异常线粒体ＤＮＡ、相关的融合转录物及其杂交探针制造技术

本发明专利技术提供用于预测、诊断和／或监测癌症的新型线粒体融合转录物和亲代突变的ｍｔＤＮＡ分子。本发明专利技术还提供在本发明专利技术的方法中使用的和它们互补的杂交探针。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线粒体基因组领域。在一个方面中，本专利技术涉及线粒体基因组融合 转录物和杂交至所述线粒体基因组融合转录物的探针的鉴定和使用。
技术介绍
线粒体基因组线粒体基因组是紧凑但却至关重要的核酸序列。与33亿核酸碱基对(bp)的庞 大核基因组(单倍体)相反，线粒体DNA或“mtDNA”包含16,569个bp的小基因组 (Anderson等人，1981 ； Andrews等人，1999)。其遗传互补体比核细胞配对物小得多 (0.0005% )0然而，个体细胞带有IO3至IO4中任意数目的线粒体，这取决于特定的细胞 功能(Singh和Modica-Napolitano 2002)。在细胞核和线粒体基因组之间一般存在通讯或 化学信号转导(Sherratt等人，1997)。而且，特定的细胞核组分负责线粒体序列的维持和 完整性(Croteau等人，1999)。一旦发生受精，由于卵细胞中线粒体的克隆扩充，给定个 体中所有mtDNA基因组是相同的。然而，诱变事件可引起反映为体细胞突变的序列多样 性。这些突变可在全身的不同组织中在已知为异质性的条件下累积。线粒体蛋白质组需要约3,000种核基因来构建、操作和维持线粒体，其中只有37种由线粒体基 因组编码，这表明了线粒体对核基因座的严重依赖。线粒体基因组编码24个基因的互 补体，包括确保对于电子转移来说重要的其它13个基因的正确翻译的2个rRNA和22个 tRNA(参见附图说明图1)。除了 13种由线粒体基因组供应的多肽，线粒体基因组依赖于70种核 编码蛋白以完成对于该重要功能而言必需的氧化和还原反应。核和线粒体蛋白形成跨越 内线粒体膜的复合体，并且总体上产生80-90%的细胞代谢所需要的化学燃料腺苷三磷酸 或ATP。除了产生能量，线粒体在其他代谢途径中也起到了重要作用。线粒体的重要功 能是介导细胞死亡或凋亡(参见Green和Kroemer，2005)。实质上，存在渗透外线粒体 膜或另外也渗透内线粒体膜的信号途径。当特定的线粒体蛋白释放到细胞溶胶中时，启 动了不可逆的细胞死亡。该过程强调了一些线粒体蛋白具有的多功能作用。这些多任务 (multi-tasking)蛋白表明还存在其他可具有替换功能的线粒体蛋白。线粒体融合转录物组线粒体基因组是不同寻常的，因为其是环状无内含子DNA分子。所述基因组散 布有在特定长度的序列侧翼的重复模体。这些重复模体之间的序列易于在未被充分理解 的情况下缺失。考虑到线粒体基因组中的重复模体的数量，存在许多可能的缺失。最有 名的例子是4977 “常见缺失”。该缺失和一些据称的病症与疾病相关，并且被认为增加 衰老的频率(Dai 等人，2004; Ro 等人，2003; Barron 等人，2001; Lewis 等人，2000; Muller-Hocker, 1998 ； Porteous等人，1998)(图4)。在线粒体基因组领域中目前的观点 是线粒体缺失物只是通过诸如反应性氧物质之类的试剂和UVR损害线粒体基因组的有害 的副产物(Krishnan等人，2008，Nature Genetics)。此外，尽管认识到由于缺少细胞修复所必需的基因序列，因此高水平的mtDNA缺失可对于细胞产生ATP形式的能量的能量产 生严重的后果，但是没有预期到这些缺失的线粒体分子可以是下游途径的组分，具有期 望的功能作用，并且可能可以更适合被认为是本申请人已经预期的的线粒体的识别的基 因的替换天然形式。mtDNA的序列动力学是重要的诊断工具。mtDNA中的突变通常是正在发生的 疾病的初步指示物。例如，已经证实线粒体基因组中的点突变是前列腺中的肿瘤病灶的 特征。