DE19937512B4 - Method and apparatus for rapid genome sequencing by linearization or separation of the DNA - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft den Bereich der Molekularbiologie und Genomik. Zwei prinzipiell verschiedene Sequenzierungsverfahren werden heute praktisch ausnahmslos angewendet. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung ist eine schneellere und billigere Sequenzierung von Genome zu erreichen. Die Sequenzierung eines pro- oder eukaryotischen z. B. eines menschlichen Chromosoms soll z. B. innerhalb eines Monats oder einer Woche gelingen und möglichst automatisch ablaufen. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass eine gereinigte genomische DNA-Sequenz oder eine ungereinigte DNA-Sequenz eines, in einem Gemisch von Proteasen zersetzten Anaphase, Telophase, G1-Phase bzw. Mitose oder Interphase-Chromosoms auf einer langen Platte (LP), auf einem Lineal oder auf bzw. entlang eines langen Stabs geradlinig gelegt bzw. linearisiert und dann mit solchen Verfahrn wie z. B. Laser-Scanning-Mikroskopie z. B. unter schwachen UV-Bestrahlung (260-280 nm oder 200-250 nm), welche von der DNA absolbiert wird, Raster-Tunnel-Mikroskopie, Elektronen-Mikroskopie (EM), NMR- oder eine andere spektroskopische Analyse, CD (Circular Dichroism)) oder mit einem anderen Verfahren sequenziert wird.The invention relates to the field of molecular biology and genomics. Two principally different sequencing methods are used virtually invariably today. DOLLAR A The object of the invention is to achieve a faster and cheaper sequencing of genomes. The sequencing of a pro- or eukaryotic z. B. a human chromosome z. B. succeed within a month or a week and run as automatically as possible. DOLLAR A The object of the invention is achieved by a purified genomic DNA sequence or an unpurified DNA sequence of anaphase, telophase, G1-phase or mitosis or interphase chromosome decomposed in a mixture of proteases on a long plate ( LP), linearized on a ruler or on or along a long bar and then with such procedures such. B. laser scanning microscopy z. B. under weak UV irradiation (260-280 nm or 200-250 nm), which is absolubilized by the DNA, scanning tunneling microscopy, electron microscopy (EM), NMR or other spectroscopic analysis, CD (Circular Dichroism)) or sequenced by another method.

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der Molekularbiologie und Genomik. Zwei prinzipiell verschiedene Sequenzierungsverfahren werden heute praktisch ausnahmslos angewendet.The The invention relates to the field of molecular biology and genomics. Two fundamentally different sequencing methods are used today practically invariably applied.

Das erste Verfahren beruht auf einer basenspezifischen chemischen Spaltung am Ende radioaktiv markierter DNA-Fragmente (Maxam-Gilbert-Methode). In 4 verschiedenen Reaktionsansätzen werden die DNA Fragmente an den 4 Basen partiell basenspezifisch modifiziert. Danach wird die modifizierte Base von der Desoxyribose entfernt und die Phosphodiesterbindung an dieser Stelle im DNA-Rückgrat hydrolysiert. Die entstandenen Fragmente werden dann auf sehr dünnen Polyacrylamidgelen im elektrischen Feld nach der Größe getrennt. Nach Autoradiographie sind nur die Fragmente sichtbar, die noch ein intaktes Ende besitzen, da die DNA nur dort radioaktiv markiert wurde.The The first method is based on a base-specific chemical cleavage at the end of radioactively labeled DNA fragments (Maxam-Gilbert method). In 4 different reactions the DNA fragments on the 4 bases become partially base-specific modified. Thereafter, the modified base of the deoxyribose removed and the phosphodiester bond hydrolyzed at this point in the DNA backbone. The resulting fragments are then on very thin polyacrylamide gels separated in the electric field according to size. After autoradiography only the fragments are visible, which are still one possess intact end, since the DNA is only radioactively labeled there has been.

Das zweite, heute wesentlich verbreitetere Verfahren basiert auf der enzymatischen Neusynthese der zu sequenzierenden DNA in Gegenwart nukleotidspezifischer Inhibitoren (Sanger-Methode). Ausgehend von einem kurzen Oligonukleotid (Primer) wird in 4 getrennten Ansätzen an der zu sequenzierenden DNA ein DNA-Strang neusynthetisiert. Gleichzeitig wird die neusynthetisierte DNA unter Einbau von 32P-dATP radioaktiv markiert. Jedem Ansatz wird jedoch neben den für die DNA-Synthese notwendigen Substraten (dNTPs) einer von 4 nukleotidspezifischen Inhibitoren zugesetzt. Hierbei handelt es sich um Didesoxynukleosidtriphosphate (ddNTPs), denen nicht nur die 2'-OH-Gruppe, sondern auch die 3'-OH-Gruppe der Desoxyribose fehlt. Didesoxynukleosidtriphosphate werden ebenso wie Desoxynukleosidtriphosphate von der DNA-Polymerase als Substrate verwendet. Werden sie jedoch statt eines Desoxynukleosidtriphosphats statistisch in die DNA eingebaut, so kann an dieser Stelle die DNA-Kette nicht mehr verlängert werden, da ja die 3'-OH-Gruppe fehlt. In jedem der 4 Reaktionsansätze befindet sich also eine Population von DNA-Molekülen, die zum einen alle radioaktiv markiert sind, die zum anderen alle in Form des Primers ein identisches 5'-Ende tragen, und die sich schließlich aber in der Länge bis zum jeweils basenspezifischen 3'-Ende hin unterscheiden. Diese Fragmente werden wiederum auf dünnen Polyacrylamidgelen im elektrischen Feld nach Größe getrennt und durch Autoradiographie dargestellt.The second method, which is much more common today, is based on the enzymatic re-synthesis of the DNA to be sequenced in the presence of nucleotide-specific inhibitors (Sanger method). Starting from a short oligonucleotide (primer), a DNA strand is re-synthesized in 4 separate batches on the DNA to be sequenced. At the same time, the newly synthesized DNA is radiolabeled by incorporation of 32 P-dATP. However, each batch is added to one of 4 nucleotide-specific inhibitors in addition to the substrates (dNTPs) required for DNA synthesis. These are dideoxynucleoside triphosphates (ddNTPs), which lack not only the 2'-OH group but also the 3'-OH group of deoxyribose. Dideoxynucleoside triphosphates, as well as deoxynucleoside triphosphates, are used as substrates by the DNA polymerase. However, if they are randomly incorporated into the DNA instead of a deoxynucleoside triphosphate, then at this point the DNA chain can no longer be extended, since the 3'-OH group is missing. In each of the 4 reaction approaches, therefore, there is a population of DNA molecules that are all radiolabeled on the one hand, on the other hand all in the form of the primer have an identical 5 'end, and finally but in length to each distinguish base-specific 3 'end. These fragments are again size-separated on thin polyacrylamide gels in the electric field and displayed by autoradiography.

