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JP2001286300A - Method for measuring nucleic acid, nucleic acid probe used therefor, and method for analyzing data obtained by the method - Google Patents

Method for measuring nucleic acid, nucleic acid probe used therefor, and method for analyzing data obtained by the method

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JP2001286300A
JP2001286300A JP2000120097A JP2000120097A JP2001286300A JP 2001286300 A JP2001286300 A JP 2001286300A JP 2000120097 A JP2000120097 A JP 2000120097A JP 2000120097 A JP2000120097 A JP 2000120097A JP 2001286300 A JP2001286300 A JP 2001286300A
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JP
Japan
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nucleic acid
probe
target nucleic
fluorescent dye
acid probe
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JP2000120097A
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Ryuichiro Kurane
隆一郎 倉根
Takahiro Kanekawa
貴博 金川
Yoichi Kamagata
洋一 鎌形
Shinya Kurata
信也 蔵田
Kazutaka Yamada
一隆 山田
Toyoichi Yokomaku
豊一 横幕
Osamu Koyama
修 小山
Kenta Kosho
健太 古庄
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Japan Bioindustry Association
Kankyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Japan Bioindustry Association
Kankyo Engineering Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる
核酸測定法、該法を利用するリアルタイム定量的PCR
法、及び該リアルタイム定量的PCR法により得られる
データを解析する方法において、短時間かつ正確に目的
が達成できる方法を提供する。 【解決手段】 蛍光色素で標識された核酸プローブを標
的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイブリダイゼ
ーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定す
る核酸の新規測定法、該法を用いたリアルタイム定量的
PCR法、及び該PCR法で得られるデーターの解析の
際、アニーリング反応時の蛍光強度値を、変性反応時の
もので補正する過程を有するデータ解析法を提供する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, and real-time quantitative PCR using the method
And a method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method in a short time and accurately. SOLUTION: A novel nucleic acid measuring method in which a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid and the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye before and after hybridization is measured, and a real-time quantitative PCR method using the method And a data analysis method having a process of correcting the fluorescence intensity value during the annealing reaction with the value during the denaturation reaction when analyzing data obtained by the PCR method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、核酸の測定方法、
それに用いる核酸プローブ及びその方法によって得られ
るデータを解析する方法に関する。詳しくは蛍光色素で
標識された核酸プローブを用いる各種核酸の各種測定方
法に関し、蛍光色素で標識された核酸プローブを標的核
酸にハイブリダイゼーションさせたときに生ずる、ハイ
ブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少
量を測定するという原理に基づく各種核酸の各種新規測
定方法、それに用いる核酸プローブ及びデバイス(de
vices)、それら測定方法の一つであるPCR方法
によって得られるデータを解析する方法、解析装置、解
析方法の各手段をプログラムとして記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring a nucleic acid,
The present invention relates to a nucleic acid probe used for the method and a method for analyzing data obtained by the method. More specifically, the present invention relates to various methods for measuring various nucleic acids using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, and reduces the emission of the fluorescent dye before and after hybridization caused when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid. New measurement methods for various nucleic acids based on the principle of measuring the amount, nucleic acid probes and devices (de)
a method for analyzing data obtained by the PCR method, which is one of the measurement methods, an analysis device, and a computer-readable recording medium in which each means of the analysis method is recorded as a program.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、蛍光色素で標識された核酸プロー
ブを用いて核酸量を測定する各種方法が知られている。
該方法には、以下のようなものがある。 (1)ドットブロッテング法 この方法は、標的核酸と当該核酸プローブをメンブラン
上でハイブリダイゼーションさせた後、未反応の核酸プ
ローブを洗い流し、標的核酸とハイブリダイゼーション
した核酸プローブに標識された蛍光色素分子のみの蛍光
強度を測定するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods for measuring the amount of a nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye are known.
The method includes the following. (1) Dot blotting method In this method, after a target nucleic acid and the nucleic acid probe are hybridized on a membrane, unreacted nucleic acid probes are washed away, and a fluorescent dye molecule labeled on the nucleic acid probe hybridized with the target nucleic acid is used. Only the fluorescence intensity is measured.

【0003】(2)インターカレーター方法(Glazer et
al., Nature 359:959,1992):この方法は、インター
カレーターと称されるある種の蛍光色素が核酸の二重鎖
内にはまりこんだときに、強く発光するのでその発光の
増加量を測定する方法である。その蛍光色素として、例
えば、エチジウムブロマイド(実験医学、15巻、7
号、46〜51ページ、1997年、羊土社)、SYBR R
グリーン(Green) I(LightCyclerTM System;1999
年4月5日、ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社
発行のパンフレット)を挙げることができる。
(2) Intercalator method (Glazer et.
al., Nature 359: 959,1992): This method measures the amount of increase in luminescence because a certain fluorescent dye called an intercalator emits strong light when it gets stuck in the duplex of nucleic acid. How to As the fluorescent dye, for example, ethidium bromide (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7)
No. 46-51, 1997, Yodosha), SYBR R
Green I (LightCycler System; 1999)
Brochure issued by Roche Diagnostics Co., Ltd. on April 5, 2008).

【0004】(3)FRET(fluorescence energy transfe
r)を利用する方法(Mergney et al.,Nucleic Acid Re
s., 22: 920-928,1994.):この方法は、標的核酸にハイ
ブリダイズする二つの核酸プローブからなる。二つの核
酸プローブは、各々異なった蛍光色素で標識されてい
る。二つのプローブの内の一方は、FRET現象を通し
て、エネルギーを他方のプローブの蛍光色素に送りこれ
を発光させることができる蛍光色素で標識されている。
二つのプローブは、蛍光色素が向き合うように、かつ1
〜9塩基離れてハイブリダイズするように設計されてい
る。それで、二つの核酸プローブが標的核酸にハイブリ
ダイズすると蛍光色素の発光が起こり、発光の程度が標
的核酸の複製量に比例する。
(3) FRET (fluorescence energy transfe)
r) (Mergney et al., Nucleic Acid Re
s., 22: 920-928, 1994.): This method consists of two nucleic acid probes that hybridize to the target nucleic acid. Each of the two nucleic acid probes is labeled with a different fluorescent dye. One of the two probes is labeled with a fluorescent dye capable of transmitting energy to the fluorescent dye of the other probe and causing it to emit light through the FRET phenomenon.
The two probes are placed so that the fluorescent dyes face each other and
It is designed to hybridize 〜9 bases apart. Thus, when the two nucleic acid probes hybridize to the target nucleic acid, luminescence of the fluorescent dye occurs, and the degree of luminescence is proportional to the amount of the target nucleic acid replicated.

【0005】(4)分子ビーコン方法(Tyagi et al.,
Nature Biotech.,14:303-308,1996.)この方法で使用す
る核酸プローブは、核酸プローブの一端にレポーター色
素、他端にクエンチャー色素が標識さている。そしてそ
の両端部は塩基配列において互いに相補性があるので、
プローブ全体としてhairpin stemを形成するように塩基
配列が設計されている。その構造のために液中に浮遊し
ている状態では、Forster共鳴エネルギーのため、レポ
ーター色素の発光は、クエンチャー色素により抑制され
ている。しかし、標的核酸にハイブリダイゼーションす
るとhairpin stem構造が壊れるために、レポーター色素
とクエンチャー色素の距離が大きくなるので、Forster
共鳴エネルギーの移動が起こらなくなる。そのために、
レポーター色素の発光が起こるようになる。
(4) Molecular beacon method (Tyagi et al.,
(Nature Biotech., 14: 303-308, 1996.) The nucleic acid probe used in this method has a reporter dye at one end of the nucleic acid probe and a quencher dye at the other end. And since both ends are complementary to each other in the base sequence,
The nucleotide sequence is designed so that the probe as a whole forms a hairpin stem. When suspended in a liquid due to its structure, the emission of the reporter dye is suppressed by the quencher dye due to Forster resonance energy. However, hybridization to the target nucleic acid breaks the hairpin stem structure, increasing the distance between the reporter dye and the quencher dye.
No transfer of resonance energy occurs. for that reason,
Emission of the reporter dye occurs.

【0006】(5)デービスの方法(Davis et al.、Nu
cleic acids Res.24: 702-706、1996)デービスは、オリ
ゴヌクレオチドの3’末端に蛍光色素を、炭素原子18
個を有するスペサーを介して結合したプローブを作成し
た。これをフローサイトメトリーに適用した。3’末端
に蛍光色素を直接に結合した場合より、ハイブリダイゼ
ーションした場合、10倍の蛍光強度が得られることを
報告した。これらの方法は、核酸の各種測定方法、HI
SH方法(fluorescent in situhybridization assay
s)、PCR方法、LCR方法(ligase chain reactio
n)、SD方法( strand displacement assays)、競合的ハ
イブリダイゼーション方法(competitive hybridizatio
n)などに適用されてめざましい発展をとげている。
(5) Davis method (Davis et al., Nu
cleic acids Res. 24: 702-706, 1996) Davis added a fluorescent dye at the 3 'end of
Probes bound via a specer with multiples were generated. This was applied to flow cytometry. It was reported that 10 times more fluorescence intensity was obtained when hybridization was performed than when a fluorescent dye was directly bonded to the 3 ′ end. These methods include various methods for measuring nucleic acids, HI
SH method (fluorescent in situhybridization assay
s), PCR method, LCR method (ligase chain reactio
n), SD method (strand displacement assays), competitive hybridizatio
n), etc., and it has achieved remarkable development.

【0007】これらの方法は、現在一般的に使用されい
るが、蛍光色素で標識した核酸プローブと標的核酸のハ
イブリダイゼーション反応を行った後、ハイブリダイゼ
ーションしなかった当該核酸プローブを反応系から洗い
流す必要があるという好ましくない手順を有している。
このような手順を除くと測定時間の短縮、測定の簡便
性、測定の正確性をもたらすことは明らかである。そこ
で、このような手順を有さない核酸測定方法の開発が望
まれていた。
[0007] These methods, which are currently generally used, require a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye to undergo a hybridization reaction, and then the unhybridized nucleic acid probe to be washed out of the reaction system. There is an unfavorable procedure.
Obviously, omitting such a procedure results in a reduction in measurement time, simplicity of measurement, and accuracy of measurement. Therefore, development of a nucleic acid measurement method that does not have such a procedure has been desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の状況に鑑み、蛍光色素で標識された核酸プローブを用
いる核酸測定方法において、より短時間に、より簡便、
より正確に目的の核酸量を測定できる方法を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for measuring nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye in a shorter time, more simply,
An object of the present invention is to provide a method capable of more accurately measuring the amount of a target nucleic acid.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するにあたり、核酸プローブを用いた核酸測定方
法について検討を重ねた。その結果、蛍光色素で標識さ
れた核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーション
したときに、蛍光色素の発光が減少するという現象(蛍
光消光現象)があり、特定の色素においてはその減少が
顕著であり、かつその減少の程度は、蛍光色素が結合し
た部分の塩基の種類又は塩基配列に依存するということ
を発見した。本発明はかかる発見に基づいて完成された
ものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly studied a method for measuring a nucleic acid using a nucleic acid probe. As a result, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, there is a phenomenon (fluorescence quenching phenomenon) in which the emission of the fluorescent dye decreases (fluorescence quenching phenomenon). In addition, the inventors have discovered that the degree of the reduction depends on the type or base sequence of the base to which the fluorescent dye is bound. The present invention has been completed based on such findings.

【0010】即ち、本発明は、 1)蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる核酸測
定方法において、上記核酸プローブが標的核酸にハイブ
リダイゼーションしたときに、蛍光色素が、その発光を
減少させる核酸プローブであり、上記核酸プローブを標
的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイブリダイゼ
ーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定す
ることを特徴とする核酸の測定方法、また、 2)蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハ
イブリダイゼーションしたときに、上記蛍光色素が、そ
の発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、当該プ
ローブは、その末端部において蛍光色素で標識されてお
り、当該核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーシ
ョンしたとき、当該末端部において、当該プローブと標
的核酸とがハイブリダイゼーションした末端塩基から1
ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニ
ン)が少なくとも1塩基以上存在するように、当該プロ
ーブの塩基配列が設計されていることを特徴とする核酸
測定用核酸プローブ、または、 蛍光色素で標識された
核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションした
ときに、上記蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プ
ローブであり、かつ、当該プローブは、その末端部にお
いて蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが、
標的核酸にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端
部分においてハイブリダイゼーションの塩基対がG(グ
アニン)とC(シトシン)のペアーを少なくも一対以上
形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されて
いることを特徴とする核酸測定用核酸プローブ、また、
それらのプローブを用いる核酸測定方法、また、
That is, the present invention provides 1) a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, wherein when the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye reduces its emission. Wherein the nucleic acid probe is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in emission of the fluorescent dye before and after hybridization is measured. 2) A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye Is hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission, and the probe is labeled with a fluorescent dye at its end, and the nucleic acid probe is attached to the target nucleic acid. Upon hybridization, the probe is From terminal base where the target nucleic acid hybridized 1
A nucleic acid probe for nucleic acid measurement, wherein the base sequence of the probe is designed so that G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid at least one or more bases at a distance of 3 to 3 bases; When a nucleic acid probe labeled with a dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission, and the probe is labeled with a fluorescent dye at its end, The nucleic acid probe,
The base sequence of the probe is designed such that, when hybridized to the target nucleic acid, the base pair of hybridization forms at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) at the terminal portion. A nucleic acid probe for nucleic acid measurement,
Nucleic acid measurement method using those probes,

【0011】3)標的核酸若しくは遺伝子の多型(poly
morphism)または/および変異(mutation)を解析若し
くは測定する方法において、前記2)に記載の核酸プロ
ーブを標的核酸若しくは遺伝子にハイブリダイゼーショ
ンさせ、蛍光強度の変化量を測定することを特徴とする
標的核酸若しくは遺伝子の多型または/および変異を解
析若しくは測定する方法、また、 4)標的核酸若しくは遺伝子の多型または/および変異
を解析若しくは測定する測定キットにおいて、前記2)
に記載の核酸プローブを含有することを特徴とする標的
核酸若しくは遺伝子の多型または/および変異を解析若
しくは測定する測定キット、また、
3) Polymorphism (poly) of the target nucleic acid or gene
In a method for analyzing or measuring morphism or / and mutation, the nucleic acid probe according to 2) above is hybridized to a target nucleic acid or gene, and the amount of change in fluorescence intensity is measured. Or 4) a method for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a gene, and 4) a measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism or / and a mutation of a target nucleic acid or gene.
A measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid or gene, which comprises the nucleic acid probe according to

【0012】5)前記3)に記載の方法により得られる
データを解析する方法において、標的核酸若しくは遺伝
子が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイ
ズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダ
イズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正処
理する過程を有することを特徴とする標的核酸若しくは
遺伝子の多型または/および変異を解析若しくは測定す
る方法のためのデータ解析方法、また、
5) In the method for analyzing data obtained by the method described in 3) above, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or gene is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, A data analysis method for a method for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid or gene, characterized by having a process of correcting with a fluorescence intensity value of the reaction system when not hybridizing Also,

【0013】6)標的核酸若しくは遺伝子の多型または
/および変異を解析若しくは測定する測定装置におい
て、前記5)に記載のデータ解析方法を実施するための
手段を有することを特徴とする標的核酸若しくは遺伝子
の多型または/および変異を解析若しくは測定する測定
装置、また、 7)前記5)に記載の補正処理過程をコンピュータに実
行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取
可能な記録媒体、また、
6) A measuring device for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid or gene, comprising a means for performing the data analysis method described in 5) above, A measuring device for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a gene; 7) a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the correction process described in 5) above;

【0014】8)前記1)、2)に記載の核酸プローブ
を固体表面に結合せしめたプローブを用いる核酸測定方
法、及び該方法の核酸測定用デバイス、また、 9)前記1)、2)、8)に記載の核酸測定方法を用い
るHISH(fluorescent in situ hybridization assa
ys)方法、また、
8) A nucleic acid measuring method using a probe having the nucleic acid probe described in 1) or 2) bonded to a solid surface, and a nucleic acid measuring device of the method; and 9) the above 1), 2) or HISH (fluorescent in situ hybridization assa) using the nucleic acid measurement method described in 8).
ys) method, also

【0015】10)前記1)、2)、9)に記載の核酸
測定方法によって得られるデータの解析方法、また、 11)前記1)、2)に記載の核酸測定方法を用いるP
CR方法、また、 12)前記11)に記載のPCR方法によって得られる
データ解析方法、また、 13)前記11)に記載のPCR方法を用いる核酸の融
解曲線解析方法、また、 14)前記12)と13)を融合させた解析方法、ま
た、 15)前記11)、12)、13)又は14)に記載の
解析方法により解析する手段を有するPCRの測定及び
/又は解析装置、また、
10) A method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method described in the above 1), 2) and 9), and 11) P using the nucleic acid measurement method described in the above 1) and 2).
CR method; 12) a data analysis method obtained by the PCR method described in 11) above; 13) a nucleic acid melting curve analysis method using the PCR method described in 11) above; And 13) an analysis method obtained by fusing; and 15) a PCR measurement and / or analysis device having a means for analyzing by the analysis method described in 11), 12), 13) or 14) above;

【0016】16)前記11)、12)、13)又は1
4)に記載の解析方法により解析する手順をプログラム
として記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、ま
た、 17)前記12)、又は14)に記載のデータ解析方法
を利用することを特徴とする核酸の定量方法、また、 18)前記15)に記載のPCRの測定及び/又は解析
装置を用いる核酸の測定方法、また、 19)前記16)に記載の記録媒体を用いることを特徴
とする核酸の測定方法、を提供する。
16) The above 11), 12), 13) or 1
A computer-readable recording medium in which a procedure for analysis by the analysis method according to 4) is recorded as a program, and 17) a nucleic acid characterized by utilizing the data analysis method according to 12) or 14). A quantification method; and 18) a nucleic acid measurement method using the PCR measurement and / or analysis device described in 15) above, and 19) a nucleic acid measurement using the recording medium described in 16) above. How to provide.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明において、DN
A、RNA、cDNA、mRNA、rRNA、XTP
s、dXTPs、NTPs、dNTPs、核酸プロー
ブ、ヘルパー核酸プローブ(又は核酸ヘルパープロー
ブ、又は単にヘルパープローブ)、ハイブリダイズ、ハ
イブリダイゼーション、インターカレーター、プライマ
ー、アニーリング、伸長反応、熱変性反応、核酸融解曲
線、PCR、RT−PCR、RNA−primed PCR、S
tretch PCR、逆PCR、Alu配列を利用したPC
R、多重PCR、混合プライマーを用いたPCR、PN
Aを用いたPCR法、ハイブリダイゼーション方法(hy
bridization assays)、HISH(fluorescent in situ
hybridization assays)方法、PCR方法(polymerase c
hain assays )、LCR方法(ligase chain reactio
n)、 SD方法(strand displacement assays)、競合的
ハイブリダイゼーション方法( competitive hybridizat
ion)、DNAチップ、核酸検出用(遺伝子検出用)デバ
イス,SNP(スニップ:一塩基置換多型)、複合微生
物系等の用語は、現在、分子生物学、遺伝子工学、微生
物工学等で一般的に使用されている用語と同じ意味であ
る。本発明の第一の特徴は、蛍光色素で標識された核酸
プローブを用いる標的核酸の測定方法において、当該核
酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたと
きに生ずる、ハイブリダイゼーション前後における蛍光
色素の発光の減少量を測定することにある。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. In the present invention, DN
A, RNA, cDNA, mRNA, rRNA, XTP
s, dXTPs, NTPs, dNTPs, nucleic acid probe, helper nucleic acid probe (or nucleic acid helper probe, or simply helper probe), hybridization, hybridization, intercalator, primer, annealing, extension reaction, heat denaturation reaction, nucleic acid melting curve, PCR, RT-PCR, RNA-primed PCR, S
PC using tretch PCR, reverse PCR, Alu sequence
R, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PN
A, PCR method and hybridization method (hy
bridization assays), HISH (fluorescent in situ
hybridization assays), PCR (polymerase c)
hain assays), LCR method (ligase chain reactio)
n), SD method (strand displacement assays), competitive hybridizat method
terms), DNA chips, nucleic acid detection (gene detection) devices, SNPs (snips: single nucleotide substitution polymorphisms), complex microbial systems, etc. are now commonly used in molecular biology, genetic engineering, microbial engineering, etc. Has the same meaning as the term used for A first feature of the present invention is a method for measuring a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, wherein the decrease in the emission of the fluorescent dye before and after hybridization occurs when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid. Is to measure the quantity.

【0018】本発明において標的核酸の測定とは、定量
若しくは定量的検出、または単なる検出のことを云う。
蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる核酸測定方
法とは、ハイブリダイゼーション方法(hybridization a
ssays)、HISH方法(fluorescent in situhybridiza
tion assays)、PCR方法(polymerase chain assay
s)、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方法(str
and displacement assays)、 競合的ハイブリダイゼー
ション方法(competitive hybridization)などのことを
いう。これらの方法では、蛍光色素で標識された核酸プ
ローブを加えた後、標的核酸にハイブリダイゼーション
しなかった未反応の当該核酸プローブの蛍光色素を測定
系から洗浄等の方法で除去し、標的核酸にハイブリダイ
ゼーションした当該核酸プローブに標識された蛍光色素
を当該プローブから直接的に、又は当該プローブに間接
的な手段を施して(例えば、酵素を作用させたりし
て)、発光させて、その発光量を測定する方法である。
本発明はこのような複雑な操作をしないで目的核酸を測
定することに特徴がある。
In the present invention, the measurement of a target nucleic acid means quantitative or quantitative detection, or simple detection.
A nucleic acid measurement method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is a hybridization method (hybridization a).
ssays), HISH method (fluorescent in situhybridiza
tion assays), PCR method (polymerase chain assay)
s), LCR method (ligase chain reaction), SD method (str
and displacement assays) and competitive hybridization. In these methods, after adding a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the unreacted fluorescent dye of the nucleic acid probe not hybridized to the target nucleic acid is removed from the measurement system by a method such as washing, and the target nucleic acid is added to the target nucleic acid. The fluorescent dye labeled on the hybridized nucleic acid probe is emitted directly from the probe or by applying an indirect means to the probe (for example, by the action of an enzyme) to emit light. Is a method of measuring
The present invention is characterized in that a target nucleic acid is measured without such complicated operations.

【0019】本発明において標的核酸とは、定量若しく
は定量的検出、または単なる検出を目的とする核酸のこ
とを云う。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も
問わない。各種の核酸が混在していてもよい。例えば、
複合微生物系(複数微生物のRNA若しくは遺伝子DN
Aの混在系)又は共生微生物系(複数の動植物及び/又
は複数の微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在
系)における定量若しくは定量的検出、または単なる検
出を目的とする特定核酸である。尚、標的核酸の精製が
必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。例え
ば、市販されている精製キット等を使用して行うことが
できる。上記の核酸の具体例として、DNA、RNA、
PNA、2−O−メチル(Me)RNA、デオキシリボ
オリゴヌクレオチド(deoxyribo-oligonucleotides)、
リボキシオリゴヌクレオチド(riboxy-origonucleotide
s)等を挙げることができる。
In the present invention, a target nucleic acid refers to a nucleic acid intended for quantitative or quantitative detection, or simple detection. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example,
Complex microbial system (RNA or gene DN of multiple microorganisms)
A) is a specific nucleic acid intended for quantitative or quantitative detection in a symbiotic microorganism system (mixed system of RNA or gene DNA of a plurality of animals and plants and / or a plurality of microorganisms) or simply detection. If the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example, it can be performed using a commercially available purification kit or the like. Specific examples of the above nucleic acids include DNA, RNA,
PNA, 2-O-methyl (Me) RNA, deoxyribo-oligonucleotides,
Riboxy-origonucleotide
s) and the like.

