DE102004037081A1 - Hybridization assay of nucleic acid, useful particularly for identifying nitrogen-fixing microorganisms, where the complex formed includes a lable in, or close to, the hybrid region - Google Patents

Hybridization assay of nucleic acid, useful particularly for identifying nitrogen-fixing microorganisms, where the complex formed includes a lable in, or close to, the hybrid region Download PDF

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Abstract

Analyzing a sample by a ligand-binding process where target sequences (TS), present as part of taget molecules (I) form a duplex or complex (A) with capture sequences (CS) of probes (II) and/or where the resulting (A) are analyzed, is new. (A) contains, spatially close to and/or within TS, at least one detectable label or accumulation of labels. Independent claims are also included for: (1) preparing (I) that contain labels exclusively close to or within TS; (2) (I) for use in the new process where the (accumulation of) labels is close to and/or within, TS; (3) kit for preparing (I); (4) set of capture molecules for the new process; (5) detecting capture sequences; and (6) device for analyzing the nucleic acid from a nitrogen-fixing organism comprising a microscope slide on which capture molecules are immobilized, each having the same capture sequence as any of 189 sequences reproduced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Analysieren von Proben mittels Ligandenbindungsverfahren, Zielmoleküle, die in solchen Verfahren einsetzbar sind, und Kits zur Bereitstellung solcher Zielmoleküle und/oder Durchführung der eingangs genannten Verfahren.The The present invention relates to methods for analyzing samples by ligand binding methods, target molecules used in such procedures and kits for providing such target molecules and / or execution the aforementioned method.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Nukleinsäuren liegen normalerweise in Form doppelsträngiger Moleküle vor, die auch als Heteroduplexe bezeichnet werden und aus zwei Nukleinsäuremolekülen zusammengesetzt sind. Setzt man Duplexe einer Temperaturerhöhung aus, disoziieren sie in zwei einzelsträngige Nukleinsäuremoleküle. Bei einer Erniedrigung der Temperatur können diese zu einem Heteroduplex reassozieren. Die Hinreaktion zu Duplexen bezeichnet man als Hybridisierung oder Rehybridisierung. Duplexe werden auch als Hybride bezeichnet.Nucleic acids are usually in the form of double-stranded molecules which are also referred to as heteroduplexes and composed of two nucleic acid molecules are. If duplexes are subjected to a temperature increase, dissociate into two single-stranded ones Nucleic acid molecules. at lowering the temperature, these can become a heteroduplex reassozieren. The forward reaction to duplexes is called hybridization or Rehybridization. Duplexes are also called hybrids.

Nukleinsäuren sind Polymere der Nukleotide Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin, Uracil, Inosin (a, c, g, t, u, i), künstlicher oder modifizierter Nukleotide, die in dem Poly mer wie Perlen an einer Perlenkette aneinander gereiht sind. Die Abfolge der Nukleotide in einem Nukleinsäuremolekül ist für das jeweilige Nukleinsäuremolekül spezifisch. Die Bildung von Doppelsträngen erfolgt über Wasserstoff-Brückenbindungen, die zum Beispiel zwischen Einzelnukleotiden a und t, sowie c und g entstehen können, wenn auf einem Einzelstrang genügend Nukleotide aufeinander folgen, die auf ein jeweiliges Gegennukleotid auf einem anderen Einzelstrang – und dort in der entsprechenden Reihenfolge – treffen. In der Natur kommen Nukleinsäuren in Form solcher zueinander komplementärer Einzelstränge als Doppelstrang vor.Nucleic acids are Polymers of the nucleotides adenine, cytosine, guanine, thymine, uracil, Inosine (a, c, g, t, u, i), artificial or modified nucleotides in the polymer such as beads a string of pearls are strung together. The sequence of nucleotides in A nucleic acid molecule is specific for the particular nucleic acid molecule. The formation of double strands over Hydrogen bonds, for example, between single nucleotides a and t, as well as c and g can arise, if enough on a single strand Nucleotides follow each other, which are based on a respective Gegennukleotid another single strand - and there in the appropriate order - meet. Come in nature nucleic acids in the form of such complementary single strands as Double strand before.

Häufig steht man vor dem Problem, dass das Vorhandensein einer bestimmten Nukleinsäure in einem Reaktionsgemisch oder einer biologischen Probe (im Folgenden unter dem Begriff „Reaktionsgemisch" zusammengefasst) nachgewiesen werden soll. Dies geschieht in der Regel durch den Einsatz von Fängermolekülen, die einzelsträngige Nukleinsäuren aufweisen, die mit einem einzelsträngigen oder partiell einsträngigien Nukleinsäuremolekül, im Folgenden Zielmolekül genannt, zu Duplexen hybridiseren, und der Nachweis des Duplexes erlaubt eine Aussage über das Vorhandensein des Zielmoleküls. Da auf Nukleinsäuren bestimmte Sequenzen mehrmals vorkommen können bzw. mehrmals vorkommen, wird das Fängermolekül so ausgewählt, das es vorzugsweise mit einer Zielsequenz reagiert, die einen Abschnitt der Gesamtsequenz der nachzuweisenden Nukleinsäure darstellt und für diese möglichst spezifisch ist. Dabei versucht man in der Regel eine größtmögliche Stringenz der Fänger-Zielsequenz-Hybride bzw. Duplexe und eine größtmögliche Spezifität bzw. Einzigartigkeit der Zielsequenz für die betreffende Nukleinsäure zu gewährleisten.Frequently stands One faces the problem of having the presence of a particular nucleic acid in one Reaction mixture or a biological sample (hereinafter the term "reaction mixture" summarized) to be detected. This is usually done by the Use of catcher molecules, the single nucleic acids have, with a single-stranded or partially einsträngigien Nucleic acid molecule, below target molecule called hybridise to duplexes, and the detection of the duplex allows a statement about the presence of the target molecule. There on nucleic acids certain sequences can occur several times or occur several times, the catcher molecule is selected so that it preferably reacts with a target sequence containing a section represents the total sequence of the nucleic acid to be detected and for this preferably is specific. As a rule, one tries to achieve the highest possible stringency the catcher target sequence hybrid or duplexes and the greatest possible specificity or uniqueness the target sequence for the nucleic acid in question to ensure.

Das Nachweisen von Nukleinsäuren mittels Fänger-Zielsequenz-Hybriden ist seit langem bekannt. Es hat sich aus dem sogenannten Southern-Blot über viele Varianten bis hin zu Oligonukleotid-Chips oder DNA-Mikroarrays entwickelt, bei denen auf wenigen cm2 Tausende von Oligonukleotidsequenzen als Spots räumlich separiert an einer festen Phase vorgesehen sind und als Fängermoleküle fungieren. Viele dieser Spots ermöglichen zeitlich parallel eine qualitative und im begrenzten Umfang quantitative Antwort auf An- oder Abwesenheit bestimmter Sequenzen in einem Reakti onsgemisch. Es gibt darüber hinaus eine Vielzahl von Variationen des Fängerzielsequenzhybridnachweisprinzips, die der Fachwelt allgemein bekannt sind.Detection of nucleic acids using capture-target sequence hybrids has been known for a long time. It has evolved from the so-called Southern blot over many variants to oligonucleotide chips or DNA microarrays, in which a few cm 2 of thousands of oligonucleotide sequences are spatially separated as spots on a solid phase and act as catcher molecules. Many of these spots simultaneously allow for a qualitative and, to a limited extent, quantitative response to the presence or absence of particular sequences in a reaction mixture. There are also a variety of variations of the capture target sequence hybrid detection principle that are well known in the art.

Um einen Nachweis eines Fängerzielsequenzhybrides zu ermöglichen, braucht man hierfür eine hinreichende Menge nachweisbarer Hybride.Around a proof of a capture target sequence hybrid to enable you need one for this sufficient amount of detectable hybrids.

Häufig ist man mit geringen Probenmengen konfrontiert, die mittels einer PCR-Reaktion in mehreren Zyklen amplifiziert werden müssen. Jeder Zyklus einer PCR-Reaktion gleicht einem Kopiervorgang, wobei die Anzahl der Kopien mit jedem Schritt exponentiell zunimmt. Jeder Schritt kostet Zeit und Material und je weiter der Kopiervorgang fortgeschritten ist, desto fehlerhafter können die Kopien ausfallen.Frequently one confronts with small amounts of sample, which by means of a PCR reaction in several Cycles must be amplified. Every cycle of a PCR reaction is like copying, with the number of copies with each Step increases exponentially. Each step costs time and material and the further the copying progressed, the more erroneous can the copies fail.

Je weniger Zyklen erforderlich sind, um eine nachweisbare Probenmenge zu erzeugen, desto günstiger und verlässlicher wird darum das mit einer so aufbereiteten Probe durchgeführte Hybridisierungsexperiment.ever fewer cycles are required to produce a detectable amount of sample to produce, the cheaper and more reliable Therefore, the hybridization experiment carried out with such a prepared sample becomes.

Bei der Quantifizierung von Hybriden gibt es erhebliche Unwägbarkeiten. Die maximale Zahl von Hybriden in einem Sondenpunkt oder Spot eines Mikroarrays kann höchstens der Zahl der Fängermoleküle in dem Spot entsprechen. Diese ist im allgemeinen bekannt. Darüber, wieviele der Fängermoleküle eines Spots in einem Experiment Fänger-Zielsequenz-Moleküle ausbilden, kann man aber kaum verlässliche Aussagen treffen. Etliche Faktoren, die die Hybridisierungseffizienz beeinflussen, sind bereits bekannt (Southern et al., 1999), wie z.B. der Abstand der zum Zielmolekül komplementären Sequenz des Fängeroligonukleotids von der Glasoberfläche. Als sterischer Effekt wurde auch eine Verschlechterung der Effizienz beschrieben, wenn der Duplex zu einem langen Überhang des Zielmoleküls in Richtung Glasoberfläche führt (Peplies et al. 2003). Die Intensität der Detektionssignale, anhand derer man das Vorliegen von Hybriden nachweist, scheint zwar in etwa proportional zu der Zahl der in einem Sondenpunkt vorliegenden Hybride zu sein, aber der Proportionalitätsfaktor ist von Sondenpunkt zu Sondenpunkt anscheinend schon nicht identisch, wenn in unterschiedlichen Sondenpunkten verschiedene Hybride vorliegen.When quantifying hybrids, there are considerable uncertainties. The maximum number of hybrids in a probe spot or spot of a microarray may correspond at most to the number of capture molecules in the spot. This is generally known. On the other hand, how many of the catcher molecules of a spot form capture-target-sequence molecules in an experiment can hardly be reliably predicted. Several factors affecting hybridization efficiency are already known (Southern et al., 1999), such as the distance of the target molecule complementary sequence of the capture oligonucleotide from the glass surface. The steric effect was also described as a decrease in efficiency when the duplex leads to a long overhang of the target towards the glass surface (Peplies et al., 2003). The intensity of the detection signals, on the basis of which the Vorlie Although hybridization of hybrids appears to be approximately proportional to the number of hybrids present in a probe point, the proportionality factor does not appear to be identical from probe point to probe point if different hybrids are present at different probe points.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Analysieren von Proben mittels einer Hybridisierung zur Verfügung zu stellen, mit dem auch sehr geringe Probenmengen sicherer und deutlicher detektiert werden können als bisher, und bei dem die detektierten Signale besser in Korrelation zueinander gesetzt werden können als bei bekannten Verfahren.task The present invention is therefore a method for analyzing of samples by means of a hybridization, with that too very small amounts of sample can be detected more reliably and more clearly can than before, and in which the detected signals better in correlation can be set to each other as in known methods.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Analysieren von Proben mittels eines Ligandenbindungsverfahrens, bei dem durch Bindung von Zielsequenzen von Zielmolekülen mit Fängersequenzen von Sonden Duplexe oder Komplexe erzeugt und/oder bei dem so erzeugte Duplexe oder Komplexe analysiert werden, wobei die Duplexe oder Komplexe in räumlicher Nähe zu und/oder innerhalb der Zielsequenz eine detektierbare Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen aufweisen.The Task is solved by a method of analyzing samples by a ligand binding method, in which binding of target sequences of target molecules with capture sequences generated by probes duplexes or complexes and / or in the thus generated Duplexes or complexes are analyzed using the duplexes or Complex in spatial Close to and / or within the target sequence a detectable label or a buildup of markings.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Verwendung von Fängersequenzen, die komplementär zu Zielsequenzen der Zielmoleküle sind, die in räumlicher Nähe hierzu und/oder innerhalb der Zielsequenz eine detektierbare Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen aufweisen, in erfindungsgemäßen Verfahren zu Signalintensitäten führen, die gegenüber Signalintensitäten, wie sie in vergleichbaren Verfahren unter Verwendung von nicht erfindungsgemäß ausgewählten Fängersequenzen erzielt werden, so dass sich die Markierung nicht in räumlicher Nähe zur Zielsequenz befindet, erheblich höher sind.It has surprisingly demonstrated the use of capture sequences that are complementary to target sequences are the target molecules, the in spatial Close to it and / or within the target sequence a detectable label or a buildup have markings, lead in the inventive method to signal intensities, the across from Signal intensities, as in comparable methods using catcher sequences not selected according to the invention be achieved so that the mark is not in spatial Close to Target sequence is significantly higher.