Der Hauptnachteil dieser Sequenzanalysen besteht im großen Zeit- und Finanzaufwand. Vom Beginn des Projektes bis zu dem Punkt, wo ein Genom komplett sequenziert wird, können Jahre und sogar Jahrzehnte vergehen, z.B. wurde das "Human Genome Projekt" im Jahre 1973 begonnen und wird voraussichtlich im 2003 beendet.Of the The main disadvantage of these sequence analyzes is the long-term and financial expenses. From the beginning of the project to the point where A genome completely sequenced can take years and even decades pass, e.g. became the "Human Genome Project "im Started in 1973 and is expected to finish in 2003.

Die DE 199 29 530 A1 des Erfinders, Anmeldetag 28.06.1999, Offenlegungstag 04.01.2001, beschreibt in den 7 und 11 bis 14 und in Anspruch 18 die gleichzeitige Sequenzierung mehrerer Abschnitte eines DNA-Moleküls, das über zwei zylindrische Körper bewegt wird. Nach Anspruch 9 dieser Schrift können die DNA-Moleküle auch auf einer langen Platte abgelegt sein.The DE 199 29 530 A1 of the inventor, filing date 28.06.1999, disclosure 04.01.2001, describes in the 7 and 11 to 14 and in claim 18, the simultaneous sequencing of multiple sections of a DNA molecule moved across two cylindrical bodies. According to claim 9 of this document, the DNA molecules can also be stored on a long plate.

Die US 5 079 169 A zeigt in 9B die Aufsicht auf ein DNA-Molekül, das auf einer langen Platte abgelegt ist. In 6C dieser Schrift wird das Auseinanderziehen des DNA-Moleküls gezeigt. Die Sequenzierung erfolgt nach Spalte 3, Zeilen 62 bis 65 dieser Schrift durch Mikroskopie.The US 5 079 169 A shows in 9B the supervision of a DNA molecule deposited on a long plate. In 6C This document shows the pulling apart of the DNA molecule. The sequencing is carried out according to column 3, lines 62 to 65 of this document by microscopy.

Die US 5 674 743 A beschreibt in Spalte 8, Zeilen 6 bis 9 die Sequenzierung lineargestreckter DNA-Moleküle durch Detektoren.The US 5,674,743 A describes in column 8, lines 6 to 9, the sequencing of linearly stretched DNA molecules by detectors.

Die Aufgabe der Erfindung ist, eine schnellere und billigere Sequenzierung von Genomen zu erreichen. Die Sequenzierung eines pro- oder eukaryontischen Genoms bzw. menschlicher Chromosomen soll z.B. innerhalb eines Monats oder einer Woche gelingen und möglichst automatisch ablaufen.The The object of the invention is a faster and cheaper sequencing of genomes. The sequencing of a pro- or eukaryotic Genome or human chromosomes should e.g. within a month or a week succeed and possible run automatically.

Die Aufgabe der Erfindung wird, dadurch gelöst, dass ein gereinigtes genomisches DNA-Molekül oder ein ungereinigtes DNA-Molekül eines, in einem Gemisch von Proteasen zersetztes Anaphase-, Telophase-, G1-Phase- bzw. Mitose- oder Interphase-Chromosom auf einer langen Platte (LP), auf einem Lineal oder auf bzw. entlang eines langen Stabs geradlinig gelegt bzw. linearisiert oder auseinander gezogen und dann mit solchen Verfahren wie z.B. Laser-Scanning-Mikroskopie z.B. unter schwacher UV-Bestrahlung (260–280 nm oder 200–250 nm), welche von der DNA absorbiert wird, Raster-Tunnel-Mikroskopie, Elektronen-Mikroskopie (EM), NMR- oder anderen spektroskopischen Analysen, CD (Circular Dichroism) oder mit einem anderen physikalisch-optischen Verfahren sequenziert wird.The The object of the invention is achieved in that a purified genomic DNA molecule or a unpurified DNA molecule anaphase, telophase, decomposed in a mixture of proteases, G1-phase or mitosis or interphase chromosome on a long Plate (LP), on a ruler or on or along a long Stabs laid straight or linearized or pulled apart and then with such methods as e.g. Laser scanning microscopy e.g. under low UV irradiation (260-280 nm or 200-250 nm), which is absorbed by the DNA, scanning tunneling microscopy, electron microscopy (EM), NMR or other spectroscopic analyzes, CD (Circular Dichroism) or with another physico-optical method is sequenced.

Vorbereitungpreparation

a) Reinigung der genomischen, z.B. chromosomalen DNA-Molekülea) purification of the genomic, e.g. chromosomal DNA molecules

Ein DNA-Molekül in Form eines aus dem Zellkern isolierten Chromosoms, aus dem Plasma einer isolierten Organelle, oder eine virale oder eine bakterielle DNA oder DNA anderer Herkunft wird durch Abbau chromosomaler Proteine bzw. Organellen-Proteine von den Proteinen getrennt und dann z.B. durch Zentrifugation gereinigt.A DNA molecule in the form of a nucleus isolated chromosome, from the plasma of an isolated organelle, or a viral or a Bacterial DNA or DNA of other origin is separated by degradation of chromosomal proteins or organelle proteins from the proteins and then purified, for example by centrifugation.

Um einen Abbau chromosomaler Proteine zu erreichen, wird mindestens ein Chromosom mit einem Gemisch von Proteasen inkubiert. Das Gemisch von Proteasen enthält z.B. Chymotrypsin, Streptomyces griseus-Protease (Pronase), Aspergillus oryzae-Protease, Subtilisin, Elastase, Pepsin, Papain, Bromealin u.a. Proteasen und Dithiothreitol, welches Disulfidbrücken in Proteine reduziert.Around to achieve a degradation of chromosomal proteins, at least a chromosome is incubated with a mixture of proteases. The mixture of Contains proteases e.g. Chymotrypsin, Streptomyces griseus protease (pronase), Aspergillus oryzae protease, subtilisin, elastase, pepsin, papain, bromealin et al Proteases and dithiothreitol, which disulfide bridges in Reduced proteins.