【0020】本発明において蛍光色素は、一般に核酸プ
ローブに標識して、核酸の測定・検出に用いられるもの
が便利に使用できるが、蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、
プローブに標識した当該蛍光色素が、その発光を減少さ
せるものが好適に用いられる。例えば、フルオレセイン
(fluorescein)又はその誘導体類{例えば、フルオレ
セインイソチオシアネート(fluorescein isothiocyana
te)(FITC)若しくはその誘導体等、Alexa 488、Alexa
532、cy3、cy5、EDANS(5-(2'-aminoethyl)amino-1-na
phthalene sulfonic acid)}、ローダミン(rhodamin
e)6G(R6G)又はその誘導体(例えば、テトラメチルロ
ーダミン(teramethylrhodamine)(TMR)、テトラメチ
ルローダミンイソチオシアネート(tetramethylrhodami
ne isothiocyanate)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhod
amine)、テキサスレッド(Texas red)、ボデピー(BODIP
Y)FL(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C3(商標名;モ
レキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米
国)、ボデピー(BODIPY)FL/C6(商標名;モレキュラー
・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピ
ー(BODIPY)5-FAM(商標名;モレキュラー・プローブ(M
olecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)T
MR(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Prob
es)社製、米国)、又はその誘導体(例えば、ボデピー
(BODIPY)TR(商標名;モレキュラー・プローブ(Mole
cular Probes)社製、米国)、デピー(BODIPY)R6G
(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)564(商標名;モ
レキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米
国)、デピー(BODIPY)581(商標名;モレキュラー・
プローブ(Molecular Probes)社製、米国)等を挙げる
ことができる。これらの中でも、FITC、EDANS、6-joe、
TMR、Alexa 488、Alexa 532、ボデピー(BODIPY) FL/C
3(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY) FL/C6(商標
名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社
製、米国)等を好適なものとして、また、FITC、TMR、6
-jeo、ボデピー(BODIPY) FL/C3(商標名;モレキュラ
ー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデ
ピー(BODIPY) FL/C6(商標名;モレキュラー・プロー
ブ(Molecular Probes)社製、米国)をより好適なもの
として挙げることができる。
In the present invention, a fluorescent dye generally used for labeling and detecting a nucleic acid can be conveniently used by labeling a nucleic acid probe. However, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, To
It is preferable that the fluorescent dye labeled on the probe reduce its emission. For example, fluorescein or derivatives thereof {for example, fluorescein isothiocyana
te) (FITC) or its derivatives, such as Alexa 488, Alexa
532, cy3, cy5, EDANS (5- (2'-aminoethyl) amino-1-na
phthalene sulfonic acid}, rhodamine (rhodamin)
e) 6G (R6G) or a derivative thereof (eg, tetramethylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate (tetramethylrhodami
ne isothiocyanate) (TMRITC), x-rhodamine (x-rhod
amine), Texas red, BODIP
Y) FL (trade name; Molecular Probe)
s), United States), BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes) (USA), BODIPY5-FAM (trade name; molecular probe (M
olecular Probes), USA), BODIPY T
MR (trade name; Molecular Probe)
es), USA), or a derivative thereof (eg, BODIPY TR (trade name); Molecular Probe (Mole)
Molecular Probes), USA), BODIPY R6G
(Trade name: Molecular Probe
s), BODIPY 564 (trade name; Molecular Probes, U.S.A.), BODIPY 581 (trade name, molecular
Probe (Molecular Probes), USA). Among these, FITC, EDANS, 6-joe,
TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C
3 (Trade name: Molecular Probe)
s), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA) and the like, as well as FITC, TMR, 6
-jeo, BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA) Can be cited as more preferable.

【0021】標的核酸にハイブリダイゼーションさせる
核酸プローブは、オリゴデオキシリボヌクレオチドで構
成されていてもよいし、オリゴリボヌクレオチドで構成
されていてもよい。また、それらの双方が介在している
キメリックオリゴヌクレオチド(chemiric oligonucleo
dite)でもよい。また、2−o−メチルオリゴリボヌク
レオチド(2'-o-Methyl oligoribonucleotides)(olig
oribonucleotideの5’末端のヌククレオサイド(nucleo
side)部がシチジンで、そのシチジンの2’位のOH基
がメチル(methyl)基で修飾されているもの)を使用し
てもよい。又はRNAとの親和性を高めるために、当該
2’−o−メチルオリゴリボヌクレオチドをオリゴデオ
キシヌクレオチド(oligodeoxynuclueotide)の中に介
在させていてもよい。
[0021] The nucleic acid probe to be hybridized to the target nucleic acid may be composed of oligodeoxyribonucleotides or oligoribonucleotides. In addition, both of them intervene in chimeric oligonucleotides (chemiric oligonucleotides).
dite). In addition, 2-o-methyl oligoribonucleotides (2'-o-methyl oligoribonucleotides) (olig
5'-terminal nucleoside of oribonucleotide (nucleoside)
Side) part may be cytidine, and the OH group at the 2′-position of the cytidine is modified with a methyl group. Alternatively, the 2′-o-methyl oligoribonucleotide may be interposed in an oligodeoxynuclueotide in order to increase the affinity for RNA.

【0022】尚、2’−o−メチルオリゴリボヌクレオ
チドのような修飾されたRNAをオリゴデオキシヌクレ
オチドの中に介在させた核酸プローブは主にRNAの測
定に用いるものである。当該プローブを使用してRNA
を測定する場合、試料であるRNA溶液を、当該プロー
ブとハイブリダイゼーションさせる前に、80〜100
℃、好ましくは90〜100℃、最適には93〜97℃
で、1〜15分間、好ましくは2〜10分間、最適には
3〜7分間加熱処理してRNAの高次構造を破壊するこ
とが好適である。また、当該核酸プローブの塩基鎖が3
5塩基以下の場合、配列領域へのハイブリダイゼーショ
ン効率を上げるためにヘルパープローブ、例えば、(5')
AGGCCGGCCCTTGACTTTCC T(3')なる塩基配列のオリヌクレ
オチドを反応溶液に添加することが好適である。この場
合、ヘルパープローブはオリゴデオキシヌクレオチド体
でも、また、2−o−メチルオリゴリボヌクレオチド体
でもよい。ただし、35塩基鎖を超える核酸プローブを
使用する場合は、標的のRNAを熱変性するだけでよ
い。このような本発明の核酸プローブをRNAにハイブ
リダイゼーションさせると、反応液中のRNAの量に応
じて蛍光強度が減少し、最終RNA濃度が約150pM
までRNAを測定できる。
A nucleic acid probe in which a modified RNA such as 2'-o-methyl oligoribonucleotide is interposed in an oligodeoxynucleotide is mainly used for measuring RNA. RNA using the probe
Is measured, the RNA solution, which is a sample, is 80 to 100 before hybridization with the probe.
° C, preferably 90-100 ° C, optimally 93-97 ° C
It is preferable to destroy the higher-order structure of RNA by heat treatment for 1 to 15 minutes, preferably 2 to 10 minutes, and most preferably 3 to 7 minutes. The base chain of the nucleic acid probe is 3
When the number of bases is 5 or less, a helper probe such as (5 ′)
It is preferable to add an oligonucleotide having a nucleotide sequence of AGGCCGGCCCTTGACTTTCC T (3 ′) to the reaction solution. In this case, the helper probe may be an oligodeoxynucleotide form or a 2-o-methyl oligoribonucleotide form. However, when a nucleic acid probe having more than 35 base chains is used, it is only necessary to heat denature the target RNA. When such a nucleic acid probe of the present invention is hybridized to RNA, the fluorescence intensity decreases according to the amount of RNA in the reaction solution, and the final RNA concentration becomes about 150 pM.
RNA can be measured up to.

【0023】核酸プローブを用いる従来のハイブリダイ
ゼーション方法によるRNAの測定において、核酸プロ
ーブとしてオリゴデオキシヌクレオチド体又はオリゴリ
ボヌクレオチド体が用いられてきた。RNAはそれ自体
が強固な高次構造をとるため、プローブと標的RNAと
のハイブリダイゼーション効率が悪く、定量性に乏しか
った。そのために、RNAを変性させた後、メンブラン
に固定してからハイブリダイゼーション反応を行うとい
う繁雑性を従来方法は有していた。これに対して、前記
の本発明方法は、RNAの特定構造部と高い親和性を有
するリボース部修飾核酸プローブを用いているので、従
来方法に較べて高い温度でハイブリダイゼーション反応
を行うことができる。それで、RNAの高次構造の前記
悪影響は、前処理としての加熱変性処理、ヘルパープロ
ーブの併用だけで克服可能である。これにより本発明方
法においてハイブリダイゼーション効率は実質的に10
0%になり、定量性が向上する。また、従来方法に較べ
て格段に簡便になる。
In the measurement of RNA by a conventional hybridization method using a nucleic acid probe, an oligodeoxynucleotide or oligoribonucleotide has been used as a nucleic acid probe. Since RNA itself has a strong higher-order structure, the hybridization efficiency between the probe and the target RNA is poor, and the quantitativeness is poor. For this reason, the conventional method has the complexity of denaturing the RNA, fixing it to a membrane, and then performing a hybridization reaction. On the other hand, the method of the present invention uses a ribose moiety-modified nucleic acid probe having a high affinity for a specific structural part of RNA, so that the hybridization reaction can be performed at a higher temperature than the conventional method. . Therefore, the above-mentioned adverse effects of the higher-order structure of RNA can be overcome only by using a heat denaturation treatment and a helper probe as a pretreatment. As a result, in the method of the present invention, the hybridization efficiency is substantially 10%.
0%, and the quantitativeness is improved. In addition, it becomes much simpler than the conventional method.

【0024】本発明のプローブの塩基数は5〜50であ
り、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜20
である。50を超える場合は、HISH方法に用いたと
き細胞膜の透過性が悪くなり、本発明の適用範囲を狭め
ることになる。5未満の場合は、非特異的ハイブリダイ
ゼーションが惹起し易くなり、測定誤差が大きくなる。
The number of bases of the probe of the present invention is 5 to 50, preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to 20.
It is. If it exceeds 50, the permeability of the cell membrane will be poor when used in the HISH method, and the application range of the present invention will be narrowed. If it is less than 5, non-specific hybridization is likely to occur, resulting in a large measurement error.

【0025】そのプローブの塩基配列は、標的核酸に特
異的にハイブリダイゼーションするものであればよく、
特に限定されない。好ましくは、蛍光色素で標識された
核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションした
とき、(1)当該プローブにハイブリダイゼーションし
た標的核酸の末端塩基部から1ないし3塩基離れて、標
的核酸の塩基配列にG(グアニン)がすくなとも1塩基
以上存在するように、当該プローブの塩基配列が設計さ
れいる塩基配列、(2)プローブの末端部分においてプ
ローブ−核酸ハイブリッド複合体の塩基対がG(グアニ
ン)とC(シトシン)のペアーを少なくとも一対以上形
成するように、当該プローブの塩基配列が設計されてい
る塩基配列、が好ましい。
The base sequence of the probe may be any as long as it specifically hybridizes to the target nucleic acid.
There is no particular limitation. Preferably, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to the target nucleic acid, (1) the base sequence of the target nucleic acid is separated from the terminal base by 1 to 3 bases from the terminal nucleic acid hybridized to the probe, and (2) The base sequence of the probe-nucleic acid hybrid complex at the terminal portion of the probe is G (guanine) and C (C) in which the base sequence of the probe is designed so that (guanine) is present in at least one base. It is preferable that the base sequence of the probe is designed so that at least one pair of (cytosine) is formed.

【0026】本発明における核酸プローブのオリゴヌク
レオチドは、通常の一般的オリゴヌクレオチドの製造方
法で製造できる。例えば、化学合成法、プラスミドベク
ター、ファージベクター等を使用する微生物法等で製造
できる(Tetrahedron letters、 22巻、 1859〜1862
頁、 1981年; Nucleic acids Research、 14巻、6227〜
6245頁、1986年)。尚、現在、市販されている核酸合成
機を使用するのが好適である(例えば、ABI394(Perkin
Elmer社製、USA))。
The oligonucleotide of the nucleic acid probe in the present invention can be produced by a general method for producing an oligonucleotide. For example, it can be produced by a chemical synthesis method, a microbial method using a plasmid vector, a phage vector or the like (Tetrahedron letters, Vol. 22, 1859-1862).
Page, 1981; Nucleic acids Research, Vol. 14, 6227-
6245, 1986). It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer (for example, ABI394 (Perkin
Elmer, USA)).

【0027】オリゴヌクレオチドに蛍光色素を標識する
には、従来公知の標識法のうちの所望のものを利用する
ことができる(Nature Biotechnology、 14巻、 303〜3
08頁、 1996年; Applied and Environmental Microbiol
ogy、 63巻、 1143〜 1147頁、 1997年; Nucleic acids
Research、 24巻、 4532〜4535頁、 1996年)。例え
ば、5´末端に蛍光色素分子を結合させる場合は、先
ず、常法に従って5´末端のリン酸基にスペーサーとし
て、例えば、-(CH2)n-SHを導入する。これらの導入体は
市販されているので市販品を購入してもよい(メドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー(Midl
and Certified Reagent Company))。この場合、nは
3〜8、好ましくは6である。このスペーサーにSH基
反応性を有する蛍光色素又はその誘導体を結合させるこ
とにより標識したオリゴヌクレオチドを合成できる。こ
のようにして合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌ
クレオチドは、逆相等のクロマトグラフィー等で精製し
て本発明で使用する核酸プローブとすることができる。
For labeling the oligonucleotide with a fluorescent dye, a desired one of conventionally known labeling methods can be used (Nature Biotechnology, Vol. 14, 303-3).
08, 1996; Applied and Environmental Microbiol
ogy, 63, 1143-1147, 1997; Nucleic acids
Research, 24, 4532-4535, 1996). For example, when a fluorescent dye molecule is bound to the 5 'end, first, for example,-(CH 2 ) n -SH is introduced as a spacer into the phosphate group at the 5' end according to a conventional method. These inductants are commercially available and may be purchased commercially (Medland Certified Reagent Company, Inc.
and Certified Reagent Company)). In this case, n is 3 to 8, preferably 6. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye having SH group reactivity or a derivative thereof to this spacer. The thus synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by reverse phase chromatography or the like to obtain a nucleic acid probe used in the present invention.

【0028】また、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍
光色素を結合させることもできる。この場合は、リボー
ス又はデオキシリボースの3’位CのOH基にスペーサ
ーとして、例えば、-(CH2)n-NH2を導入する。これらの
導入体も前記と同様にして市販されているので市販品を
購入してもよい(メドランド・サーテイファイフド・レ
ージント・カンパニー(Midland Certified Reagent Co
mpany))。また、リン酸基を導入して、リン酸基のO
H基にスペサーとして、例えば、-(CH2)n-SHを導入す
る。これらの場合、nは3〜8、好ましくは4〜7であ
る。このスペーサーにアミノ基、SH基に反応性を有す
る蛍光色素又はその誘導体を結合させることにより標識
したオリゴヌクレオチドを合成できる。このようにして
合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチド
は、逆相等のクロマトグラフィー等で精製して本発明で
使用する核酸プローブとすることができる。このアミノ
基を導入する場合、キット試薬(例えば、Uni-link am
inomodifier(CLONTECH社製、米国)、フルオ・リポタ
ーキット(FluoReporter Kits) F-6082、 F-6083、 F-6
084、 F-10220(いずれもモレクキュラー・プローベ(M
olecular Probes)社製、米国))を用いるのが便利で
ある。そして、常法に従って当該オリゴリボヌクレオチ
ドに蛍光色素分子を結合させることができる。また、プ
ローブ核酸の鎖内に蛍光色素分子を導入することも可能
である(ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, 32-38頁(1998
年))。以上のようにして本発明の核酸プローブが調製
できるが、好ましいプローブの形態は、3’又は5’末
端が蛍光色素が標識されたものであり、その標識されて
いる末端の塩基がG又はCであるものである。5’末端
が標識され、3’末端が標識されていない場合、3’末
端のリボース又はデオキシリボースの3’位CのOH基
をリン酸基等、また3’末端のリボースの2’位CのO
H基をリン酸基等で修飾してもよく何ら制限されない。
Also, a fluorescent dye can be bound to the 3 'end of the oligonucleotide. In this case, as a spacer, for example,-(CH 2 ) n -NH 2 is introduced into the OH group at the 3′-position C of ribose or deoxyribose. Since these transfectants are also commercially available in the same manner as described above, commercial products may be purchased (Midland Certified Reagent Co., Ltd.).
mpany)). Further, by introducing a phosphate group, the phosphate group O
For example,-(CH 2 ) n -SH is introduced into the H group as a specifier. In these cases, n is 3-8, preferably 4-7. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye or a derivative thereof reactive with an amino group or SH group to this spacer. The thus synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by reverse phase chromatography or the like to obtain a nucleic acid probe used in the present invention. When introducing this amino group, kit reagents (for example, Uni-link am
inomodifier (CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kits F-6082, F-6083, F-6
084, F-10220 (Molecular probe (M
It is convenient to use Molecular Probes), USA)). Then, a fluorescent dye molecule can be bound to the oligoribonucleotide according to a conventional method. It is also possible to introduce a fluorescent dye molecule into the probe nucleic acid chain (ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, pp. 32-38 (1998
Year)). Although the nucleic acid probe of the present invention can be prepared as described above, the preferred form of the probe is one in which the 3 ′ or 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye, and the labeled base is G or C. It is something that is. When the 5 ′ end is labeled and the 3 ′ end is unlabeled, the 3 ′ terminal ribose or deoxyribose at the 3 ′ position C OH group is a phosphate group or the like, and the 3 ′ terminal ribose 2 ′ position C O
The H group may be modified with a phosphate group or the like without any limitation.

【0029】本発明の核酸プローブは、単に核酸測定だ
けでなく、標的核酸若しくは遺伝子の多型(polymorphi
sm)または/および変異(mutation)を解析若しくは測
定する方法に好適に利用できる。特に下記に述べるDN
Aチップと併用することによりより便利な方法を提供す
る。すなわち、本発明の核酸プローブと標的核酸若しく
は遺伝子とのハイブリダイゼーションにおいて、GCペ
アーを形成するかどうかにより、蛍光強度が変化する。
それで、本発明の核酸プローブを標的核酸若しくは遺伝
子にハイブリダイゼーションさせ、発光強度を測定する
ことにより、標的核酸若しくは遺伝子の多型(polymorp
hism)または/および変異(mutation)を解析若しくは
測定することができる。具体的方法は、実施例に記し
た。この場合、標的核酸若しくは遺伝子は各種の核酸若
しくは遺伝子の増幅方法のうちの一つの方法により増幅
された増幅物でもよし、抽出されたものでもよい。また
標的核酸はその種類を問わない。本発明を適用しうる標
的核酸の例としてRNA、DNA、PNA、人工修飾核
酸などを挙げることができる。ただ、鎖中または末端に
グアニン塩基が存在しておればよい。鎖中または末端に
グアニン塩基が存在しないと蛍光強度が減少しない。よ
って、本発明方法により、G→A、G←A、C→T、C
←T、G→C、G←Cの変異、または置換、すなわち、
1塩基多型(single nucleotide polymorphism (SNP))
などの多型(polymorphism analysis)等を解析若しく
は測定することができる。なお、現在、多型分析は、マ
キサム・ギルバート(Maxam-Gilbert)法、ジデオキシ
(dideoxy)法を用いて核酸若しくは遺伝子の塩基配列
を決定することにより行われているのが現状である。
The nucleic acid probe of the present invention can be used not only for nucleic acid measurement but also for polymorphism of a target nucleic acid or gene.
It can be suitably used for a method for analyzing or measuring sm) and / or mutation. In particular, the DN described below
A more convenient method is provided when used in combination with the A chip. That is, in the hybridization between the nucleic acid probe of the present invention and the target nucleic acid or gene, the fluorescence intensity changes depending on whether or not a GC pair is formed.
Then, the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to the target nucleic acid or gene, and the luminescence intensity is measured.
hism) or / and mutations can be analyzed or measured. The specific method is described in Examples. In this case, the target nucleic acid or gene may be an amplified product obtained by one of various nucleic acid or gene amplification methods, or may be an extracted product. The target nucleic acid may be of any type. Examples of target nucleic acids to which the present invention can be applied include RNA, DNA, PNA, artificially modified nucleic acids, and the like. However, a guanine base may be present in the chain or at the end. If no guanine base is present in the chain or at the end, the fluorescence intensity does not decrease. Therefore, according to the method of the present invention, G → A, G ← A, C → T, C
← T, G → C, G ← C mutation or substitution, ie,
Single nucleotide polymorphism (SNP)
Polymorphism analysis or the like can be analyzed or measured. At present, polymorphism analysis is currently performed by determining the nucleotide sequence of a nucleic acid or gene using the Maxam-Gilbert method and the dideoxy method.

【0030】それで、本発明の核酸プローブを標的核酸
または/および遺伝子の多型(polymorphism)及び変異
(mutation)を解析若しくは測定する測定キットに含有
させることにより、標的核酸若しくは遺伝子の多型(po
lymorphism)または/および変異(mutation)を解析若
しくは測定する測定キットとして好適に使用することが
できる。
The nucleic acid probe of the present invention is contained in a measurement kit for analyzing or measuring polymorphism and mutation of a target nucleic acid or / and a gene, thereby obtaining a polymorphism (po) of the target nucleic acid or a gene.
It can be suitably used as a measurement kit for analyzing or measuring lymorphism or / and mutation.

【0031】本発明の標的遺伝子の多型(polymorphis
m)または/および変異(mutation)を解析若しくは測
定する方法により得られるデータを解析する場合に、標
的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリ
ダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のものが
ハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値に
より補正する処理過程を設けると、処理されたデータは
信頼性の高いものになる。それで本発明は、標的核酸若
しくは遺伝子の多型(polymorphism)または/および変
異(mutation)を解析若しくは測定する方法のためのデ
ータ解析方法を提供する。
The polymorphism of the target gene of the present invention (polymorphis)
m) or / and mutation (mutation) when analyzing the data obtained by the method of analyzing or measuring, when the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the fluorescence intensity value of the reaction system, Providing a process of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned ones are not hybridized makes the processed data highly reliable. Thus, the present invention provides a data analysis method for a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid or gene.

【0032】また、本発明の特徴は、標的核酸若しくは
遺伝子の多型(polymorphism)または/および変異(mu
tation)を解析若しくは測定する測定装置において、標
的核酸若しくは遺伝子が蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値
を、前記のものがハイブリダイズしていないときの反応
系の蛍光強度値により補正する処理手段を有することを
特徴とする標的核酸若しくは遺伝子の多型(polymorphi
sm)または/および変異(mutation)を解析若しくは測
定する測定装置である。
Further, a feature of the present invention is that polymorphism or / and mutation (mu)
tation), the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or gene is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the reaction when the above-mentioned one is not hybridized. Having a processing means for correcting by the fluorescence intensity value of the system.
It is a measuring device for analyzing or measuring sm) or / and mutation.

【0033】また、本発明の特徴は、標的核酸若しくは
遺伝子の多型(polymorphism)または/および変異(mu
tation)を解析若しくは測定する方法により得られるデ
ータを解析する場合に、標的核酸若しくは遺伝子が蛍光
色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズしたと
きの反応系の蛍光強度値を、前記のものがハイブリダイ
ズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正する
処理過程をコンピュータに実行させるためのプログラム
を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
Further, a feature of the present invention is that polymorphism and / or mutation (mu)
tation), the fluorescence intensity of the reaction system when the target nucleic acid or gene is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute a process of correcting with a fluorescence intensity value of a reaction system when the soybean is not soyed is recorded.

【0034】本発明のプローブは固体(支持層)表面、
例えばスライドガラスの表面に固定されていてもよい。
この場合、蛍光色素で標識されていない端が固定されて
いるのが好ましい。この形式は現在DNAチップと言わ
れる。遺伝子発現(gene expression)のモニタリン
グ、塩基配列(base sequence)の決定,変異解析(mu
tation analysis),1塩基多型(single nucleotide p
olymorphism (SNP))などの多型解析(polymorphism an
alysis)等に使用できる。勿論、核酸測定用デバイス
(チップ)として使用することができる。
The probe of the present invention has a solid (supporting layer) surface,
For example, it may be fixed to the surface of a slide glass.
In this case, it is preferable that the end not labeled with the fluorescent dye is fixed. This format is now called a DNA chip. Monitoring of gene expression, determination of base sequence, mutation analysis (mu
tation analysis), single nucleotide polymorphism (single nucleotide p
olymorphism (SNP))
alysis). Of course, it can be used as a nucleic acid measurement device (chip).