Vorzugsweise ist die detektierbare Markierung oder die Anhäufung von Markierungen ausschließlich in räumlicher Nähe zu und/oder innerhalb der Zielsequenz angeordnet.Preferably is the detectable label or the accumulation of labels exclusively in spatial Close to and / or within the target sequence.

Zielmoleküle können mit einer einzigen Markierung markiert sein. Grundsätzlich ist es jedoch auch üblich, Zielmolküle mit mehreren Markierungen zu versehen. Hier ist die Anhäufung von Markierungen in räumlicher Nähe zu und/oder innerhalb der Zielsequenz vorzusehen.Target molecules can with be marked with a single mark. In principle, however, it is also common to target molecules with several To provide markings. Here is the accumulation of marks in spatial Close to and / or within the target sequence.

Als Anhäufung von Markierungen im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die vorzugsweise größte Anhäufung von Markierungen auf dem Zielmolekül verstanden, die sich innerhalb eines Bereiches befindet, der nicht länger als die Zielsequenz ist, und eine spezifische Duplexbildung erlaubt. Grundsätzlich ist es möglich, dass am Zielmolekül weitere Markierungen bzw. Anhäufungen von Markierungen vorgesehen sind, die jedoch nicht immer in Bereichen liegen, die für das Zielmolekül spezifisch sind und daher nicht als Zielsequenz geeignet sind.When accumulation of markings in the context of the present invention is preferably the largest accumulation of Markings on the target molecule understood, which is located within an area that is not longer as the target sequence, allowing for specific duplex formation. in principle Is it possible, that at the target molecule further markings or accumulations markings are provided, but they are not always located in areas the for the target molecule are specific and therefore are not suitable as a target sequence.

Dadurch, dass die Zielsequenz auf für das Zielmolekül spezifische Bereiche beschränkt ist, ist sie oftmals nicht frei variierbar, weshalb gemäß der Erfindung sowohl zumindest eine Markierung in der Nähe zu oder innerhalb eines für das Zielmolekül spezifischen Bereichs vorzusehen ist und die Fängersequenz komplementär zu diesem Bereich zu bestimmen ist, der dann die Zielsequenz darstellt.Thereby, that the target sequence on for the target molecule limited to specific areas is often not freely variable, which is why according to the invention both at least one marker close to or within one for the Target molecule specific Provision is to be made and the capture sequence is complementary to this Range, which then represents the target sequence.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere Proben gleichzeitig mittels Ligandenbindung analysiert, wobei alle Zielmoleküle zumindest eine detektierbare Markierung in räumlicher Nähe zu der oder in der jeweiligen Zielsequenz aufweisen.at a method according to the invention several samples simultaneously analyzed by ligand binding, where all target molecules at least one detectable marker in spatial proximity to or in the respective one Have target sequence.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren weisen alle Zielmoleküle die gleiche Anzahl von Markierungen auf.To a further inventive method assign all target molecules the same number of marks on.

In erfindungsgemäßen Verfahren werden zumindest zehn Proben, vorzugsweise zumindest hundert Proben beziehungsweise zumindest tausend Proben gleichzeitig analysiert.In inventive method be at least ten samples, preferably at least a hundred samples or at least a thousand samples analyzed simultaneously.

In erfindungsgemäßen Verfahren kann die Markierung eine Fluoreszenzmarkierung sein.In inventive method For example, the label may be a fluorescent label.

In erfindungsgemäßen Verfahren wird die Fluoreszenzmarkierung mittels eines oder mehrerer der folgenden Markierungsmittel erzielt: Cy3, Cy5, Fluorescein, Texas-Red, Alexa-Fluor-Farbstoffe und/oder andere Fluoreszenzfarbstoffe.In inventive method the fluorescent label is determined by one or more of the following Marking Agent: Cy3, Cy5, Fluorescein, Texas Red, Alexa Fluorine Dyes and / or other fluorescent dyes.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Zielmolekülen, die in räumlicher Nähe zur jeweiligen Zielsequenz oder innerhalb der jeweiligen Ziel sequenz zumindest eine Markierung aufweisen.The Task is further solved by a method of producing target molecules which in spatial Close to respective target sequence or within the respective target sequence have at least one mark.

Bei der Erfindung werden Zielmoleküle verwendet, welche Zielsequenzen und eine Markierung in räumlicher Nähe zur oder innerhalb der jeweiligen Zielsequenz umfassen bzw. aufweisen.at The invention becomes target molecules uses which target sequences and a marker in spatial Close to or within the respective target sequence.

Diese Zielmoleküle sind einsetzbar in den zuvor dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren und führen zu Fänger-Zielsequenz-Hybriden, die eine höhere Signalintensität aufweisen, als eben solche Hybride, die unter zu Hilfenahme von Zielmolekülen erzeugt werden, welche Zielsequenzen und eine Markierung zur jeweiligen Zielsequenz aufweisen, die sich nicht in räumlicher Nähe zu dieser befindet.These target molecules can be used in the previously described inventive methods and lead to capture-target sequence hybrids which have a higher signal intensity than just those hybrids which are generated with the aid of target molecules which have target sequences and a label for the respective target sequence sen, which is not in close proximity to this.

Die Markierung der Zielmoleküle kann mittels enzymatischer Endmarkierung, reverser Transkription, indirekter Markierung und/oder „Sandwich"-Methoden erfolgen.The Labeling of the target molecules can be detected by enzymatic end-labeling, reverse transcription, indirect labeling and / or "sandwich" methods.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung von Zielmolekülen mittels eines PCR-Verfahrens, bei dem zumindest ein mit einem Markierungsmittel versehener Primer eingesetzt wird.The Task is further solved by a method for generating target molecules by means of a PCR method, in which at least one primer provided with a marking agent is used.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zumindest ein weiterer mit einem identischen oder einem weiteren Markierungsmittel versehener Primer eingesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Signalarten vorsehen, um Ergebnisse in erfindungsgemäßen Verfahren zu verifizieren, aber auch um die Intensität von unterschiedlichen Spots, in denen unterschiedlich viele Hybride vorliegen, aneinander an zu gleichen, so dass die Intensitäten im selben Größenordnungsbereich liegen. Der Spot, in dem mehr Hybride vorliegen kann beispielsweise das Markierungsmittel mit der geringeren Signalintensität aufweisen. Da sich die Signale aufgrund unterschiedlicher Markierungsmittel voneinander unterscheiden lassen und der Faktor, um den sich ihre Signalintensitäten voneinander unterscheiden, bekannt ist, ermöglicht ein solches Verfahren eine Quantifizierung und einen besseren Vergleich der Intensitäten in beiden Spots. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Verwendung eines eine höhere Signalintensität aufweisenden Markierungsmittels zu einem Sättigungswert bei der Detektionsvorrichtung, etwa einem Photomultiplier, führen würde. Dann wäre nämliche eine Quantifizierung aufgrund apparativer Gegebenheiten nicht möglich oder zumindest erschwert.In the method according to the invention can be at least another with an identical or another Labeling primed primer can be used. To this In this way, different types of signals can be provided in order to obtain results in inventive method to verify, but also to the intensity of different spots, in which have different numbers of hybrids, to each other same, so the intensities in the same order of magnitude lie. The spot in which more hybrids can be present, for example have the marking agent with the lower signal intensity. Because the signals are due to different labeling means differentiate from each other and the factor around which theirs signal intensities differ from each other, is known, allows such a method a quantification and a better comparison of the intensities in both Spots. This is particularly advantageous if the use one higher signal intensity having marking agent to a saturation value in the detection device, about a photomultiplier, would lead. Then would be the same one Quantification due to technical conditions not possible or at least more difficult.

Setzt man bei einem PCR-Verfahren Primer ein, die markiert sind, und dNTPs, die über keine Markierung verfügen, so ist das PCR-Produkt an dem Ende, das durch den Primer gebildet wird, markiert, und an den übrigen Stellen nicht markiert. Wählt man die Primer so, dass die Zielsequenz des PCR-Produktes sich in räumlicher Nähe zum Primer befindet, so stellt das PCR-Produkt ein Zielmolekül dar, das ausschließlich in räumlicher Nähe zur Zielsequenz eine Markierung gemäß der Erfindung aufweist. Es ist dies ein denkbar einfaches und unkompliziertes Verfahren, um zu erfindungsgemäßen Zielmolekülen zu gelangen. Dadurch, dass man definierte Primer mit einer bestimmten Länge einsetzt, lässt sich eine genauere Aussage darüber machen, wieviel Markierungsagens in jeweils ein Zielmolekül eingebaut wurde, als wenn eine Mischung aus markierten und nicht markierten dNTPs zum Erzeugen eines markierten PCR-Produktes verwendet wird; denn wenn einzelne dNTPs markiert sind, so ist darum nicht immer klar, wie viele markierte dNTPs in einem PCR-Produkt eingebaut werden, und wie viele nicht markierte darin eingebaut werden, bzw. die PCR-Produkte unterscheiden sich hinsichtlich der Zahl der darin eingebauten markierten Nukleotide. Es ist dies außerdem von der jeweils amplifizierten Sequenz abhängig. Üblicherweise ist eine der vier einzubauenden Basen markiert. Taucht diese in einem Amplifikationsprodukt weniger häufig auf, so enthält das Amplifikationsprodukt weniger Markierungsmittel als andere Amplifikationsprodukte. Dieser Umstand erschwert in erheblichem Maße das Treffen quantitativer Aussagen anhand eines Mikroarray-Experimentes. Durch eine entsprechende Primerauswahl lässt sich sicherstellen, dass die in einem Experiment verwendeten Primer jeweils in etwa die gleiche Menge Markierungsmittel aufweisen. Diese Mengen variieren nicht mehr in Abhängigkeit von einer zu amplifizierenden Zielsequenz, sondern hängen einzig und allein vom Aufbau und der Gestaltung des jeweils verwendeten Primers ab. Abgesehen von den erhöhten Signalintensitäten, die die Empfindlichkeit von Mikroarrayexperimenten erheblich verbessern, stellen erfindungsgemäße Verfahren aus den genannten Gründen auch wesentlich genauere Verfahren als bisher nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren dar.Puts in a PCR method, primers that are labeled and dNTPs, the above have no mark, so the PCR product is at the end formed by the primer is marked, and on the others Do not mark marks. Chooses the primers so that the target sequence of the PCR product is in spatial Proximity to Primer, the PCR product is a target molecule that is exclusively available in spatial Close to Target sequence a marker according to the invention having. This is a very simple and uncomplicated process, to arrive at target molecules of the invention. By using defined primers with a certain length, let yourself a more precise statement about it make how much labeling agent incorporated into each one target molecule was as if a mix of marked and unmarked dNTPs is used to generate a labeled PCR product; because if individual dNTPs are marked, that is not always the case clearly how many labeled dNTPs are incorporated into a PCR product, and how many unmarked ones are incorporated therein, or the PCR products differ with regard to the number of labeled markers incorporated therein Nucleotides. It is also from depending on the amplified sequence. Usually one of the four Marked bases marked. Dip these in an amplification product less often on, so contains the amplification product will contain less labeling agent than other amplification products. This circumstance makes the meeting much more difficult Statements based on a microarray experiment. By an appropriate Primer selection leaves make sure that the primers used in an experiment each have approximately the same amount of marking agent. These Quantities no longer vary depending on a target sequence to be amplified, but hang solely by the structure and the design of the primer used in each case from. Apart from the raised Signal intensities, which significantly improve the sensitivity of microarray experiments, represent inventive method for the reasons mentioned also much more accurate than in the prior art known method.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Zielmolekülen, werden Zielmoleküle mittels eines PCR-Verfahrens erzeugt, und es wird dabei zumindest eine Art dNTPs eingesetzt, die mit einem Markierungsmittel versehen sind, wobei die markierten dNTPs in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz und/oder in die Zielsequenz selbst eingebaut werden.at a method according to the invention for the production of target molecules according to the invention are targets generated by a PCR method, and it is doing at least used a kind of dNTPs that provided with a marker are, with the labeled dNTPs in close proximity to the target sequence and / or incorporated into the target sequence itself.