这种趋势还延伸至和肿瘤组织相邻与远离的表现正常的组织(Parr等人，2006)。 这表明线粒体突变在恶性转化途径早期发生。例如，3.4kb线粒体缺失的频率在识别良性和恶性前列腺组织中具有优异的实用 性(Maki 等人，2008)。线粒体融合转录物之前在文献中首先在大豆中报道过(Morgens等人，1984)， 然后在患有Keams-Sayre综合症(罕见的神经肌肉障碍)的两个患者中报道过(Nakase等 人，1990)。重要地，这些转录物未被发现和任何人的癌症相关(或未对于和任何人类癌 症的相关进行研究)。专利技术概述本专利技术的目的是提供异常线粒体DNA、及其相关的融合转录物和杂交探针。依照本专利技术的方面，提供一种和癌症相关的分离的线粒体融合转录物。依照本专利技术的方面，提供一种线粒体融合蛋白，其对应于上述融合转录物，并 且具有SEQ ID NO 34至49和52中的任一者所阐述的序列。依照本专利技术的另一个方面，提供一种编码本专利技术的融合转录物的分离的 mtDNA ο依照本专利技术的另一个方面，提供一种杂交探针，其具有和本专利技术的线粒体融合 转录物或者mtDNA中的至少一部分互补的核酸序列。依照本专利技术的另一个方面，提供一种检测哺乳动物中的癌症的方法，该方法包 括通过使样品和至少一种杂交探针杂交来测定来自所述哺乳动物的组织样品中存在和癌 症相关的至少一种线粒体融合转录物，所述至少一种杂交探针具有和根据本专利技术的线粒 体融合转录物中的至少一部分互补的核酸序列。依照本专利技术的另一个方面，提供一种检测哺乳动物中的癌症的方法，该方法包 括通过使样品和至少一种杂交探针杂交来测定来自所述哺乳动物的组织样品中存在和癌 症相关的至少一种异常mtDNA，所述至少一种杂交探针具有和根据本专利技术的mtDNA中 的至少一部分互补的核酸序列。依照本专利技术的另一个方面，提供一种用于进行测定以检测哺乳动物中存在癌症 的试剂盒，所述试剂盒包含和本专利技术的融合转录物或者mtDNA中的至少一部分互补的至 少一种杂交探针。依照本专利技术的另一个方面，提供一种筛选工具，其包含具有10、100或1000种 线粒体融合转录物的微阵列以鉴定和癌症相关的那些线粒体融合转录物。依照本专利技术的另一个方面，提供一种筛选工具，其包含具有10、100或1000种 对应于线粒体融合转录物的线粒体DNA的微阵列以鉴定和癌症相关的那些线粒体DNA。照本专利技术的另一个方面，提供一种筛选工具，其包含具有10、100或1000种线粒体融合转录物的多重分支DNA试样以鉴定和癌症相关的那些线粒体融合转录物。依照本专利技术的另一个方面，提供一种筛选工具，包含具有10、100或1000种对 应于线粒体融合转录物的线粒体DNA的多重分支DNA试样以鉴定和癌症相关的那些线 粒体DNA。附图概述现在将参照附图仅通过例子的方式来对本专利技术的实施方案进行说明，其中图1是示出线粒体编码基因的示意图。图2示出由3.4kb缺失的损失调用的前列腺样品中的聚腺苷酰化(polyadenalated)融合转录物。图3示出由4977kb常见缺失的损失调用的前列腺样品中的聚腺苷酰化融合转录 物。图4示出由线粒体基因组的3.4kb区段的损失调用的乳房样品中的聚腺苷酰化融 合转录物。图5a和5b示出基因剪接之前和之后线粒体DNA区域的例子。图6a至6g描述了本专利技术的转录物2、3、8、9、10、11和12在结肠直肠癌肿瘤的鉴定中的结果。图7a至7d描述了本专利技术的转录物6、8、10和20在肺癌肿瘤的鉴定中的结果。图8a至8g描述了本专利技术的转录物6、10、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种和癌症相关的分离的线粒体融合转录物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞安帕尔，布赖恩赖古伊，加布里埃尔达库波，珍妮弗克里德，凯丽鲁滨逊，
申请(专利权)人：米托米克斯公司，
类型：发明
国别省市：CA