【0035】本発明のプローブを例えばスライドガラス
の表面に結合させるには、ポリリジン、ポリエチレンイ
ミン、ポリアルキルアミンなどのポリ陽イオンをコート
したスライドガラス、アルデヒド基を導入したスライド
ガラス、アミノ基を導入したスライドガラスを先ず用意
する。そして、i)ポリ陽イオンをコートしたスライドガ
ラスには、プローブのリン酸基を反応させる、ii)アル
デヒド基を導入したスライドガラスには、アミノ基を導
入したプローブを反応させる、iii)アミノ基を導入した
スライドガラスには、PDC(pyridinium dichromat
e)導入、アミノ基又はアルデヒド基導入したプローブ
を反応させる、などにより達成できる(Fodor,P.A.,et a
l.,Science,251,767-773(1991); Schena,M.,et al.,Pro
c.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,10614-10619(1996);McGa
l,G.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,13555-13
560(1996);Blanchad,A.P.,et al.,Biosens.Bioelectro
n.,11,687-690(1996))。
For binding the probe of the present invention to, for example, the surface of a slide glass, a slide glass coated with a polycation such as polylysine, polyethyleneimine or polyalkylamine, a slide glass into which an aldehyde group has been introduced, or an amino group can be introduced. First, a prepared slide glass is prepared. Then, i) react the phosphate group of the probe on the slide glass coated with the polycation, ii) react the probe with the amino group on the slide glass into which the aldehyde group is introduced, iii) react the amino group with the probe. PDC (pyridinium dichromat)
e) introduction, reaction with a probe having an amino group or an aldehyde group introduced, etc. (Fodor, PA, et a
l., Science, 251, 767-773 (1991); Schena, M., et al., Pro.
c. Natl. Acad. Sci., USA, 93, 10614-10619 (1996); McGa
l, G., et al., Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 93,13555-13
560 (1996); Blanchard, AP, et al., Biosens. Bioelectro.
n., 11, 687-690 (1996)).

【0036】核酸プローブを固体表面にアレー状に配
列、結合させたデバイスは核酸測定用がより便利にな
る。この場合、塩基配列の異なる多くの本発明のプロー
ブを、個別に同一固体表面上に結合していデバイスをつ
くることにより、同時に多種遺伝子を検出定量できる。
このデバイスにおいては、プローブ毎に、前記固体のプ
ローブを結合したと反対側の面に少なくとも一つの温度
センサーとヒーターが設け、そのプローブを結合した前
記固体の領域が最適温度条件になるように温度調節され
得るように設計されているのが好適である。
A device in which nucleic acid probes are arranged and bound in an array on a solid surface is more convenient for nucleic acid measurement. In this case, a large number of probes can be detected and quantified at the same time by making a device by binding many probes of the present invention having different base sequences individually on the same solid surface.
In this device, for each probe, at least one temperature sensor and a heater are provided on the surface opposite to the side where the solid probe is connected, and the temperature is set so that the region of the solid to which the probe is connected has an optimum temperature condition. Preferably, it is designed to be adjustable.

【0037】このデバイスにおいては、本発明のプロー
ブ以外のプローブ、例えば、一つの分子内に二つの異な
った蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイゼーショ
ンしていないときは、二つの蛍光色素の相互作用によ
り、消光若しくは発光しているが、標的核酸にハイブリ
ダイゼーションすると蛍光若しくは消光するように設計
された構造をもつ核酸プローブ、即ち、前記の分子ビー
コン(Tyagi et al., Nature Biotech.,14:303-308,199
6)等を結合したものも好適に使用できる。それで、この
ようなデバイスも本発明の技術的範囲内に含まれる。
In this device, a probe other than the probe of the present invention, for example, two different fluorescent dyes in one molecule, and when not hybridized to the target nucleic acid, the two fluorescent dyes A nucleic acid probe having a structure that is quenched or luminescent by action but designed to fluoresce or quench when hybridized to a target nucleic acid, that is, the molecular beacon (Tyagi et al., Nature Biotech., 14: 303-308,199
The combination of 6) and the like can also be suitably used. Therefore, such a device is also included in the technical scope of the present invention.

【0038】本発明のデバイスを用いる測定方法の基本
的操作は、核酸プローブを結合した固体表面上にmRN
A、cDNA、rRNA等の標的核酸を含む溶液をの
せ、ハイブリダイゼーションさせるだけである。これに
より、標的核酸量に応じて蛍光量の変化がおこり、その
蛍光変化量から標的核酸の検出定量が可能となる。ま
た、一つの固体表面上に塩基配列の異なる核酸プローブ
を多数種結合させることにより、一度に多くの核酸を検
出定量することができる。それで、DNAチップと全く
同じ用途で使用できるので新規のDNAチップである。
最適の反応条件では標的核酸以外の核酸は蛍光の発光量
を変化させないために、未反応な核酸を洗浄する操作は
必要がない。更に、微小ヒーターにて核酸プローブの種
類毎に温度コントロールすることにより、当該プローブ
毎に最適反応条件にコントロールできるために正確な定
量が可能となる。また、微小ヒーターにて温度を連続的
に変化させ、その間、蛍光量を測定することにより、核
酸プローブと標的核酸との解離曲線を解析することがで
きる。その解離曲線の違いからハイブリダイゼーション
した核酸の性質の判定や、SNPの検出ができる。
The basic operation of the measuring method using the device of the present invention is as follows.
A solution containing a target nucleic acid such as A, cDNA, rRNA or the like is simply placed and hybridized. As a result, a change in the amount of fluorescence occurs in accordance with the amount of the target nucleic acid, and detection and quantification of the target nucleic acid can be performed from the amount of change in the fluorescence. In addition, by binding a large number of nucleic acid probes having different base sequences on one solid surface, it is possible to detect and quantify many nucleic acids at a time. Therefore, it is a novel DNA chip because it can be used in exactly the same application as the DNA chip.
Under optimal reaction conditions, nucleic acids other than the target nucleic acid do not change the amount of fluorescence emitted, so that there is no need to wash unreacted nucleic acids. Furthermore, by controlling the temperature for each type of nucleic acid probe with a micro heater, it is possible to control the optimal reaction conditions for each probe, so that accurate quantification becomes possible. In addition, the dissociation curve between the nucleic acid probe and the target nucleic acid can be analyzed by continuously changing the temperature with a minute heater and measuring the amount of fluorescence during that time. From the difference in the dissociation curves, the properties of the hybridized nucleic acid can be determined, and the SNP can be detected.

【0039】従来の標的核酸測定用デバイスは、蛍光色
素で修飾されていない核酸プローブを固体表面に結合
(固定:fix)し、それに蛍光色素で標識した標的核酸
をハイブリダイゼーションさせた後、ハイブリダイゼー
ションしていない標的核酸を洗い流して、残存している
蛍光色素の蛍光強度を測定していた。蛍光色素で標的核
酸を標識するには、例えば、特定mRNAを標的とした
場合、次のstepsを取る:(1)細胞から抽出されたm
RNA全部を抽出する。(2)それから、逆転写酵素
(reverse transcriptase)を用いて、蛍光色素で修飾
されヌクレオサイドをとり込ませながらcDNAを合成
する。本発明ではこのような操作は必要がない。
A conventional device for measuring a target nucleic acid binds (fixes) a nucleic acid probe not modified with a fluorescent dye to a solid surface, hybridizes the target nucleic acid labeled with the fluorescent dye, and then performs hybridization. Unwashed target nucleic acids were washed away, and the fluorescence intensity of the remaining fluorescent dye was measured. To label a target nucleic acid with a fluorescent dye, for example, when targeting a specific mRNA, take the following steps: (1) m extracted from cells
Extract all RNA. (2) Then, using reverse transcriptase, cDNA is synthesized while incorporating a nucleoside modified with a fluorescent dye. Such an operation is not required in the present invention.

【0040】当該デバイスには各種のプローブが多数ス
ポットしてあるが、その各々のプローブにハイブリダイ
ゼーションする核酸の最適ハイブリダイゼーション条
件、例えば、温度等は各々異なる。よって本来であれ
ば、プローブ毎(スポット毎)に、ハイブリダイゼーシ
ョン反応、洗浄操作を最適な条件で行う必要がある。し
かし、それは物理的に不可能であるので、すべてのプロ
ーブ毎に同一の温度でハイブリダイゼーションを行い、
また、洗浄も同一温度で同一洗浄液で行われている。そ
れで、ハイブリダイゼーションが期待されている核酸が
ハイブリダイゼーションしなかったり、ハイブリダイゼ
ーションしてもハイブリダイゼーションが強固でないの
で容易に洗い流されてしまう等の欠点を有していた。そ
のような原因で核酸の定量性が低いものであった。本発
明ではこの洗浄操作が必要がないのでこのような欠点を
有しない。また、スポットの底に微小ヒータを設け、ハ
イブリダイゼーション温度をコントロールすることで、
プローブ毎に最適温度でハイブリダイゼーション反応を
行わせることができる。それで、本発明は定量性が格段
に向上したものである。
Although various probes are spotted on the device, the optimal hybridization conditions, such as temperature, for nucleic acids that hybridize to each probe are different. Therefore, the hybridization reaction and the washing operation must be performed under optimum conditions for each probe (for each spot). However, since it is physically impossible, hybridization is performed at the same temperature for all probes,
Cleaning is also performed at the same temperature and with the same cleaning liquid. Therefore, there have been disadvantages that the nucleic acid expected to be hybridized does not hybridize, and even if hybridized, the hybridization is not strong and is easily washed away. Quantitative properties of nucleic acids were low for such reasons. The present invention does not have such a disadvantage because the washing operation is not required. In addition, by providing a small heater at the bottom of the spot and controlling the hybridization temperature,
A hybridization reaction can be performed at an optimum temperature for each probe. Therefore, in the present invention, the quantitativeness is significantly improved.

【0041】本発明においては、前記した核酸プローブ
又はデバイスを使用することで、標的核酸を短時間で、
簡便かつ特異的に測定することができる。以下に測定法
を述べる。本発明の測定方法において、先ず、測定系に
前記の核酸プローブを添加し、標的核酸にハイブリダイ
ゼーションさせる。その方法は、通常の既知方法で行な
うことができる(Analytical Biochemistry、 183巻、
231〜244頁、 1989年; Nature Biotechnology、 14巻、
303〜308頁、 1996年; Applied and Environmental Mi
crobiology、 63巻、 1143-1147頁、 1997年)。例え
ば、ハイブリダイゼーションの条件は、塩濃度が0〜2
モル濃度、好ましくは0.1〜1.0モル濃度、pHは
6〜8、好ましくは6.5〜7.5である。
In the present invention, by using the above-described nucleic acid probe or device, a target nucleic acid can be
It can be measured simply and specifically. The measurement method is described below. In the measurement method of the present invention, first, the above-described nucleic acid probe is added to the measurement system and hybridized with the target nucleic acid. The method can be carried out by a commonly known method (Analytical Biochemistry, 183,
231-244, 1989; Nature Biotechnology, 14,
303-308, 1996; Applied and Environmental Mi
crobiology, 63, 1143-1147, 1997). For example, the hybridization conditions are as follows:
Molarity, preferably 0.1-1.0 molarity, pH is 6-8, preferably 6.5-7.5.

【0042】反応温度は、前記核酸プローブが標的核酸
の特異的部位にハイブリダイゼーションして得られるハ
イブリド複合物のTm値±10℃の範囲内であるのが好
ましい。このようにすることにより非特異的なハイブリ
ダイゼーションを防止することができる。Tm−10℃
未満のときは、非特異的ハイブリダイゼーション起こ
り、Tm+10℃を越えるときは、ハイブリダイゼーシ
ョンが起こらない。尚、Tm値は本発明で用いる核酸プ
ローブを設計するのに必要な実験と同様にして求めるこ
とができる。すなわち、当該核酸プローブとハイブリダ
イゼーションする相補塩基配列のオリゴヌクレオチドを
前記の核酸合成機等で化学合成し、当該核酸プローブと
のハイブリダイゼーション物のTm値を通常の方法で測
定する。
The reaction temperature is preferably within the range of the Tm value of the hybrid complex obtained by hybridization of the nucleic acid probe to a specific site of the target nucleic acid ± 10 ° C. By doing so, non-specific hybridization can be prevented. Tm-10 ° C
If it is less than Tm, nonspecific hybridization occurs. If it exceeds Tm + 10 ° C., no hybridization occurs. The Tm value can be determined in the same manner as in an experiment necessary for designing a nucleic acid probe used in the present invention. That is, an oligonucleotide having a complementary base sequence that hybridizes with the nucleic acid probe is chemically synthesized by the above-described nucleic acid synthesizer or the like, and the Tm value of a product hybridized with the nucleic acid probe is measured by a usual method.

【0043】また、その反応時間は1秒間〜180分
間、好ましくは5秒間〜90分間である。1秒間未満の
ときは、ハイブリダイゼーションにおいて未反応の本発
明の核酸プローブが多くなる。また、反応時間を余り長
くしても特に意味がない。なお、反応時間は核酸種、す
なわち、核酸の長さ、あるいは塩基配列によって大きく
影響を受ける。前記のようにして、本発明において核酸
プローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせる。
そして、ハイブリダイゼーションの前後で、蛍光色素の
発光量を蛍光光度計で測定し、発光の減少量を計算す
る。その減少量の大きさは標的核酸量と比例するので、
標的核酸の量を求めることができる。
The reaction time is 1 second to 180 minutes, preferably 5 seconds to 90 minutes. When the time is shorter than 1 second, the number of unreacted nucleic acid probes of the present invention in hybridization increases. Further, it is meaningless if the reaction time is too long. The reaction time is greatly affected by the nucleic acid species, that is, the length of the nucleic acid or the base sequence. As described above, in the present invention, the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid.
Then, before and after hybridization, the amount of emission of the fluorescent dye is measured with a fluorometer, and the amount of decrease in emission is calculated. Since the magnitude of the decrease is proportional to the amount of the target nucleic acid,
The amount of the target nucleic acid can be determined.

【0044】反応液中の標的核酸の濃度:0.1〜1
0.0nMであるのが好ましい。反応液中のプローブの
濃度:1.0〜25.0nMであるが好ましい。検量線
を作成する場合は、標的核酸に対して、プローブを1.
0〜2.5の比率で用いるのが望ましい。
The concentration of the target nucleic acid in the reaction solution: 0.1 to 1
Preferably it is 0.0 nM. The concentration of the probe in the reaction solution is preferably 1.0 to 25.0 nM. When preparing a calibration curve, a probe is used for 1.
It is desirable to use at a ratio of 0 to 2.5.

【0045】実際、試料中の未知濃度の標的核酸を測定
する場合、上記の条件で先ず、検量線を作成する。そし
て、複数の濃度のプローブを添加して、蛍光強度値の減
少を測定する。そして、測定された蛍光強度の減少値を
最大にするプローブ濃度を好ましいプローブ濃度とす
る。好ましい濃度のプローブで測定された蛍光強度の減
少値もって、検量線から標的核酸の定量値を求めること
になる。
In practice, when measuring an unknown concentration of a target nucleic acid in a sample, a calibration curve is first prepared under the above conditions. Then, a plurality of concentrations of the probe are added, and the decrease in the fluorescence intensity value is measured. Then, the probe concentration that maximizes the decrease value of the measured fluorescence intensity is set as a preferable probe concentration. The quantitative value of the target nucleic acid is determined from the calibration curve based on the decrease value of the fluorescence intensity measured with the probe at the preferable concentration.

【0046】本発明の核酸測定法の原理は、前記のごと
くであるが、各種の核酸測定方法、例えば、FISH方
法、PCR方法、LCR方法、SD方法, 競合的ハイブ
リダイゼーション方法、TAS方法、 などに適用でき
る。
The principle of the nucleic acid measuring method of the present invention is as described above, but various nucleic acid measuring methods such as FISH method, PCR method, LCR method, SD method, competitive hybridization method, TAS method, etc. Applicable to

【0047】以下にその例を記す。 a)FISH方法に適用した場合 即ち、本発明は色々の種類の微生物若しくは他の動物や
植物が混在していて、相互に単離できない微生物系(複
合微生物系、共生微生物系)の細胞内若しくは細胞のホ
モジネート等の核酸測定に好適に適用できる。ここでい
う微生物とは一般的にいう微生物のことで、特に限定さ
れるものではない。例えば、真核微生物、原核微生物、
その他、マイコプラズマ、ウイルス、リッケチャ等を挙
げることができる。そして、特定配列を有する核酸と
は、これらの微生物系において、例えば、どのように活
躍しているのか調べたい菌株の細胞に特異性を有する塩
基配列をもつ核酸のことである。例えば、特定菌株の5
SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又
はそれらの遺伝子DNAの特定配列である。
An example is described below. a) When applied to the FISH method That is, the present invention is a method in which various kinds of microorganisms or other animals or plants are mixed and cannot be isolated from each other in cells of a microorganism system (complex microorganism system, symbiotic microorganism system) or It can be suitably applied to measurement of nucleic acids such as cell homogenates. The microorganism here is a microorganism generally referred to, and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms,
Other examples include mycoplasma, virus, and rickettsie. The nucleic acid having a specific sequence is, for example, a nucleic acid having a base sequence having specificity for cells of a bacterial strain to be examined for how it is active in these microorganism systems. For example, the specific strain 5
Specific sequence of SrRNA, 16S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA.

【0048】本発明において核酸プローブを複合微生物
系又は共生微生物系に添加し、特定菌株の5SrRN
A、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれら
の遺伝子DNAの量を測定することにより、当該系にお
ける特定菌株の存在量を測定することできる。尚、複合
微生物系又は共生微生物系のホモジネートに前記核酸プ
ローブを添加して、ハイブリダイゼーション前後におけ
る蛍光色素の発光の減少量を測定して特定菌株の存在量
を測定する方法も、本発明の技術的範囲内とする。
In the present invention, a nucleic acid probe is added to a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system, and 5SrRN of a specific strain is added.
By measuring the amount of A, 16S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA, the abundance of the specific strain in the system can be measured. In addition, a method of adding the nucleic acid probe to a complex microbial or symbiotic microbial homogenate, measuring the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization, and measuring the abundance of a specific strain is also a technique of the present invention. Within the target range.

【0049】前記の測定方法は、例えば、以下の如くで
ある。即ち、核酸プローブを添加する前に、複合微生物
系又は共生微生物系の温度、塩濃度、pHを前記の条件
に調整する。複合微生物系又は共生微生物系における特
定菌株は、細胞数として10 7〜1012個/ml、好ま
しくは109〜1010個/mlに調整することが好適で
ある。それは希釈、又は遠心分離等による濃縮等で行う
ことができる。細胞数が107個/ml未満のときは、
蛍光強度が弱く、測定誤差が大きくなる。1012個/m
lを超えるときは、複合微生物系又は共生微生物系の蛍
光強度が強すぎるため、特定微生物の存在量を定量的に
測定することができなくなる。
The above measuring method is, for example, as follows.
is there. That is, before adding the nucleic acid probe,
Temperature, salt concentration and pH of the system or symbiotic microbial system
Adjust to Special features in complex or symbiotic microbial systems
The fixed strain has a cell number of 10 7-1012Pcs / ml, preferred
Or 109-10TenIt is preferable to adjust to
is there. It is performed by dilution or concentration by centrifugation etc.
be able to. 10 cells7If the number is less than
The fluorescence intensity is weak and the measurement error increases. 1012Pieces / m
l, a complex or symbiotic microbial
Because the light intensity is too strong, the amount of specific microorganisms
It cannot be measured.

【0050】添加する核酸プローブの濃度は、複合微生
物系又は共生微生物系における特定菌株の細胞数に依存
する。細胞数1×108/mlに対して0.1〜10.
0nM濃度、好ましくは0.5〜5nM濃度、より好ま
しくは1.0nM濃度である。0.1nM未満のとき
は、特定微生物の存在量を正確に反映したデータになら
ない。しかし、最適な核酸プローブの量は、細胞内の標
的核酸量に依存するために一概にはいえない。
The concentration of the nucleic acid probe to be added depends on the number of cells of a specific strain in a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system. 0.1 to 10 for a cell count of 1 × 10 8 / ml.
The concentration is 0 nM, preferably 0.5 to 5 nM, more preferably 1.0 nM. When the concentration is less than 0.1 nM, the data does not accurately reflect the abundance of the specific microorganism. However, the optimal amount of the nucleic acid probe cannot always be determined because it depends on the amount of the target nucleic acid in the cell.

【0051】次に本発明において前記核酸プローブと特
定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23S
rRNA又はその遺伝子DNAにハイブリダイゼーショ
ンさせるときの反応温度は、前記した条件と同様であ
る。また、その反応の時間も前記の条件と同様である。
前記のような条件で核酸プローブを特定菌株の5SrR
NA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれ
の遺伝子DNAにハイブリダイゼーションさせ、ハイブ
リダイゼーション前後の複合微生物系又は共生微生物系
の蛍光色素の発光の減少量を測定する。
Next, in the present invention, the nucleic acid probe and 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain are used.
The reaction temperature for hybridization to rRNA or its gene DNA is the same as that described above. Further, the reaction time is the same as the above conditions.
Under the conditions described above, the nucleic acid probe was
Hybridization is performed with NA, 16S rRNA or 23S rRNA or its gene DNA, and the decrease in luminescence of the fluorescent dye of the complex microorganism or symbiotic microorganism before and after hybridization is measured.

【0052】前記のようにして測定された蛍光色素の発
光の減少量は、複合微生物系又は共生微生物系における
特定菌株の存在量と比例する。それは5SrRNA、1
6SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝
子DNAの量と特定菌株の存在量とが比例するからであ
る。
The amount of decrease in the emission of the fluorescent dye measured as described above is proportional to the amount of the specific strain present in the complex microorganism system or the symbiotic microorganism system. It is 5S rRNA, 1
This is because the amount of 6S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA is proportional to the amount of the specific strain.

【0053】尚、本発明において、複合微生物系又は共
生微生物系における微生物以外の成分は、本発明の核酸
プローブと特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若
しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAとのハ
イブリダイゼーションを阻害しない限り、また、核酸プ
ローブの蛍光色素の発光を阻害をしない限り、特に限定
されない。例えば、KH2PO4、K2HPO4、NaH2PO4、Na2HPO4
等のリン酸塩、硫安、硝安、尿素等の無機窒素類、マグ
ネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムイオン等
の金属イオンの各種塩類、マンガン、亜鉛、鉄、コバル
トイオン等の微量金属イオンの硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩
等の各種塩類、更にビタミン類等が適当に含まれていて
もよい。もし、上記の阻害が観察される場合は、遠心分
離等の操作で複数の微生物が混在する菌体系から菌体を
分離し、再び緩衝液系等に懸濁すればよい。
In the present invention, components other than microorganisms in the complex microbial system or the symbiotic microbial system are used as long as they do not inhibit the hybridization between the nucleic acid probe of the present invention and 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or their gene DNA. There is no particular limitation as long as the emission of the fluorescent dye of the nucleic acid probe is not inhibited. For example, KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4
Phosphates, ammonium sulfate, ammonium nitrate, inorganic nitrogens such as urea, various salts of metal ions such as magnesium, sodium, potassium, calcium ions, manganese, zinc, iron, sulfates of trace metal ions such as cobalt ions, Various salts such as hydrochloride and carbonate, and vitamins and the like may be appropriately contained. If the above-mentioned inhibition is observed, the cells may be separated from a bacterial system in which a plurality of microorganisms are mixed by an operation such as centrifugation, and suspended again in a buffer system or the like.

【0054】上記の緩衝液としては、リン酸緩衝液、炭
酸緩衝液、トリス・塩酸緩衝液、トリス・グリシン緩衝
液、クエン酸緩衝液、グット緩衝液等の各種緩衝液をも
用いることができる。緩衝液の濃度は、ハイブリダイゼ
ーション、FRET現象、蛍光色素の発光を阻害しない
濃度である。その濃度は緩衝液の種類に依存する。緩衝
液のpHは4〜12、好ましくは5〜9である。
As the above buffer, various buffers such as a phosphate buffer, a carbonate buffer, a Tris / HCl buffer, a Tris / glycine buffer, a citrate buffer, and a Goodt buffer can also be used. . The concentration of the buffer is a concentration that does not inhibit the hybridization, the FRET phenomenon, and the emission of the fluorescent dye. Its concentration depends on the type of buffer. The pH of the buffer is 4-12, preferably 5-9.