Im Unterschied zum Stand der Technik ist bei einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt, dass Markierungsagens in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz tatsächlich vorkommt. In unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Markierungsagens an in die Zielsequenz eingebauten Nukleotiden oder an direkt neben der Zielsequenz eingebauten Nukleotiden gebunden ist. In unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Markierung bzw. dass das Markierungsagens nicht weiter als 100 bzw. 60, vorzugsweise nicht weiter als 0 – 20 Basen von der Zielsequenz entfernt ist. Signifikante positive Effekte (Faktoren 2-146) können noch in einem Abstand von 100 Basen detektiert werden. Vorzugsweise ist die Markierungsagens ausschließlich in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz angeordnet.in the A difference from the prior art is in such a method according to the invention ensure that labeling agent is in close proximity to the target sequence indeed occurs. Close to the target sequence in this context means that labeling agent to nucleotides incorporated into the target sequence or to directly adjacent the target sequence incorporated nucleotides is bound. In immediate Close to Target sequence in the sense of the invention means that the marking or that the labeling agent is not more than 100 or 60, preferably not more than 0 - 20 Bases away from the target sequence. Significant positive effects (Factors 2-146) still be detected at a distance of 100 bases. Preferably the tag is exclusively in close proximity to the target sequence arranged.

Weitere erfindungsgemäße Verfahren umfassen die Fluoreszenzmarkierung von Nukleinsäuren (DNA oder RNA) mittels anderer Methoden, z.B. durch enzymatische Endmarkierung (wie z.B. durch terminale Transferase, Polynukleotidkinase, Poly(a)-Polymerase oder andere Enzyme) oder durch reverse Transkription mit fluoreszenzmarkierten Primern, oder durch indirekte Markierungsverfahren.Further methods according to the invention include the fluorescence labeling of nucleic acids (DNA or RNA) by means of other methods, for example by enzymatic end-labeling (such as, for example, by terminal transferase, polynucleotide kinase, Po ly (a) polymerase or other enzymes) or by reverse transcription with fluorescently labeled primers, or by indirect labeling methods.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Zielmoleküle, ist ein Verfahren, bei dem Zielmoleküle mittels eines PCR-Verfahrens erzeugt werden, bei dem zumindest eine Art dNTPs eingesetzt werden, die mit einem Markierungsmittel versehen sind, bei dem die markierten dNTPs bzw. eine Anhäufung davon in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz und/oder in die Zielsequenz selbst eingebaut werden, und bei dem ein oder mehrere Primer eingesetzt wird oder eingesetzt werden, der oder die mit dem gleichen oder weiteren Markierungsmitteln versehen ist oder sind.One Another inventive method for Preparation of target molecules according to the invention is a Method in which target molecules be generated by a PCR method in which at least one Type dNTPs are used, which are provided with a marker are in which the labeled dNTPs or an accumulation thereof in the immediate Close to Target sequence and / or incorporated into the target sequence itself, and in which one or more primers is used or used be the one or the other with the same or further markers is or are provided.

Weitere erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Zielmoleküle sind Verfahren, in denen Markierungsmittel in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz und/oder in die Zielsequenz selbst eingebaut werden.Further inventive method for the preparation of target molecules according to the invention are methods, in which labeling agents in close proximity to the target sequence and / or be incorporated into the target sequence itself.

Hier sind viele Verfahren möglich, z.B. Einbau markierter dNTPs in cDNA durch reverse Transkription, oder Post-labeling-Protokolle, die den Einbau von Aminoallyl-nNTP in cDNA nutzen und dann eine chemische Kopplung mit Fluoreszenzfarbstoffen, oder direkte nicht-enzymatische Markierung der RNA mit Fluoreszenzfarbstoffen.Here many processes are possible e.g. Incorporation of labeled dNTPs into cDNA by reverse transcription, or post-labeling protocols that utilize the incorporation of aminoallyl-nNTP into cDNA and then a chemical coupling with fluorescent dyes, or direct non-enzymatic labeling of the RNA with fluorescent dyes.

Ein solches Verfahren führt zu erfindungsgemäßen Zielmolekülen, die auch bei sehr geringen Konzentrationen gebildeter Hybride noch gut nachweisbar sind, da durch den Einbau von Markierungsmittel in die Zielsequenz vergleichsweise viel Markierungsmittel eingebaut werden kann. Zumindest bei in normalen Konzentrationen vorliegenden Zielmolekülen kann anhand des weiteren Markierungsmittels im verwendeten Primer das Ergebnis in einem Spot außerdem verifiziert werden.One such procedure leads to target molecules of the invention, the even at very low concentrations of formed hybrids still good are detectable, since by the incorporation of marker in the Target sequence comparatively much labeling agents are incorporated can. At least for target molecules present in normal concentrations on the basis of the further marking agent in the primer used the Result in a spot as well be verified.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch die Zielmoleküle zum Einsatz in erfindungsgemäßen Verfahren, die eine Markierung bzw. eine Anhäufung von Markierungen in räumlicher Nähe zur oder innerhalb der jeweiligen Zielsequenz aufweisen.The Task is further solved through the target molecules for use in methods according to the invention, the one mark or an accumulation of markers in spatial Close to or within the respective target sequence.

Bevorzugt sind nach erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellte erfindungsgemäße Zielmoleküle.Prefers are by the method according to the invention provided target molecules according to the invention.

Die Aufgabe wird schließlich durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gelöst, bei dem erfindungsgemäße Zielmoleküle zum Einsatz kommen, die auch nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung solcher Moleküle hergestellt worden sein können.The Task finally becomes by a method according to the invention solved, used in the target molecules according to the invention which also come after a process according to the invention for the preparation such molecules may have been produced.

Ein erfindungsgemäßer Satz Fängermoleküle für die Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren umfasst:

  • – eine vorbestimmte Anzahl unterschiedlicher Fängermoleküle umfassend jeweils unterschiedliche Fängersequenzen, die jeweils zum Ausbilden von Ligandenbindungen mit Zielsequenzen von erfindungsgemäßen Zielmolekülen derart ausgebildet sind, dass sie komplementär zu den jeweiligen Abschnitten der Zielsequenzen sind, die sich in räumlicher Nähe zu einer Markierung bzw. einer Anhäufung von Markierungen befinden.
A set of catcher molecules according to the invention for carrying out processes according to the invention comprises:
  • A predetermined number of different capture molecules each comprising different capture sequences, each designed to form ligand bonds with target sequences of target molecules of the invention such that they are complementary to the respective segments of the target sequences that are in spatial proximity to a label or an aggregate of Markings are located.

Ein erfindungsgemäßer Satz Fängermoleküle weist zumindest 10, 30, 50, 100, 1.000 beziehungsweise 5.000 unterschiedliche Fängersequenzen auf. Vorzugsweise sind alle Fängermoleküle des Satzes Fängermoleküle derart ausgebildet, dass sie komplementär zu den jeweiligen Abschnitten der Zielsequenzen sind, die sich in räumlicher Nähe zu einer Markierung bzw. einer Anhäufung von Markierungen befinden.One inventive sentence Catcher molecules points at least 10, 30, 50, 100, 1,000 or 5,000 different capture sequences on. Preferably, all catcher molecules of the set are Catcher molecules like this trained to be complementary to the respective sections of the target sequences, which are in spatial Close to one Marking or accumulation of markings.

Bei einem erfindungsgemäßen Satz sind die Fängersequenzen Bestandteile der Sonden eines DNA-Arrays.at a sentence according to the invention are the catcher sequences Components of the probes of a DNA array.

Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Fängermoleküle derart bestimmt bzw. berechnet, dass sie komplementär zu den jeweiligen Abschnitten der Zielsequenz sind, die sich in räumlicher Nähe zu einer Markierung bzw. zu einer Anhäufung von Markierungen befinden. Als Zielsequenz wird hierbei ein Bereich des Zielmoleküls bestimmt, der für das Zielmolekül spezifisch ist.To a method according to the invention the catcher molecules in such a way determines or calculates that they are complementary to the respective sections the target sequence, which are in proximity to a mark or to an accumulation of markings. The target sequence here is an area of the target molecule definitely, for the target molecule is specific.

Genaue Beschreibung der ErfindungPrecise description the invention

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren und einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen in:The The invention will be described below with reference to the figures and some embodiments explained in more detail. The Figures show in:

1a schematisch eine 362bp-lange Zielsequenz gemäß einem der Ausführungsbeispiele, 1a schematically a 362 bp target sequence according to one of the embodiments,

1b eine Tabelle, in der Oligonukleotide aufgelistet sind, wie sie in den Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen, 1b a table in which oligonucleotides are listed, as used in the embodiments,

1c eine Tabelle, in der Oligonukleotide aufgelistet sind, wie sie als Primer für die Amplifikation mittels PCR in den Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen, 1c a table in which oligonucleotides are listed, as they are used as primers for PCR amplification in the embodiments,

1d schematisch das Modellsystem, 1d schematically the model system,

2a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy5-markierten Antisense-Stranges mit Sense-Oligonukleotiden, 2a Fluorescence signals of hybridization of a Cy5-labeled antisense strand with sense oligonucleotides,

2b eine schematische Darstellung der Hybridmoleküle, 2 B a schematic representation of the hybrid molecules,

2c eine grafische Darstellung von ermittelten Signalitensitäten, 2c a graphical representation of detected signal specificities,

3a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy5-markierten Sense-Stranges mit Antisense-Oligonukleotiden, 3a Fluorescence signals of hybridization of a Cy5-labeled sense strand with antisense oligonucleotides,

3b eine schematische Darstellung der zu 3a gehörenden Hybridmoleküle, 3b a schematic representation of the 3a belonging to hybrid molecules,

3c eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 3a, 3c a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 3a .

4a Fluoreszenzsignale einer Hybridisierung eines Cy3-markierten Sense-Stranges mit Antisense-Nukleotiden, 4a Fluorescence signals of a hybridization of a Cy3-labeled sense strand with antisense nucleotides,

4b eine schematische Darstellung der Hybridmoleküle aus 4a, 4b a schematic representation of the hybrid molecules 4a .

4c eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 4a, 4c a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 4a .

5a Fluoreszenzsignale einer Hybridisierung eines Cy3-markierten Antisense-Stranges mit Sense-Oligonukleotiden, 5a Fluorescence signals of a hybridization of a Cy3-labeled antisense strand with sense oligonucleotides,

5b eine schematische Darstellung der Hybridmoleküle, die zu den Fluoreszenzsignalen in 5a führen, 5b a schematic representation of the hybrid molecules to the fluorescence signals in 5a to lead,

5c eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 5a, 5c a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 5a .

6a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy3-markierten Sense-Stranges mit Antisense-Oligonukleotiden, 6a Fluorescence signals of the hybridization of a Cy3-labeled sense strand with antisense oligonucleotides,

6b eine schematische Darstellung der Hybridmoleküle, die zu Fluoreszenzsignalen nach 6a führen, 6b a schematic representation of the hybrid molecules, the fluorescence signals according to 6a to lead,

6c eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 6a, 6c a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 6a .

7a eine schematische Darstellung von 50mer Oligonukleotiden nach den Ausführungsbeispielen, 7a a schematic representation of 50mer oligonucleotides according to the embodiments,

7b eine Tabelle der 50mer Oligonukleotide aus 7a, 7b a table of the 50mer oligonucleotides 7a .

8a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy3-markierten Sense-Stranges mit 50mer Antisense-Oligonukleotiden, 8a Fluorescence signals of the hybridization of a Cy3-labeled sense strand with 50mer antisense oligonucleotides,

8b eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 8a, 8b a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 8a .