Durch diese Protease werden die chromosomalen Proteine zersetzt, wobei das DNA-Molekül nicht angegriffen und freigesetzt wird. Das DNA-Molekül wird z.B. durch Zentrifugation z.B. im Cäsiumchlorid Gradient oder Gelelektrophorese gereinigt.By this protease decomposes the chromosomal proteins, wherein the DNA molecule is not attacked and released. The DNA molecule is e.g. by centrifugation e.g. in cesium chloride Gradient or gel electrophoresis cleaned.

b) Präparation des gereinigten DNA-Molekülsb) Preparation of the purified DNA molecule

Für die Sequenzierung ist eine Immobilisierung der beiden Enden des genomischen DNA-Moleküls an bestimmte Substrate notwendig. Diese Substrate können z.B. viereckig oder kreisförmig sein, wobei eine Seite bzw. Oberfläche z.B. eines Vierecks oder Kreises mit einem Glasstab verbunden ist und an der anderen Oberfläche ein kurzes synthetisches DNA-Molekül, wie z.B. ein Poly(G/C)n-Molekül immobilisiert ist. Die viereckigen Substrate können sich entlang einer langen Platte (LP) bzw. auf der Oberfläche der LP oder über eine Nut in der LP bewegen. Die kreisförmigen Substrate können sich auch entlang der LP bzw. über oder in der Nut in der LP bewegen. Das kurze synthetische DNA-Molekül kann z.B. in einem DNA-Synthetisierer hergestellt werden und entweder durch ein Sauerstoffatom oder z.B. durch Polylysin-Polyhistidin-Fusionspeptide, die auf einer Nickel-haltigen Oberfläche befestigt sind, an die Substrate immobilisiert werden. Die LP weist mindestens eine Vertiefung auf, die entweder klein oder wie ein Reagenzglas sein kann. Die lange Platte (LP) besteht z.B. aus Glas, Silizium oder einem Metall wie z.B. Gold oder Kupfer. Die LP kann fest oder elastisch bzw. biegsam sein. Die Oberfläche der LP kann gut bzw. präzise oder nicht gut geschliffen sein. Auf der LP können sich ein, zwei oder mehrere Substrate bewegen, die sich über dem Niveau der Vertiefung und der Nut befinden. Die beiden freien Enden der an zwei Substrate immobilisierten synthetischen DNA-Moleküle befinden sich in der Vertiefung, aber sind relativ weit voneinander entfernt, um die Ligation zwischen diesen freien Enden zu verhindern. Die Immobilisierung des genomischen oder chromosomalen DNA-Moleküls wird durch die Ligation eines oder beider Enden dieses genomischen DNA- Moleküls mit den freien Enden der kurzen synthetischen DNA-Moleküle z.B. Poly(G/C)n, die jeweils mit einem Ende am beweglichen Substrat immobilisiert sind, in der Vertiefung der LP und unter Zugabe von DNA-Ligasen und ATP erreicht.For sequencing is an immobilization of the two ends of the genomic DNA molecule to certain Substrates necessary. These substrates may e.g. be square or circular, where a page or surface e.g. a rectangle or circle is connected to a glass rod and on the other surface a short synthetic DNA molecule, e.g. immobilized a poly (G / C) n molecule is. The quadrangular substrates can along a long plate (LP) or on the surface of the LP or over move a groove in the LP. The circular substrates can become also along the LP or over or move in the groove in the LP. The short synthetic DNA molecule may e.g. in a DNA synthesizer and either by a Oxygen atom or e.g. by polylysine-polyhistidine fusion peptides, which are mounted on a nickel-containing surface to which Substrates are immobilized. The LP has at least one depression which can be either small or as a test tube. The long disk (LP) consists e.g. made of glass, silicon or a metal such as. Gold or copper. The LP can be fixed or elastic or be flexible. The surface the LP can be good or precise or not honed well. On the LP can be one, two or more Move substrates that are over the level of the depression and the groove. The two free Ends of the immobilized on two substrates synthetic DNA molecules are located yourself in the depression, but are relatively far apart, to prevent the ligation between these free ends. The Immobilization of the genomic or chromosomal DNA molecule becomes by the ligation of one or both ends of this genomic DNA molecule with the free ends of the short synthetic DNA molecules e.g. Poly (G / C) n, respectively are immobilized at one end to the movable substrate, in the Deepening of the LP and achieved with the addition of DNA ligases and ATP.

c) Ligation der beiden Enden der gereinigten oder ungereinigten genomischen oder chromosomalen DNA-Moleküle mit den freien Enden der synthetischen DNA-Moleküle der Substratec) Ligation of the two Terminals of the purified or unpurified genomic or chromosomal DNA molecules with the free ends of the synthetic DNA molecules of the substrates

Das gereinigte genomische z.B. chromosomale DNA-Molekül wird in die Vertiefung in der oder auf der Oberfläche der langen Platte (LP) oder ihrer Nut gelegt. Danach gibt man einen Gemisch mit DNA-Ligasen z.B. T4-Ligasen und ATP in diese Vertiefung, damit die beiden Enden des gereinigten genomischen DNA-Moleküls mit den beiden freien Enden der synthetischen DNA-Moleküle wie z.B. Poly(G/C)n des Substrats ligiert werden. In der Vertiefung kann auch ein G1-Phase- bzw. ein Interphase oder ein Mitose-Chromatin gelegt werden. In diesem Fall gibt zuerst man einen Gemisch mit Proteasen wie z.B. Chymotrypsin, Streptomyces griseus-Protease, Aspergillus oryzae-Protease, Subtilisin, Elastase, Pepsin, Papain u.a. Proteasen, damit die chromosomalen Proteine ohne Beeinträchtigung der DNA zersetzt werden, und danach einen Gemisch mit T4-Ligasen, ATP und Inhibitoren der Proteasen in die Vertiefung auf der LP.The purified genomic e.g. chromosomal DNA molecule is in the depression in or on the surface of the long plate (LP) or her groove. Thereafter, a mixture with DNA ligases e.g. T4 ligases and ATP in this well, so the two ends of the purified genomic DNA molecule with the two free ends the synthetic DNA molecules such as. Poly (G / C) n of the substrate are ligated. In the depression may also be a G1-phase or an interphase or a mitotic chromatin be placed. In this case, you first give a mixture Proteases, e.g. Chymotrypsin, Streptomyces griseus protease, Aspergillus oryzae protease, subtilisin, elastase, pepsin, papain et al Proteases to allow the chromosomal proteins without impairment DNA and then a mixture with T4 ligases, ATP and inhibitors of proteases in the well on the LP.

Man kann mehrere miteinander ligierte Chromosomen oder chromosomale DNA-Moleküle in die Vertiefung auf der LP einführen, damit die Sequenzierung des gesamten Genoms ununterbrochen verlaufen kann.you can be several mutually ligated chromosomes or chromosomal DNA molecules Insert into the well on the LP to allow sequencing of the entire genome can be uninterrupted.