【0055】b)PCR methodsに適用する場合 PCR methodsであればどのような方法でも適用できる
のであるが、リアルタイム定量的PCR方法に適用する
場合を以下に記す。即ち、リアルタイム定量的PCR方
法において、本発明の特定の核酸プローブを用いてPC
Rを行い、反応前後の蛍光色素の発光の減少をリアルタ
イムで測定するものである。本発明のPCRとは各種方
法のPCRを意味するものである。例えば、RT−PC
R、RNA−primed PCR、Stretch PCR、逆PC
R、Alu配列を利用したPCR、多重PCR、混合プ
ライマーを用いたPCR、PNAを用いたPCR法等を
も含む。また、定量的とは、本来の定量測定の他に、検
出程度の定量測定をも意味するものとする。
B) When applied to PCR methods Any method can be applied as long as it is a PCR method. The case where the method is applied to a real-time quantitative PCR method is described below. That is, in a real-time quantitative PCR method, a specific nucleic acid probe of the present invention
R is performed, and the decrease in the emission of the fluorescent dye before and after the reaction is measured in real time. The PCR of the present invention means PCR by various methods. For example, RT-PC
R, RNA-primed PCR, Stretch PCR, reverse PC
It also includes PCR using R and Alu sequences, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR using PNA, and the like. The term “quantitative” means quantitative measurement of the degree of detection in addition to the original quantitative measurement.

【0056】前記のとおり、標的核酸とは、存在量を定
量若しくは定量的検出するまたは単に検出する核酸のこ
とを云う。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も
問わない。各種の核酸が混在していてもよい。例えば、
複合微生物系(複数微生物のRNA若しくは遺伝子DN
Aの混在系)又は共生微生物系(複数の動植物及び/又
は複数微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)
における増幅目的の特定核酸である。尚、標的核酸の精
製が必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。
例えば、市販されている精製キット等を使用して行うこ
とができる。
As described above, the target nucleic acid refers to a nucleic acid whose amount is quantitatively or quantitatively detected or simply detected. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example,
Complex microbial system (RNA or gene DN of multiple microorganisms)
A) or a symbiotic microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple animals and plants and / or multiple microorganisms)
Is the specific nucleic acid to be amplified. If the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method.
For example, it can be performed using a commercially available purification kit or the like.

【0057】従来公知の定量的PCR方法はdATP、
dGTP、dCTP、dTTP若しくはdUTP、標的
核酸(DNA又はRNA)、Taqポリメラーゼ、プラ
イマー、並びに蛍光色素で標識した核酸プローブ若しく
はインターカレーターを用いてMgイオンの存在下に、
温度を低温、高温を繰り返しつつ標的核酸を増幅し、増
幅過程の蛍光色素の発光の増加量をリアルタイムでモニ
タリングするものである(実験医学、15巻、7号、4
6〜51ページ、1997年、羊土社)。
Conventionally known quantitative PCR methods include dATP,
In the presence of Mg ions using dGTP, dCTP, dTTP or dUTP, target nucleic acid (DNA or RNA), Taq polymerase, primer, and nucleic acid probe or intercalator labeled with a fluorescent dye,
The target nucleic acid is amplified while the temperature is repeatedly reduced and increased, and the increase in the emission of the fluorescent dye in the amplification process is monitored in real time (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, No. 4,
6-51, 1997, Yodosha).

【0058】本発明の定量的PCR方法は、本発明の核
酸プローブを用いて標的核酸を増幅させ、増幅過程にお
いて、蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴と
するものである。本発明の定量的PCRにおいて、好ま
しい本発明のプローブとしては、その塩基数は5〜50
であり、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜
20で、PCRサイクル中に標的核酸の増幅産物とハイ
ブリダイゼーションするものであれば、どのようなもの
でもよい。また、フォワード(forward)型、リバース
(reverse)型のどちらに設計してもよい。
The quantitative PCR method of the present invention is characterized by amplifying a target nucleic acid using the nucleic acid probe of the present invention, and measuring the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye during the amplification process. In the quantitative PCR of the present invention, a preferable probe of the present invention has a base number of 5 to 50.
, Preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to
At 20, any can be hybridized with the amplification product of the target nucleic acid during the PCR cycle. Further, it may be designed as either a forward type or a reverse type.

【0059】例えば、以下のものを挙げることができ
る。 (1)5’末端部、好ましくは5’末端が、本発明の実
施に有用な蛍光色素で標識され、標的核酸に当該末端部
においてハイブリダイゼーションしたとき、当該プロー
ブと標的核酸とがハイブリダイゼーションした5’末端
の塩基部分から1〜3塩基5’側に離れて、標的核酸の
塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在
するように、塩基配列が設計されている。 (2)前記(1)のプローブの内、3’末端が蛍光色素
で標識されているプローブ。
For example, the following can be mentioned. (1) The 5 'end, preferably the 5' end, is labeled with a fluorescent dye useful in the practice of the present invention, and when hybridized to the target nucleic acid at the end, the probe and the target nucleic acid are hybridized. The base sequence is designed so that G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid at least one base at least 1 to 3 bases away from the base portion at the 5 'end. (2) Among the probes of the above (1), a probe whose 3 ′ end is labeled with a fluorescent dye.

【0060】(3)前記(1)のプローブの内、3’末
端、例えば、3’末端のリボース若しくはデオキシリボ
ースの3’位CのOH基がリン酸基等で修飾されている
もの、または、3’末端のリボースの2’位CのOH基
がリン酸基等で修飾されているもの。 (4)3’末端部、好ましくは3’末端が、本発明の蛍
光色素で標識され、3’末端の塩基がG又はCであるも
の、または3’末端のリボースの2’位のOH基がリン
酸基等で修飾されいるもの。 (5)前記(1)のプローブのうち、5’末端部、好ま
しくは5’末端が、本発明の蛍光色素で標識されている
もの。 (6)5’末端部、好ましくは5’末端が、本発明の実
施に有用な蛍光色素で標識され、5’末端の塩基がG又
はCであるもの。
(3) Among the probes of the above (1), those in which the OH group at the 3′-terminal, for example, the 3′-terminal C of ribose or deoxyribose at the 3′-terminal is modified with a phosphate group, or , Wherein the OH group at the 2'-position C of ribose at the 3 'end is modified with a phosphate group or the like. (4) 3'-terminal, preferably 3'-terminal, which is labeled with the fluorescent dye of the present invention, and whose 3'-terminal base is G or C, or 2'-OH group of 3'-terminal ribose Is modified with a phosphate group or the like. (5) The probe of the above (1), wherein the 5 'end, preferably the 5' end, is labeled with the fluorescent dye of the present invention. (6) The 5 'end, preferably the 5' end, is labeled with a fluorescent dye useful in the practice of the present invention, and the 5 'end base is G or C.

【0061】前記(4)、(6)の場合、標的核酸の塩
基配列から、どうしても5’末端がG又はCに設計でき
ない場合は、標的核酸の塩基配列から設計したプライマ
ーであるオリゴヌクレオチドの5’末端に、5’−グア
ニル酸又は5’−シチジル酸を付加しても、本発明の目
的は好適に達成できる。よって、本発明において、
3’、又は5’末端の塩基がG又はCになるように設計
した核酸プローブとは、標的核酸の塩基配列から設計し
たプローブの他に、当該のプローブの3’又は5’末端
に5’−グアニル酸又は5’−シチジル酸を付加してな
るプローブを含むものと定義する。
In the cases (4) and (6), if the 5 ′ end cannot be designed to G or C from the base sequence of the target nucleic acid, the oligonucleotide 5 which is a primer designed from the base sequence of the target nucleic acid cannot be used. Even if 5'-guanylic acid or 5'-cytidylic acid is added to the 'terminal, the object of the present invention can be suitably achieved. Therefore, in the present invention,
A nucleic acid probe designed so that the base at the 3 ′ or 5 ′ end is G or C means, in addition to a probe designed from the base sequence of a target nucleic acid, 5 ′ at the 3 ′ or 5 ′ end of the probe. -Guanylic acid or 5'-cytidylic acid.

【0062】特に上記の(1)、(2)、(3)又は
(4)のプローブはプライマーとして利用されないよう
に設計したものである。FRET現象を用いるリアルタ
イム定量的PCR方法において使用する(蛍光色素で標
識した)二つのプローブの代わりに、本発明の一つのプ
ローブを用いてPCRを行うものである。PCRの反応
系に当該プローブを添加し、PCRを行う。核酸伸長反
応時、標的核酸若しくは増幅標的核酸にハイブリダイズ
していた当該プローブがポリメラーゼにより分解され、
ハイブリダイゼーション物から分解除去される。このと
きの反応系または核酸変性反応が完了した反応系の蛍光
強度値を測定する。また、標的核酸若しくは増幅した増
幅標的核酸が当該プローブとハイブリダイズしている反
応系(アニーリング反応、若しくはポリメラーゼにより
当該プローブがハイブリダイゼーション物から除かれる
までの核酸伸長反応時の反応系)の蛍光強度値を測定す
る。そして、前者からの蛍光強度値の減少率を算出する
ことにより増幅された核酸を測定する。当該プローブが
標的核酸若しくは増幅標的核酸から、核酸変性反応によ
り完全に解離するか、または核酸伸長時にポリメラーゼ
により当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸と
のハイブリダイゼーション物から分解除去されたときは
蛍光強度値は大きい。しかし、当該プローブが標的核酸
若しくは増幅標的核酸に十分にハイブリダイズしている
アニーリング反応が完了している反応系若しくは核酸伸
長反応時にポリメラーゼにより当該プローブと標的核酸
若しくは増幅標的核酸とのハイブリダイゼーション物か
ら分解除去されるまでの反応系の蛍光強度値は前者より
減少している。蛍光強度値の減少は増幅された核酸量に
比例する。この場合、当該プローブが標的核酸とハイブ
リダイゼーションしたときのそのハイブリダイゼーショ
ン物のTmが、プライマーのハイブリダイゼーション物
のTm値の±15℃、好ましくは±5℃の範囲になるよ
うに、(2)、(3)、(4)のプローブの塩基配列が
設計されることが望ましい。プローブのTm値が、プラ
イマーのTm値−5℃、特に−15℃未満であると、プ
ローブがハイブリダイゼーションしないために、蛍光色
素の発光の減少は起こらない。反対にプライマーのTm
値+5℃、特に+15℃を超えると、プローブが目的と
しない標的核酸ともハイブリダイゼーションするので、
プローブの特異性が失われる。
In particular, the probe (1), (2), (3) or (4) is designed so as not to be used as a primer. PCR is performed using one probe of the present invention instead of two probes (labeled with a fluorescent dye) used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon. The probe is added to the PCR reaction system, and PCR is performed. During the nucleic acid extension reaction, the probe hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is degraded by the polymerase,
It is decomposed and removed from the hybridization product. At this time, the fluorescence intensity value of the reaction system or the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is measured. Also, the fluorescence intensity of a reaction system in which the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is hybridized with the probe (reaction system during annealing reaction or nucleic acid extension reaction until the probe is removed from the hybridization product by polymerase). Measure the value. Then, the amplified nucleic acid is measured by calculating the reduction rate of the fluorescence intensity value from the former. Fluorescence intensity when the probe is completely dissociated from the target nucleic acid or amplified target nucleic acid by a nucleic acid denaturation reaction or decomposed and removed from a hybridized product of the probe and the target nucleic acid or amplified target nucleic acid by polymerase during nucleic acid extension. The value is large. However, the probe is sufficiently hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid. The fluorescence intensity value of the reaction system before decomposition and removal is smaller than the former. The decrease in the fluorescence intensity value is proportional to the amount of the amplified nucleic acid. In this case, (2) such that the Tm of the hybridized product when the probe hybridizes with the target nucleic acid is in the range of ± 15 ° C., preferably ± 5 ° C. of the Tm value of the hybridized product of the primer. , (3) and (4) are desirably designed. If the Tm value of the probe is less than the Tm value of the primer, −5 ° C., especially −15 ° C., the fluorescence of the fluorescent dye does not decrease because the probe does not hybridize. Conversely, the primer Tm
If the value exceeds + 5 ° C., especially + 15 ° C., the probe will hybridize with the target nucleic acid which is not intended.
The specificity of the probe is lost.

【0063】上記の(5)、(6)のプローブは、プラ
イマーとしてPCRの反応系に添加するものである。蛍
光色素で標識されたプライマーを用いるPCR方法は本
発明以外未だ知られていない。PCRの反応が進むに従
い、増幅された核酸は本発明の蛍光色素で標識される。
それで、核酸変性反応が完了している反応系の蛍光強度
値は大きいが、アニーリング反応完了しているか若しく
は核酸伸長反応時の反応系においては、反応系の蛍光強
度は前者の蛍光強度より減少する。
The probes (5) and (6) are added as primers to a PCR reaction system. A PCR method using a primer labeled with a fluorescent dye has not yet been known except for the present invention. As the PCR reaction proceeds, the amplified nucleic acid is labeled with the fluorescent dye of the present invention.
Thus, the fluorescence intensity value of the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is large, but in the reaction system in which the annealing reaction is completed or the nucleic acid extension reaction is completed, the fluorescence intensity of the reaction system is lower than the former fluorescence intensity. .

【0064】PCRの反応は通常のPCR方法と同様の
反応条件で行うことができる。それで、Mgイオン濃度
が低濃度(1〜2mM)である反応系で標的核酸の増幅
を行うことができる。勿論、従来公知の定量的PCRに
おいて使用されている高濃度(2〜4mM)のMgイオ
ン存在下の反応系でも本発明は実施できる。
The PCR reaction can be performed under the same reaction conditions as in the ordinary PCR method. Thus, the target nucleic acid can be amplified in a reaction system having a low Mg ion concentration (1-2 mM). Of course, the present invention can also be carried out in a reaction system in the presence of a high concentration (2 to 4 mM) of Mg ions used in conventionally known quantitative PCR.

【0065】尚、本発明のPCR方法において、本発明
のPCRを行い、その増幅産物について核酸の融解曲線
を分析を行ってTm値を求めるできる。この方法は新規
な核酸の融解曲線の分析方法である。本方法において本
発明のPCR方法に用いた核酸プローブ又はプライマー
として用いた核酸プローブが好適に利用できる。この場
合、本発明のプローブの塩基配列を、SNP(スニッ
プ;一塩基置換多型)を含む領域と相補的な配列にする
ことで、PCR終了後、その核酸の本発明のプローブか
ら解離曲線を解析することにより、その解離曲線の違い
からSNPの検出ができる。本発明のプローブの配列と
しては、SNPを含む配列と相補的な塩基配列を使用す
れば、プローブ配列とSNPを含む配列との解離曲線よ
り得られるTm値は、SNPを含まない配列との解離曲
線から得られるTm値より高くなる。
In the PCR method of the present invention, the Tm value can be determined by performing the PCR of the present invention and analyzing the nucleic acid melting curve of the amplified product. This method is a novel method for analyzing a melting curve of a nucleic acid. In this method, the nucleic acid probe used in the PCR method of the present invention or the nucleic acid probe used as a primer can be suitably used. In this case, by making the base sequence of the probe of the present invention a sequence complementary to the region containing SNP (snip; single nucleotide substitution polymorphism), the dissociation curve of the nucleic acid from the probe of the present invention after PCR is completed. By performing the analysis, the SNP can be detected from the difference between the dissociation curves. If the nucleotide sequence complementary to the sequence containing the SNP is used as the sequence of the probe of the present invention, the Tm value obtained from the dissociation curve between the probe sequence and the sequence containing the SNP indicates the dissociation between the probe sequence and the sequence containing no SNP. It is higher than the Tm value obtained from the curve.

【0066】本発明の第二の特徴は、前記のリアルタイ
ム定量的PCR方法ので得られるデータを解析する方法
の発明である。リアルタイム定量的PCR方法は、現
在、PCRを行わせる反応装置、蛍光色素の発光を検出
装置、ユーザーインターフェース、即ち、データー解析
方法の各手順をプログラム化して、それを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体(別称:Sequence Det
ection Software System)、及びそれらを制御し、デ
ーター解析するコンピュータから構成される装置で、リ
アルタイムで測定されている。それで、本発明の測定も
このような装置で行われる。
The second feature of the present invention is the invention of a method for analyzing data obtained by the above-mentioned real-time quantitative PCR method. The real-time quantitative PCR method is currently a reaction device for performing PCR, a device for detecting the emission of a fluorescent dye, a user interface, that is, a computer-readable recording medium on which each procedure of the data analysis method is programmed and recorded. (Also known as Sequence Det
Section Software System) and a device consisting of a computer that controls them and analyzes the data, and is measured in real time. Thus, the measurement according to the invention is also performed with such a device.

【0067】以下に、先ず、リアルタイム定量的PCR
の解析装置から説明する。本発明において用いる装置
は、PCRをリアルタイムでモニタリングできる装置で
あればどのような装置でもよいが、例えば、ABI PRISM
TM 7700 塩基配列検出システム(Sequence Detection S
ystem SDS 7700)(パーキン・エルマー・アプライド・バ
イオシステム社(Perkin Elmer Applied Biosytems社、
USA))、ライトサイクラーTM システム(ロシュ・ダイア
グノスティックス株式会社、ドイツ)等を特に好適なも
のとして挙げることができる。
First, real-time quantitative PCR
The analysis device will be described first. The device used in the present invention may be any device as long as it can monitor PCR in real time. For example, ABI PRISM
TM 7700 Nucleotide Sequence Detection System (Sequence Detection S
ystem SDS 7700) (Perkin Elmer Applied Biosytems, Inc.
USA)) and LightCycler system (Roche Diagnostics, Germany).

【0068】尚、前記の反応装置は、標的核酸の熱変性
反応、アニーリング反応、核酸の伸長反応を繰り返し行
う装置(例えば、温度を95℃、60℃、72℃に繰り
返し行うことができる。)である。また、検出システム
は、蛍光励起用アルゴンレーザー、スペクトログラフ並
びにCCDカメラからなっている。更に、データー解析
方法の各手段をプログラム化して、それを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータにイ
ンストールされており、コンピュータを介して上記のシ
ステムを制御し、検出システムから出力されたデーター
を解析処理するプログラムを記録したものである。
The above-mentioned reaction apparatus is an apparatus for repeatedly performing a thermal denaturation reaction, an annealing reaction, and an elongation reaction of a target nucleic acid (for example, the reaction can be repeatedly performed at a temperature of 95 ° C., 60 ° C., and 72 ° C.). It is. The detection system includes an argon laser for fluorescence excitation, a spectrograph, and a CCD camera. Further, each means of the data analysis method is programmed, and a computer-readable recording medium recording the program is installed in the computer, controls the above system via the computer, and outputs the data output from the detection system. This is a program that records a program for analyzing the data.

【0069】コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記
録されているデータ解析用プログラムは、サイクルごと
の蛍光強度を測定する過程、測定された蛍光強度を、サ
イクルの関数として、PCRのamplifcation plotをコ
ンピュータのデスプレー上に表示する過程、蛍光強度が
検出され始めるPCRサイクル数(threshold cyclenum
ber:Ct)を算出する過程、Ct値から試料核酸のコピー
数を求める検量線を作成する過程、前記各過程のデータ
ー、プロット値を印字する過程、からなっている。PC
Rが指数的に進行している場合、PCR開始時の標的核
酸のコピー数のLog値と、Ctとの間には直線関係が
成り立つ。従って標的核酸の既知量のコピー数を用いて
検量線を作成し、未知コピー数の標的核酸を含有するサ
ンプルのCtを検出することにより、標的核酸のPCR
開始時のコピー数を計算できる。
The data analysis program recorded on the computer-readable recording medium is a program for measuring the fluorescence intensity for each cycle, and using the measured fluorescence intensity as a function of the cycle to display a PCR amplification plot on a computer display. In the process shown above, the PCR cycle number (threshold cyclenum) at which the fluorescence intensity starts to be detected
ber: Ct), a calibration curve for obtaining the copy number of the sample nucleic acid from the Ct value, and a process of printing data and plot values of each process. PC
When R progresses exponentially, a linear relationship holds between the Log value of the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR and Ct. Therefore, a calibration curve is created using a known number of copy numbers of the target nucleic acid, and the Ct of the sample containing the unknown copy number of the target nucleic acid is detected.
You can calculate the number of copies at the start.

【0070】本発明のPCR関連発明は、前記のような
リアルタイム定量的PCR方法で得られたデーターを解
析する方法である。以下に各特徴について記す。第一の
特徴は、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデー
ターを解析する方法において、各サイクルにおける増幅
した核酸が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した
核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダ
イズしたときの反応系の蛍光強度値を、各サイクルにお
ける前記の結合したもの、あるいは前記のハイブリダイ
ズしたものが解離したときの反応系の蛍光強度値により
補正する演算処理過程、即ち、補正演算処理過程であ
る。
The PCR-related invention of the present invention is a method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method as described above. Each feature is described below. The first feature is that in a method for analyzing data obtained by a real-time quantitative PCR method, when an amplified nucleic acid in each cycle binds to a fluorescent dye, or when the amplified nucleic acid is a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, An arithmetic processing step of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system at the time of hybridization, by the fluorescence intensity value of the reaction system at the time of the above-mentioned combined or dissociated hybridized product in each cycle, that is, correction This is an arithmetic processing process.

【0071】「増幅した核酸が蛍光色素と結合したと
き、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された核酸
プローブとハイブリダイズしたときの反応系」とは、具
体的に例示すると、PCRの各サイクルにおける40〜
85℃、好ましくは50〜80℃の反応温度を有する核
酸伸長反応あるいはアニーリングのときの反応系を挙げ
ることができる。具体的温度は増幅した核酸の長さに依
存する。また、「前記の結合したもの、あるいは前記の
ハイブリダイズしたものが解離したときの反応系」と
は、PCRの各サイクルにおける核酸の熱変性の反応
系、具体的には、例えば、反応温度90〜100℃、好
ましくは94〜96℃のときのものである。
The "reaction system when the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye" is specifically exemplified by each cycle of PCR. 40 ~
A reaction system at the time of nucleic acid extension reaction or annealing having a reaction temperature of 85 ° C, preferably 50 to 80 ° C can be mentioned. The specific temperature depends on the length of the amplified nucleic acid. The “reaction system when the bound or hybridized product is dissociated” is a reaction system for heat denaturation of nucleic acid in each cycle of PCR, specifically, for example, a reaction temperature of 90. -100 ° C, preferably 94-96 ° C.

【0072】補正演算処理過程の補正演算処理としては
本発明の目的に合致するものであればどのようなもので
もよいのであるが、具体的には、次の〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による処理過程を含むものを例示すること
ができる。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 fn=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕 〔式中、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された
nサイクルにおける補正演算処理値、 fhyb,n:nサイクルにおける、増幅した核酸が蛍光色
素と結合したとき、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で
標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値、 fden,n:nサイクルにおける、前記の結合したもの、
あるいはハイブリダイズしたものが解離したときの反応
系の蛍光強度値〕。 尚、本過程においては、本過程で得られた補正演算処理
値若しくは当該値を各サイクル数に対してグラフ上にプ
ロットし、コンピュータのデスプレー上に表示及び/又
は印字する過程を含むものである。
The correction calculation process in the correction calculation process can be any process as long as it meets the object of the present invention. Specifically, the following formula (1) or (formula 2) Can be exemplified. f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] f n = f den, n / f hyb, n [Formula 2] [where, f n : calculated by [Formula 1] or [Formula 2] F hyb, n : The reaction when the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes to the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye in n cycles The fluorescence intensity value of the system, f den, n : the combination in n cycles,
Alternatively, the fluorescence intensity of the reaction system when the hybridized product is dissociated]. Note that this process includes a process of plotting the corrected operation processing value obtained in this process or the value on a graph for each cycle number and displaying and / or printing it on a computer display.