9a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy3-markierten Antisense-Stranges mit 50mer Sense-Oligonukleotiden, 9a Fluorescence signals of the hybridization of a Cy3-labeled antisense strand with 50mer sense oligonucleotides,

9b eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 9a, 9b a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 9a .

10a Fluoreszenzsignale einer Hybridisierung von mit Fluorescein-12-dUTP markiertem Sense-Strang mit kurzen Antisense-Oligonukleotiden, wobei die Stränge nicht endmarkiert sind, sondern durch Einbau von Fluorescein-12-dUTP intern gleichmäßig markiert sind, 10a Fluorescence signals of hybridization of fluorescein-12-dUTP labeled sense strand with short antisense oligonucleotides, which strands are not end-labeled but are internally uniformly labeled by incorporation of fluorescein-12-dUTP,

10b grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 10a, 10b graphical representation of the signal intensities of the fluorescence signals 10a .

11a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy5-endmarkierten Sense-Stranges mit kurzen Antisense-Oligonukleotiden wie in 3, 11a Fluorescence signals of hybridization of a Cy5 end-labeled sense strand with short antisense oligonucleotides as in 3 .

11b eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 11a, 11b a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 11a .

12a Fluoreszenzsignale der Hybridisierung eines Cy5-endmarkierten, am 5'-Ende verkürzten Sense-Stranges mit kurzen Antisense-Oligonukleotiden wie in 11, und 12a Fluorescence signals of hybridization of a Cy5-end-labeled, 5 'end truncated sense strand with short antisense oligonucleotides as in 11 , and

12b eine grafische Darstellung der Signalintensitäten der Fluoreszenzsignale aus 12a. 12b a graphic representation of the signal intensities of the fluorescence signals 12a ,

Der Erfindung liegt der überraschende Befund zugrunde, dass die Signalausbeute bei fluoreszenzmarkierten Zielmolekülen, die mit Fängersequenzen Hybride bzw. Duplexe bilden, höher sind, wenn die Fluoreszenzmarkierung in der Nähe des gebildeten Hybrides liegt. Unerwarteterweise ist dieser Effekt strang- und damit sequenzunabhängig.Of the Invention is the surprising Findings based on the signal yield in fluorescently labeled Target molecules, the with catcher sequences Form hybrids or duplexes, higher are when the fluorescent label is near the hybrid formed lies. Unexpectedly, this effect is extraneous and thus sequence independent.

Überraschenderweise ist der beobachtete Effekt auch unabhängig von der chemischen Natur der Fluoreszenzmarkierung. Der Effekt tritt sowohl bei Verwendung langer (z. B. 50mere), als auch kurzer Fängeroligonukleotide (z. B. 16-17 mere) auf. Überraschenderweise ist dieser Effekt außerdem unabhängig von der verwendeten Glasmikroarrayoberflächen bzw. -beschichtung zur Immobilisierung von Fängeroligonukleotiden.Surprisingly the observed effect is also independent of the chemical nature of the Fluorescent label. The effect occurs both when using long (eg 50mers), as well as short capture oligonucleotides (e.g. 16-17 mere). Surprisingly this effect is as well independently from the glass microarray surfaces or coating used Immobilization of capture oligonucleotides.

Anhand der nun folgenden Ausführungsbeispiele lässt sich die Erfindung besser erläutern. Die Ausführungsbeispiele machen deutlich, dass die Erfindung zu einer dramatischen Verbesserung der Signalausbeute in und der Aussagekraft von Mikroarray-Hybridisierungsexperimenten führt.Based the following embodiments let yourself better explain the invention. The embodiments make it clear that the invention is a dramatic improvement the signal yield in and the significance of microarray hybridization experiments leads.

1D zeigt schematisch den Aufbau eines mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten Duplexes oder Hybridkomplexes A: An die Oberfläche B eines DNA-Arrays, beispielsweise eine Glasoberfläche, ist über einen Spacer C, beispielsweise ein Poly-Adenin-Abschnitt eines Oligonukleotides, eine Fängersequenz bzw. ein Fängeroligonukleotid D gebunden. Daran komplexiert über eine Zielsequenz E ist ein Zielmolekül F mit einer Position 1, in 1D mit G bezeichnet. Es ist dies die erste Base des Hybridkomplexes A aus Fängersequenz D und Zielsequenz E. An dieser befindet sich eine Fluoreszenzmarkierung H. Der schematisch dargestellte Hybridkomplex stellt also eine Ausführungsform der Erfindung dar, bei der die Markierung H innerhalb der Zielsequenz F des Zielmoleküls E eingebaut ist. 1D schematically shows the structure of a A duplex or hybrid complex A produced by means of a method according to the invention is bound to the surface B of a DNA array, for example a glass surface, via a spacer C, for example a poly adenine section of an oligonucleotide, a capture sequence or a capture oligonucleotide D. Complexed by a target sequence E is a target molecule F with a position 1, in 1D denoted by G. This is the first base of the hybrid complex A from catcher sequence D and target sequence E. A fluorescent label H is located thereon. The hybrid complex shown schematically represents an embodiment of the invention in which the label H is incorporated within the target sequence F of the target molecule E. ,

Die Erfindung lässt sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele besser erläutern.The Invention leaves on the basis of the following embodiments better explain.

Die nun folgenden Ausführungsbeispiele zeigen, dass die Erfindung die Signalintensität bei Mikroarrayexperimenten erheblich verbessert. Gezeigt wird dies anhand bestimmter Fluoreszenzmarkierungen. Die Ausführungsbeispiele demonstrieren, dass es im Wesentlichen auf die Position des Markierungsagens in Bezug auf das nachzuweisende Hybrid ankommt. Es ist hierbei vollkommen egal, um was für ein Markierungsagens es sich im Einzelnen handelt. Es kommt einzig und allein auf die Position des Markierungsagens in Bezug auf das nachzuweisende Hybrid bzw. Duplex an, wobei natürlich Mischeffekte mit anderen Faktoren, die die Hybridisierungeeffizienz beeinflussen können (z.B. Länge des Oligonukleotidspacers, sterische Effekte, Effekte der Sekundärstruktur), auftreten. Die folgenden Ausführungsbeispiele sind darum lediglich als Erläuterungsbeispiele zu verstehen. Insbesondere schränken die folgenden Ausführungsbeispiele und das eben erläuterte Experiment die Lehre der Erfindung nicht ein im Hinblick auf nachzuweisende Sequenzen, zu verwendende Markierungen oder dergleichen.The now following embodiments show that the invention the signal intensity in microarray experiments significantly improved. This is shown by means of certain fluorescent labels. The embodiments demonstrate that it is essentially the position of the tagging agent arrives with respect to the hybrid to be detected. It is perfect here no matter what a marking agent in detail. It only comes and only on the position of the tagging agent in relation to the to be demonstrated hybrid or duplex, of course, mixed effects with others Factors that may affect hybridization efficiency (e.g. Length of the Oligonucleotide spacers, steric effects, secondary structure effects), occur. The following embodiments are therefore only illustrative examples to understand. In particular, restrict the following embodiments and that just explained Do not experiment with the teachings of the invention with a view to be proved Sequences, labels to use or the like.

Ausführungsbeispiele:EXAMPLES

Die Ausführungsbeispiele sind Bestandteile eines Beispielexperimentes, das wie folgt angelegt war:
Das Zielmolekül in dem Beispiel-Experiment ist eine 5'-endmarkierte oder durch random labeling mit Fluorescein-12-dUTP markierte einzelsträngige DNA, und zwar im Fragment des Nitrogenasegens nifH (Hurek et al., 1995) aus dem Bakterium Azoarcus sp. Stamm BH72. Das Fragment wurde mittels PCR mit den Primern Zehr-nifH aus chromosomaler DNA des Stammes BH72 amplifiziert (Hurek et al., 2002), wobei einer der Primer mit Cy3/Cy5 markiert war, der andere mit Biotin. Fluoreszenzmarkierte einzelsträngige DNA konnte so aus dem PCR-Produkt isoliert werden. Beim Gebrauch von mit Fluorescein-12-dUTP für random labeling wurde lediglich biotinylierter Primer eingesetzt. Die Primer hatten für alle Experimente die in 1C aufgelisteten Sequenzen, Primer Z-nifH-f und Z-nifH-r (Zehr and McReynolds, 1989), bis auf Experimente im Zusammenhang mit 11 (Primer Z-nifH-f-BN72-Cy5 und Z307-nifH-r-BH72-Biotin) und 12 (Primer Z114-nifH-f-BH72-Cy5 und Z307-nifH-r-BH72-Biotin) folgende Sequenzen (Zehr and McReynolds, 1989):
Biotin markierte Stränge wurden mittels Streptavidin-beschichteter paramagnetischer Kugeln (Fa. Roche) abgetrennt (Niemeyer et al, 1999). Die Konzentration der verbleibenden Einzelstrang-DNA wurde spektralfotometrisch bestimmt. Vor der jeweiligen Hybridisierung wurde die Einzelstrang-DNA 10 Minuten bei 95 °C denaturiert und dann mindestens drei Minuten auf Eis inkubiert.
The embodiments are components of an example experiment, which was designed as follows:
The target molecule in the example experiment is a 5'-end-labeled or by random labeling with fluorescein-12-dUTP labeled single-stranded DNA, in the fragment of the nitrogenase gene nifH (Hurek et al., 1995) from the bacterium Azoarcus sp. Strain BH72. The fragment was amplified by PCR with the primers Zehr-nifH from chromosomal DNA of strain BH72 (Hurek et al., 2002), one of the primers being labeled with Cy3 / Cy5, the other with biotin. Fluorescence-labeled single-stranded DNA could thus be isolated from the PCR product. Using fluorescein-12-dUTP for random labeling, only biotinylated primer was used. The primers had the in 1C listed sequences, primers Z-nifH-f and Z-nifH-r (Zehr and McReynolds, 1989), except for experiments related to 11 (Primer Z-nifH-f-BN72-Cy5 and Z307-nifH-r-BH72-biotin) and 12 (Primer Z114-nifH-f-BH72-Cy5 and Z307-nifH-r-BH72-biotin) have the following sequences (Zehr and McReynolds, 1989):
Biotin-labeled strands were separated by streptavidin-coated paramagnetic beads (Roche) (Niemeyer et al, 1999). The concentration of the remaining single-stranded DNA was determined spectrophotometrically. Prior to each hybridization, the single-stranded DNA was denatured at 95 ° C for 10 minutes and then incubated on ice for at least three minutes.

Die in diesem Experiment verwendeten Oligonukleotide binden alle an das oben genannte nifH-Genfragement des Stammes BH72. Die entsprechenden Sequenzen und ihre Charakteristika ergeben sich aus den Tabellen 1 in 1b und 2 in 7b. Eine schematische Darstellung eines möglichen Duplexes nach Hybridisierung gibt 1D. Oligonukleotide, die entweder 5' Aminomodifikationen (amino link c6) oder 3' Modifikationen tragen, die zum Teil Poly-A-Spacer von 6 – 12 Nukleotiden tragen, wurden durch die Firma Thermoelectron, (Ulm, Deutschland) synthetisiert.The oligonucleotides used in this experiment all bind to the above mentioned nifH gene fragment of strain BH72. The corresponding sequences and their characteristics are shown in Tables 1 in 1b and 2 in 7b , A schematic representation of a possible duplex after hybridization gives 1D , Oligonucleotides bearing either 5 'amino modifications (amino link c6) or 3' modifications, some carrying poly-A spacers of 6-12 nucleotides, were synthesized by Thermoelectron, (Ulm, Germany).

Zur Durchführung der Hybrisierungsexperimente wurden DNA-Mikroarrays auf standardmikroskopischen Glasobjektträgern der Firma Menzel, Braunschweig, Deutschland, hergestellt. Chemikalien und Lösungsmittel stammten von der Firma Fluka (Neu-Ulm, Deutschland). Zur Herstellung der Mikroarrays wurden die Glassubstrate gereinigt, silyliert, und aktiviert, wie von Bentas et al (2002) beschrieben. Die aktivierten Oberflächen wurden direkt zur Immobilisierung von entweder 5'- oder 3'-Amino-modifizierten Fänger-Oligonukleotiden mittels kovalenter Bindung eingesetzt.to execution The hybridization experiments were performed on standard micrographs using DNA microarrays Glass slides made by Menzel, Braunschweig, Germany. chemicals and solvents came from the company Fluka (Neu-Ulm, Germany). For the production In the microarrays, the glass substrates were cleaned, silylated, and activated as described by Bentas et al (2002). The activated surfaces were directly immobilized to either 5'- or 3'-amino-modified Capture oligonucleotides used by covalent bonding.