Für die Ligation der Chromosomen nimmt man z.B. G1-Phase-Chromosomen und behandelt ihre Telomer-Abschnitte, so dass die Telomer-Bereiche frei werden. Danach mischt man diese Chromosomen, deren Telomer-Abschnitte frei sind, mit DNA-Ligasen und ATP. Dabei werden die Telomer-Abschnitte verschiedener Chromosomen miteinander ligiert. Man führt diese ligierten Chromosomen in ein Gemisch von Proteasen ein, wonach die chromosomalen Proteine ohne Beeinträchtigung der DNA zersetzt werden und die DNA-Moleküle freigelegt bzw. entschraubt werden.For the ligation the chromosomes are taken e.g. G1-phase chromosomes and treated their Telomere sections so that the telomere areas become free. After that mix these chromosomes, whose telomere sections are free, with DNA ligases and ATP. Thereby the telomere sections become different Chromosomes ligated together. One introduces these ligated chromosomes in a mixture of proteases, after which the chromosomal proteins without impairment The DNA are decomposed and the DNA molecules uncovered or unscrewed become.

Linearisierung oder Auseinanderziehenlinearization or pulling apart

Nach der Ligation der beiden Enden der gereinigten oder ungereinigten genomischen bzw. chromosomalen DNA-Moleküle mit den freien Enden der kurzen synthetischen DNA-Moleküle z.B. (G/C)n, die jeweils mit einem Ende an die beweglichen Substrate immobilisiert sind, werden diese Substrate auf der langen Platte (LP) in entgegengesetzten Richtungen langsam bewegt. Das freigelegte DNA-Molekül wird auseinander gezogen. Dabei wird dieses DNA-Molekül auf der Oberfläche der Nut der LP gestreckt oder geradlinig gelegt bzw. linearisiert.To the ligation of the two ends of the purified or unpurified genomic or chromosomal DNA molecules with the free ends of the short synthetic DNA molecules e.g. (G / C) n, which are each immobilized at one end to the movable substrates, These substrates are opposed on the long plate (LP) Directions slowly moved. The exposed DNA molecule will diverge drawn. This DNA molecule is on the surface of the Groove of the LP stretched or rectilinear or linearized.

Sequenzierungsequencing

Nach der Linearisierung der genomischen oder chromosomalen DNA-Moleküle auf der langen Platte (LP) wird ein DNA-Molekül mit Verfahren wie z.B. Laser-Scanning, Elektronen- oder Raster-Tunnel-Mikroskopie, NMR- oder anderen spektroskopischen Analysen oder anderen physikalisch-optischen Verfahren sequenziert werden.To the linearization of genomic or chromosomal DNA molecules on the long plate (LP) is a DNA molecule with methods such. Laser scanning, Electron or Scanning tunneling microscopy, NMR or other spectroscopic analyzes or other physico-optical methods.

Das linearisierte DNA-Molekül kann durch mehrere Sequenzierer und auch mit verschiedenen Fragmenten sequenziert werden. Dieser Vorgang wird hier als eine "multiparallele Sequenzierung" (MS) bezeichnet. Um die Sequenzierung relativ zu vereinfachen, kann man die Oberfläche der LP bzw. der Nute mit einem Gemisch von Helicasen, wie z.B. 3'-5' E. coli Rep Helicase, und ATP beschichten, damit die linearisierte doppelsträngige oder dsDNA in zwei komplementäre einzelsträngige ssDNA-Moleküle geteilt wird. Man kann die ganze LP oder nur die Vertiefung erhitzen, damit alle Wasserstoffbrücken und DNA-DNA-Interaktionen gelöst werden.The linearized DNA molecule can through multiple sequencers and also with different fragments be sequenced. This process is referred to herein as "multi-parallel sequencing" (MS). To simplify the sequencing relatively, one can see the surface of the LP or groove with a mixture of helicases, e.g. 3'-5 'E. coli Rep Helicase, and ATP coat so that the linearized double-stranded or dsDNA in two complementary single ssDNA molecules is shared. You can heat the whole LP or just the deepening, so that all hydrogen bonds and DNA-DNA interactions solved become.

In der 1 ist ein Interphase- z.B. G1-Phase-, ein Mitose-Chromosom oder ein Anaphase-Chromatin 10, welches in ein Gemisch von Proteasen 11 im Reagenzglas 9 gelegt wird, und Pipette 20 mit dem gereinigten genomischen oder chromosomalen DNA-Molekül 7 schematisch dargestellt. Die drei Pfeile vom Reagenzglas 9 zur Pipette 20 bedeuten Abtrennung, Reinigung des Moleküls 7 und die Einführung in die Pipette 20, nachdem die chromosomalen Proteinen im Gemisch von Proteasen 11 degradiert werden.In the 1 is an interphase eg G1-phase, a mitosis chromosome or anaphase chromatin 10 which is in a mixture of proteases 11 in the test tube 9 is placed, and pipette 20 with the purified genomic or chromosomal DNA molecule 7 shown schematically. The three arrows from the test tube 9 to the pipette 20 mean separation, purification of the molecule 7 and the introduction to the pipette 20 After the chromosomal proteins in the mixture of proteases 11 be demoted.

In der 2 ist eine lange Platte (LP) 2, und die Vertiefung 3 in der LP2 dargestellt.In the 2 is a long record (LP) 2 , and the depression 3 shown in the LP2.

In der 2a ist die LP2 ohne Nut und die Vertiefung 3 dargestellt. Die Sicht A zeigt die LP2 von der Seite. Die Sicht B zeigt LP2 von oben und die Sicht C zeigt die LP2 von vorne. Die Sicht D ist eine Raumsicht der LP2.In the 2a is the LP2 without groove and the recess 3 shown. The view A shows the LP2 from the side. The view B shows LP2 from above and the view C shows the LP2 from the front. The view D is a view of the LP2.

In der 2b ist die LP2 mit der Nut 5 und Vertiefung 3 dargestellt. Die Sicht A zeigt die LP2 mit der Nut 5 und die Vertiefung 2 von oben. Die Sicht B ist eine Raumsicht der LP2 mit dem Nut 5 aber ohne die Vertiefung 3. Die Sicht C zeigt auch eine Raumansicht der LP2 mit der Nut 5 und der Vertiefung 3.In the 2 B is the LP2 with the groove 5 and deepening 3 shown. The view A shows the LP2 with the groove 5 and the depression 2 from above. The view B is a view of the LP2 with the groove 5 but without the depression 3 , The view C also shows a room view of the LP2 with the groove 5 and the depression 3 ,

In der 2c ist ein langer Stab als eine Konfiguration der LP2, mit dem Nut 5 und der Vertiefung 3 von oben dargestellt (Sicht A). Die Sicht B zeigt die Nut 5 und die Vertiefung 3 in diesem Stab schematisch von vorne.In the 2c is a long rod as a configuration of the LP2, with the groove 5 and the depression 3 shown from above (view A). The view B shows the groove 5 and the depression 3 in this rod schematic from the front.