【0073】第二の特徴は、各サイクルにおける〔数式
1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値を次の
〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サンプル間
の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを
比較するデータ解析方法である。
The second feature is that the correction operation processing value obtained by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change ratio between each sample or This is a data analysis method that calculates the rate of change in fluorescence and compares them.

【0074】Fn=fn/fa 〔数式3〕 Fn=fa/fn 〔数式4〕 〔式中、 Fn:nサイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数式
4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値 fa:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル
数のものであるが、通常は、例えば、10〜40サイク
ルのもの、好適には15〜30サイクルのもの、より好
適には20〜30サイクルのものが採用される。〕。 尚、本過程においては、本過程で得られた算出値、比較
値若しくは当該値を各サイクル数に対してグラフ上にプ
ロットし、コンピュータのデスプレー上に表示及び/又
は印字する過程を含むものであるが、〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による補正演算処理値については、それら
の過程は含むものであっても、含まないものであっても
よい。
F n = f n / f a [Equation 3] F n = f a / f n [Equation 4] [where, F n : calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in n cycles. fluorescent change rate or fluorescence change rate, f n: correction processing value by [equation 1] or [equation 2] f a: correction processing value by [equation 1] or [equation 2], the change in f n is Any number of cycles before observation, but usually, for example, 10 to 40 cycles, preferably 15 to 30 cycles, more preferably 20 to 30 cycles You. ]. This process includes a process of plotting the calculated value, the comparison value, or the value obtained in the process on a graph for each cycle number, and displaying and / or printing the same on a computer display. , [Equation 1] or [Equation 2] may or may not include those steps.

【0075】第三の特徴は、 31)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデーターを用いて、
〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算
処理する過程、 logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕 logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×b} 〔数式6〕 logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕
The third feature is that 31) using the fluorescence change rate or the data of the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4],
The process of performing the arithmetic processing by [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7], log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × b} [Equation 6] log b {(F n −1) × A}, ln {(F n −1) × A} [Equation 7]

【0076】〔式中、 A、b:任意の数値、好ましくは整数値、より好ましく
は自然数である。そして、A=100、b=10のとき
は、{(Fn−1)×A}は百分率(%)を表す。 Fn:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
nサイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率〕、 32)前記31)の演算処理値が一定値に達したサイク
ル数を求める演算処理過程、 33)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開
始時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理
過程、 34)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピ
ー数を求める演算処理過程、を有するデータ解析方法で
ある。そして、31)→32)→33)→34)の順か
らなる過程が好適である。
[Wherein, A and b are arbitrary numerical values, preferably integer values, and more preferably natural numbers. When A = 100 and b = 10, {(F n −1) × A} indicates a percentage (%). F n : the rate of change of fluorescence or the rate of change of fluorescence in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4] 32) An operation processing step of calculating the number of cycles in which the operation processing value of the above 31) has reached a constant value 33) an arithmetic processing step of calculating the relational expression between the cycle number in a nucleic acid sample of known concentration and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction, 34) an arithmetic processing step of calculating the copy number of the target nucleic acid in an unknown sample at the start of the PCR And a data analysis method. Then, a process consisting of 31) → 32) → 33) → 34) is preferred.

【0077】前記31)〜33)の各過程においては、
各過程で得られた演算処理値若しくは当該値を各サイク
ル数に対してグラフ上にプロットし、コンピュータのデ
スプレー上に表示及び/又は印字する過程を含むもので
あってもよい。前記34)の過程の演算処理値は、前記
と同様であるが、少なくとも印字される必要があるの
で、その過程を含むものである。尚、〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による補正演算処理値、〔数式3〕あるい
は〔数式4〕による算出処理値は、各サイクル数に対し
てグラフ上にプロットし、コンピュータのデスプレー上
に表示及び/又は印字されても、されなくてもよいの
で、それらの過程は必要に応じて追加すればよい。
In each of the steps 31) to 33),
The method may include a step of plotting the operation processing value obtained in each step or the value on a graph with respect to each cycle number and displaying and / or printing on a computer display. The operation processing value in the process 34) is the same as described above, but includes at least the process since it needs to be printed. The corrected calculation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2] and the calculation processing value according to [Equation 3] or [Equation 4] are plotted on a graph for each cycle number and displayed on a computer display. And / or may or may not be printed, so those steps may be added as needed.

【0078】前記データ解析方法は、リアルタイム定量
的PCR方法が蛍光色素の発光の減少量を測定するもの
である場合に特に有効である。その具体例として、前記
の本発明のリアルタイム定量的PCR方法である。
The data analysis method is particularly effective when the real-time quantitative PCR method measures the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye. A specific example is the above-described real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0079】第4の特徴は、リアルタイム定量的PCR
の解析装置において、前記本発明のリアルタイム定量的
PCR方法のためのデータ解析方法を実行する演算及び
記憶手段を有するリアルタイム定量的PCRの測定及び
/又は解析装置である。
The fourth feature is real-time quantitative PCR.
Is a real-time quantitative PCR measurement and / or analysis device having an operation and storage means for executing the data analysis method for the real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0080】第5の特徴は、リアルタイム定量的PCR
の解析装置を用いてPCRを解析するデータ解析方法の
各手段をプログラム化して、そのプログラムを記録した
コンピュータ読取可能な記録媒体において、前記本発明
のデータ解析方法の各手段をコンピュータに実行させる
ことができるようにしたプログラムを記録したコンピュ
ータ読取可能な記録媒体である。
The fifth feature is that real-time quantitative PCR
The respective means of the data analysis method for analyzing PCR using the analyzer of the present invention are programmed, and the computer executes the respective means of the data analysis method of the present invention on a computer-readable recording medium on which the program is recorded. Is a computer-readable recording medium on which is recorded a program capable of being executed.

【0081】第6の特徴は、核酸測定方法において、前
記本発明のデータ解析方法、測定及び/又は解析装置、
記録媒体を利用する新規な核酸の測定方法である。
A sixth feature is that, in the nucleic acid measurement method, the data analysis method, measurement and / or analysis apparatus of the present invention,
This is a novel nucleic acid measurement method using a recording medium.

【0082】また、第7の特徴は、前記の本発明の核酸
の融解曲線の分析方法、即ち、本発明のPCR方法を行
って核酸のTm値を求める方法によって得られるデータ
を解析する方法である。即ち、本発明のPCR法により
増幅された核酸について、低い温度から核酸が完全に変
性するまで、温度を徐々に上げる過程(例えば、50℃
から95℃まで)、この過程において、短い時間間隔
(例えば、0.2℃〜0.5℃間隔)で蛍光強度を測定
する過程、測定結果を時間毎にデスプレー上に表示する
過程、即ち、核酸の融解曲線を表示する過程、この融解
曲線を一次微分する過程、その値(−dF/dT、F:
蛍光強度、T:時間)を微分値としてデスプレー上に表
示する過程、その微分値から変曲点を求める過程からな
る、解析方法である。本発明においては、蛍光強度は温
度が上がるごとに増加する。本発明においては、各サイ
クルにおける核酸伸長反応時、好ましくはPCR反応終
了時の蛍光強度値を熱変性反応時の蛍光強度値を用いて
割る演算処理する過程を上記の過程に追加することによ
り、より好ましい結果が得られる。
The seventh feature is a method for analyzing the melting curve of a nucleic acid of the present invention, that is, a method for analyzing data obtained by a method for obtaining a Tm value of a nucleic acid by performing a PCR method of the present invention. is there. That is, for the nucleic acid amplified by the PCR method of the present invention, a step of gradually increasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, 50 ° C.)
To 95 ° C.), a process of measuring the fluorescence intensity at short time intervals (for example, 0.2 ° C. to 0.5 ° C.), a process of displaying the measurement results on a display every time, A process of displaying a melting curve of a nucleic acid, a process of first-order differentiation of the melting curve, and a value (−dF / dT, F:
This is an analysis method that includes a process of displaying on the display a differential value of fluorescence intensity (T: time) on a display and a process of obtaining an inflection point from the differential value. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases. In the present invention, at the time of the nucleic acid extension reaction in each cycle, preferably, by adding to the above-mentioned process, a process of performing a calculation process of dividing the fluorescence intensity value at the end of the PCR reaction using the fluorescence intensity value at the time of the thermal denaturation reaction, More favorable results are obtained.

【0083】本発明においては、前記の本発明の新規な
PCR方法のデータ解析方法に、本発明の核酸の融解曲
線の分析をする方法を追加してなる本発明のリアルタイ
ム定量的PCRの測定及び/又は解析装置も本発明の技
術的範囲内である。
In the present invention, the method for analyzing real-time quantitative PCR of the present invention, which is obtained by adding a method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention to the above-mentioned data analysis method of the novel PCR method of the present invention, An analysis device is also within the technical scope of the present invention.

【0084】更に、本発明の特徴の一つは、本発明の核
酸の融解曲線の分析をする方法の各手段をコンピュータ
に実行させることができるようにしたプログラムを記録
したコンピュータ読取可能な記録媒体、また、前記本発
明のPCR方法のデータ解析方法の各手段をコンピュー
タに実行させることができるようにしたプログラムを記
録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、本発
明の核酸の融解曲線の分析をする方法の各手段をコンピ
ュータに実行させることができるようにしたプログラム
を追加して記録したコンピュータ読取可能な記録媒体で
ある。
Further, one of the features of the present invention is a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each means of the method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention is recorded. In addition, the melting curve of the nucleic acid of the present invention is analyzed on a computer-readable recording medium that stores a program that enables a computer to execute each means of the data analysis method of the PCR method of the present invention. A computer-readable recording medium in which a program that enables a computer to execute each means of the method is additionally recorded.

【0085】本発明の前記のデータ解析方法、装置、及
び記録媒体は、医学、法医学、人類学、古代生物学、生
物学、遺伝子工学、分子生物学、農学、植物育種学等の
各種の分野で利用できる。また、複合微生物系、共生微
生物系と云われ、色々の種類の微生物若しくは他の動
物、植物が混在していて相互に単離できない微生物系等
に好適に利用できる。ここで云う微生物とは一般的に云
う微生物のことで、特に限定されるものではない。例え
ば、真核微生物、原核微生物、その他マイコプラズマ、
ウイルス、リッケチャ等を挙げることができる。
The data analysis method, apparatus, and recording medium of the present invention are applicable to various fields such as medicine, forensic medicine, anthropology, ancient biology, biology, genetic engineering, molecular biology, agriculture, and plant breeding. Available at Further, it can be suitably used for a complex microbial system, a symbiotic microbial system, and a microbial system in which various kinds of microorganisms or other animals and plants are mixed and cannot be isolated from each other. The microorganism referred to here is a microorganism generally referred to, and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms, other mycoplasmas,
Viruses, rickets and the like can be mentioned.

【0086】また、本発明の前記データ解析方法、装置
及び記録媒体を用いて、複合微生物系又は共生微生物系
における特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若し
くは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAのコピー
数を定量することにより、当該系における特定菌株の存
在量を測定することができる。それは、5SrRNA、
16SrRNA若しくは23SrRNAの遺伝子DNA
のコピー数は菌株よって一定であるからである。尚、本
発明においては、複合微生物系又は共生微生物系のホモ
ジネートを用いて、本発明のリアルタイム定量的PCR
を行い、特定菌株の存在量を測定する方法も、本発明の
技術的範囲内とする。
Further, by using the data analysis method, apparatus and recording medium of the present invention, the copy number of 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or their gene DNA in a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system is determined. The amount of the specific strain in the system can be measured. It is 5S rRNA,
Genetic DNA of 16S rRNA or 23S rRNA
Is constant depending on the strain. In the present invention, the real-time quantitative PCR of the present invention is performed using a complex microbial or symbiotic microbial homogenate.
And the method for measuring the abundance of the specific strain is also within the technical scope of the present invention.

【0087】[0087]

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。 実施例1 大腸菌(Escherichia coli)の16SrRNAの核酸塩
基配列にハイブリダイゼーションする、即ち、(3')CCGC
TCACGCATC(5')の塩基配列を有する核酸プローブの調製
を以下の通りに行った。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Example 1 Hybridization to the nucleobase sequence of 16S rRNA of Escherichia coli, ie, (3 ') CCGC
A nucleic acid probe having the nucleotide sequence of TCACGCATC (5 ′) was prepared as follows.

【0088】核酸プローブの調製:(3')CCGCTCACGCATC
(5')の塩基配列をもつデオキシリボオリゴヌクレオチド
の3’末端のデオキシリボースの3’位炭素のOH基
に、−(CH27−NH2を結合したものを、メドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Mi
dland Certified Reagent Company、 米国)から購入し
た。更に、モレキュラープローブ(Molecular Probes)
社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit
s)F-6082(ボデピーFLのプロピオン酸サクシニミジ
ルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl
esters)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのア
ミン誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入し
た。当該キットを前記購入のオリゴヌクレオチドに作用
させて、本発明で使用するボデピーFLで標識した核酸
プローブを合成した。
Preparation of nucleic acid probe : (3 ′) CCGCTCACGCATC
A deoxyribooligonucleotide having a base sequence of (5 ′), in which — (CH 2 ) 7 —NH 2 is bonded to the OH group at the 3′-position carbon of deoxyribose at the 3 ′ end, is obtained from Medland Certified. The Resin Company (Mi
dland Certified Reagent Company, USA). In addition, Molecular Probes
From Fluo Reporter Kit
s) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester of BODIPY FL)
kit containing a reagent that binds the compound to the amine derivative of the oligonucleotide in addition to the ester). The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypi FL used in the present invention.

【0089】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M NaHCO3/Na2CO
3緩衝液(pH9.0)に溶解した。当該溶解物をNA
P−25カラム(ファルマシア社製)でゲルろ過を行
い、未反応物を除去した。更に逆相HPLC(B gradient:
15〜65%、25分間)を以下の条件で行った。そし
て、溶出するメインピークを分取した。分取した画分を
凍結乾燥して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMよ
り23%の収率で核酸プローブを得た。
Purification of synthesized product : The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. 0.5M NaHCO 3 / Na 2 CO
It was dissolved in 3 buffers (pH 9.0). The lysate is converted to NA
Gel filtration was performed using a P-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. In addition, reverse phase HPLC (B gradient:
15-65% for 25 minutes) under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was freeze-dried to obtain a nucleic acid probe in a yield of 23% from 2 mM of the initial oligonucleotide raw material.

【0090】尚、上記の逆相クトマトグラフィーの条件
は次の通りである: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.
05NTEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18; 6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
The conditions for the above reverse phase chromatography were as follows: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.
05NTEAA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250 mm Elution rate: 1.0 ml / min Temperature: 40 ° C. Detection: 254 nm

【0091】実施例2 殺菌したニュウトリエントブロス(NB)(Difco社
製)液体培地50ml(組成:NB、0.08g/10
0ml)を含有する200ml容の三角フラスコを用い
て、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養した。
次に、本培養液に99.7%エタノールを当量添加し
た。このエタノール添加培養液2mlを2.0ml容量
のエッペンドルフ遠心チューブで遠心分離し、菌体を得
た。30mMリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:7.
2)100μlで菌体を一回洗浄した。菌体を130m
MのNaCl含有の前記リン酸緩衝液100μlに懸濁
した。当該懸濁液を氷冷中で40分間超音波処理し(出
力:33w、発振周波数:20kHz、発振法:0.5
秒発振、0.5秒休止)、ホモジネートを作製した。
Example 2 50 ml of sterilized nutrient broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 10
E. coli JM109 strain was cultured with shaking at 37 ° C. overnight using a 200 ml Erlenmeyer flask containing 0 ml).
Next, an equivalent amount of 99.7% ethanol was added to the main culture solution. 2 ml of the ethanol-added culture was centrifuged in a 2.0 ml Eppendorf centrifuge tube to obtain bacterial cells. 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH: 7.
2) The cells were washed once with 100 μl. 130 m of cells
The suspension was suspended in 100 μl of the above phosphate buffer containing M NaCl. The suspension was sonicated for 40 minutes in ice cooling (output: 33 w, oscillation frequency: 20 kHz, oscillation method: 0.5
Second oscillation, 0.5 second pause) to produce a homogenate.

【0092】前記ホモジネートを遠心分離した後、上澄
液を採取し蛍光光度計のセルに移した。それを36℃に
温調した。それに36℃に予め加温した前記核酸プロー
ブの溶液を最終濃度で5nMとなるように添加した。3
6℃に温調しながら90分間大腸菌16SrRNAと核
酸プローブとをハイブリダイゼーションさせた。そして
蛍光光度計で蛍光色素の発光量を測定した。
After the homogenate was centrifuged, the supernatant was collected and transferred to a cell of a fluorometer. It was adjusted to 36 ° C. Then, a solution of the nucleic acid probe previously heated to 36 ° C. was added to a final concentration of 5 nM. Three
Escherichia coli 16S rRNA was hybridized with the nucleic acid probe for 90 minutes while controlling the temperature at 6 ° C. Then, the emission amount of the fluorescent dye was measured with a fluorimeter.

【0093】ハイブリダイゼーション前の蛍光色素の発
光量は、上記の上澄液の代りに、130mMのNaCl
含有の30mMのリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:
7.2)を用いて測定した値を採用した。核酸プローブ
の量と上澄液の量の比を変えて発光量を測定した(励起
光503nm;測定蛍光色512nm)。その結果を図
1に示した。図1から分かるように、上澄液の量比が増
加することにより蛍光色素の発光が減少することが分か
る。即ち、本発明においては、核酸プローブにハイブリ
ダイゼーションする標的核酸量に比例して、蛍光色素の
発光の減少量の大きさが大きくなることが分かる。
The amount of luminescence of the fluorescent dye before hybridization was determined by using 130 mM NaCl instead of the above supernatant.
30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH:
The value measured using 7.2) was adopted. The emission amount was measured by changing the ratio of the amount of the nucleic acid probe to the amount of the supernatant (excitation light: 503 nm; measured fluorescence color: 512 nm). The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the emission of the fluorescent dye decreases as the ratio of the supernatant increases. That is, in the present invention, it can be seen that the magnitude of the decrease in the emission of the fluorescent dye increases in proportion to the amount of the target nucleic acid hybridized to the nucleic acid probe.

【0094】実施例3 核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の23SrR
NAにハイブリダイゼーションする(5')CCCACATCGTTTTG
TCTGGG(3')の塩基配列をもつオリゴヌクレオチドの5’
末端ヌクレオチドの3’位炭素のOH基に、−(CH2)
7−NH2を結合したものを、実施例1と同様にメドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Mi
dland Certified Reagent Company、米国)から購入し
た。更に、実施例1と同様にモレキュラープローブ(Mo
lecular Probes)社からフロオ・リポーターキット(Fl
uoReporter Kit) F-6082 (ボデピーFLのプロピオン酸
サクシニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid su
ccinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレ
オチドのアミン誘導体に結合する試薬を含有するキッ
ト)を購入した。当該キットを前記オリゴヌクレオチド
に作用させて、ボデピーFLで標識した核酸プローブを
合成した。得られた合成物を実施例1と同様に精製し
て、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより25%の
収率でボデピーFLで標識した核酸プローブを得た。
Example 3 Preparation of nucleic acid probe: 23SrR of E. coli JM109 strain
(5 ') CCCACATCGTTTTG that hybridizes to NA
5 'of the oligonucleotide having the nucleotide sequence of TCTGGG (3')
-(CH 2 ) is added to the OH group at the 3′-position carbon of the terminal nucleotide.
7- NH 2 was combined with Medland Certified Resin Company (MiMi) in the same manner as in Example 1.
dland Certified Reagent Company, USA). Further, the molecular probe (Mo
lecular Probes) from Fluor Reporter Kit (Fl
uoReporter Kit) F-6082 (BODIPY FL propionic acid su
In addition to ccinimidyl ester), a kit containing a reagent that binds the compound to an amine derivative of an oligonucleotide was purchased. The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypy FL. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe labeled with Bodepy FL in a yield of 25% from 2 mM of the initial oligonucleotide raw material.

【0095】実施例4 実施例2で得られた大腸菌JM109株の菌体に実施例
2と同一の培地及び培養条件で調製したシュウドモナス
・プウシモビルス 421Y株(Pseudomonaspaucimobi
lis)(現在名:スフィンゴモナス・プウシモビルス)
(FERM P-5122)の菌体をOD660値で大腸菌JM1
09株と同濃度混合し、複合微生物系を調製した。得ら
れた混合液(大腸菌JM109株の菌体濃度は実施例2
と同一)について実施例2と同じ方法によりホモジネー
トを調製した。実施例3で調製した核酸プローブを用い
て、励起光を543nm、また、測定蛍光色を569n
mにする以外は、実施例2と同様な実験を行った結果、
実施例2と同様な結果を得た。
Example 4 A strain of Pseudomonaspus mobilis 421Y (Pseudomonaspaucimobi) prepared on the E. coli JM109 strain obtained in Example 2 using the same medium and culture conditions as in Example 2 was used.
lis) (current name: Sphingomonas pusubimovils)
(FERM P-5122) was used to determine the E. coli JM1
The same concentration was mixed with strain 09 to prepare a composite microorganism system. The obtained mixture (the concentration of the bacterial cells of Escherichia coli JM109 strain was determined in Example 2)
(Same as described above) was prepared in the same manner as in Example 2. Using the nucleic acid probe prepared in Example 3, the excitation light was 543 nm, and the measured fluorescent color was 569 n.
As a result of performing the same experiment as in Example 2 except that
The same results as in Example 2 were obtained.

【0096】実施例5 蛍光消光現象における標的核酸の塩基選択性、即ち、本
発明の塩基特異性を検討した。下記に示す標的合成デオ
キシリボオリゴヌクレオチド(30mer)のpoly a〜jの
10種類をDNA合成機ABI394(Perkin Elmer社
製、米国)で調製した。
Example 5 The base selectivity of a target nucleic acid in the fluorescence quenching phenomenon, that is, the base specificity of the present invention was examined. Ten types of target synthetic deoxyribooligonucleotides (30 mer) shown below were prepared using a DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer, USA).

【0097】更に、上記の合成DNAに対応するデオキ
シリボオリゴヌクレオチドの5’末端にボデピーFLで
標識した下記に示す本発明のプローブを調製した。上記
の合成DNAに対応するプライマーDNAの5’末端の
リン酸基に、−(CH2)6−NH2を結合したものをメド
ランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社
(Midland Certified Reagent Company、米国)から購
入した。更に、モレキュラープローブ(Molecular Prob
es)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter K
its)F−6082(ボデピーFLのプロピオン酸サク
シニジルエステル(BODIPY FL propionic acid succini
dyl esters)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチド
のアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を
購入した。当該キットを前記購入のプライマーDNAに
作用させて下記のボデピーFLで標識した本発明のプロ
ーブprobe a〜d、及びf〜hのを合成した。そ
して対応する合成デオキシリボオリゴヌクレオチドとハ
イブリダイゼーションしたときに、蛍光色素の発光がど
の程度減少するかを下記の条件下に調べ、本発明のプロ
ーブの特異性を検討した。
Further, the following probe of the present invention was prepared in which the deoxyribooligonucleotide corresponding to the above-mentioned synthetic DNA was labeled at the 5 'end with bodepy FL. The primer DNA corresponding to the above-mentioned synthetic DNA, in which-(CH 2 ) 6 -NH 2 is bonded to the phosphate group at the 5 ′ end, was obtained from Medland Certified Reagent Company, USA ) Purchased from. Furthermore, a molecular probe (Molecular Prob
es) from the Fluoro Reporter Kit (FluoReporter K)
its) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succini)
dyl esters), and a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide). The kit was allowed to act on the purchased primer DNA to synthesize probes probe a to d and f to h of the present invention labeled with the following bodypy FL. Then, the extent to which the emission of the fluorescent dye decreased upon hybridization with the corresponding synthetic deoxyribooligonucleotide was examined under the following conditions, and the specificity of the probe of the present invention was examined.