Die Auftragung der Sonden auf die so aktivierten Objektträgeroberflächen erfolgte mittels eines Piezo-getriebenen Spotter Robodrop (BIAS, Bremen, Deutschland) oder mittels eines MicroGrid II Compact 400 der Firma BioRobotics, Vereinigtes Königreich. Die Konzentration der Oligonukleotide betrug etwa 10 μM pro ml Wasser. Das verwendete Wasser enthielt 1 % Glyzerin. In jeden Spot des Mikroarrays wurden ca. 250 pl aufgetragen, was einen Spotdurchmesser von etwa 200 μm entspricht.The Application of the probes on the so activated slide surfaces was carried out using a piezo-driven spotter Robodrop (BIAS, Bremen, Germany) or by means of a MicroGrid II Compact 400 from BioRobotics, United Kingdom. The concentration of oligonucleotides was about 10 μM per ml Water. The water used contained 1% glycerin. In every spot of the microarray, about 250 pl were applied, which is a spot diameter of about 200 μm equivalent.

Die Objektträger wurden über Nacht bei Zimmertemperatur in Wasser gesättigter Atmosphäre inkubiert, um die kovalente Bindung zu bewerkstelligen. Eine Blockierung der Mikroarrays erfolgt mittels 6-Amino-1-Hexanol (50mM) und Diisopropylethylamin (150mM) in Dimethylformit nach Beier et al (1999). Anschließend wurden die Objektträger mit deionisiertem, partikelfreiem Wasser gewaschen, luftgetrocknet und bei 4 °C unter N2 gelagert.The slides were incubated overnight at room temperature in saturated aqueous humor to effect covalent attachment. The microarrays are blocked by means of 6-amino-1-hexanol (50 mM) and diisopropylethylamine (150 mM) in dimethylformite according to Beier et al (1999). Subsequently, the slides were washed with deionized, particle-free water, air-dried and stored at 4 ° C. under N 2 .

Das Hybridisieren der Zielmoleküle an die Sonden des Mikroarrays und Waschen erfolgte in einem Personal Hyb Ofen der Firma Stratagene, Vereinigte Staaten von Amerika. Die Dauer der Hybridisierung betrug von 1 – 16 Stunden. Soweit nicht anders angegeben, erfolgte die Hybridisierung bei Zimmertemperatur mit 50 % Formamid, bei 46 °C mit 50 % Formamid, und es wurde dabei 10 nM einzelsträngige DNA eingesetzt. Der verwendete Hybridisierungspuffer enthielt 4 × SET, 10 × Denhardt's. Während der Hybridisierung wurde der Objektträger mit einem Deckglas bedeckt. Im Anschluss an die Hybridisierung erfolgte eine Waschung mit 2 × SET (0,1 % SDS) für 5 min und 1 × SET (0,1 %SDS) für 10 min bei Zimmertemperatur, oder mit 1 × (0,1 % SDS) für 5 min und 0,1 × SET (0,1 % SDS) für 10 min bei 46 °C. Die getrockneten Mikroarrays wurden bei einer Auflösung von 10 μm mit einem GenePix 4000 Microarray Scanner der Firma Axon, Union City, Kalifornien bei gleichbleibender Stärke des Lasers und bei gleichbleibender Empfindlichkeit des Photomultipliers ausgewertet. Aus diesem Grund lassen sich die in den jeweiligen Ausführungsbeispielen ermittelten Signalintensitäten vergleichen.The Hybridize the target molecules to the probes of the microarray and washing took place in a staff Hyb kiln of the company Stratagene, United States of America. The Duration of hybridization was from 1 to 16 hours. If not stated otherwise, the hybridization was carried out at room temperature with 50% formamide, at 46 ° C with 50% formamide, resulting in 10 nM single-stranded DNA used. The hybridization buffer used contained 4x SET, 10x Denhardt's. During hybridization became the slide covered with a coverslip. Following hybridization occurred a wash with 2 × SET (0.1% SDS) for 5 min and 1 x SET (0.1% SDS) for For 10 min at room temperature, or with 1 x (0.1% SDS) for 5 min and 0.1 × SET (0.1% SDS) for 10 min at 46 ° C. The dried microarrays were at a resolution of 10 μm with a GenePix 4000 microarray scanner from Axon, Union City, California with consistent power of the laser and at the same time Sensitivity of the photomultiplier evaluated. For this reason let the signal intensities determined in the respective exemplary embodiments be compared.

Ausführungsbeispiel 1:Embodiment 1

Der revers komplementäre Strang bzw. der Antisense-Strang des oben bereits erwähnten nifH-Genfragementes vom Stamm BH72 wurde mit den Sense-Oligonukleotiden S307 (6A), S114(6A) und S20 (6A) hybridisiert. Der Antisense-Strang ist in 1A schematisch dargestellt. Die Cy5-Markierung wurde in den Strang eingeführt, in dem ein Cy5-markierter Primer verwendet wurde, um den Strang zu generieren. In 1A sind schematisch die Bindungsstellen der Sense-Oligonukleotide an dem Antisense-Strang dargestellt, wobei die jeweilige Entfernung dieser Bindungsstellen vom 3' bzw. 5'-Ende des Antisense-Stranges dargestellt sind. Der Antisense-Strang stellt das Zielmolekül dar, und die Sense-Oligonukleotide stellen die Fänger-Oligonukleotide bzw. die Fängersequenzen dar, die in Form von Sonden auf einem Mikroarray aufgebracht wurden. Die Hybridisierung dieser Sonden mit dem Zielmolekül führt in den jeweiligen Spots auf dem Mikroarray zu unterschiedlichen Signalintensitäten, wie sie in 2A dargestellt sind. Von links nach rechts enthalten diese Spots paarweise jeweils Fänger-Oligonukleotide, aufweisend die Sequenz S307(6A), S114(6A), und S20(6A). Das Antisense-Strangzielmolekül ist lediglich am 5'-Ende markiert. Räumlich am nächsten zum 5'-Ende befindet sich die Bindungsstelle bzw. Zielsequenz S307(6A). An dieser Stelle gebildete Hybride werden in den ersten beiden in 2A dargestellten Spots nachgewiesen. Die Signalintensität ist dort am höchsten. Weiter entfernt von der Markierung ist der Sequenzabschnitt S114(6A), der in den nächsten beiden Spots in 2A nachgewiesen wird. Das Signal ist dort deutlich schwächer. Etwas stärker, aber immer noch schwach ist das Signal, das Hybride von sich geben, in die die Bindungsstelle S20(6A) eingeht.The reverse complementary strand or antisense strand of the nifH gene fragment of strain BH72 already mentioned above was hybridized with the sense oligonucleotides S307 (6A), S114 (6A) and S20 (6A). The antisense strand is in 1A shown schematically. The Cy5 label was introduced into the strand using a Cy5-labeled primer to generate the strand. In 1A schematically show the binding sites of the sense oligonucleotides on the antisense strand, the respective distance of these binding sites from the 3 'or 5' end of the antisense strand are shown. The antisense strand represents the target molecule, and the sense oligonucleotides represent the capture oligonucleotides or capture sequences, respectively, which have been applied in the form of probes on a microarray. The hybridization of these probes with the target molecule leads to different signal intensities in the respective spots on the microarray, as in 2A are shown. From left to right, these spots contain in pairs catcher oligonucleotides, respectively, having the sequence S307 (6A), S114 (6A), and S20 (6A). The antisense target strand is only labeled at the 5 'end. Spatially closest to the 5 'end is the binding site or target sequence S307 (FIG. 6A). Hybrids formed at this point are in the first two in 2A demonstrated spots. The signal intensity is highest there. Farther from the mark is the sequence section S114 (FIG. 6A), which in the next two spots in FIG 2A is detected. The signal is much weaker there. Slightly stronger, but still weak, is the signal that hybrids emit, involving the binding site S20 (6A).

In 2B sind schematisch dargestellt die Fänger-Oligonukleotide 1, 2 und 3 sowie das Zielmolekül 4 in Form von Hybridmolekülen bestehend aus 1 und 4, 2 und 4, und 3 und 4 und die jeweils daraus resultierende Position der Markierung 5 am Zielmolekül 4 im jeweiligen Hybrid. Das Fänger-Oligonukleotid 1 entspricht dabei S307(6A), das Fängermolekül 2 S114(6A), und das Fängermolekül 3 S20(6A).In 2 B are schematically shown the capture oligonucleotides 1 . 2 and 3 as well as the target molecule 4 in the form of hybrid molecules consisting of 1 and 4 . 2 and 4 , and 3 and 4 and the respective resulting position of the marker 5 at the target molecule 4 in each hybrid. The capture oligonucleotide 1 corresponds to S307 (6A), the catcher molecule 2 S114 (6A), and the capture molecule 3 S20 (6A).

In 2C sind die entsprechenden Signalintensitäten grafisch wiedergegeben. Deutlich erkennbar ist, dass die Verwendung des Fänger-Oligonukleotides S307(6A) bzw. 1 zu Hybriden führt, bei denen die Markierung in unmittelbarer Nähe zum Hybrid ist, und dass damit eine gegenüber den anderen dargestellten Hybride etwa 3 bis 7-fach höhere Signalintensität erzielt wird. Erkennbar ist auch, dass eine besonders starke Erniedrigung der Signalausbeuten dann vorliegt, wenn das zu hybridisierende Fragment weit entfernt von dem markierten Primer an die Fänger-Nukleinsäure gebunden wird (S114(6A)).In 2C the corresponding signal intensities are shown graphically. It can be clearly seen that the use of the capture oligonucleotide S307 (FIG. 6A) or 1 leads to hybrids in which the label is in the immediate vicinity of the hybrid, and thus has a signal intensity that is 3 to 7 times higher than the other hybrids shown is achieved. It can also be seen that a particularly great reduction in the signal yields is present when the fragment to be hybridized is bound to the capture nucleic acid far from the labeled primer (S114 (FIG. 6A)).

Ausführungsbeispiel 2:Embodiment 2:

Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Effekt strang- und damit sequenzunabhängig ist. Es wurden Cy5-markierte Gegenstränge (Sense-Strang) mit den entsprechenden Antisense-Oligonukleotiden hybridisiert. Es wurde der gleiche Effekt beobachtet wie in Beispiel 1 (vgl. 3A3C). In 3A sind dargestellt von links nach rechts jeweils vier Spots mit identischen Fänger-Oligonukleotiden, wobei von links nach rechts Spots mit den Fänger-Oligonukleotiden A20(12A), A20(6A), A20(6A)3', A307, A307(12A), A307(6A), A307(6A)3', und A114(6A) dargestellt sind. In 3B ist schematisch in derselben Reihenfolge dargestellt, wie das Zielmolekül 7, das eine Markierung 8 an seinem einen Ende aufweist, an das jeweilige Oligonukleotid bindet, und die daraus resultierende Anordnung der Markierung in Bezug auf das gebildete Hybrid 9 ist in 3B erkennbar.This embodiment shows that the effect described in Embodiment 1 is stranded and thus sequence independent. Cy5-labeled counterstrands (sense strand) were hybridized with the corresponding antisense oligonucleotides. The same effect was observed as in Example 1 (cf. 3A - 3C ). In 3A are each from left to right four spots with identical capture oligonucleotides, with left to right spots with the capture oligonucleotides A20 (12A), A20 (6A), A20 (6A) 3 ', A307, A307 (12A), A307 (6A), A307 (6A) 3 ', and A114 (6A). In 3B is shown schematically in the same order as the target molecule 7 that a mark 8th at its one end, binds to the respective oligonucleotide, and the resulting arrangement of the label with respect to the hybrid formed 9 is in 3B recognizable.