In den 3a und 3b sind kreis- und viereck-förmige Substrate 17, die mit den Glasstäben 16 verbunden bzw. auf diesen Stäbe befestigt sind, dargestellt.In the 3a and 3b are circular and quadrilateral substrates 17 that with the glass rods 16 connected or mounted on these rods are shown.

In der 3a ist ein Substrat 17 mit dem Glasstab 16 und dem synthetischen DNA-Molekül 4 dargestellt (Sicht A). Die Sicht B1 zeigt ein kreisförmiges Substrat 17 mit dem in der Mitte immobilisierten Molekül 4 von unten. Die Sicht B2 zeigt ein viereckiges Substrat 17 mit dem in der Mitte immobilisierten Molekül 4 von unten. Das Molekül 4 ist durch ein Sauerstoffatom an Substrat 17 immobilisiert.In the 3a is a substrate 17 with the glass rod 16 and the synthetic DNA molecule 4 represented (view A). The view B1 shows a circular substrate 17 with the molecule immobilized in the middle 4 from underneath. The view B2 shows a quadrangular substrate 17 with the molecule immobilized in the middle 4 from underneath. The molecule 4 is by an oxygen atom on substrate 17 immobilized.

In der 3b ist ein Substrat 17, welches auf einem Stab befestigt und unten mit Nickel-NTA oder Ni-NTA (Nickel-Nitrilo-acetische Säure) Schicht 15 beschichtet ist, und das Molekül 4 schematisch dargestellt. Die Ni-NTA-Schicht 15 interagiert mit einer Schicht aus gereinigten Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptiden 14, an welchem das Molekül 4 immobilisiert ist. Polyhistidin bindet an Nickel-NTA bzw. Ni-NTA und Polylvsin bindet ein DNA-Molekül (Sicht A). So kann auf diesem Substrat das synthetische Molekül 4 mit einem Ende immobilisiert werden. Das andere Ende bleibt frei. Sicht B1 zeigt ein kreisförmiges Substrat 17 mit dem in der Mitte immobilisierten Molekül 4 und der Ni-NTA-Schicht von unten. Sicht B2 zeigt ein viereckiges Substrat 17 mit dem in der Mitte immobilisierten Molekül 4 und der Ni-NTA-Schicht von unten.In the 3b is a substrate 17 Mounted on a rod and bottom with nickel-NTA or Ni-NTA (nickel-nitrilo-acetic acid) layer 15 is coated, and the molecule 4 shown schematically. The Ni-NTA layer 15 interacts with a layer of purified polyhistidine-polylysine fusion peptides 14 on which the molecule 4 is immobilized. Polyhistidine binds to nickel-NTA or Ni-NTA, and polylvsin binds to a DNA molecule (view A). So can on this substrate the synthetic molecule 4 be immobilized with one end. The other end remains free. View B1 shows a circular substrate 17 with the molecule immobilized in the middle 4 and the Ni-NTA layer from below. View B2 shows a quadrangular substrate 17 with the molecule immobilized in the middle 4 and the Ni-NTA layer from below.

In der 3c ist ein viereckiges Substrat 6, welches an keinem Stab befestigt ist, sondern sich entlang der LP2 bewegen kann, dargestellt. Substrat 6 enthält die Ni-NTA-Schicht 15 und die Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptid-Schicht 14, an welcher das Molekül 4 immobilisiert ist. Sicht A zeigt Substrat 6 mit der Ni-NTA-Schicht 15, der Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptid-Schicht 14 und dem Molekül 4 von der Seite. Sicht B zeigt Substrat 6 von oben, Sicht C zeigt Substrat 6 von rechts bzw. links, mit den Schichten 14 und 15 und Molekül 4.In the 3c is a square substrate 6 , which is not attached to any rod, but can move along the LP2 shown. substratum 6 contains the Ni-NTA layer 15 and the polyhistidine-polylysine fusion peptide layer 14 at which the molecule 4 is immobilized. View A shows substrate 6 with the Ni-NTA layer 15 , the polyhistidine-polylysine fusion peptide layer 14 and the molecule 4 of the page. View B shows substrate 6 from above, view C shows substrate 6 from right or left, with the layers 14 and 15 and molecule 4 ,

In der 4 sind Substrate 6 mit den Ni-NTA-Schichten 15 und Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptid-Schichten 14, die Deckel 13 der Substrate 6, die Pipette 20 und die LP2 mit der Nut 5, in welcher ein Chromosom 10 bzw. ein Molekül 7 liegt, das durch dieIn the 4 are substrates 6 with the Ni-NTA layers 15 and polyhistidine-polylysine fusion peptide layers 14 , the lids 13 the substrates 6 , the pipette 20 and the LP2 with the groove 5 in which a chromosome 10 or a molecule 7 lies that through the

Ligationsstellen 8 mit den Molekülen 4 verbunden ist. Die Pfeile zeigen das Auflegen der Deckel 13 auf die Substrate 6. Durch die Pipette 20 wird das Chromosom 20 bzw. das Molekül 7 auf die Nut 5 der LP2 gelegt.Ligation sites 8th with the molecules 4 connected is. The arrows show the laying on of the lids 13 on the substrates 6 , Through the pipette 20 becomes the chromosome 20 or the molecule 7 on the groove 5 the LP2 laid.

In der 5a und b sind Substrate 6, die sich in entgegengesetzten Richtungen entlang der LP2 mit der Nut 5 bewegen, und dabei das Chromosom 10 bzw. das Molekül 7 auseinanderziehen oder linearisieren, dargestellt. Die Pfeile zeigen die Bewegung der Substrate in entgegengesetzte Richtungen.In the 5a and b are substrates 6 extending in opposite directions along the LP2 with the groove 5 move, and the chromosome 10 or the molecule 7 pull apart or linearize, shown. The arrows show the movement movement of the substrates in opposite directions.

In der 6a und b sind Sequenzierer 1a, b und c und die LP2 dargestellt. Die Pfeile zeigen die Bewegung der Sequenzierer 1a, b und c. Das auf der LP2 linearisierte DNA-Molekül 7 wird in mehreren Abschnitten gleichzeitig sequenziert. Dieser Vorgang ist die multiparallele Sequenzierung (MS). Die Sequenzierer können sich über der LP2 bewegen, aber auch die LP2 kann sich unter den Sequenzierern wegbewegen.In the 6a and b are sequencers 1a , b and c and the LP2 shown. The arrows show the movement of the sequencer 1a , b and c. The DNA molecule linearized on the LP2 7 is sequenced in several sections simultaneously. This process is multiparallel sequencing (MS). The sequencers can move over the LP2, but also the LP2 can move under the sequencers.