【0098】 [0098]

【0099】 [0099]

【0100】 [0100]

【0101】 [0101]

【0102】 (1)ハイブリダイゼーション溶液のコンポーネント 合成DNA 320nM(終濃度) 核酸プローブ 80nM(終濃度) NaCl 50mM(終濃度) MgCl2 1mM(終濃度) トリス−塩酸緩衝液(pH=7.2) 100mM(終濃度) ミリQ純水 1.6992ml 終全量 2.0000ml (2)ハイブリダイゼーションの温度:51℃ (3)測定条件: 励起光 :543nm 測定蛍光色 :569nm(1) Components of Hybridization Solution Synthetic DNA 320 nM (final concentration) Nucleic acid probe 80 nM (final concentration) NaCl 50 mM (final concentration) MgCl 2 1 mM (final concentration) Tris-HCl buffer (pH = 7.2) 100 mM (final concentration) Milli-Q pure water 1.6992 ml Final volume 2.000 ml (2) Hybridization temperature: 51 ° C (3) Measurement conditions: Excitation light: 543 nm Measurement fluorescence color: 569 nm

【0103】[0103]

【表1】 [Table 1]

【0104】その結果を表1に示した。表1から分かる
ように、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的DN
A(デオキシリボオリゴヌクレオチド)にハイブリダイ
ゼーションしたときに、当該末端部において、当該プロ
ーブと標的DNAとがハイブリダイゼーションした末端
塩基部から1〜3塩基離れて、標的DNAの塩基配列に
G(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在するよう
に、当該プローブの塩基配列が設計されていることが好
適であることを示している。また、蛍光色素で標識され
た核酸プローブが標的DNAにハイブリダイゼーション
したときに、当該末端部においてハイブリダイゼーショ
ン物の塩基対がGとCのペアーを少なくとも一対以上形
成するように、当該プローブの塩基配列が設計されてい
ることが好適であることが表1から分かる。
The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye
When hybridized to A (deoxyribooligonucleotide), G (guanine) is added to the base sequence of the target DNA by 1 to 3 bases away from the base at the end where the probe and target DNA hybridized. This shows that it is preferable that the nucleotide sequence of the probe is designed so that at least one or more nucleotides are present. In addition, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target DNA, the base sequence of the probe is set so that the base pair of the hybridized product forms at least one pair of G and C at the end. It can be seen from Table 1 that it is preferable that is designed.

【0105】実施例6 下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プロー
ブを調製した。標的核酸内のG及び本発明の核酸プロー
ブ内のGの数の影響について、前記実施例と同様にして
調べた。
Example 6 A target nucleic acid having the following nucleotide sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The influence of the number of G in the target nucleic acid and the number of G in the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above example.

【0106】 [0106]

【0107】 [0107]

【0108】 [0108]

【0109】 [0109]

【0110】[0110]

【表2】 [Table 2]

【0111】表2から分かるように、標的核酸内のGの
数、本発明のプローブ内のGの数はそれほど蛍光強度の
減少に影響しないことが認識される。
As can be seen from Table 2, it is recognized that the number of G in the target nucleic acid and the number of G in the probe of the present invention do not significantly affect the decrease in the fluorescence intensity.

【0112】実施例7 下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プロー
ブを調製した。標的核酸内の塩基種及び本発明の核酸プ
ローブ内の塩基種の影響について、前記実施例と同様に
して調べた。
Example 7 A target nucleic acid having the following nucleotide sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The effects of the base species in the target nucleic acid and the base species in the nucleic acid probe of the present invention were examined in the same manner as in the above example.

【0113】 [0113]

【0114】 [0114]

【0115】[0115]

【表3】 [Table 3]

【0116】表3及び前記の実施例から分かるように、
(i)蛍光色素で標識される本発明のプローブの末端がC
で構成され、標的核酸がハイブリダイゼーションしたと
き、GC ペアーを形成するとき、(ii)蛍光色素で標識
される本発明のプローブの末端がC以外の塩基で構成さ
れた場合、蛍光色素で標識されている個所の塩基と、標
的核酸の塩基との塩基ペアーより、標的核酸の3’末端
側にGが少なくとも1個以上存在する場合に、蛍光強度
の減少率が大きいことが分かる。
As can be seen from Table 3 and the above example,
(i) The terminal of the probe of the present invention labeled with a fluorescent dye is C
When the target nucleic acid is hybridized, forms a GC pair, and (ii) is labeled with a fluorescent dye.If the end of the probe of the present invention is composed of a base other than C, it is labeled with a fluorescent dye. From the base pair of the base at the given position and the base of the target nucleic acid, it can be seen that when at least one G is present at the 3 ′ end of the target nucleic acid, the reduction rate of the fluorescence intensity is large.

【0117】実施例8 本発明の核酸プローブに標識する色素の種類について、
前記実施例と同様にして調べた。なお、本発明のプロー
ブは、前記実施例7のプローブzを、また、標的核酸は
前記実施例7のオリゴヌクレオチドzを用いた。その結
果を、表4に示した。表から分かるように、本発明に用
いる蛍光色素として好適なものは、FITC、 BODIPY FL、
BODIPY FL/C3、 6-joe、TMRなどを挙げることができ
る。
Example 8 Regarding the type of dye to be labeled on the nucleic acid probe of the present invention,
Investigation was conducted in the same manner as in the above-mentioned Example. The probe of the present invention used the probe z of Example 7 and the target nucleic acid used the oligonucleotide z of Example 7 above. Table 4 shows the results. As can be seen from the table, those suitable as the fluorescent dye used in the present invention are FITC, BODIPY FL,
BODIPY FL / C3, 6-joe, TMR and the like can be mentioned.

【0118】[0118]

【表4】 [Table 4]

【0119】実施例9 核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の16SrR
NAの1156塩基目から1190塩基の塩基配列に相
当するKYM−7株の16SrRNA塩基配列に特異的
にハイブリダイゼーションする(5')CAT CCC CAC CTT CC
T CCC AGT TGACCC CGG CAG TC(3')(35塩基対)の塩
基配列をもち、1〜16及び25〜35塩基目がデオキ
シリボヌクレオチド、17〜24塩基目が2’位炭素の
OH基をアミノ基で修飾したリボオリゴヌクレオチドか
らなり、5’末端のリン酸基のOH基を-(CH2)7-NN2
修飾しを結合したものを、実施例1と同様にメドランド
・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midl
and Certified Reagent Company、米国)から購入し
た。更に実施例1と同様にモレキュラープローブ(Mole
cular Probes)社からフロオ・リポーターキット(Fluo
Reporter Kits) F-6082(ボデピーFL/C6のプロピ
オン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL/ C6 propio
nic acid succinimidyl ester)の他に、当該化合物を
オリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合する試薬を含
有するキット)を購入した。当該キットを前記オリゴヌ
クレオチドに作用させて、ボデピーFL/C6で標識した核
酸プローブを合成した。得られた合成物を実施例1と同
様に精製して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMよ
り23%の収率でボデピーFL/C6で標識した核酸プロー
ブを得た。このプローブを35塩基鎖2-O-Meプローブと
名づけた。
Example 9 Preparation of nucleic acid probe: 16SrR of E. coli JM109 strain
(5 ') CAT CCC CAC CTT CC that specifically hybridizes to the 16S rRNA nucleotide sequence of KYM-7 strain corresponding to the nucleotide sequence from the 1156th to 1190th nucleotide of NA
It has a base sequence of T CCC AGT TGACCC CGG CAG TC (3 ′) (35 base pairs), bases 1 to 16 and 25 to 35 are deoxyribonucleotides, and bases 17 to 24 are amino groups at the 2 ′ carbon OH group. A ribooligonucleotide modified with a OH group, wherein the OH group of the phosphate group at the 5 ′ end is modified with — (CH 2 ) 7 —NN 2 and bonded thereto, in the same manner as in Example 1; Medland Certified・ The Resin Company (Midl
and Certified Reagent Company, USA). Further, a molecular probe (Mole
Fluorescent Reporter Kit (Fluo
Reporter Kits) F-6082 (BODIPY FL / C6 propio acid succinimidyl ester of FL / C6)
In addition to nic acid succinimidyl ester), a kit containing a reagent that binds the compound to an amine derivative of an oligonucleotide was purchased. The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypi FL / C6. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe labeled with Bodepy FL / C6 in a yield of 23% from the initial oligonucleotide material of 2 mM. This probe was designated as a 35 base chain 2-O-Me probe.

【0120】(5’)AGG CCG GCC CTT GAC TTT CCT
(3’)の塩基配列を有するリボキシオリゴヌクレオチ
ドを前記同様にしてDNA合成機を用いて合成して、ホ
ワード(forward)型のヘルパープローブとし
た。一方、(5’)AUG GGA GUUCAG UAG UAC CCG CAA U
GC UGG UCC(3')の塩基配列を有するリボキシオリゴヌク
レオチドを前記同様にしてDNA合成機を用いて合成し
て、バックワード(backward) 型のヘルパープローブと
した。
(5 ') AGG CCG GCC CTT GAC TTT CCT
A riboxyoligonucleotide having the base sequence of (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to obtain a forward-type helper probe. On the other hand, (5 ') AUG GGA GUUCAG UAG UAC CCG CAA U
A riboxyoligonucleotide having the base sequence of GC UGG UCC (3 ') was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to obtain a backward type helper probe.

【0121】前記の16SrRNAを95℃で5分加熱
処理した後、下記に示す反応条件においたプローブ溶液
に添加した後、蛍光測定機器パーキンエルマー(Perkin
Elmer) LS-50Bで蛍光強度を測定した。その結果を図
2に示した。尚、上記の加熱処理しない16SrRNA
を用いたものをコントロールとした。加熱処理した実験
区においては、蛍光強度の減少が大きいことが図2から
分かる。この結果は、16SrRNAを95℃で加熱処
理することで本発明のプローブとより強いハイブリダイ
ゼーションをしていることを示している。 反応条件: 16SrRNA: 10.0 nM プローブ: 25nM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、8.5% リチウムドデシルサルファイト、pH 5.1 温度: 70℃
After the above-mentioned 16S rRNA was heated at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to a probe solution under the following reaction conditions, and a fluorescence measurement instrument Perkin Elmer (Perkin Elmer) was used.
Elmer) The fluorescence intensity was measured with LS-50B. The result is shown in FIG. In addition, the above-mentioned 16S rRNA without heat treatment
Was used as a control. It can be seen from FIG. 2 that the decrease in the fluorescence intensity is large in the heat-treated experimental plot. This result indicates that the 16S rRNA was heat-treated at 95 ° C. to perform stronger hybridization with the probe of the present invention. Reaction conditions: 16S rRNA: 10.0 nM Probe: 25 nM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite, pH 5.1 Temperature: 70 ° C

【0122】実施例10(ヘルパープローブのハイブリ
ダイゼーション効率への影響) 前記の16SrRNAにハイブリダイゼーションする下
記の本発明のプローブ及びヘルパープローブを前記と同
様にして調製した。そして下記の条件にて、本発明の2'
-O-Meプローブの効果、当該プローブの塩基鎖の長さの
影響、及びヘルパープローブの効果について検討した。
その結果を図3のA、B、C、Dに示した。図から、本
発明の2'-O-Meプローブがハイブリダイゼーション効率
に寄与していることが分かる。また、2'-O-Meプローブ
の塩基鎖が短い場合にヘルパープローブがハイブリダイ
ゼーション効率を高めるのに役立っている。
Example 10 (Influence of Helper Probe on Hybridization Efficiency) The following probe of the present invention and a helper probe that hybridize to the above 16S rRNA were prepared in the same manner as described above. And, under the following conditions, 2 'of the present invention
The effect of the -O-Me probe, the effect of the base chain length of the probe, and the effect of the helper probe were examined.
The results are shown in A, B, C, and D of FIG. The figure shows that the 2'-O-Me probe of the present invention contributes to the hybridization efficiency. In addition, when the base chain of the 2'-O-Me probe is short, the helper probe is useful for increasing the hybridization efficiency.

【0123】1)前記と同じ35塩基鎖2'-O-Meプロー
ブ、 2)前記1)と同じ35塩基鎖2'-O-Meプローブと同じ
塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリボ
ヌクレオチドで構成されているプローブ(35塩基鎖DN
A プローブ)、 3)前記1)の35塩基鎖2-O-Meプローブと同じ塩基配
列であるが、5’末端から8塩基分、3’末端から10
塩基分のヌクレオチドを削除したプローブ(17塩基鎖
2-O-Me プローブ)、 4)前記2)の33塩基鎖DNAプローブと同じ塩基配列
であるが、3’末端から16塩基分のヌクレオチドを削
除したプローブ(17塩基鎖DNAプローブ)、
1) the same 35 base chain 2'-O-Me probe as described above; 2) the same base sequence as the 35 base chain 2'-O-Me probe as in 1), except that the oligonucleotide is a deoxyribonucleotide. Consisting probe (35 base chain DN
A probe), 3) The same nucleotide sequence as the 35-base chain 2-O-Me probe of 1), but 8 bases from the 5 ′ end and 10 bases from the 3 ′ end.
Probe with nucleotides removed (17 base chain)
4) A probe (17-base DNA probe) having the same base sequence as the 33-base DNA probe of 2) above, but having 16 nucleotides removed from the 3 'end,

【0124】5)前記ホワード型ヘルパープローブの中
央8塩基分のOH基をメチル基で修飾したヘルパープロ
ーブ(ファード型 2-O-Meヘルパープローブ) 6)前記リバース 型ヘルパープローブの中央8塩基分
のOH基をメチル基で修飾したヘルパープローブ(リバ
ース型 2-O-Meヘルパープローブ) 7)前記フォワード型ヘルパープローブの塩基配列と同
じ塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキヌク
レオチドで構成されているヘルパープローブ(ファワー
ド型 DNA ヘルパープローブ) 8)前記リバース 型ヘルパープローブの塩基配列と同
じ塩基配列であるが、デオキリボヌクレオチドがで構成
されているヘルパープローブ(リバース型 DNAヘルパー
プローブ) 9)(5')GUGACGGUCACUAUUUGACCUCCUUCCACCCC(3')なる塩
基配列を有するリボオリゴヌクレオチド(35塩基リボ
オリゴヌクレオチド)、 10)(5')GUGACGGUCACUAUUUG(3')なる塩基配列を有す
るリボオリゴヌクレオチド(17塩基鎖リボオリゴヌク
レオチド)、
5) A helper probe in which the OH group of the central 8 bases of the forward type helper probe is modified with a methyl group (a furd type 2-O-Me helper probe) 6) The central 8 bases of the reverse type helper probe A helper probe in which the OH group is modified with a methyl group (reverse type 2-O-Me helper probe) 7) A helper probe having the same base sequence as that of the forward type helper probe, but the oligonucleotide is composed of deoxynucleotide. Probe (forward type DNA helper probe) 8) Helper probe (reverse type DNA helper probe) having the same nucleotide sequence as that of the reverse type helper probe but composed of deoxyribonucleotides 9) (5 ′) Ribo-oligonucleotide having the nucleotide sequence of GUGACGGUCACUAUUUGACCUCCUUCCACCCC (3 ') (35 bases ribooligonucleotide), 10) (5 ') GUGACGGUCACUAUUUG (3') consisting ribooligonucleotide (17 bases stranded ribonucleic oligonucleotide having a nucleotide sequence),

【0125】 反応条件: 16SrRNA: 10nM プローブ: 25nM ヘルパープローブ: 1μM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、 8.5% リチウムドデシルサルファイト、pH 5.1 温度: ・35塩基鎖リボオリゴヌクレオチド2-O-Meプローブ使用の場合: 70℃ ・17塩基鎖リボオリゴヌクレオチド2−O−Meプローブまたは 33塩基鎖リボオリゴヌクレオチドDNAプローブ:65℃ ・17塩基鎖リボオリゴヌクレオチドDNAプローブ:50℃Reaction conditions: 16S rRNA: 10 nM probe: 25 nM helper probe: 1 μM buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulphite, pH 5.1 Temperature: 35 base chain ribooligonucleotide 2- When using an O-Me probe: 70 ° C. 17 base strand ribooligonucleotide 2-O-Me probe or 33 base strand ribooligonucleotide DNA probe: 65 ° C. 17 base strand ribooligonucleotide DNA probe: 50 ° C.

【0126】実施例11(rRNA測定のための検量線
の作成) 0.1〜10nMの範囲の前記rRNAを95℃で5分
間加熱後、予め下記反応条件においた反応液に添加し、
1000秒後、蛍光強度の減少をパーキンエルマーLS-5
0Bを使用して測定した。その結果を図4に示した。図か
ら検量線は0.1〜10nMにおいて直線性を示すこと
が分かる。 反応条件: 33塩基鎖リボオリゴヌクレオチド2-O-Meプローブ: 1.0〜25nM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、 8.5% リチウムドデシルサルファイト、 pH 5.1 温度: 70℃
Example 11 (Preparation of Calibration Curve for RRNA Measurement) After heating the above rRNA in the range of 0.1 to 10 nM at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to a reaction solution which was previously under the following reaction conditions.
After 1000 seconds, decrease the fluorescence intensity with the PerkinElmer LS-5.
Measured using 0B. The result is shown in FIG. The figure shows that the calibration curve shows linearity at 0.1 to 10 nM. Reaction conditions: 33 base chain ribooligonucleotide 2-O-Me probe: 1.0-25 nM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite, pH 5.1 Temperature: 70 ° C.

【0127】実施例12(FISH方法) セルロモナス(Cellulomonas)sp.KYM-7(FERM P-1680
6)及びアグロバクテリウム(Agrobacterium) sp. KYM-
8(FERM P-11358)の各々のrRNAにハイブリダイゼー
ションする本発明のプローブ35〜36塩基鎖デオキシオリ
ゴヌクレオチド 2-O-Meプローブを前記と同様にして調
製した。各プローブの塩基配列は下記の通りである。
Example 12 (FISH method) Cellulomonas sp.KYM-7 (FERM P-1680)
6) and Agrobacterium sp. KYM-
8 (FERM P-11358) A 35-36 base chain deoxyoligonucleotide 2-O-Me probe of the present invention that hybridizes to each rRNA was prepared in the same manner as described above. The base sequence of each probe is as follows.

【0128】セルロモナス sp.KYM-7のrRNA測定の
ための35塩基鎖デオキシオリゴヌクレオチド2−O−
Meプローブ:(5')CAT CCC CAC CTT CCT CCG AGT TGA
CCC CGG CAG TC(3')(アンダーライン部分がメチル基
で修飾されている。)。アグロバクテリウム sp. KYM-8
(FERM P-11358)のrRNA測定のための36塩基鎖デオ
キシオリゴヌクレオチド2−O−Meプローブ:(5')CA
T CCC CAC CTT CCT CTC GGC TTA TCA CCG GCA GTC(3')
(アンダーライン部分がメチル基で修飾されてい
る。)。
[0128] 35 base chain deoxyoligonucleotide 2-O- for measuring rRNA of Cellulomonas sp.KYM-7
Me probe: (5 ') CAT CCC CAC CTT CCT C CG AGT TGA
CCC CGG CAG TC (3 ') (The underlined portion is modified with a methyl group.) Agrobacterium sp.KYM-8
36 base chain deoxyoligonucleotide 2-O-Me probe for rRNA measurement of (FERM P-11358): (5 ') CA
T CCC CAC CTT CCT C TC GGC TTA T CA CCG GCA GTC (3 ')
(The underlined portion is modified with a methyl group.)

【0129】セルロモナス sp. KYM-7及びアグロバク
テリウムsp. KYM-8を下記の培地組成で下記の培養条件
で混合培養し、培養時間毎に培養物を採取した。それら
から、rRNAをRNeasy Maxikit(QIAGENE社)を用い
て調製した。当該rRNAを95℃で5分加熱後、予め
反応条件においた反応液に添加し、70℃、1000秒
間反応させた後、蛍光強度をパーキンエルマーLS-50Bを
使用して測定した。その結果を図5に示した。尚、全r
RNAはリボグリーン(RiboGreen) RNA Kit (会社
名:モレキュラープローブ(molecular probes)、所在
地名:Eugene,Oregon,USA)を用いて測定した。図から
分かるように、各菌株のrRNAの動態は全 rRNAの
動態と一致した。また、各菌株のrRNAの合計量は全
rRNAと一致した。このことは、本発明方法はFISH方
法において有効な方法になることを示している。
[0129] Cellulomonas sp. KYM-7 and Agrobacterium sp. KYM-8 were mixedly cultured in the following medium composition under the following culture conditions, and the culture was collected at each culture time. From them, rRNA was prepared using RNeasy Maxikit (QIAGENE). After heating the rRNA at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to a reaction solution previously set under reaction conditions, reacted at 70 ° C. for 1000 seconds, and the fluorescence intensity was measured using a Perkin Elmer LS-50B. The results are shown in FIG. Note that all r
RNA was measured using RiboGreen RNA Kit (company name: molecular probes, location name: Eugene, Oregon, USA). As can be seen, the kinetics of rRNA of each strain was consistent with the kinetics of total rRNA. In addition, the total amount of rRNA of each strain coincided with the total rRNA. This indicates that the method of the present invention is an effective method in the FISH method.

【0130】培地組成(g/l):デンプン,10.0;アス
パラギン酸,0.1; K2HPO4,5.0;KH2PO4,2.0;MgSO4・7
H2O ,0.2;NaCl,0.1; (NH4)2SO4;0.1. 培地100ml
を500ml容のコニカルフラスコに分注し、該フラス
コを120℃で10分間、オートクレーブ釜を用いて殺
菌した。
[0130] Medium Composition (g / l): starch, 10.0; aspartic acid, 0.1; K 2 HPO 4, 5.0; KH 2 PO 4, 2.0; MgSO 4 · 7
H 2 O, 0.2; NaCl, 0.1; (NH 4 ) 2 SO 4 ; 0.1. Medium 100 ml
Was dispensed into a 500 ml conical flask, and the flask was sterilized at 120 ° C. for 10 minutes using an autoclave kettle.

【0131】培養条件:前記の菌株を斜面培地で予め培
養した。該斜面培地より1白金耳の菌体をとり、前記の
殺菌したコニカルフラスコに接種した。30℃、150
rpmで撹拌培養した。
Culture conditions: The above strains were previously cultured on a slant medium. One platinum loop of cells was taken from the slant medium and inoculated into the sterilized conical flask. 30 ° C, 150
The culture was stirred at rpm.

【0132】 反応条件: 33塩基鎖デオキシオリゴヌクレオチド2−O−Meプローブ: 1.0〜10nM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、 8.5% リチウムドデシルサルファイト、pH 5.1 温度: 70℃Reaction conditions: 33 base chain deoxyoligonucleotide 2-O-Me probe: 1.0 to 10 nM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulphite, pH 5.1 Temperature: 70 ° C.

【0133】以下実施例13に、標的核酸若しくは遺伝
子の多型及び変異を解析若しくは測定する方法を記す。 実施例13 下記に示した塩基配列をもつ4種類のオリゴヌクレオチ
ドを前記実施例5のDNA合成機を用いて合成した。ま
た、前記実施例5と同様にして、下記の塩基配列の本発
明の核酸プローブを合成した。該プローブと各々のオリ
ゴヌクレオチドを溶液中でハイブリダイゼーションさせ
た後、蛍光強度の変化から1塩基置換の評価ができるか
どうか検討した。本発明の核酸プローブの塩基配列は、
標的オリゴヌクレオチドの3’末端にGが存在する場合
に、100%マッチするように設計されている。ハイブ
リダイゼーション温度は、プローブと標的オリゴヌクレ
オチドの全塩基対(base-pairs)が100%ハイブリダ
イゼーションできる40℃に設定した。プローブ及び標
的オリゴヌクレオチドの濃度、緩衝液の濃度,蛍光測定
装置、蛍光測定条件、実験操作などは、前記実施例5と
同様である。
Example 13 below describes a method for analyzing or measuring polymorphisms and mutations in a target nucleic acid or gene. Example 13 Four types of oligonucleotides having the base sequences shown below were synthesized using the DNA synthesizer of Example 5 described above. In the same manner as in Example 5, a nucleic acid probe of the present invention having the following nucleotide sequence was synthesized. After the probe and each oligonucleotide were hybridized in a solution, it was examined whether single base substitution can be evaluated from the change in fluorescence intensity. The nucleotide sequence of the nucleic acid probe of the present invention,
It is designed to match 100% when G is present at the 3 'end of the target oligonucleotide. The hybridization temperature was set at 40 ° C. at which 100% of the base-pairs of the probe and the target oligonucleotide could hybridize. The concentration of the probe and the target oligonucleotide, the concentration of the buffer solution, the fluorescence measurement device, the fluorescence measurement conditions, the experimental operation, and the like are the same as those in Example 5.

