurate diagnosis, conduct prenatal DNA diagnostics and prospective medical and genetic counseling, for example, for those getting married. The technical solution is characterized by ease of implementation, accuracy and accessibility for implementation in a molecular genetic laboratory.

Перечень олигонуклеотидов подготовлен по Стандарту ST.26 посредством программного обеспечения WIPO Sequence «Рекомендуемый Стандарт представления перечней нуклеотидных и аминокислотных последовательностей с использованием языка XML (Расширяемого языка разметки)».The list of oligonucleotides was prepared according to Standard ST.26 using WIPO Sequence software “Recommended Standard for the Presentation of Lists of Nucleotide and Amino Acid Sequences Using XML (Extensible Markup Language)”.

ТаблицаTable

Олигонуклеотидные праймеры и зонды для детекции мутации c.5741G>A в гене NBAS Oligonucleotide primers and probes for detection of the c.5741G>A mutation in the NBAS gene

Праймер/ЗондPrimer/Probe Последовательность (5’-3’)Sequence (5’-3’) Праймер (прямой)Primer (direct) AATGCAGGGTTCTTTGGTCTCAAATGCAGGGTTCTTTGGTCTCA Праймер (обратный)Primer (reverse) TGAGCTTCGTCTTCTGAGTTTCTTTGAGCTTCGTCTTCTGAGTTTCTT Зонд (дикий тип)Probe (wild type) ROX-CTGTCTGTGGAAGCCCGT-BHQ2ROX-CTGTCTGTGGAAGCCCGT-BHQ2 Зонд (мутантный тип)Probe (mutant type) R6G-GCTGTCTGTGGAAGCCCATA-BHQ1R6G-GCTGTCTGTGGAAGCCCATA-BHQ1

Claims (1)

Способ диагностики носительства мутантного гена NBAS с мутацией c.5741G>A, приводящей к развитию SOPH-синдрома с аутосомно-рецессивным типом наследования в якутской популяции, включающий выделение ДНК и полимеразную цепную реакцию с флуоресцентной детекцией с применением пары праймеров AATGCAGGGTTCTTTGGTCTCA (SEQ ID NO 1), TGAGCTTCGTCTTCTGAGTTTCTT (SEQ ID NO 2) и гидролизных зондов ROX-CTGTCTGTGGAAGCCCGT-BHQ2 (SEQ ID NO 3), R6G-GCTGTCTGTGGAAGCCCATA-BHQ1 (SEQ ID NO 4), где по наличию сигнала флуоресценции по каналу R6G диагностируют мутантный тип c.5741A в гене NBAS, по каналу ROX – дикий тип c.5741G в гене NBAS, по совместному свечению каналов ROX и R6G – носительство мутантного гена в гетерозиготном состоянии.A method for diagnosing carriage of the mutant NBAS gene with the c.5741G>A mutation, leading to the development of SOPH syndrome with an autosomal recessive mode of inheritance in the Yakut population, including DNA isolation and polymerase chain reaction with fluorescent detection using a pair of primers AATGCAGGGTTCTTTGGTCTCA (SEQ ID NO 1 ), TGAGCTTCGTCTTCTGAGTTTCTT (SEQ ID NO 2) and hydrolysis probes ROX-CTGTCTGTGGAAGCCCGT-BHQ2 (SEQ ID NO 3), R6G-GCTGTCTGTGGAAGCCCATA-BHQ1 (SEQ ID NO 4), where the presence of a fluorescence signal through the R6G channel is used to diagnose the c.5741A mutant type in the NBAS gene, in the ROX channel – wild type c.5741G in the NBAS gene, in the joint luminescence of the ROX and R6G channels – carriage of the mutant gene in a heterozygous state.
RU2024106755A 2024-03-15 METHOD FOR DIAGNOSING VARIANT SOPH c.5741G>A IN NBAS GENE RU2819985C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2819985C1 true RU2819985C1 (en) 2024-05-28

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2627115C2 (en) * 2015-12-24 2017-08-03 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова" Method for simultaneous diagnosis of hereditary diseases

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2627115C2 (en) * 2015-12-24 2017-08-03 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова" Method for simultaneous diagnosis of hereditary diseases

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САВВИНА М.Т. и др. Олигонуклеотидный биочип для диагностики 3-М синдрома, SOPH-синдрома, тирозинемии 1 типа, наследственной энзимопенической метгемоглобинемии 1 типа, наследственной несиндромальной глухоты 1А типа. Медицинская генетика. 2019; 18(9): 24-33. MAKSIMOVA N. et al. Neuroblastoma amplified sequence gene is associated with a novel short stature syndrome characterised by optic nerve atrophy and Pelger-Huet anomaly. J Med Genet. 2010 Aug; 47(8): 538-48. Epub 2010 Jun 24. THONG J. et al. The Connection between Neuroblastoma Amplified Sequence Gene (NBAS) and the Short Stature-Optic-Atrophy-Pelger-Huet Anomaly Syndrome (SOPH) Literature Review. International Journal of Innovative Science and Research Technology. 2021 Feb; 6(2): 52-61. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220136055A1 (en) Biomarkers for Autism Spectrum Disorders
US20120190568A1 (en) Genetic markers associated with age-related macular degeneration, methods of detection and uses thereof
KR20110037379A (en) Avelino Corneal Dystrophy Test Using Real-Time Polymerase Chain Reaction and High-Resolution Fusion Analysis and Its Test Kit
KR20130041767A (en) Normal-tension glaucoma susceptibility gene and method for using the same
RU2819985C1 (en) METHOD FOR DIAGNOSING VARIANT SOPH c.5741G>A IN NBAS GENE
CN115927356B (en) SLC45A2 pathogenic mutant gene, pathogenic mutant and application thereof in preparation of eye skin albinism IV type diagnostic kit
KR101076612B1 (en) Composition for Diagnosis of Wilson's Disease
RU2746055C1 (en) Method for diagnosing mutation c.-23+1g>a (rs80338940) of the gjb2 gene
RU2739889C1 (en) Diagnostic technique of 35delg (rs80338939) mutation of gjb2 gene
TWI351436B (en) Method for detecting a risk of the development of
RU2798695C1 (en) Method of diagnosing mucopolysaccharidosis-plus syndrome
US20140315196A1 (en) DNA Diagnostic Screening for Turner Syndrome and Sex Chromosome Disorders
RU2772938C1 (en) Method for pre-implantation genetic testing of familial hypertrophic cardiomyopathy
RU2799538C1 (en) Preimplantation genetic testing method for blepharophimosis, ptosis and epicanthus reversal syndrome type 1,2
RU2777084C1 (en) Method for pre-implantation genetic testing of type 1 familial focal epilepsy
RU2748289C1 (en) Canavan disease preimplantation genetic testing method
RU2777086C1 (en) Method for pre-implantation genetic testing of epidermolysis bullosa
KR101728023B1 (en) Detection of mutations in ATP7B gene using PCR-LDR
RU2777091C1 (en) Method for pre-implantation genetic testing of breast and ovarian cancer
RU2799541C1 (en) Method of preimplantation genetic testing of hereditary zonular cataract
RU2837158C1 (en) Method for preimplantation genetic testing of marfan syndrome
RU2816650C1 (en) Method for preimplantation genetic testing of smith-lemli-opitz syndrome
RU2791878C1 (en) Method for preimplantation genetic testing of non-syndromic sensorineural hearing loss
RU2831940C1 (en) Method for preimplantation genetic testing of stargardt disease
RU2777081C1 (en) Method for pre-implantation genetic testing of louis-bar syndrome
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载