In der 7a ist die LP2 mit der Vertiefung 3 des Moleküls 7 und dem Erhitzer 18 dargestellt. Die Kapazität der Vertiefung 3 ist ähnlich der Kapazität des Reagenzglas 3. Der Erhitzer 18 erhitzt die Vertiefung 3 und folglich das Molekül 7, wobei Wasserstoffbrücken und DNA-DNA-Interaktionen in dieser Sequenz gebrochen werden. Die Vertiefung 3 befindet sich in der Mitte der LP2.In the 7a is the LP2 with the recess 3 of the molecule 7 and the heater 18 shown. The capacity of the well 3 is similar to the capacity of the test tube 3 , The heater 18 heats the depression 3 and hence the molecule 7 whereby hydrogen bonds and DNA-DNA interactions are broken in this sequence. The depression 3 is in the middle of the LP2.

In der 7b ist die LP2 mit der Vertiefung 3, dem Molekül 7 und dem Erhitzer 18 dargestellt. Auf der LP2 befindet sich das Substrat 6 mit dem Molekül 4, dessen freies Ende sich in der Vertiefung 3 befindet. Nach der Ligation des einen Endes des Moleküls 7 mit dem freien Ende des Moleküls 4 in der Vertiefung 3, wird diese Vertiefung durch den Erhitzer 18 erwärmt. Dabei werden Wasserstoffbrücken und DNA-DNA-Interaktionen gebrochen und dann wird das Substrat 6 bewegt, welches das Molekül aus der Vertiefung heraus zieht und auf der LP2 linearisiert. Die Vertiefung 3 befindet sich auf einem Ende der LP2.In the 7b is the LP2 with the recess 3 , the molecule 7 and the heater 18 shown. On the LP2 is the substrate 6 with the molecule 4 whose free end is in the depression 3 located. After ligation of the one end of the molecule 7 with the free end of the molecule 4 in the depression 3 , this depression is through the heater 18 heated. This breaks down hydrogen bonds and DNA-DNA interactions and then becomes the substrate 6 which pulls the molecule out of the well and linearizes on the LP2. The depression 3 is on one end of the LP2.

In der 8 ist die Reaktion der Ligation von Chromosomen 10 im Gemisch von DNA-Ligasen und ATP 12 schematisch dargestellt. Die Chromosomen sind stark vergrößert. Die Telomere werden behandelt, so dass die Telomer-Abschnitte (TS) [engl. telomeric repeat sequences TRS] bzw. ihre Enden frei werden. Im Gemisch von DNA-Ligasen und ATP 12 werden die freien Enden der Chromosomen 10 miteinander ligiert. Die miteinander ligierten Chromosomen 10 werden dann z.B. in der Vertiefung oder in der Nut der LP durch Proteasen degradiert und das DNA-Molekül wird linearisiert bzw. auseinandergezogen.In the 8th is the reaction of ligation of chromosomes 10 in the mixture of DNA ligases and ATP 12 shown schematically. The chromosomes are greatly enlarged. The telomeres are treated so that the telomere sections (TS) [engl. telomeric repeat sequences TRS] or their ends become free. In the mixture of DNA ligases and ATP 12 become the free ends of the chromosomes 10 ligated together. The ligated chromosomes 10 are then degraded, for example in the well or in the groove of the LP by proteases and the DNA molecule is linearized or pulled apart.

Somit können z.B. drei oder mehrere chromosomale DNA-Moleküle auf einer LP linearisiert und sequenziert werden.Consequently can e.g. linearized three or more chromosomal DNA molecules on a LP and be sequenced.

Ein Anaphase-, Telophase-, G1-Phase- bzw. Mitose- oder Interphase-Chromosom 10, welches schematisch in der 1 dargestellt ist, wird so behandelt, dass die chromosomalen Proteine zersetzt werden, wobei das chromosomale DNA-Molekül nicht beeinträchtigt, aber entfaltet und entschraubt wird. Danach wird dieses DNA-Molekül abgetrennt bzw. isoliert, gereinigt und dann in eine Pipette 20 eingeführt. Die Isolierung der DNA aus einer Zelle kann z.B. durch Zentrifugation erfolgen, oder man nimmt eine Zelle z.B. ein weißes Blutkörperchen (ein Leukozyt) und legt dieses in ein Gemisch von CHAPS/CHAPSO, welches Lipidmembranen löst, ohne Proteine zu denaturieren, Natriumdodecylsulfat, welches die Lyse der Zellkerne bewirkt, Proteinase K, die die Nucleosomen degradiert u.a. Proteasen und Dithiothreitol, welches Disulfidbrücken in Proteinen reduziert. Die Zelle wird dabei zersetzt und aus der Zellflüssigkeit wird die DNA isoliert und in die Pipette 20 eingeführt. In der Pipette 20 befinden sich nicht das oder die Chromosomen 10 sondern die genomischen oder chromosomalen DNA-Moleküle 7.An anaphase, telophase, G1-phase or mitosis or interphase chromosome 10 , which is shown schematically in the 1 is treated so that the chromosomal proteins are degraded, whereby the chromosomal DNA molecule is not impaired, but unfolds and unscrews. Thereafter, this DNA molecule is separated or isolated, purified and then placed in a pipette 20 introduced. Isolation of DNA from a cell may be accomplished, for example, by centrifugation, or a cell may be taken, for example, a white blood cell (a leukocyte) and placed in a mixture of CHAPS / CHAPSO, which dissolves lipid membranes without denaturing proteins, sodium dodecylsulfate, which Lysis of cell nuclei causes proteinase K, which degrades the nucleosomes, including proteases and dithiothreitol, which reduces disulfide bonds in proteins. The cell is decomposed and the DNA is isolated from the cell fluid and added to the pipette 20 introduced. In the pipette 20 are not the chromosome (s) 10 but the genomic or chromosomal DNA molecules 7 ,

Die lange Platte (LP) 2 in der 2 weist die Vertiefung 3 auf, in welche das Molekül 7 durch die Pipette 20 gelegt bzw. eingeführt wird.The long plate (LP) 2 in the 2 indicates the depression 3 on, in which the molecule 7 through the pipette 20 is introduced or introduced.

Das Molekül 7 in der Vertiefung 3 muß auf der LP2 linearisiert und dann durch mehrere Sequenzierer 1 (a, b und c) sequenziert werden. Die Linearisierung des Moleküls 7 wird dadurch erreicht, dass die beiden Enden dieses Molekül 7 mit den freien Enden der Moleküle 4 ligiert werden.The molecule 7 in the depression 3 must be linearized on the LP2 and then through multiple sequencers 1 (a, b and c) are sequenced. The linearization of the molecule 7 is achieved by the fact that the two ends of this molecule 7 with the free ends of the molecules 4 be ligated.

