Konjugerade oligoelektrolyter för sekvensspecifik DNA detektion | Application
Konjugerade oligoelektrolyter för sekvensspecifik DNA detektion
Registration number: LIO-10774
Ansökan om enbart Klinik ALF-medel eller i kombination med LFoU-medel 2008
Application started by: Jon Jonasson, 2007-05-30
Professional title at the time of application: Överläkare
Work place at the time of application: Laboratoriemedicinskt centrum i Östergötland, Klinisk genetik
Last updated / corrected by: Agneta Linghag, 2009-09-09
Application received by: Region Östergötland
Granted and completedGranted and completed
Applicant: Jon Jonasson
Överläkare, Diagnostikcentrum Region Östergötland, Klinisk genetik

Projektinformation

Sammanfattning

För att snabbt och enkelt diagnostisera infektioner, besvara miljöfrågeställningar och identifiera genetiska sjukdomar utan att behöva tillgripa relativt komplexa PCR-reaktioner krävs sekvensspecifika DNA/RNA biosensorer med tillräckligt hög känslighet. Det har hittills varit svårt att uppnå med radioaktiva och fluorescensinmärkta hybridiseringsprober.
Nya typer av optiska biosensorer baserade på polythiofen kan dock komma att innebära ett genombrott. Polythiofen har unika optiska egenskaper. Molekylen fluorescerar och visar färgförändringar som svar på konformationsförändringar i dess backbone när den interagerar med andra molekyler. Modifierad med elektrostatiskt laddade sidokedjor är polythiofen vattenlöslig och har därför blivit en attraktiv och användbar sensor för bl.a. DNA-diagnostik.
En kanadensisk forskargrupp (Ho et al, 2005) visade med hjälp av en oligonukleotidprobe, en polythiofenbaserad transducer och fotonamplifiering att det är möjligt att på mindre än 5 minuter specifikt upptäcka en single nucleotide polymorphism (SNP) i extrakt från kliniska prover med totalt 5 st DNA-molekyler i 3mL vätska [konc. motsvarande 3zM; Leclerc et al 2005].

Olle Inganäs grupp på IFM och Biochromix AB, Linköping har arbetat med konjugerade thiofenbaserade oligoelektrolyter under många år och söker biologiska tillämpningar. Vi har samarbetat med dem med avsikten att så småningom kunna utveckla metodik för klinisk snabbdiagnostik baserad på DNA/RNA-hybridisering både i vattenlösning in vitro och in situ på fixerade preparat.

I förstudier har vi gjort några mycket intressanta observationer som visar att man också kan använda dylika oligoelektrolyter för att specifikt infärga lysosomrelaterade vakuoler i normala celler medan motsvarande vakuoler i cancerceller är refraktära mot infärgning (Björk et al, 2007). Den kemiska bakgrunden till detta är fortfarande okänd.

För att lösa detta problem har en polythiofenbaserad oligoelektrolyt syntetiserats med en biotinmolekyl fäst i vardera änden för att kunna plockas upp ur en lösning med hjälp av streptavidin ligand i fast fas t.ex. i en kromatografikolonn eller på magnetkulor. Låter man denna konjugerade polyelektrolyt binda till de lysosomrelaterade cellulära organeller som infärgas i normala celler så bör man efter homogenisering av cellerna kunna fånga upp komplexet mellan polyelektrolyten och den molekyl i cellen som binder till denna och sedan identifiera liganden i detta komplex med masspektrometri (Hansson, 2007).

Referenser

1: Ho HA, Dore K, Boissinot M, Bergeron MG, Tanguay RM, Boudreau D, Leclerc M.
Direct molecular detection of nucleic acids by fluorescence signal amplification.
J Am Chem Soc. 2005 Sep 14;127(36):12673-6.

2: Dore K, Dubus S, Ho HA, Levesque I, Brunette M, Corbeil G, Boissinot M,
Boivin G, Bergeron MG, Boudreau D, Leclerc M.
Fluorescent polymeric transducer for the rapid, simple, and specific detection
of nucleic acids at the zeptomole level.
J Am Chem Soc. 2004 Apr 7;126(13):4240-4.

3: Nilsson KP, Inganäs O.
Chip and solution detection of DNA hybridization using a luminescent
zwitterionic polythiophene derivative.
Nat Mater. 2003 Jun;2(6):419-24.

4: Björk P, et al.
Conjugated polythiophene probes target lysosome-related acidic vacuoles in cultured primary cells. Molecular Cellular Probes (2007), doi:10.1016/j.mcp.2007.04.005.

5: Karlsson H.
Evaluation of the use of conjugated polyelectrolytes for DNA detection at elevated temperatures
(Thesis 2006)

6: Hansson P.
Conjugated polyelectrolytes as optical probes for detection of endocytic vesicles in yeast and human cells
(Thesis, Research School of Biomedicine, Linköping 2007)

Ange forskningsområdet

Genetik

Decision

Decision date: 2007-10-31

Brief description of each costApplied sumDecision SEKLFoUDecision comment
Lönemedel ALF-läkare 1
Jon Jonasson204 800184 8000ALF 7 veckor
Allmän forskningsersättning
klinisk genetik 030-05091 Jon Jonasson470 00063 000100 000ALF 63 tkr
LFoU 100 tkr
sum674 800247 800100 000 

Grant providers for application

Forsknings-ALF, ansökningar
Fund group: Klinisk patologi

Contributes with 247800 SEK


Konjugerade oligoelektrolyter för sekvensspecifik DNA detektion | Application, from Region Östergötland
http://researchweb.org/is/en/lio/ansokan/10774