【0134】 [0134]

【0135】その結果を表5に示した。表から、標的オ
リゴヌクレオチドNo.1〜3においては、蛍光強度に
変化は観察されなかったが、標的オリゴヌクレオチドN
o.4においては84%の減少が観察された。
Table 5 shows the results. From the table, the target oligonucleotide No. In Nos. 1 to 3, no change in the fluorescence intensity was observed, but the target oligonucleotide N
o. In No. 4, an 84% reduction was observed.

【0136】[0136]

【表5】 [Table 5]

【0137】本発明において、標的核酸若しくは遺伝子
(No.1〜4)の多型及び変異を解析若しくは測定若
しくは測定する方法により得られるデータ(表5のカラ
ムA及びBのデータ)を解析する方法において、標的核
酸若しくは遺伝子が蛍光色素で標識された核酸プローブ
(上記の核酸プローブ)とハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしていない
ときの反応系の蛍光強度値により補正するとは、表3の
(A−B)/Bの計算をいう。以上の結果より、標的核
酸が2本鎖の場合、G→A、G←A、C→T、C←T、
G→C、G←Cの置換を検出できることが明らかになっ
た。
In the present invention, a method for analyzing or measuring or measuring or measuring polymorphisms and mutations of target nucleic acids or genes (Nos. 1 to 4) (data in columns A and B in Table 5). The fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or gene is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye (the above-described nucleic acid probe), Correcting by means the calculation of (AB) / B in Table 3. From the above results, when the target nucleic acid is double-stranded, G → A, G ← A, C → T, C ← T,
It became clear that substitution of G → C and G ← C can be detected.

【0138】実施例14 図6に本発明のDNAチップのモデルを図示した。先
ず、実施例13で調製した本発明のプローブ、3'TTTTTT
TTGGGGGGGGC5'BODIPY FL/C6の3’末端の3’位のOH
にアミノ基を導入したもの、また、スライドガラスを反
応基としてエポキシ基を有するシランカップリン剤でス
ライドガラスの表面を処理したものを用意する。上記の
本発明のプローブを含む溶液をDNAチップ作成装置GM
STM417ARRAYER(TAKARA)で該スライドガラス上にスポッ
トする。そうすると、3’末端で発明のプローブがガラ
ス面に結合する。該スライドガラスを密閉容器内に4時
間位おき反応を完結させる。そして該スライドガラスを
0.2%SDS溶液、水に1分程度交互に2回づつ漬け
る。更にホウ素溶液(水300mlにNaBH41.0gを
溶かしたもの。)に5分位つける。95℃の水に2分つ
けてから、素早く0.2%SDS溶液、水に1分程度交
互に2回づつ漬けて試薬を洗い流す。室温で乾燥する。
このようにして本発明のDNAチップが調製される。更
に、各スポットのガラスの下面に図のような微小な温度
センサーとヒータを設けることにより、高性能な本発明
のDNAチップを作成することができる。このDNAチ
ップを用いて標的核酸若しくは遺伝子を測定する場合を
説明する。該プローブに標的核酸若しくは遺伝子がハイ
ブリダイゼーションしていないときは、又はハイブリダ
イゼーションしても本発明の蛍光色素標識末端でGCペ
アーを形成しないとき、若しくは当該プローブと標的核
酸しくは遺伝子とがハイブリダイゼーションした末端塩
基部分から1ないし3塩基離れて、標的核酸若しくは遺
伝子の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1ないし
3塩基存在しないときは、蛍光強度に変化ない。しか
し、ハイブリダイゼーションすると蛍光強度が減少す
る。この蛍光強度はDNAチップ解析装置GMSTM41
8アレースキャナー(Array Scanner)(TAKARA)を使
用して測定できる。
Embodiment 14 FIG. 6 shows a model of a DNA chip of the present invention. First, the probe of the present invention prepared in Example 13, 3′TTTTTT
TTGGGGGGGGC 5 'BODIPY 3' OH at the 3 'end of FL / C6
An amino group-introduced amino acid is prepared, and a slide glass whose surface is treated with a silane coupling agent having an epoxy group as a reactive group is prepared. The solution containing the probe of the present invention is used as a DNA chip preparing device GM
Spot on the glass slide with S TM 417 ARRAYER (TAKARA). Then, the probe of the present invention binds to the glass surface at the 3 'end. The slide glass is placed in a closed container for about 4 hours to complete the reaction. Then, the slide glass is alternately soaked twice in a 0.2% SDS solution and water for about one minute. Further, it is placed in a boron solution (a solution of 1.0 g of NaBH 4 in 300 ml of water) for about 5 minutes. After soaking in water at 95 ° C. for 2 minutes, quickly soak the reagent twice in a 0.2% SDS solution and water alternately for about 1 minute to wash away the reagent. Dry at room temperature.
Thus, the DNA chip of the present invention is prepared. Further, by providing a minute temperature sensor and a heater as shown in the figure on the lower surface of the glass of each spot, a high-performance DNA chip of the present invention can be produced. A case where a target nucleic acid or a gene is measured using this DNA chip will be described. When the target nucleic acid or gene is not hybridized to the probe, or when the fluorescent dye-labeled end of the present invention does not form a GC pair even after hybridization, or when the probe is hybridized with the target nucleic acid or gene. If G (guanine) does not exist in the base sequence of the target nucleic acid or gene at least 1 to 3 bases apart from the terminal base portion, the fluorescence intensity does not change. However, upon hybridization, the fluorescence intensity decreases. This fluorescence intensity was measured using a DNA chip analyzer GMS 41.
It can be measured using an 8 Array Scanner (TAKARA).

【0139】以下、実施例15〜19に本発明のPCR
方法を記す。 実施例15 大腸菌のゲノムDNAにおける16SrRNA遺伝子を
標的核酸として、当該核酸の増幅のための(BODIPY FL/
C6で標識した)プライマーを調製した。
The PCR of the present invention is described in Examples 15 to 19 below.
The method is described. Example 15 The 16S rRNA gene in E. coli genomic DNA was used as a target nucleic acid for amplification of the nucleic acid (BODIPY FL /
A primer (labeled with C6) was prepared.

【0140】プライマー1(Eu800R:リバース型)の調
製:(5')CATCGTTTACGGCGTGGAC(3')の塩基配列をもつデ
オキシリボオリゴヌクレオチドを、DNA合成機ABI394
(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該
オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基
をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシン
の5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したもの
を、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カン
パニー社(米国)から購入した。更に、モレキュラープ
ローブ社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter
Kits)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニ
ミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimi
dyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチド
のアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を
購入した。前記購入したオリゴヌクレオチドに当該キッ
トを作用させて、本発明のボデピーFL/C6で標識したプ
ライマー1を合成した。
Preparation of primer 1 (Eu800R: reverse type): A deoxyribooligonucleotide having the base sequence of (5 ′) CATCGTTTACGGCGTGGAC (3 ′) was prepared using a DNA synthesizer ABI394.
(Perkin Elmer, USA), and the oligodeoxyribonucleotide was treated with a phosphatase to treat the phosphate group at the 5 'end of the oligodeoxyribonucleotide, to give a cytosine. 2 ) 9- NH 2 conjugate was purchased from Midland Certified Raised Company (USA). In addition, from Molecular Probes, a Fluoro Reporter Kit (FluoReporter
Kits) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimi
kit containing a reagent for binding the compound to the amine derivative of the oligonucleotide in addition to dyl ester). The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize primer 1 of the present invention labeled with bodypi FL / C6.

【0141】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3緩衝液(pH
9.0)に溶解した。当該溶解物をNAP−25カラム
(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除
去した。更に逆相HPLC(B gradient:15〜65%、2
5分間)を以下の条件で行った。そして、溶出するメイ
ンピークを分取した。分取した画分を凍結乾燥して本発
明のプライマー1を、最初のオリゴヌクレオチド原料2
mMより50%の収率で得た。
Purification of synthesized product: The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. Add it to a 0.5M Na 2 CO 3 / NaHCO 3 buffer (pH
9.0). The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 2
5 minutes) under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was lyophilized to give the primer 1 of the present invention to the first oligonucleotide material 2
Obtained in 50% yield over mM.

【0142】尚、上記の逆相クロマトグラフィーの条件
は次の通りである: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.05N TEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18 ;6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
The conditions for the above-mentioned reverse phase chromatography are as follows: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.05N TEAA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C18 ; 6 × 250 mm Elution rate: 1.0 ml / min Temperature: 40 ° C. Detection: 254 nm

【0143】実施例16 プライマー2(Eu500R/forward:フォワード型)の調
製:(5')CCAGCAGCCGCGGTAATAC(3')の塩基配列をもつデ
オキシリボオリゴヌクレオチドの5’末端に蛍光色素
(BODIPY FL/C6)で標識したプライマー2を実施例13
と同様にして収率50%で調製した。
Example 16 Preparation of Primer 2 (Eu500R / forward: forward type): A fluorescent dye (BODIPY FL / C6) was added to the 5 ′ end of a deoxyribooligonucleotide having the base sequence of (5 ′) CCAGCAGCCGCGGTAATAC (3 ′). The labeled primer 2 was used in Example 13
It was prepared in the same manner as in a yield of 50%.

【0144】実施例17 殺菌したニュトリエントブロス(NB)(Difco社製)液体
培地5ml(組成:NB、0.08g/100ml)を含有する試験管
を用いて、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養し
た。培養液1.5mlを1.5ml容量の遠心チューブで遠
心分離し、菌体を得た。この菌体から、DNeasy Tissue
Kit(キアゲン社、ドイツ国)を用いてゲノムDNAを
抽出した。その方法は本キットのプロトコルに従った。
その結果、17ng/μlのDNA溶液を得た。
Example 17 Escherichia coli strain JM109 was incubated overnight at 37 ° C. in a test tube containing 5 ml of sterilized nutrient broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 100 ml). The cells were cultured with shaking. 1.5 ml of the culture was centrifuged in a 1.5 ml centrifuge tube to obtain cells. From these cells, DNeasy Tissue
Genomic DNA was extracted using Kit (Qiagen, Germany). The method followed the protocol of this kit.
As a result, a 17 ng / μl DNA solution was obtained.

【0145】実施例18 上記の大腸菌のゲノムDNA、プライマー1及び/又は
プライマー2を使用して、ロシュ・ダイアグノスティッ
クス株式会社発売のライトサイクラーTMシステム(Ligh
tCyclerTM System)を用いて常法通りにPCR反応を行
った。操作は当該システム機器の手順書に従った。ま
た、上記システムにおいてPCRは、当該手順書に記さ
れている核酸プローブ(FRET現象を利用する二個のプロ
ーブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識されていな
い通常のプライマー)の代りに本発明プライマー1及び
/又は2を用いる以外は当該手順書通りに行った。
Example 18 Using the genomic DNA of Escherichia coli, Primer 1 and / or Primer 2, the LightCycler system (Ligh
PCR reaction was carried out in the usual manner using a tCycler System). The operation followed the procedure manual of the relevant system equipment. In the above system, PCR is performed according to the present invention instead of the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and the normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye) described in the procedure manual. The procedure was performed according to the procedure except that the primers 1 and / or 2 were used.

【0146】PCRは次のコンポーネントで行った。 大腸菌ゲノムDNA溶液 3.5μl(終濃度0〜6ng/20μl) (終コピー数0〜2.4・106個) プライマー溶液 0.8μl(終濃度0.08μM) Taq溶液 10.0μl ミリQ純水 5.7μl 全容量 20.0μl 尚、標的核酸である大腸菌16SrDNAは、図7の説
明欄に示される実験区の濃度で、また、プライマーは、
同様に図7の注に示される実験区のプライマー1及び/
又は2の組合せで実験を行った。
PCR was performed with the following components. E. coli genomic DNA solution 3.5 μl (final concentration 0-6 ng / 20 μl) (final copy number 0-2.4.10 6 ) Primer solution 0.8 μl (final concentration 0.08 μM) Taq solution 10.0 μl Milli-Q pure Water 5.7 μl Total volume 20.0 μl Escherichia coli 16S rDNA as the target nucleic acid was used at the concentration of the experimental section shown in the description column of FIG.
Similarly, primers 1 and / or
Or experiments were performed with a combination of the two.

【0147】また、上記のTaq溶液は次の試薬の混合液
である。 Taq 溶液 96.0 μl ミリQ純水 68.2 μl Taq DNA ポリメラーゼ溶液 24.0 μl Taq スタート(start) 3.8 μl
The above Taq solution is a mixture of the following reagents. Taq solution 96.0 μl Milli-Q pure water 68.2 μl Taq DNA polymerase solution 24.0 μl Taq start 3.8 μl

【0148】尚、Taq 溶液、 Taq DNAポリメラーゼ溶液
はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDN
Aマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Mast
er Hybridization Probes)キットのものである。特にTa
q DNA ポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャップ)
を10倍に希釈して用いた。また、Taq スタートは、ク
ローンテック社(USA)より販売されているTaq DNA
ポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加すること
で70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑えること
ができる。即ち、ホット・スタート(hot start)を行う
ことができるものである。
Incidentally, the Taq solution and the Taq DNA polymerase solution are DNS sold by Roche Diagnostics, Inc.
A master hybridization probe (DNA Mast
er Hybridization Probes) kit. Especially Ta
q DNA polymerase solution is 10 × conc. (red cap)
Was used 10 times diluted. Taq Start is a Taq DNA product sold by Clonetech (USA).
It is an antibody for polymerase, and the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed up to 70 ° C by adding it to the reaction solution. That is, a hot start can be performed.

【0149】反応条件は次の如くである。 変性(denaturation) 初期:95℃、120秒 再:95℃、 0秒 アニーリング(annealing)条件 57℃、5秒 測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。
その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F
1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強
度は75に固定した。
The reaction conditions are as follows. Denaturation Initial: 95 ° C., 120 seconds Re: 95 ° C., 0 seconds Annealing conditions 57 ° C., 5 seconds Measurements were performed using a LightCycler system.
At that time, among the detectors F1 to F3 in the system, F
One detector was used, the gain of the detector was fixed at 10, and the excitation intensity was fixed at 75.

【0150】その結果を図7及び8に示した。図7及び
8から、蛍光色素の発光の減少が観察される時点のサイ
クル数と標的核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が
比例していることが分かる。尚、図においては、蛍光色
素の発光の減少量を蛍光強度の減少値として表現した。
図9は、サイクル数を関数として、大腸菌16SrDN
Aのコピー数を表現した大腸菌16SrDNAの検量線
である。相関係数は0.9973で、極めてよい相関を
示した。以上の結果から分かるように、本発明の定量的
PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数を測定
できるようになる。即ち、標的核酸の測定ができる。
The results are shown in FIGS. 7 and 8, it can be seen that the cycle number at the time when the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of Escherichia coli 16S rDNA of the target nucleic acid. In the figure, the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye is expressed as the decrease in the fluorescence intensity.
FIG. 9 shows E. coli 16SrDN as a function of cycle number.
1 is a calibration curve of Escherichia coli 16S rDNA expressing the copy number of A. The correlation coefficient was 0.9973, showing a very good correlation. As can be seen from the above results, the use of the quantitative PCR method of the present invention makes it possible to measure the initial copy number of a target nucleic acid. That is, the target nucleic acid can be measured.

【0151】実施例19 実施例18においては、本発明のプローブをプライマー
としてPCRを行ったが、本実施例では従来法に用いる
FRET現象を利用する二個のプローブの代わりに本発
明のプローブを用いて下記の条件で本発明のPCRを行
った。 a)標的核酸:大腸菌の16S-rDNA b)使用プライマー: ・フォワードプライマー E8F: (3')AGAGTTTGATCCTGGCTC
AG(5') ・リバースプライマー E1492R:GGTTACCTTGTTACGACTT
(5') c)使用プローブ: BODIPY FL-(3')CCTTCCCACATCGTTT
(5') d)使用PCR測定機器:ライトサイクラーTMシステム e)PCRの条件: 変性反応:95℃ for 0秒 (60秒間、95℃) アニーリング反応: 50℃ for 5秒 核酸伸長反応: 72℃ for 70秒 全サイクル数: 70サイクル
Example 19 In Example 18, PCR was performed using the probe of the present invention as a primer. However, in this example, the probe of the present invention was replaced with the two probes utilizing the FRET phenomenon used in the conventional method. The PCR of the present invention was performed under the following conditions. a) Target nucleic acid: 16S-rDNA of E. coli b) Primers used: • Forward primer E8F: (3 ') AGAGTTTGATCCTGGCTC
AG (5 ') ・ Reverse primer E1492R: GGTTACCTTGTTACGACTT
(5 ') c) Probe used: BODIPY FL- (3') CCTTCCCACATCGTTT
(5 ') d) PCR measuring instrument used: LightCycler system e) PCR conditions: Denaturation reaction: 95 ° C for 0 seconds (60 seconds, 95 ° C) Annealing reaction: 50 ° C for 5 seconds Nucleic acid extension reaction: 72 ° C for 70 seconds Total number of cycles: 70 cycles

【0152】f)蛍光測定(アニーリング反応と変性反
応後各サイクル後一回づつ測定された。 g)反応液の組成: 反応液の全量:20 μl DNA ポリメラーゼの量 (TaKaRa Ex taq): 0.5U Taq スタート(抗体): 0.3μl プライマーの濃度: 0.2μM (双方とも) プローブの濃度: 0.05 μM MgCl2 濃度: 2 mM BSA(bovine serum albumin)濃度:0.25 mg/ml dNTPs濃度: 2.5 mM (各ヌクレオチドについて).
F) Fluorescence measurement (measured once after each cycle after annealing reaction and denaturation reaction) g) Composition of reaction solution: total amount of reaction solution: 20 μl amount of DNA polymerase (TaKaRa Ex taq): 0.5 U Taq start (antibody): 0.3 μl Primer concentration: 0.2 μM (both) Probe concentration: 0.05 μM MgCl 2 concentration: 2 mM BSA (bovine serum albumin) concentration: 0.25 mg / ml dNTPs concentration: 2.5 mM (each nucleotide) about).

【0153】その結果を図10に示した。図から、蛍光
色素の発光の減少が観察される時点のサイクル数と標的
核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が比例している
ことが分かる。以上の結果から分かるように、本発明の
定量的PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数
を測定できるようになる。即ち、標的核酸の測定ができ
る。
FIG. 10 shows the result. From the figure, it can be seen that the cycle number at which the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of Escherichia coli 16S rDNA of the target nucleic acid. As can be seen from the above results, the use of the quantitative PCR method of the present invention makes it possible to measure the initial copy number of a target nucleic acid. That is, the target nucleic acid can be measured.

【0154】次に以下の実施例に、上記の本発明の定量
的PCR方法を用いて得られるデータを解析する本発明
のデータ解析方法について記す。 実施例20 ヒトゲノムDNA(ヒトβ−グロビン(globin)(TaKa
Raカタログ商品番号9060)(TaKaRa株式会社製)
(以下、ヒトゲノムDNAという。)を標的核酸とし
て、当該核酸の増幅のためのボデピー FL/C6で標識した
プライマーを調製した。
Next, the data analysis method of the present invention for analyzing data obtained by using the above-described quantitative PCR method of the present invention is described in the following examples. Example 20 Human genomic DNA (human β-globin (TaKa
Ra catalog product number 9060) (TaKaRa Corporation)
(Hereinafter, referred to as human genomic DNA) as a target nucleic acid, a primer labeled with Bodepy FL / C6 for amplification of the nucleic acid was prepared.

【0155】プライマーKM38+C(リバース型)の調製:
(5')CTGGTCTCCTTAAACCTGTCTTG(3')の塩基配列をもつデ
オキシリボオリゴヌクレオチドを、DNA合成機ABI394
(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該
オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基
をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシン
の5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したもの
を、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カン
パニー社から購入した。更に、モレキュラープローブ社
からリポーターキット(FluoReporter Kits)F-6082(ボ
デピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステル(BO
DIPY FL propionic acid succinimidylesters)の他に、
当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合
させる試薬を含有するキット)を購入した。前記購入し
たオリゴヌクレオチドに当該キットを作用させて、本発
明のボデピーFL/C6で標識したプライマーKM38+Cを合成
した。
Preparation of primer KM38 + C (reverse type):
(5 ′) A deoxyribooligonucleotide having a base sequence of CTGGTCTCCTTAAACCTGTCTTG (3 ′) was converted to a DNA synthesizer ABI394.
(Perkin Elmer, USA), and the oligodeoxyribonucleotide was treated with a phosphatase at the 5′-terminal phosphate group to produce cytosine. The 5′-carbon OH group of cytosine was replaced with-(CH 2 ) 9- NH 2 was purchased from Midland Certified Residential Company. Furthermore, from Molecular Probes Inc., a reporter kit (FluoReporter Kits) F-6082 (Succinimidyl propionate of BODEPI FL / C6 (BO
DIPY FL propionic acid succinimidylesters)
A kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide). The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize a primer KM38 + C labeled with the bodypy FL / C6 of the present invention.

【0156】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaH2CO3緩衝液(pH9.0)
に溶解した。当該溶解物をNAP-25カラム(ファルマシア
社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除去した。更に逆
相HPLC(B gradient:15〜65%、25分間)を以下の条件で
行った。そして、溶出するメインピークを分取した。分
取した画分を凍結乾燥して本発明のプライマーKM38+C
を、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより50%の収
率で得た。
Purification of the synthesized product: The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. 0.5M Na 2 CO 3 / NaH 2 CO 3 buffer (pH 9.0)
Was dissolved. The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65% for 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction is freeze-dried and the primer of the present invention KM38 + C
Was obtained in 50% yield from the initial oligonucleotide starting material 2 mM.

【0157】尚、上記の逆相クロマトグラフィーの条件
は次の通りである: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.05N TEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18;6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
The conditions for the above-mentioned reverse phase chromatography are as follows: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.05N TEAA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250mm Elution rate: 1.0ml / min Temperature: 40 ° C Detection: 254nm

【0158】実施例21 プライマーKM29(フォワード型)の調製:(5')GGTTGGCC
AATCTACTCCCAGG(3')の塩基配列をもつデオキシリボオリ
ゴヌクレオチドを実施例18と同様に合成した。
Example 21 Preparation of primer KM29 (forward type): (5 ′) GGTTGGCC
A deoxyribooligonucleotide having the nucleotide sequence of AATCTACTCCCAGG (3 ′) was synthesized in the same manner as in Example 18.

【0159】比較実験例1(本発明の、核酸伸長反応時
の蛍光強度値を、熱変性反応時の蛍光強度値を用いて割
る演算処理過程を有ないデーター解析用ソフトウエアを
用いた実験例)。上記のヒトゲノムDNA、プライマー
KM38+C及びプライマーKM29を使用して、ライトサイクラ
TMシステムを用いてPCR反応を行い、各サイクル
毎の蛍光強度を測定した。尚、本比較実施例のPCR
は、前記に説明した蛍光色素色素で標識したプライマー
を用いるものであり、蛍光発光の増加でなく、減少を測
定する新規なリアルタイム定量的PCR方法である。デ
ーター解析用ソフトウエアは当該システムのものを用い
て行った。上記システムにおいてPCRは、当該手順書
に記されている核酸プローブ(FRET現象を利用する
二個のプローブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識
されていない通常のプライマー)の代りに本発明プライ
マーKM38+C及びKM29を用いる以外は当該装置の手順書通
りに行った。
Comparative Experimental Example 1 (Experimental example using data analysis software having no arithmetic processing step of the present invention for dividing the fluorescence intensity value during the nucleic acid extension reaction using the fluorescence intensity value during the thermal denaturation reaction) ). The above human genomic DNA, primer
Using KM38 + C and primer KM29, a PCR reaction was performed using a LightCycler system, and the fluorescence intensity in each cycle was measured. The PCR of this comparative example
Is a novel real-time quantitative PCR method that uses a primer labeled with a fluorescent dye described above and measures the decrease instead of the increase in fluorescence emission. Data analysis software was used for the system. In the above system, PCR is performed using the primer KM38 of the present invention in place of the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and a normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye) described in the procedure manual. Except for using + C and KM29, the procedure was performed according to the procedure manual of the apparatus.