Die synthetischen Moleküle 4 in der 3 sind mit einem Ende an oder viereckige oder kreisförmige Substrate 17 oder 6 immobilisiert. Das andere Ende bleibt frei. Die Immobilisierung eines Endes des Moleküls 4 an ein bestimmtes Substrat 17 oder 6 wird z.B. durch Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptide auf einer Nickel-haltigen Oberfläche erreicht. Polyhistidin z.B. His(10 As) bindet an Nickel-haltige Stoffe wie z.B. Ni-NTA (Nickel-Nitriloacetische Säure), und Polylysin z.B. Lys(10 As) bindet an die DNA.The synthetic molecules 4 in the 3 are at one end or square or circular substrates 17 or 6 immobilized. The other end remains free. Immobilization of one end of the molecule 4 to a particular substrate 17 or 6 is achieved, for example, by polyhistidine-polylysine fusion peptides on a nickel-containing surface. Polyhistidine eg His (10 As) binds to nickel-containing substances such as Ni-NTA (nickel-nitriloacetic acid), and polylysine eg Lys (10 As) binds to the DNA.

Das Substrat 6 in der 4 enthält eine Ni-NTA-Schicht 15 und eine Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptid-Schicht 14, an welcher das Molekül 4 mit einem Ende immobilisiert ist und das andere freie Ende befindet sich in der Nut 5 der langen Platte (LP) 2.The substrate 6 in the 4 contains a Ni-NTA layer 15 and a polyhistidine-polylysine fusion peptide layer 14 at which the molecule 4 is immobilized with one end and the other free end is in the groove 5 the long plate (LP) 2 ,

Das Substrat 6 wird mit dem Deckel 13 bedeckt, um das immobilisierte Molekül 4 noch mal zu befestigen. Die beiden Substrate 6 mit dem Deckel 13 (4) können sich in entgegengesetzte Richtungen auf der LP2 bewegen. Bevor die Substrate 6 anfangen, sich in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen, wird entweder ein Chromosom oder Chromatin 10 oder ein gereinigtes chromosomales oder genomisches Molekül 7 in die Nut 5 in den Raum zwischen das Substrat 6 mittels der Pipette 20 gelegt. Danach gibt man ein Gemisch von Proteasen oder ein Gemisch von Proteinase K und Dithiothreitol zum Chromosom 10, welches in der Nut 5 der LP2 liegt, um die chromosomalen Proteine ohne Beeinträchtigung der DNA zu zersetzen. Dann gibt man ein Gemisch enthaltend Inhibitoren der Proteasen, um diese zu hemmen, DNA-Ligasen und ATP in die Nut 5 zum zersetzten Chromosom 10. Dabei werden die beiden Enden der Chromosomen-DNA 10/7 mit den freien Enden der an die Substrate 6 immobilisierten DNA-Moleküle 4 ligiert. Wenn man ein gereinigtes genomisches oder chromosomales Molekül 7 auf die Nut 5 zwischen den Substraten 6 durch die Pipette 20 auflegt, so gibt man nur das Gemisch von DNA-Ligasen und ATP zum Molekül 7, damit die beiden Enden dieses Moleküls 7 mit den freien Enden der Moleküle 4 ligiert werden. Nach der Ligation der beiden Enden des Moleküls 7 mit den freien Enden der Moleküle 4 fangen die Substrate 6 an, sich in entgegengesetzte Richtungen auf der LP2 zu bewegen (5). Durch diese Bewegung der Substrate 6 in entgegengesetzte Richtungen wird das chromosomale oder genomische Molekül auseinander gezogen, so dass, je weiter sich die Substrate von einander entfernen, desto geradliniger das Molekül 7 wird. Das Molekül 7 wird linear, und dieser Vorgang wird als „Linearisierung" des DNA-Moleküls 7'' bezeichnet. Die Substrate 6 bewegen sich langsam, aber um die Linearisierung zu beschleunigen kann die LP2, die Nut 5 oder nur die Vertiefung 3 erwärmt, z.B. bis 90°C, oder erhitzt werden, damit Wasserstoffbrücken und DNA-DNA-Interaktionen der Nanomasse des Moleküls 7 gebrochen werden.The substrate 6 will with the lid 13 covered to the immobilized molecule 4 to fix again. The two substrates 6 with the lid 13 ( 4 ) can move in opposite directions on the LP2. Before the substrates 6 begin to move in opposite directions becomes either a chromosome or chromatin 10 or a purified chromosomal or genomic molecule 7 in the groove 5 in the space between the substrate 6 by means of the pipette 20 placed. Thereafter, a mixture of proteases or a mixture of proteinase K and dithiothreitol is added to the chromosome 10 which is in the groove 5 the LP2 is located to decompose the chromosomal proteins without affecting the DNA. Then you give a Ge containing inhibitors of the proteases to inhibit them, DNA ligases and ATP into the groove 5 to the decomposed chromosome 10 , This will be the two ends of the chromosome DNA 10 / 7 with the free ends of the substrates 6 immobilized DNA molecules 4 ligated. If you have a purified genomic or chromosomal molecule 7 on the groove 5 between the substrates 6 through the pipette 20 hangs up, so you only give the mixture of DNA ligases and ATP to the molecule 7 so that the two ends of this molecule 7 with the free ends of the molecules 4 be ligated. After ligation of the two ends of the molecule 7 with the free ends of the molecules 4 catch the substrates 6 to move in opposite directions on the LP2 ( 5 ). Through this movement of the substrates 6 in opposite directions, the chromosomal or genomic molecule is pulled apart so that the farther the substrates from each other, the more straightforward the molecule becomes 7 becomes. The molecule 7 becomes linear, and this process is called "linearization" of the DNA molecule 7 '' designated. The substrates 6 move slowly, but to speed up the linearization can be the LP2, the groove 5 or just the depression 3 heated, eg, to 90 ° C, or heated, allowing hydrogen bonding and DNA-DNA interactions of the nanomass of the molecule 7 to get broken.

Nach der Linearisierung des genomischen oder chromosomalen DNA-Moleküls 7 wird es durch ein oder mehrere Sequenzierer 1 sequenziert (6). Das linearisierte Molekül 7 kann an mehreren Bereichen gleichzeitig sequenziert werden. Dieser Vorgang heißt die multiparallele Sequenzierung des linearisierten DNA-Moleküls 7. Das auf der LP2 linearisierte DNA-Molekül 7 kann eine Doppelhelix (dsDNA) sein, oder z.B. durch Erwärmung oder Helicasen in zwei einzelsträngige Moleküle (ssDNA) getrennt werden. Das eine oder die zwei komplementären ssDNA-Moleküle kann man genauer sequenzieren.After linearization of the genomic or chromosomal DNA molecule 7 It will be through one or more sequencers 1 sequenced ( 6 ). The linearized molecule 7 can be sequenced in several areas at the same time. This process is called multiparallel sequencing of the linearized DNA molecule 7 , The DNA molecule linearized on the LP2 7 may be a double helix (dsDNA), or separated into two single-stranded molecules (ssDNA) by heating or helicases, for example. The one or two complementary ssDNA molecules can be more accurately sequenced.