Wie anhand der grafischen Darstellung der Signalintensitäten in 3C, aber auch anhand der Helligkeiten der Spots in 3A erkennbar ist, sind die Signalintensitäten immer dann am höchsten, wenn sich die Markierung in räumlicher Nähe zu dem jeweils gebildeten Hybrid befindet, und zwar im Vergleich zu den anderen Hybriden um das Doppelte bis etwas 4 ½-fache, im Extremfall sogar weit darüber hinaus (vgl. die Werte für A307(6A)3' in 3C). Die Bezeichnung 6A bzw. 12A (der Fänger-Oligonukleotide) bezeichnet die Länge des jeweiligen Spacers. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass der Unterschied der Länge des Spacers, d.h. des Abstandhalters zwischen der Glasoberfläche eines Mikroarrays und dem bindenden Bereich des Fänger-Oligonukleotides eine vergleichsweise geringe Auswirkung auf die Signalintensität hat. So ist der Unterschied zwischen A20(6A) und A20(12A) nicht besonders ausgeprägt, und zwischen A307(12A) und A307(6A) besteht so gut wie gar kein Unterschied. Eine leichte Erniedrigung des Signals bei A20(6A)3' im Vergleich zu A20(6A) könnte durch Quenching-Effekte durch die große räumliche Nähe des Fluoreszenzfarbstoffes zur Glasoberfläche hervorgerufen werden.As shown by the graphical representation of the signal intensities in 3C , but also based on the brightness of the spots in 3A can be seen, the signal intensities are always highest when the marker is in spatial proximity to each formed hybrid, in comparison to the other hybrids by twice to a bit 4½ times, in extreme cases, even far above hi (see the values for A307 (6A) 3 'in 3C ). The designation 6A or 12A (the capture oligonucleotides) denotes the length of the respective spacer. This embodiment shows that the difference in the length of the spacer, ie the spacer between the glass surface of a microarray and the binding region of the capture oligonucleotide, has a comparatively small effect on the signal intensity. Thus, the difference between A20 (6A) and A20 (12A) is not particularly pronounced, and there is almost no difference between A307 (12A) and A307 (6A). A slight lowering of the signal at A20 (6A) 3 'compared to A20 (6A) could be caused by quenching effects due to the large spatial proximity of the fluorescent dye to the glass surface.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass bei Mikroarrayhybridisierungsexperimenten falsch negative Resultate dadurch entstehen können, dass eine Markierung sich in einer ungünstigen Position befindet, die zu einer niedrigen Signalintensität führt, wie zum Beispiel im Fall des Fänger-Oligonukleotides A307(6A)3'; ähnliche sterische Effekte der Hybridisierung wurden von Peplies et al. (2003) beschrieben. Dieses Oligonukleotid liefert eine 48-fach niedrigere Signalintensität als A20(6A). Die ungünstigste Position ist weit entfernt von der Zielsequenz.It It is noted in this context that in microarray hybridization experiments false negative results can be caused by a marking yourself in an unfavorable Position that leads to a low signal intensity, such as for example, in the case of the capture oligonucleotide A307 (6A) 3 '; similar steric effects of hybridization were reported by Peplies et al. (2003) described. This oligonucleotide provides a 48-fold lower signal intensity as A20 (6A). The worst Position is far from the target sequence.

Ausführungsbeispiel 3:Embodiment 3

Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass der in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beobachtete Effekt sich durch größere Nähe der Markierung zur Zielsequenz noch verstärken läßt. Dafür wurde ein Antisense-Fängeroligonukleotid verwendet, A1 (6A) in 11, das komplementär zu dem Primeroligonukleotid ist, mit dem mittels PCR die endmarkierte Sonde generiert wurde. Das hat zur Folge, dass die Fluoreszenzmarkierung bereits am ersten Nukleotid des Heteroduplex positioniert ist, der bei der Hybridisierung entsteht. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Fluoreszenzsignal gegenüber einem um 20 Nukleotide verschobenen Fängeroligonukleotid, A20 (6A), um den Faktor 2.3 erhöht. Wie aus 11A und 11B ersichtlich, sind für dazwischen liegende Positionen (A4 (6A) – A14 (6A)) die Signalstärken absteigend schwächer als für A1 (6A). Im Vergleich zu der ungünstigsten Position aus Ausführungsbeispiel 2, A114 (6A), ist nun sogar ein 146-fach stärkeres Signal bei der günstigsten Position A1 (6A) zu beobachten. Eine noch weiter entfernte, aber immer noch relativ mittige Position A188 (6A) führt zu einer noch niedrigen Signalintensität (Faktor 357). Das Ausführungsbeispiel belegt, daß relativ hohe Signalausbeuten zu erhalten sind, wenn die Markierung weniger als 64 Nukleotide von der Zielsequenz entfernt sind, die den Heteroduplex bildet, hier kommt es in diesem Ausführungsbeispiel bereits zu einem 15-fach schwächeren Signal.This embodiment shows that the effect observed in the preceding embodiments can be further enhanced by closer proximity of the tag to the target sequence. An antisense scavenger oligonucleotide was used for this, A1 (6A) in 11 , which is complementary to the primer oligonucleotide, was generated by PCR, the end-labeled probe. As a result, the fluorescent label is already positioned at the first nucleotide of the heteroduplex that results from hybridization. In this embodiment, the fluorescence signal is increased by a factor of 2.3 compared to a 20 nucleotide-shifted capture oligonucleotide, A20 (FIG. 6A). How out 11A and 11B As can be seen, for intermediate positions (A4 (Fig. 6A) - A14 (Fig. 6A)), the signal strengths are descendingly weaker than for A1 (Fig. 6A). Compared to the worst case position of Embodiment 2, A114 (FIG. 6A), even a 146 times stronger signal is now observed at the most favorable position A1 (FIG. 6A). An even more distant but still relatively central position A188 (FIG. 6A) leads to a still low signal intensity (factor 357). The embodiment proves that relatively high signal yields can be obtained if the label is located less than 64 nucleotides from the target sequence forming the heteroduplex, in this embodiment there is already a 15-fold weaker signal.

Der positive Positionseffekt wird auch in 12 verdeutlicht. Wird eine verkürzte markierte Sonde eingesetzt (hier um 113 Nukleotide, so dass der für die PCR eingesetzte Primer zum Fängernukleotid A114 komplementär ist), zeigt sich ein ähnlicher Positionseffekt für andere Fänger-Oligonukleotide. Oligonukleotid A114 (6A), das in 11 bei mittiger Position nur geringe Signalstärken lieferte (130 rel. Intensität), zeigt in 12 als endständiges Fänger-Oligonukleotid hohe Signalstärke (11 800 rel. Intensität). Auch in diesem Beispiel ist wieder ein starker Abfall der Signalintensität (Faktor 5,2) zu beobachten, wenn sich die Markierung in größerer Entfernung (z.B. 74 Nukleotide für A188 (A6), 12A, B) zum gebildeten Hybrid befindet.The positive position effect is also in 12 clarified. If a truncated labeled probe is used (here by 113 nucleotides, so that the primer used for the PCR is complementary to the capture nucleotide A114), a similar positional effect for other capture oligonucleotides is shown. Oligonucleotide A114 (6A), which is described in U.S. Pat 11 in the middle position only low signal strength (130 rel intensity), shows in 12 as a terminal capture oligonucleotide high signal strength (11,800 rel intensity). Again, in this example, a strong decrease in signal intensity (factor 5.2) is observed when the label is at a greater distance (eg 74 nucleotides for A188 (A6), 12A , B) to the formed hybrid.

Ausführungsbeispiel 4:Embodiment 4

Dieses Ausführungsbeispiel zeigt, dass der in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beobachtete Effekt unabhängig von der chemischen Natur der Markierung ist. Die gleichen Experimente wie im Ausführungsbeispiel 2 wurden mit einem Cy3-markiertem Sense-Strang anstelle eines Cy5-markierten Sense-Stranges durchgeführt und lieferten im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 2 beschrieben. Diese Ergebnisse sind in den 4A4C dargestellt, wobei die Markierungen in 4B mit dem Bezugszeichen 10, und das so markierte Zielmolekül mit dem Bezugszeichen 11 versehen ist. In 4A sind jeweils vier Spots von links nach rechts dargestellt, in denen sich Fänger-Oligonukleotide wie im Ausführungsbeispiel 2 beschrieben befinden. In 4B ist von links nach rechts jeweils schematisch dargestellt, wie das jeweilige Fänger-Oligonukleotid mit dem Zielmolekül hybridisiert, und in welcher Position sich die Markierung in Bezug auf das gebildete Hybrid jeweils befindet. 4C zeigt die Signalintensitäten der in 4A gezeigten Spots in der gleichen Reihenfolge.This embodiment shows that the effect observed in the previous embodiments is independent of the chemical nature of the label. The same experiments as in Embodiment 2 were carried out with a Cy3-labeled sense strand instead of a Cy5-labeled sense strand, and gave substantially the same results as described in Example 2. These results are in the 4A - 4C shown, with the marks in 4B with the reference number 10 , and the target molecule thus labeled by the reference numeral 11 is provided. In 4A each four spots are shown from left to right, in which catcher oligonucleotides are as described in Example 2. In 4B is shown schematically from left to right, as the respective capture oligonucleotide hybridizes to the target molecule, and in which position the marker is in relation to the hybrid formed in each case. 4C shows the signal intensities of in 4A shown spots in the same order.

Wie bereits angedeutet, entsprechen die Ergebnisse im Wesentlichen den im Ausführungsbeispiel 2 diskutierten Ergebnissen. Dass eine andere Markierung zu im wesentlichen gleichen Ergebnissen führt, belegt, dass es keine Rolle spielt, welche Art der Fluoreszenz-Markierung gewählt wird, um die Erfindung auszuführen.As already indicated, the results essentially correspond to the in the embodiment 2 discussed results. That another mark too substantially results in the same results, proves that it does not matter what kind of fluorescence label chosen is to carry out the invention.

Ausführungsbeispiel 5:Embodiment 5:

Das in Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Experiment wurde wiederholt mit Cy3-markiertem Sense-Strang und Cy3-markiertem Antisense-Strang. Die Ergebnisse im Fall des Cy3-markierten Sense-Stranges sind in den 5A5C abgebildet, die Ergebnisse des mit dem Cy3-markierten Antisense-Strang durchgeführten Experimentes sind in den 6A6C abgebildet. Die Signalintensität ist jeweils dort am höchsten, wo sich die Markierung 8 in unmittelbarer Nähe zum jeweils gebildeten Hybrid 9 befindet. Bei Verwendung des Cy3-markierten Sense-Stranges als Zielmolekül ist dies im Spot mit der Fängersequenz für S307(6A) der Fall, und beim Cy3-markierten Antisense-Strang im Spot mit der Fängersequenz für A20(6A) (vgl. 5A5C, 6A6C).The experiment described in Example 1 was repeated with Cy3-labeled sense strand and Cy3-labeled antisense strand. The results in the case of the Cy3-labeled sense strand are in the 5A - 5C which are the results of the Cy3-labeled antisense strand experiment in the 6A - 6C displayed. The signal intensity is highest where the marker is 8th in close proximity to each formed hybrid 9 located. When using the Cy3-labeled sense strand as the target molecule, this is the case in the spot with the capture sequence for S307 (6A), and in the Cy3-labeled antisense strand in the spot with the capture sequence for A20 (6A) (cf. 5A - 5C . 6A - 6C ).

Diese mit dem Ausführungsbeispiel 1 vergleichbaren Experimente belegen, dass sowohl Cy3-markierter Sense-Strang als auch Cy3-markierter Antisense-Strang dann mit hohen Signalausbeuten nachweisbar sind, wenn die mit Fängersequenzen gebildeten Hybride die Markierung in unmittelbarer räumlicher Nähe aufweisen. Bei der Sonde A20(6A) oder S307(6A) ist die Signalintensität gegenüber anderen Hybriden bis zu einem Faktor 22 erhöht.These with the embodiment 1 comparable experiments show that both Cy3-labeled Sense strand as well as Cy3-labeled antisense strand then with high Signal yields are detectable when the hybrids formed with capture sequences have the mark in the immediate vicinity. For the A20 probe (6A) or S307 (FIG. 6A) is the signal intensity over other hybrids up to increased by a factor of 22.

