Zjednodušená metoda kvantifikace exprese specifických genů
Cíle projektu
Změny v expresi specifických genů patří ke klíčovým ukazatelům diferenciačních a patofyziologických změn buněk. Nejčastěji používaná metoda kvantifikace genů je založena na přepisu RNA do komplementární DNA (cDNA) v procesu reverzní transkripce (RT) s následnou amplifikací cDNA v kvantitativní polymerázové řetězcové reakci (qPCR). RT je však zatížena řadou problémů, které znesnadňují analýzu genové exprese. Cílem předkládaného projektu je vyvinout novou zjednodušenou, citlivou, spolehlivou a obecně použitelnou technologii pro kvantifikaci exprese specifických genů, ve které je proces RT nahrazen účinnou a rychlou ligací DNA sond specificky navázaných na studované RNA a následnou kvantifikaci ligovaných DNA sond pomocí qPCR. Pro ligaci využijeme T4 RNA ligase (Rnl2)- nebo PBCV-1ligázu s vysokou enzymatickou aktivitou ligace DNA vázané na RNA a dalšími výhodnými vlastnostmi pro použití v navrhovaném systému. Hlavní pozornost bude zaměřena na vývoj nových reakčních směsí, které budou zajišťovat optimální podmínky ligace DNA sond a amplifikace ligované DNA ve stejné reakční směsi. Pro vývoj robustního systému kvantifikace genové exprese budou kromě DNA ligáz využity (1) mutantní formy DNA polymeráz se zvýšenou schopností amplifikace DNA fragmentů i za suboptimálních podmínek (2) monoklonální protilátky inhibující enzymatickou aktivitu DNA polymeráz během ligace a (3) různé vzájemně kompatibilní enhancery ligačních a amplifikačních reakcí, včetně směsi vysokých koncentrací terhalózy a 1,2-propandiolu, u které jsme nedávno zjistili schopnost zvyšovat robustnost qPCR. Nové technologie budou verifikovány na několika modelech, včetně diagnózy steatohepatitidy a fibrózy u pacientů. Hlavním výstupem projektu budou prototypy obecně využitelných souprav pro kvantifikaci sekvenčně-specifických RNA z různých buněčných typů.
Klíčová slova
Quantification of gene expressionDNA ligasenew general purpose technologies (GPT)quantitative polymerase chain reaction (qPCR)enhancers of PCR and DNA ligationinflammatory diseasesliver steatosis, steatohepatitis and fibrosis
Veřejná podpora
Poskytovatel
Ministerstvo průmyslu a obchodu
Program
TRIO
Veřejná soutěž
TRIO 2 (SMPO201700001)
Hlavní účastníci
Top-Bio, s.r.o.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
2017FV20479
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Simplified method for quantification of specific genes expression
Anotace anglicky
Alterations in the expression of specific genes belong to the key indicators of differentiation and pathophysiological changes in the cells. The most often used method for gene quantification is based on transcription of RNA into complementary DNA (cDNA) in the process of reverse transcription (RT), followed by amplification of cDNA in quantitative polymerase chain reaction (qPCR). However, RT is associated with many problems, which obscure gene expression analysis. Aim of this project is to develop a new, simplified, sensitive and reliable general purpose technology for quantification of specific gene expression in which the process of RT is substituted with efficient and rapid ligation of DNA probes bound to RNA and followed by quantification of the ligated DNA probes by qPCR. For ligation we will use RnlPBCV-1 ligase with high enzymatic activity for ligation of DNA probes bound to RNA. Major attention will be focused od development of new reaction mixtures and conditions for optimal ligation of DNA probes and amplification of the ligated probes in the same reaction mixture. For development of robust system for gene expression quantification of selected genes we will use (1) mutant forms of DNA polymerases with enhanced capacity for amplification of the DNA targets under suboptimal conditions, (2) monoclonal antibodies, which will secure inactivation of DNA polymerases before ligation step, and (3) various enhancers of ligation and amplification reactions, including mixture of high concentrations of trehalose and 1,2-propandiol, which we recently found to increase qPCR performance. New technologies will be verified on several models, including diagnosis of steatohepatitis and fibrosis. Outcome of the project will be prototypes of generally feasible kits for ligase-based quantification of sequence-specific RNAs from various cell types.
Vědní obory
Kategorie VaV
AP - Aplikovaný výzkum
CEP - hlavní obor
EB - Genetika a molekulární biologie
CEP - vedlejší obor
EI - Biotechnologie a bionika
CEP - další vedlejší obor
—
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10603 - Genetics and heredity (medical genetics to be 3)
10604 - Reproductive biology (medical aspects to be 3)
10605 - Developmental biology
10608 - Biochemistry and molecular biology
10609 - Biochemical research methods
20801 - Environmental biotechnology
20802 - Bioremediation, diagnostic biotechnologies (DNA chips and biosensing devices) in environmental management
20803 - Environmental biotechnology related ethics
20901 - Industrial biotechnology
20902 - Bioprocessing technologies (industrial processes relying on biological agents to drive the process) biocatalysis, fermentation
20903 - Bioproducts (products that are manufactured using biological material as feedstock) biomaterials, bioplastics, biofuels, bioderived bulk and fine chemicals, bio-derived novel materials
30101 - Human genetics
30401 - Health-related biotechnology
30402 - Technologies involving the manipulation of cells, tissues, organs or the whole organism (assisted reproduction)
30403 - Technologies involving identifying the functioning of DNA, proteins and enzymes and how they influence the onset of disease and maintenance of well-being (gene-based diagnostics and therapeutic interventions [pharmacogenomics, gene-based therapeutics])
30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)
30405 - Medical biotechnology related ethics
40401 - Agricultural biotechnology and food biotechnology
40402 - GM technology (crops and livestock), livestock cloning, marker assisted selection, diagnostics (DNA chips and biosensing devices for the early/accurate detection of diseases) biomass feedstock production technologies, biopharming
40403 - Agricultural biotechnology related ethics
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Projekt dosáhl stanovených cílů a výstupů projektu. Výsledkem řešení je souprava pro kvantifikaci exprese vybraného genu, PNPLA3, univerzálně použitelná souprava zjednodušené kvantifikace genové exprese, technologie přípravy komponent soupravy pro zjednodušenou kvantifikaci genové exprese.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 7. 2017
Ukončení řešení
31. 10. 2020
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
14. 5. 2020
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Systémové označení dodávky dat
CEP21-MPO-FV-U
Datum dodání záznamu
18. 4. 2024
Finance
Celkové uznané náklady
9 995 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
7 971 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
2 024 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
9 995 tis. Kč
Statní podpora
7 971 tis. Kč
79%
Poskytovatel
Ministerstvo průmyslu a obchodu
CEP
EB - Genetika a molekulární biologie
Doba řešení
01. 07. 2017 - 31. 10. 2020