Die LP2 in der 7 weist eine Vertiefung 3 auf, derer Kapazität dem Reagenzglas 9 ähnlich ist. Diese Vertiefung und folglich ihr Inhalt wird durch den Erhitzer 18 erhitzt, wobei Wasserstoffbrücken und DNA-DNA-Interaktionen gebrochen werden.The LP2 in the 7 has a recess 3 on, its capacity to the test tube 9 is similar. This depression and, consequently, its contents will pass through the heater 18 heated, breaking hydrogen bonds and DNA-DNA interactions.

Die Erhitzung erfolgt aber nach der Ligation eines der beiden Enden des Moleküls 7 mit dem freien Ende der Moleküle 4. Das andere Ende der Moleküle 4 ist an das Substrat 6 immobilisiert. Also wird die Vertiefung 3 durch den Erhitzer 18 nach der Ligation des einen Endes des Molekül 7 mit dem Ende des Moleküls 4 erhitzt. Die DNA-DNA-Interaktionen und die Wasserstoffbrücken werden gebrochen und das Substrat 6 (7b) fängt an; sich zu bewegen. Durch die Bewegung des Substrats 6 wird das DNA-Molekül 7 aus der Vertiefung 3 gezogen und auf die LP2 geradlinig gelegt bzw. linearisiert. Die Sequenzierung jedes einzelnen Chromosoms kann auf verschiedenen LP2 parallel ablaufen, oder man kann mehrere Chromosomen 10 oder DNA-Moleküle 7 miteinander ligieren, damit die Linearisierung und Sequenzierung von mehreren Chromosomen-DNAs 7/10 auf einer LP erfolgen kann.However, heating occurs after ligation of either end of the molecule 7 with the free end of the molecules 4 , The other end of the molecules 4 is to the substrate 6 immobilized. So that's the depression 3 through the heater 18 after ligation of the one end of the molecule 7 with the end of the molecule 4 heated. The DNA-DNA interactions and the hydrogen bonds are broken and the substrate 6 ( 7b ) begins; to move. By the movement of the substrate 6 becomes the DNA molecule 7 from the depression 3 drawn and linearized on the LP2. The sequencing of each chromosome can be done in parallel on different LP2, or you can have multiple chromosomes 10 or DNA molecules 7 ligate each other to allow linearization and sequencing of multiple chromosomal DNAs 7 / 10 can be done on a LP.

In der 8 ist der Vorgang der Ligation von mehreren Chromosomen 10 durch DNA-Ligasen und ATP im Gemisch 12 schematisch dargestellt. Um die Ligation zu erreichen, behandelt man die Telomere, so dass Telomer-Abschnitte LTS (oder engl. telomeric repeat sequences TRS) freigelegt werden. Die Enden dieser Telomer-Abschnitte werden auch frei und wenn man mehrere Chromosomen mit freien Telomer-Enden in das Gemisch 12 von DNA-Ligasen z.B. T4-Ligasen und ATP zugibt werden die freien Telomere und folglich die Chromosomen miteinander ligiert.In the 8th is the process of ligation of multiple chromosomes 10 by DNA ligases and ATP in the mixture 12 shown schematically. To achieve the ligation, the telomeres are treated to expose telomere sections LTS (or telomeric repeat sequences TRS). The ends of these telomere sections will also become free and if you place multiple chromosomes with free telomere ends in the mixture 12 of DNA ligases eg T4 ligases and ATP, the free telomeres and consequently the chromosomes are ligated together.

11
Sequenzierer, z.B. Sonde eines Raster-tunnel-Mikroskops oder einsequencer, e.g. Probe a raster tunnel microscope or a
Spektroskopspectroscope
22
Lange Platte (LP)Long Plate (LP)
33
Vertiefungdeepening
44
(kurze) synthetische DNA-Moleküle(Short) synthetic DNA molecules
55
Nut auf der LP2groove on the LP2
66
eckiges Substrat ohne Glasstab 16 angular substrate without glass rod 16
77
ein genomisches oder chromosomales DNA-Molekülone genomic or chromosomal DNA molecule
88th
Ligationsstelle zwischen dem Molekül 4 und dem Molekül 7 Ligation site between the molecule 4 and the molecule 7
99
ReagenzglasTest tube
1010
ein Interphase-, z.B. G1-Phase, oder Mitose-Chromosom oder Anaphase-one Interphase, e.g. G1 phase, or mitosis chromosome or anaphase
Chromatinchromatin
1111
Gemisch mit Proteasenmixture with proteases
1212
Gemisch mit DNA-Ligasen und ATPmixture with DNA ligases and ATP
1313
Deckel des Substrats 6 Cover of the substrate 6
1414
Polyhistidin-Polylysin-Fusionspeptid-SchichtPolyhistidine fusion peptide-polylysine-layer
1515
Ni-NTA-Schicht 16 GlasstabNi-NTA-layer 16 glass rod
1717
Substrat des Glasstabssubstratum of the glass rod
1818
Erhitzerheaters
1919
Verbindungsfaser zwischen den Glasstab 16 und der Rolle 18 Connecting fiber between the glass rod 16 and the role 18
2020
Pipettepipette

Claims (2)

Verfahren zur schnellen Genom-Sequenzierung, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Bereiche eines linearisierten oder auseinander gezogenen DNA-Moleküls, das auf einer ebenen langen Platte aufgelegt ist, gleichzeitig, multiparallel, durch physikalisch-optische Verfahren sequenziert werden, wobei das zu sequenzierende, linearisierte oder auseinander gezogene DNA-Molekül bereitgestellt wird, indem dessen beide Enden über synthetische DNA-Moleküle mit Substraten gekoppelt sind, und diese Substrate zum Zwecke der Linearisierung oder des Auseinanderziehens des DNA-Moleküls gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.A method for rapid genome sequencing, characterized in that more than two regions of a linearized or stretched DNA molecule placed on a flat long plate are simultaneously, multiparallel, sequenced by physico-optical methods, wherein the sequence to be sequenced, linearized or stretched DNA molecule is provided, by coupling both of its ends to substrates via synthetic DNA molecules, and simultaneously moving these substrates in opposite directions for purposes of linearizing or pulling apart the DNA molecule. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.Apparatus for carrying out the method according to claim 1.
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