Ausführungsbeispiel 6:Embodiment 6:

Dieses Ausführungsbeispiel belegt, dass die Erfindung auch bei Verwendung längerer Oligonukleotide funktioniert. Es wurden in diesem Fall 50mer Oligonukleotide eingesetzt, die jeweils an den äußeren Enden des Zielmoleküls binden. Cy3-markierter Sense-Strang zeigt das stärkere Signal, wenn die Markierung nahe dem Duplex lie gen (A19-68). Die Signalintensität war in diesem Fall gegenüber den übrigen Signalen um den Faktor 2 erhöht.This embodiment demonstrates that the invention also works when using longer oligonucleotides. In this case, 50mer oligonucleotides were used, each at the outer ends of the target molecule tie. Cy3-labeled sense strand shows the stronger signal when the marker near the duplex (A19-68). The signal intensity was in in this case the rest Signals increased by a factor of 2.

Bezeichnung und Sequenzen der verwendeten 50mer Oligonukleotid-Fänger bzw. Zielsequenzen lassen sich der Tabelle 2 in 7B entnehmen, die Position der entsprechenden Bindungsstellen auf dem Sense- bzw. Antisense-Strang des 362 bp langen nifH-Genfragmentes aus dem Stamm BH72 sind schematisch in der 7A dargestellt.Designation and sequences of the 50mer oligonucleotide scavengers or target sequences used can be found in Table 2 in 7B The position of the corresponding binding sites on the sense or antisense strand of the 362 bp nifH gene fragment from strain BH72 are shown schematically in FIG 7A shown.

In 8A sind die Spots eines entsprechenden Mikroarrays dargestellt, wobei sich in einer Reihe jeweils sechs identische Spots befinden. Die in den jeweiligen Spots nachweisbaren Zielsequenzen bzw. befindlichen Fängersequenzen sind in der Darstellung der 8A auf der rechten Seite der dargestellten Mikroarrayoberfläche bezeichnet. In 8B finden sich die entsprechend ermittelten Signalintensitäten in Form einer grafischen Darstellung.In 8A the spots of a corresponding microarray are shown, with six identical spots in each row. The detectable in the respective spots target sequences or catcher sequences are in the presentation of the 8A on the right side of the illustrated microarray surface. In 8B The correspondingly determined signal intensities can be found in the form of a graphical representation.

Dasselbe Experiment wurde mit Cy3-markiertem Antisense-Strang durchgeführt. Auch in diesem Fall zeigte sich das stärkste Signal, wenn die Markierung nahe dem Duplex lag (S289-338), vgl. die 9A, 9B. Auch hier war die Signalintensität bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den übrigen Signalintensitäten etwa um den Faktor 2 erhöht, jedenfalls deutlich verbessert, wie aus 9B für die Sequenz S289-338 hervorgeht.The same experiment was performed with Cy3-labeled antisense strand. Also in this case, the strongest signal was when the label was near the duplex (S289-338), cf. the 9A . 9B , Again, the signal intensity was increased when performing a method according to the invention over the other signal intensities by about a factor of 2, in any case significantly improved, as from 9B for sequence S289-338.

Ausführungsbeispiel 7:Embodiment 7:

Dieses Ausführungsbeispiel belegt, dass auch andere Markierungsstrategien zur Erzeugung von Zielmolekülen eingesetzt werden können. Unter Verwendung unmarkierter PCR-Primer und dem zufälligen Einbau von Fluorescein-12-dUTP („random labeling") wurde ein entsprechend markierter Sense-Strang erzeugt, der mit kurzen Antisense-Oligonukleotiden hybridisiert wurde. In 10A sind links in einem aus Reihen und Kolonnen bestehenden Raster jeweils vier Sondenpunkte bzw. Spots dargestellt. Die Reihen sind von I bis IV durchnumeriert und die Spalten mit a – e bezeichnet. Rechts daneben befindet sich eine schematische Wiedergabe desselben Rasters, wobei in den entsprechenden Rasterflächen die Bezeichnung der in den jeweiligen Spots befindlichen Fänger-Oligonukleotide eingetragen ist. So befinden sich in dem Feld IIa Spots mit den Fänger-Oligonukleotiden A307(6A) usw. In 10E sind die zu den jeweiligen Spots ermittelten Signalintensitäten grafisch dargestellt. Am höchsten sind die Signalintensitäten in dem Spot A20(6A)3' gefolgt von dem Spot A20(6A) und A20(12A).This embodiment demonstrates that other labeling strategies can be used to generate target molecules. Using unlabeled PCR primers and the random incorporation of fluorescein-12-dUTP (random labeling), a suitably labeled sense strand was generated that was hybridized with short antisense oligonucleotides 10A four grid points or spots are shown on the left in a raster consisting of rows and columns. The rows are numbered from I to IV and the columns labeled a - e. To the right is a schematic representation of the same grid, wherein the designation of the catcher oligonucleotides located in the respective spots is entered in the corresponding grid areas. For example, in panel IIa, spots with catcher oligonucleotides A307 (Fig. 6A), etc. are located 10E the signal intensities determined for the respective spots are shown graphically. The signal intensities are highest in the spot A20 (Fig. 6A) 3 'followed by the spot A20 (Fig. 6A) and A20 (Fig. 12A).

Aus Tabelle I in 1B geht hervor, dass das Fänger-Oligonukleotid A20(6A)3' an vier Positionen an T bzw. an U bindet, während das Fänger-Oligonukleotid 307 an 0 Positionen an T bzw. U bindet, so dass eine höhere Einbaurate von Fluoreszenz markierten Nukleotiden bei der A20-Zielsequenz vorliegt. Durch Fluoreszenzmarkierung an diesen Basen liegt folglich eine höhere Fluoreszenzintensität in Duplex bei A20 vor als bei A307, was sich in einer erkennbar höheren Signalintensität (vgl. 10B) niederschlägt.From Table I in 1B It can be seen that the capture oligonucleotide A20 (Fig. 6A) binds 3 'at four positions to T and U, respectively, while the capture oligonucleotide 307 binds to 0 positions at T and U, respectively, so that a higher incorporation rate of fluorescently labeled nucleotides in the A20 target sequence. As a result of fluorescence labeling on these bases, a higher fluorescence intensity is present in duplex at A20 than at A307, which results in a noticeably higher signal intensity (cf. 10B ).

Zusätzlich zu dem wie oben beschriebenen Glasobjektträgern wurden kommerzielle Träger für Mikroarrays verwendet, wie zum Beispiel Aldehyde Slides und Amin Slides, Aldehyd plus Slides der Firma Genetics, QMT® Aldehyde Slides von Peqlab, Pan® Amine Slides von MWG-Biotech. Bei diesen Mikroarrays wurden dieselben Ergebnisse gefunden wie eben anhand der Ausführungsbeispiele 1 – 7 erläutert.In addition to the above-described glass slides commercial carrier for Micro-arrays were used, such as aldehydes and amine Slides slides, aldehyde plus slides the company Genetics, QMT ® slides from aldehydes Peqlab, Pan amines ® slides from MWG-Biotech. In these microarrays, the same results were found as just explained with reference to the embodiments 1-7.

Dies belegt, dass die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit beliebigen Mikroarrays verwendbar ist.This proves that the present invention in connection with any Microarray is usable.

Vorstehend wurde anhand erfindungsgemäß markierter Zielsequenzen, die in Lösung auf DNA-Arrays aufgetragen werden, aufgezeigt, dass die Erfindung strang- und somit sequenzunabhängig ist.above was labeled according to the invention Target sequences in solution applied to DNA arrays, demonstrated that the invention strand and thus sequence independent is.

Im Rahmen der Erfindung ist dies Vorgehensweise ohne weiteres umkehrbar, d.h. es lassen sich zu untersuchende Zielmoleküle auf einem Array vorsehen, die mit erfindungsgemäß markierten, in Lösung befindlichen Fängermolekülen versetzt werden, so dass Duplexe bzw. Komplexe mit hohen Signalintensitäten entstehen. Mit anderen Worten: der Begriff „Zielmolekül" ist so zu lesen, dass er austauschbar ist mit dem Begriff „Fängermolekül" und umgekehrt. Zugleich ist dann der Begriff „Zielsequenz" so zu lesen, dass er auszutauschen ist gegen den Begriff „Fängersequenz" und umgekehrt.In the context of the invention, this procedure is readily reversible, ie it can be Provide target molecules to be examined on an array, which are added according to the invention labeled, in solution catcher molecules, so that duplexes or complexes with high signal intensities arise. In other words, the term "target molecule" should be read as being interchangeable with the term "capture molecule" and vice versa. At the same time, the term "target sequence" is read in such a way that it has to be exchanged for the term "capture sequence" and vice versa.

Auch lässt sich im Rahmen der Erfindung die gesamte Ligandenbindungsreaktion grundsätzlich in Lösung bewerkstelligen.Also let yourself in the context of the invention, the entire ligand binding reaction is basically accomplished in solution.

LiteraturlisteBibliography

  • Beier, M., and D. Hoheisel Jörg. 1999. Versatile derivatisation of solid support media for covalent bonding on DNA-microchips. Nucleic Acids Res. 27:1970-1977.Beier, M., and D. Hoheisel Jorg. 1999. Versatile derivatization of solid support media for covalent bonding on DNA microchips. Nucleic Acids Res. 27: 1970-1977.
  • Benters, R., C. M. Niemeyer, D. Drutschmann, D. Blohm, and D. Wöhrle. 2002. DNA microarrays with PAMAM dendritic linker systems. Nucleic Acids Res. 30: e10.Benters, R., C.M. Niemeyer, D. Drutschmann, D. Blohm, and D. Wöhrle. 2002. DNA microarrays with PAMAM dendritic linker systems. Nucleic Acids Res. 30: e10.
  • Hurek, T., Van Montagu, M., Kellenberger, E., and Reinhold-Hurek, B. (1995) Induction of complex intracytoplasmic membranes related to nitrogen fixation in Azoarcus sp. BH72. Mol Microbiol 18: 225-236.Hurek, T., Van Montagu, M., Kellenberger, E., and Reinhold-Hurek, B. (1995) Induction of complex intracytoplasmic membranes related to nitrogen fixation in Azoarcus sp. BH72. Mol Microbiol 18: 225-236.
  • Hurek, T., Handley, L., Reinhold-Hurek, B., and Piche, Y. (2002) Azoarcus grass endophytes contribute fixed nitrogen to the plant in an unculturable state. Mol Plant-Microb Interact 15: 233-242.Hurek, T., Handley, L., Reinhold-Hurek, B., and Piche, Y. (2002) Azoarcus grass endophytes contribute fixed nitrogen to the plant in an unculturable state. Mol Plant-Microb Interact 15: 233-242.
  • Niemeyer, C., Boldt, L., Ceyhan, B. and Blohm, D. 1999. Evaluation of singlestranded nucleic acids as carriers in the DNA-directed assembly of macromolecules. J. Biomol. Struct. Dyn., 17, 527-538.Niemeyer, C., Boldt, L., Ceyhan, B. and Blohm, D. 1999. Evaluation of singlestranded nucleic acids as carriers in the DNA-directed assembly of macromolecules. J. Biomol. Struct. Dyn., 17, 527-538.
  • Peplies, J., Glöckner, F.O., and Amann, R. 2003. Optimization strategies for DNA microarray-based detection of bacteria with 16S rRNA-targeting oligonucleotide probes. Appl. Environ. Microbiol. 69: 1397-1407.Peplies, J., Glöckner, F.O., and Amann, R. 2003. Optimization strategies for DNA microarray-based detection of bacteria with 16S rRNA targeting oligonucleotide probes. Appl. Environ. Microbiol. 69: 1397-1407.
  • Southern, E., Mir, K., and Shchepinov, M. 1999. Molecular interactions on microarrays. Nature Genet. Suppl. 21: 5-9.Southern, E., Mir, K., and Shchepinov, M. 1999. Molecular interactions on microarrays. Nature Genet. Suppl. 21: 5-9.
  • Zehr, J.P., and McReynolds, L.A. (1989) Use of degenerate oligonucleotides for amplification of the nifH gene from the marine cyanobacterium Trichodesmium thiebautii. Appl Environ Microbiol 55: 2522-2526.Zehr, J.P., and McReynolds, L.A. (1989) Use of degenerate oligonucleotides for amplification of the nifH gene from the marine cyanobacterium Trichodesmium thiebautii. Appl Environ Microbiol 55: 2522-2526.

Claims (26)

Verfahren zum Analysieren von Proben mittels eines Ligandenbindungsverfahrens, bei dem durch Bindung von Zielsequenzen von Zielmolekülen mit Fängersequenzen von Sonden Duplexe oder Komplexe erzeugt und/oder bei dem so erzeugte Duplexe oder Komplexe analysiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Duplexe oder Komplexe in räumlicher Nähe zu und/oder innerhalb der Zielsequenz zumindest eine detektierbare Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen aufweisen.Method for analyzing samples by means of a ligand binding method in which, by binding of target sequences of target molecules with capture sequences of probes, duplexes or complexes are generated and / or duplexes or complexes are analyzed, characterized in that the duplexes or complexes are in close proximity to and / or within the target sequence have at least one detectable label or an accumulation of labels. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Duplexe oder Komplexe ausschließlich in räumlicher Nähe zu und/oder innerhalb der Zielsequenz zumindest eine detektierbare Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen aufweisen.Method according to claim 1, characterized in that that the duplexes or complexes exclusively in close proximity to and / or within the Target sequence at least one detectable label or an accumulation of Have markings. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Fängersequenz verwendet wird, die zu einer Zielsequenz komplementär ist, in deren räumlicher Nähe und/oder innerhalb dieser Zielsequenz sich zumindest eine detektierbare Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen befindet.Method according to claim 1 or 2, characterized that a catcher sequence which is complementary to a target sequence in which spatial Proximity and / or within this target sequence at least one detectable label or a buildup located from markings. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Proben gleichzeitig mittels Ligandenbindung analysiert werden, wobei alle Zielmoleküle entweder zumindest eine detektierbare Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen in räumlicher Nähe zu der jeweiligen Zielsequenz aufweisen.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that multiple samples are simultaneously analyzed by ligand binding be, with all target molecules either at least one detectable label or an accumulation of Markings in spatial Close to have the respective target sequence. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zielmoleküle die gleiche Anzahl von Markierungen aufweisen.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that all target molecules have the same number of marks. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zehn Proben, vorzugsweise zumindest hundert Proben beziehungsweise zumindest tausend Proben gleichzeitig analysiert werden.Method according to claim 4 or 5, characterized that at least ten samples, preferably at least a hundred samples or at least a thousand samples analyzed simultaneously become. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung eine Fluoreszenzmarkierung ist.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the label is a fluorescent label. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluoreszenzmarkierung mittels eines oder mehrerer der folgenden Markierungsmittel erzielt wird: Cy3, Cy5, Fluorescein, Texas-Red, Alexa-Fluor-Farbstoffe und anderer Fluoreszenzfarbstoffe.Method according to claim 7, characterized, that the fluorescent label by means of one or more of the following Marking agent is achieved: Cy3, Cy5, fluorescein, Texas Red, Alexa fluorine dyes and other fluorescent dyes. Verfahren zur Herstellung von Zielmolekülen, die ausschließlich in räumlicher Nähe zur jeweiligen Zielsequenz oder innerhalb der jeweiligen Zielsequenz zumindest eine Markierung aufweisen.Process for the preparation of target molecules which exclusively in spatial Close to respective target sequence or within the respective target sequence have at least one mark. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung der Zielmoleküle mittels enzymatischer Endmarkierung, reverser Transkription, indirekter Markierung und/oder „Sandwich"-Methoden erfolgt.A method according to claim 9, characterized in that the labeling of the target molecules by enzymatic end-labeling, reverse transcription, indirect Marking and / or "sandwich" methods take place. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dabei Zielmoleküle mittels eines PCR-Verfahrens erzeugt werden, bei dem zumindest ein mit einem Markierungsmittel versehener Primer eingesetzt wird.Process according to claim 9, characterized records that target molecules are thereby generated by means of a PCR method in which at least one marker provided with a primer is used. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer mit einem identischen oder einem weiteren Markierungsmittel versehener Primer dabei eingesetzt wird.Method according to claim 11, characterized in that that at least another one with an identical or another Labeling primed primer is used. Verfahren zur Herstellung von Zielmolekülen, die eine Markierung in räumlicher Nähe zur Zielsequenz aufweisen, bei dem Zielmoleküle mittels eines PCR-Verfahrens erzeugt werden, und bei dem zumindest eine Art dNTPs eingesetzt werden, die mit einem Markierungsmittel versehen sind, und bei dem die markierten dNTPs in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz und/oder in die Zielsequenz selbst in dem Zielmolekül eingebaut werden.Process for the preparation of target molecules which a marker in spatial Close to Having target sequence, wherein the target molecules by means of a PCR method and at least one type of dNTPs are used which are provided with a marking agent, and in which the labeled dNTPs in close proximity to the target sequence and / or be incorporated into the target sequence itself in the target molecule. Verfahren zur Herstellung von Zielmolekülen, die eine Markierung in räumlicher Nähe zur oder innerhalb der Zielsequenz aufweisen, bei dem Zielmoleküle mittels eines PCR-Verfahrens erzeugt werden, bei dem zumindest eine Art dNTPs eingesetzt werden, die mit einem Markierungsmittel versehen sind, bei dem die markierten dNTPs in unmittelbarer Nähe zur Zielsequenz und/oder in die Zielsequenz selbst eingebaut werden, und bei dem ein oder mehrere Primer eingesetzt wird oder eingesetzt werden, der oder die mit dem gleichen oder weiteren Markierungsmitteln versehen ist oder sind.Process for the preparation of target molecules which a marker in spatial Close to or within the target sequence, in which target molecules by means of a PCR method are generated in which at least one kind dNTPs are used which are provided with a marking agent where the labeled dNTPs are in close proximity to the target sequence and / or incorporated into the target sequence itself, and in which one or more primers are used or used, the one or more provided with the same or further labeling agents is or are. Zielmoleküle zum Einsatz in einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, die eine Markierung oder eine Anhäufung von Markierungen in räumlicher Nä he zur oder innerhalb der jeweiligen Zielsequenz aufweisen.targets for use in a method according to claims 1 to 8, which is a marker or a buildup Markings in close proximity to or within the respective target sequence. Zielmoleküle nach Anspruch 15 hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14.targets according to claim 15 prepared by a method according to one of claims 9 to 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin Zielmoleküle nach Anspruch 15 oder 16 zum Einsatz kommen.A method according to any one of claims 1 to 8, wherein target molecules are according to Claim 15 or 16 are used. Kit zur Bereitstellung von Zielmolekülen für die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: – Primer zur Generierung von Zielmolekülen, die ausschließlich in Nachbarschaft zur oder innerhalb der Zielsequenz eine Markierung aufweisen, und – gegebenenfalls Puffer und anderer Hilfssubstanzen.Kit for providing target molecules for performing a Method according to one of the claims 1 to 8, comprising: - primer for the generation of target molecules, the exclusively a label adjacent to or within the target sequence have, and - possibly Buffers and other auxiliary substances. Satz von Fängermolekülen, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: – eine vorbestimmte Anzahl unterschiedlicher Fängermoleküle umfassend jeweils unterschiedliche Fängersequenzen, die jeweils zum Ausbilden von Ligandenbindungen mit Zielsequenzen von Zielmolekülen derart ausgebildet sind, dass sie komplementär zu den jeweiligen Abschnitten der Zielsequenzen sind, die sich in räumlicher Nähe zu einer Markierung bzw. einer Anhäufung von Markierungen befinden.Set of catcher molecules, to execution A method according to any one of claims 1 to 8, comprising: - a predetermined Including number of different capture molecules each different catcher sequences, each for forming ligand bonds with target sequences of target molecules are formed such that they are complementary to the respective sections are the target sequences that are in spatial proximity to a marker or an accumulation of markings. Satz nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung bzw. Anhäufung von Markierungen weniger als 100 Basen, vorzugsweise weniger als 50 bzw. 30 Basen von der Zielsequenz beabstandet sind oder sich innerhalb der Zielsequenz befinden.Set according to claim 19, characterized in that the marking or accumulation of labels less than 100 bases, preferably less than 50 or 30 bases apart from the target sequence or themselves located within the target sequence. Satz nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fängermoleküle Oligonukleotide sind.Set according to claim 19 or 20, characterized that the capture molecules oligonucleotides are. Satz nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest 10, 30, 50, 100, 1.000 beziehungsweise 5.000 unterschiedliche Fängersequenzen aufweist.Kit according to one of Claims 19 to 21, characterized that he has at least 10, 30, 50, 100, 1,000 or 5,000 different capture sequences having. Satz nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fängersequenzen Bestandteile der Sonden eines DNA-Arrays sind.Set according to one of Claims 19 to 22, characterized that the catcher sequences constituents are the probes of a DNA array. Verfahren zum Bestimmen von Fängersequenzen die jeweils zum Ausbilden von Ligandenbindungen mit Zielsequenzen von Zielmolekülen derart ermittelt werden, dass sie komplementär zu den jeweiligen Abschnitten der Zielsequenzen sind, die sich in räumlicher Nähe zu einer Markierung bzw. einer Anhäufung von Markierungen befinden.Method for determining catcher sequences each for Forming ligand bonds with target sequences of target molecules so determined be that they are complementary to the respective sections of the target sequences, which are in spatial Close to a mark or an accumulation of markings. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Fängersequenzen derart bestimmt werden, dass die Markierung bzw. Anhäufung von Markierungen weniger als 100 Basen, vorzugsweise weniger als 60, 50, 30 bzw. 20 Basen von der Zielsequenz beabstandet sind oder sich innerhalb der Zielsequenz befinden.Method according to Claim 24, characterized that the catcher sequences be determined so that the marking or accumulation of Labels less than 100 bases, preferably less than 60, 50, 30, and 20 bases, respectively, from the target sequence located within the target sequence. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fängersequenzen mittels eines Computerprogramms berechnet werden.Method according to claim 24 or 25, characterized that the catcher sequences means of a computer program.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0721016A2 (en) * 1994-10-21 1996-07-10 Affymax Technologies N.V. Nucleic acid library arrays, methods for synthesizing them and methods for sequencing and sample screening using them
WO1998023776A1 (en) * 1996-11-29 1998-06-04 Amersham Pharmacia Biotech Uk Ltd. Method for determining tandem repeat sequence length
WO1998053103A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Clontech Laboratories, Inc. Nucleic acid arrays
US5871928A (en) * 1989-06-07 1999-02-16 Fodor; Stephen P. A. Methods for nucleic acid analysis
US6027889A (en) * 1996-05-29 2000-02-22 Cornell Research Foundation, Inc. Detection of nucleic acid sequence differences using coupled ligase detection and polymerase chain reactions
WO2001023600A2 (en) * 1999-09-29 2001-04-05 Rosetta Inpharmatics, Inc. Methods of ranking oligonucleotides for specificity using wash dissociation histories

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5871928A (en) * 1989-06-07 1999-02-16 Fodor; Stephen P. A. Methods for nucleic acid analysis
EP0721016A2 (en) * 1994-10-21 1996-07-10 Affymax Technologies N.V. Nucleic acid library arrays, methods for synthesizing them and methods for sequencing and sample screening using them
US6027889A (en) * 1996-05-29 2000-02-22 Cornell Research Foundation, Inc. Detection of nucleic acid sequence differences using coupled ligase detection and polymerase chain reactions
WO1998023776A1 (en) * 1996-11-29 1998-06-04 Amersham Pharmacia Biotech Uk Ltd. Method for determining tandem repeat sequence length
WO1998053103A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Clontech Laboratories, Inc. Nucleic acid arrays
WO2001023600A2 (en) * 1999-09-29 2001-04-05 Rosetta Inpharmatics, Inc. Methods of ranking oligonucleotides for specificity using wash dissociation histories

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Peplies,J., Flöckner,F.O., Amann,R.: Optimization Strategies for DNA Microarray-Based Detection of Bacteria with 16S rRNA-Targeting Oligonucleot- ide Probes. Applied and Environmental Microbiology 2003, Vol. 69, No. 3, S. 1397-1407
Peplies,J., Flöckner,F.O., Amann,R.: Optimization Strategies for DNA Microarray-Based Detection of Bacteria with 16S rRNA-Targeting Oligonucleot- ide Probes. Applied and Environmental Microbiology2003, Vol. 69, No. 3, S. 1397-1407 *

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