【0160】PCRは次のコンポーネントで行った。 ヒトゲノムDNA 1.0μl(最終濃度1〜10000コピー) プライマー溶液 4.0μl(最終濃度0.1μM) Taq溶液 10.0μl ミリQ純水 5.0μl 全容量 20.0μl 尚、ヒトゲノムDNAは、図11の説明欄に示される実
験区の濃度で実験を行った。MgCl2の最終濃度は2mMであ
った。
The PCR was performed with the following components. Human genomic DNA 1.0 μl (final concentration: 1 to 10,000 copies) Primer solution 4.0 μl (final concentration 0.1 μM) Taq solution 10.0 μl Milli-Q pure water 5.0 μl Total volume 20.0 μl The human genomic DNA is shown in the description column of FIG. The experiment was performed at the concentration of the experimental section. The final concentration of MgCl 2 was 2 mM.

【0161】また、上記のTaq溶液は次に試薬の混合液
である。 Taq 溶液 96.0μl ミリQ純水 68.2μl Taq DNA ポリメラーゼ 24.0μl Taq スタート 3.8μl
The Taq solution is a mixed solution of reagents. Taq solution 96.0μl Milli-Q pure water 68.2μl Taq DNA polymerase 24.0μl Taq start 3.8μl

【0162】尚、Taq溶液、 Taq DNA ポリメラーゼ溶液
はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDN
Aマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Mast
er Hybridization Probes)キットのものである。特に
Taq DNA ポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャッ
プ)を10倍に希釈して用いた。また、Taqスタート
は、クローンテック社(USA)より販売されているTa
q DNA ポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加す
ることで70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑え
ることができる。即ち、ホット・スタートを行うことが
できるものである。
The Taq solution and the Taq DNA polymerase solution were obtained from Roche Diagnostics, Inc.
A master hybridization probe (DNA Mast
er Hybridization Probes) kit. Particularly, the Taq DNA polymerase solution was used by diluting 10 × conc. (Red cap) 10-fold. In addition, Taq Start is a Taq product sold by Clonetech (USA).
This is an antibody for q DNA polymerase. By adding it to the reaction solution, the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed up to 70 ° C. That is, a hot start can be performed.

【0163】反応条件は次の如くである。 変性反応初期 :95℃、60秒 再変性反応 :95℃、10秒 アニーリング反応 :60℃、5秒 DNA伸長反応 :72℃、17秒 測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。
その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F
1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強
度は75に固定した。
The reaction conditions are as follows. Initial denaturation reaction: 95 ° C., 60 seconds Redenaturation reaction: 95 ° C., 10 seconds Annealing reaction: 60 ° C., 5 seconds DNA extension reaction: 72 ° C., 17 seconds The measurement was performed using a LightCycler system.
At that time, among the detectors F1 to F3 in the system, F
One detector was used, the gain of the detector was fixed at 10, and the excitation intensity was fixed at 75.

【0164】前記の如くにPCRを行って、各サイクル
の蛍光強度を実測した結果を図11に示した。即ち、各
コピー数のヒトゲノムDNAについて、各サイクルの変
性反応時及び核酸伸長反応時の蛍光強度を測定し、印字
したものである。どのサイクルにおいても変性反応時に
は蛍光強度値は一定であるが、核酸伸長反応時には、2
5サイクル目当たりから蛍光強度が減少しているのが観
察される。そうして、減少はヒトゲノムDNAのコピー
数がおおい順に起こることが分かる。
FIG. 11 shows the results of actual measurement of the fluorescence intensity of each cycle by performing PCR as described above. That is, the fluorescence intensity of each copy number of the human genomic DNA at the time of the denaturation reaction and the nucleic acid extension reaction of each cycle was measured and printed. In each cycle, the fluorescence intensity value is constant during the denaturation reaction, but 2 times during the nucleic acid extension reaction.
It is observed that the fluorescence intensity decreases from around the fifth cycle. Thus, it can be seen that the decrease occurs in the order of the copy number of the human genomic DNA.

【0165】図11においてヒトゲノムDNAの各コピ
ー数について初期のサイクル数の蛍光強度値が一様でな
い。それで、本実験例で使用するデーター解析方法に以
下の過程を追加した。 (b)10サイクル目の蛍光強度値を1として各サイク
ルの蛍光強度値を換算する過程、即ち、下記の〔数式
8〕による計算をする過程、 Cn=Fn(72)/F10(72) 〔数式8〕 ただし、Cn=各サイクル値の換算値、Fn(72)=各
サイクルの72℃の蛍光強度値、F10(72)=10サ
イクル目の72℃の蛍光強度値。 (c)前記(b)の過程で得られた換算値を、各サイク
ル数に対してプロットし、デスプレー上に表示及び/又
は印字する過程、
In FIG. 11, the fluorescence intensity value at the initial cycle number is not uniform for each copy number of the human genomic DNA. Therefore, the following process was added to the data analysis method used in this experimental example. (B) The process of converting the fluorescence intensity value of each cycle with the fluorescence intensity value of the 10th cycle as 1, that is, the process of calculating by the following [Equation 8], C n = F n (72) / F 10 ( 72) [Expression 8] where C n = converted value of each cycle value, F n (72) = fluorescence intensity value of each cycle at 72 ° C., F 10 (72) = fluorescence intensity value of the 10th cycle at 72 ° C. . (C) plotting the converted value obtained in the step (b) with respect to each cycle number, and displaying and / or printing on a display;

【0166】(d)前記(b)の過程で得られた各サイ
クルの換算値から下記の〔数式9〕による蛍光強度の変
化率(減少率、消光率)を計算をする過程、 〔数式9〕 Fdn =log10{100−Cn×100)} Fdn =2log10{1−Cn} ただし、Fdn=蛍光強度変化率(減少率、消光率)、C
n=〔数式8〕で得られた値。 (e)前記(d)の過程で得られた換算値を、各サイク
ル数に対してプロットし、デスプレー上に表示及び/又
は印字する過程、
(D) a step of calculating a change rate (decrease rate, extinction rate) of the fluorescence intensity from the converted value of each cycle obtained in the step (b) according to the following [Equation 9], [Equation 9] F dn = log 10 −100 −C n × 100)} F dn = 2log 10 {1−C n } where, F dn = fluorescence intensity change rate (decrease rate, extinction rate), C
n = value obtained by [Equation 8]. (E) plotting the converted value obtained in the step (d) with respect to each cycle number, and displaying and / or printing on a display;

【0167】(f)前記(d)の過程で処理されたデー
ターの内、0.5をスレッシュホールド(thresh
hold)し、その値に達したサイクル数を計算する過
程、 (g)前記(f)の過程で計算した値をX軸に、反応開
始前のコピー数をY軸にプロットしたグラフを作成する
過程、 (h)前記(g)の過程で作成したグラフをデスプレー
上に表示及び/又は印字する過程、 (j)前記(h)の過程で描かれた直線の相関係数又は
関係式を計算する過程、 (i)前記(j)の過程で計算された計算値又は関係式
をデスプレー上に表示及び/又は印字する過程。
(F) Of the data processed in step (d), 0.5 is set to a threshold (thresh).
hold) and calculating the number of cycles that have reached the value. (g) Create a graph in which the value calculated in step (f) is plotted on the X-axis and the copy number before the start of the reaction is plotted on the Y-axis. (H) displaying and / or printing the graph created in the step (g) on the display; and (j) calculating the correlation coefficient or relational expression of the straight line drawn in the step (h). (I) displaying and / or printing the calculated value or the relational expression calculated in the step (j) on the display.

【0168】上記のデーター解析用ソフトウエアを用い
て、前記図11で得られたデーターを前記に引き続いて
以下のようにデーターを処理した。図12は、上記
(b)の過程で処理されたデーターを印字した(前記
(c)過程)したものである。即ち、10サイクル目の
蛍光強度値を1として換算し、その換算値をサイクル数
に対してプロットしたものである。図13は、前記
(d)の過程で処理したデーターを印字した(前記
(e)過程)ものである。即ち、図12の各プロット値
から蛍光強度の減少率(消光率)を計算して、各計算値
を各サイクル数に対してプロットしたものである。
Using the data analysis software described above, the data obtained in FIG. 11 was processed as follows following the above. FIG. 12 is a printout of the data processed in the process (b) (the process (c)). That is, the fluorescence intensity value at the 10th cycle is converted as 1, and the converted value is plotted against the number of cycles. FIG. 13 shows the data processed in the step (d) printed (the step (e)). That is, the reduction rate (quenching rate) of the fluorescence intensity was calculated from each plot value in FIG. 12, and each calculated value was plotted against each cycle number.

【0169】図14は、前記(f)の過程で処理したデ
ーターについて、前記(g)の過程で作成したグラフを
印字した(前記(h)の過程)ものである。即ち、蛍光
強度減少率=0.5をスレッシュホールド(threshhol
d)し、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノ
ムDNAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットした
グラフである。このグラフの直線の相関係数(R2)を
前記(j)の過程で計算し、印字した(前記(i)の過
程)もので、0.9514であった。このように、この
相関係数では正確なコピー数を求めるは無理であった。
FIG. 14 is a graph obtained by printing the graph created in the step (g) on the data processed in the step (f) (the step (h)). That is, the threshold of the fluorescence intensity reduction rate = 0.5
d) A graph in which the number of cycles reaching the value is plotted on the X axis, and the copy number of the human genomic DNA before the start of the reaction is plotted on the Y axis. The correlation coefficient (R2) of the straight line in this graph was calculated in the process of (j) and printed (process of (i)), and was 0.9514. Thus, it was impossible to obtain an accurate copy number with this correlation coefficient.

【0170】実施例22(本発明のデーター解析方法を
用いてデーター処理がなされた実験例) PCRは比較実験例1と同様に行った。データー処理
は、比較実験例1の(b)の過程の前に下記の(a)の
過程をおき、(b)、(d)の過程を以下のように変更
する以外は比較実験例1と同様な過程で行った。 (a)各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素で標
識された核酸プライマーとハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値(即ち、核酸伸長反応時(72℃)の
蛍光強度値)を、増幅した核酸が核酸プライマーとハイ
ブリダイズしたものが解離したときの反応系の蛍光強度
値(即ち、核酸熱変性反応時(95℃)の蛍光強度値)
で割る補正演算処理過程、即ち、実測の蛍光強度値を
〔数式1〕で補正した。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 [式中、fn=サイクルの蛍光強度の補正値、fhyb,n
各サイクルの72℃の蛍光強度値、fden,n=各サイク
ルの95℃の蛍光強度値]得られた値を各サイクル数に
プロットしたのが図15である。
Example 22 (Experimental example in which data processing was performed using the data analysis method of the present invention) PCR was performed in the same manner as in Comparative experimental example 1. The data processing was performed in the same manner as in Comparative Experimental Example 1 except that the following process (a) was performed before the process of (b) in Comparative Experimental Example 1, and the processes in (b) and (d) were changed as follows. A similar process was performed. (A) The fluorescence intensity value of the reaction system when the amplified nucleic acid in each cycle was hybridized with a nucleic acid primer labeled with a fluorescent dye (that is, the fluorescence intensity value at the time of nucleic acid extension reaction (72 ° C.)) was amplified. Fluorescence intensity value of the reaction system when the nucleic acid hybridized with the nucleic acid primer is dissociated (ie, the fluorescence intensity value at the time of the nucleic acid thermal denaturation reaction (95 ° C.))
, Ie, the measured fluorescence intensity value was corrected by [Equation 1]. f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1] [where, f n = correction value of the fluorescence intensity of the cycle, f hyb, n =
The fluorescence intensity value at 72 ° C. in each cycle, f den, n = the fluorescence intensity value at 95 ° C. in each cycle] FIG. 15 shows the obtained values plotted for each cycle number.

【0171】(b)各サイクルにおける〔数式1〕にお
ける補正演算処理値を〔数式3〕に代入し、各サイクル
における各サンプル間の蛍光変化率(減少率又は消光
率)を算出する演算処理過程、即ち、下記の〔数式1
0〕で演算処理する過程、 Fn=fn/f25 〔数式10〕 [式中、Fn=各サイクルの演算処理値、fn=〔数式
1〕で得られた各サイクルの値、f25=〔数式1〕で得
られた値で、サイクル数が25回目のもの]。〔数式1
0〕は〔数式3〕において、a=25とした場合におけ
るものである。
(B) An arithmetic processing step of substituting the correction operation processing value in [Equation 1] in each cycle into [Equation 3] and calculating a fluorescence change rate (decrease rate or extinction rate) between samples in each cycle. That is, the following [Equation 1]
0], F n = f n / f 25 [Equation 10] [where, F n = operation processing value of each cycle, f n = value of each cycle obtained by [Equation 1], f 25 = value obtained by [Equation 1] and the number of cycles is 25]. [Equation 1
0] is obtained when a = 25 in [Equation 3].

【0172】(d)前記(b)の過程で得られた各サイ
クルの演算処理値を〔数式6〕による蛍光強度の変化率
(減少率又は消光率)の対数値を演算処理をする過程、
即ち、下記の〔数式11〕で演算処理する過程、 log10{(1−Fn)×100} 〔数式11〕 [式中、Fn=[数式10]で得られた値]。〔数式1
1〕は〔数式6〕において、b=10、A=100とし
た場合におけるものである。
(D) calculating the logarithmic value of the change rate (decrease rate or extinction rate) of the fluorescence intensity according to [Equation 6] with the calculated value of each cycle obtained in the step (b);
That is, a process of performing the arithmetic processing by the following [Equation 11], log 10 {(1-F n ) × 100} [Equation 11] [where, F n = value obtained by [Equation 10]]. [Equation 1
1] is a case where b = 10 and A = 100 in [Equation 6].

【0173】上記の結果を図16及び17に示した。図
16は、前記(a)及び(b)の過程で処理された値を
サイクル数に対してプロットし、印字したものである。
図17は、図16で得られた値について前記(d)の過
程で計算された値を、サイクル数に対してプロットし、
印字したものである。
The above results are shown in FIGS. FIG. 16 is a graph in which the values processed in the processes (a) and (b) are plotted against the number of cycles and printed.
FIG. 17 plots the values calculated in step (d) for the values obtained in FIG. 16 against the number of cycles,
It is printed.

【0174】次に、図17のグラフを基に、前記
(f)、(g)、及び(h)の過程で処理した。即ち、
図17のグラフを基に比較実験例1と同様に、log10
(蛍光強度変化率)のスレッシュホールド値として、
0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.2を選
び、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノムD
NAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットし、検量
線を描かせた。その結果を図18に示した。これらの検
量線について前記(j)及び(i)の過程で処理して求
めた相関係数(R2)は、前記各スレッシュホールド値
に対して、各々0.998、0.999、0.999
3、0.9985、0.9989、0.9988であっ
た。これらの相関係数から、スレッシュホールド値とし
て0.5(相関係数0.9993)を採用することが望
ましいことが認識できた。この相関係数をもつ検量線で
あれば、未知コピー数の核酸試料について反応開始前の
コピー数を精度よく求めることができることが分かる。
Next, based on the graph of FIG. 17, processing was performed in the processes (f), (g), and (h). That is,
Similarly to Comparative Example 1 based on the graph of FIG. 17, log 10
(Fluorescent intensity change rate)
0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 and 1.2 were selected, and the number of cycles that reached that value was plotted on the X-axis and the human genome D
The copy number before the start of the NA reaction was plotted on the Y-axis, and a calibration curve was drawn. FIG. 18 shows the result. Correlation coefficients (R 2 ) obtained by processing these calibration curves in the processes (j) and (i) are 0.998, 0.999, 0. 999
3, 0.9985, 0.9989 and 0.9988. From these correlation coefficients, it was recognized that it is desirable to adopt 0.5 (correlation coefficient 0.9993) as the threshold value. With the calibration curve having this correlation coefficient, it can be seen that the copy number before the start of the reaction can be accurately determined for the nucleic acid sample having the unknown copy number.

【0175】実施例23(核酸の融解曲線分析及びTm
値分析の例) 本発明の新規なPCR法により増幅された核酸につい
て、51)低い温度から核酸が完全に変性するまで、温
度を徐々に上げるあるいは下げる過程(例えば、50℃
から95℃まで)、52)前記51)過程において、短
い時間間隔(例えば、0.2℃〜0.5℃間隔)で蛍光
強度を測定する過程、53)前記52)過程の測定結果
を時間毎にデスプレー上に表示する過程、即ち、核酸の
融解曲線を表示する過程、54)前記53)過程の融解
曲線を一次微分する過程、55)前記54)過程の微分
値(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)をデスプ
レー上に表示する過程、56)前記55)から得られる
微分値から変曲点を求める過程からなるソフトウエアを
作成し、前記本発明のデーター解析用ソフトウエアに合
体した。当該データー解析用ソフトウエアを記録したコ
ンピューター読み取り可能な記録媒体をインストールし
た前記ライトサイクラーTMシステムを用いて本発明の新
規リアルタイム定量的PCR反応を行い、核酸融解曲線
の分析を行った。本発明においては、蛍光強度は温度が
上がるごとに増加する。
Example 23 (Melting curve analysis of nucleic acid and Tm
Example of Value Analysis) For the nucleic acid amplified by the novel PCR method of the present invention, 51) a process of gradually increasing or decreasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, 50 ° C.)
To 95 ° C.), 52) a step of measuring the fluorescence intensity at short time intervals (for example, 0.2 ° C. to 0.5 ° C.) in the step 51), and 53) a measurement result of the step 52). Displaying on the display every time, that is, displaying the melting curve of the nucleic acid; 54) firstly differentiating the melting curve of the above 53) step; 55) differential value (-dF / dT, F: Fluorescence intensity, T: Time) on the display; 56) Software for analyzing the data of the present invention, comprising the step of obtaining an inflection point from the differential value obtained in 55). Combined with wear. A novel real-time quantitative PCR reaction of the present invention was performed using the LightCycler system in which a computer-readable recording medium on which the data analysis software was recorded was installed, and a nucleic acid melting curve was analyzed. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases.

【0176】実施例22と同じヒトゲノムDNAの1コ
ピーと10コピーについて、実施例20と同様のPCR
を行い、前記51)、52)、53)、54)及び5
5)の過程で処理されたデーターを印字したものが図1
9である。1コピーと10コピーの75回目の増幅産物
について、本実施例の51)、52)及び53)の過程
で処理した核酸融解曲線の図が図20である。54)の
過程でこの曲線を微分し、55)及び56)の過程で変
曲点(Tm値)を求めたものが図21である。図21か
ら、1コピーと10コピーの増幅産物のTm値が異なる
故に、各増幅産物は異なる産物であることが判明した。
The same PCR as in Example 20 was performed on 1 and 10 copies of the same human genomic DNA as in Example 22.
And 51), 52), 53), 54) and 5
FIG. 1 shows a printout of the data processed in step 5).
9 FIG. 20 is a diagram of a nucleic acid melting curve obtained by treating the 75th amplification product of 1 copy and 10 copies in the steps 51), 52) and 53) of this example. FIG. 21 shows the result of differentiating this curve in the process of 54) and obtaining the inflection point (Tm value) in the processes of 55) and 56). From FIG. 21, it was found that the amplification products of one copy and ten copies had different Tm values, so that each amplification product was a different product.

【0177】[0177]

【発明の効果】本発明は次のような効果を有する。 1)前記のように本発明の核酸測定方法、本発明のプロ
ーブ及びデバイスを用いると、測定系から未反応の核酸
プローブを除く等の操作をすることがないので、標的核
酸を短時間でかつ簡便に測定できる。また、複合微生物
系又は共生微生物系に適用すると、当該系における特定
菌株の存在量を特異的かつ短時間に測定できる。また、
本発明は標的核酸若しくは遺伝子のSNPなどの多型ま
たは変異などの解析若しくは測定する簡便な方法を提供
している。 2)また、本発明の定量的PCR方法は、次のような効
果を有する。 a.TaqDNAポリメラーゼによる標的核酸の増幅に
阻害的に作用する因子が添加されていないことから、従
来公知の特異性のある通常のPCRと同様の条件で定量
的PCRを行うことができる。 b.また、PCRの特異性を高く保つことができるの
で、プライマーダイマーの増幅が遅くなることから、従
来公知の定量的PCRと比較すると定量限界が約1オー
ダー低くなる。 c.複雑な核酸プローブを用意する必要がないので、そ
れに要する時間と費用が節約できる。 d.標的核酸の増幅効果も大きく、増幅過程をリアルタ
イムでモニタリングすることができる。 3)また、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデ
ーターを解析する際、本発明のデーター解析方法を用い
て、未知核酸コピー数の核酸試料について核酸のコピー
数を求める検量直線を作成すると、検量線の相関係数は
従来の方法により得られたものに較べて格段に高い。そ
れで、本発明のデーター解析方法を用いると核酸の正確
なコピー数を求めることができる。 4)また、本発明のリアルタイム定量的PCR方法によ
って得られたデーターの解析方法に係るデーター解析用
ソフトウエア、また、その解析方法の手順をプログラム
として記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、
また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若
しくは解析装置を用いると、相関係数の高い検量直線を
自動的に作成することができる。 5)また、本発明の新規な核酸の融解曲線の分析方法を
用いると、精度の高い、核酸のTm値を求めることがで
きる。更に、当該方法に係るデーター解析用ソフトウエ
ア、また、その分析方法の手順をプログラムとして記録
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、また、それ
を用いたリアルタイム定量的PCRの測定若しくは解析
装置を用いると、正確なTm値を求めることができる
The present invention has the following effects. 1) As described above, the use of the nucleic acid measurement method of the present invention, the probe and the device of the present invention do not require any operation such as removing unreacted nucleic acid probes from the measurement system. It can be measured easily. Further, when applied to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, the abundance of a specific strain in the system can be measured specifically and in a short time. Also,
The present invention provides a simple method for analyzing or measuring polymorphisms or mutations such as SNPs of a target nucleic acid or gene. 2) The quantitative PCR method of the present invention has the following effects. a. Since no factor that inhibits the amplification of the target nucleic acid by Taq DNA polymerase is added, quantitative PCR can be performed under the same conditions as those of conventionally known ordinary PCR having specificity. b. In addition, since the specificity of the PCR can be kept high, the amplification of the primer dimer is slowed, so that the quantification limit is reduced by about one order as compared with the conventionally known quantitative PCR. c. Since there is no need to prepare a complicated nucleic acid probe, the time and cost required for the preparation can be saved. d. The effect of amplifying the target nucleic acid is large, and the amplification process can be monitored in real time. 3) When analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method, a calibration line for obtaining the copy number of a nucleic acid for a nucleic acid sample having an unknown nucleic acid copy number is prepared using the data analysis method of the present invention. The correlation coefficient of the line is much higher than that obtained by the conventional method. Thus, using the data analysis method of the present invention, the exact copy number of a nucleic acid can be determined. 4) Data analysis software according to the method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method of the present invention, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program;
In addition, when a real-time quantitative PCR measurement or analysis device using the same is used, a calibration line having a high correlation coefficient can be automatically created. 5) In addition, by using the novel nucleic acid melting curve analysis method of the present invention, a highly accurate Tm value of a nucleic acid can be obtained. Furthermore, using the software for data analysis according to the method, a computer-readable recording medium in which the procedure of the analysis method is recorded as a program, and a real-time quantitative PCR measurement or analysis device using the same, Accurate Tm value can be obtained

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得た核酸プローブを用いて大腸菌の
16SrRNAの5´末端から数えて335から358
番目の核酸塩基配列を測定した場合の蛍光強度測定デー
タを示す図。
FIG. 1 shows that the nucleic acid probe obtained in Example 1 is used to count 335 to 358 from the 5 ′ end of 16S rRNA of E. coli.
The figure which shows the fluorescence intensity measurement data at the time of measuring the 3rd nucleic acid base sequence.

【図2】35塩基鎖2-o-Meプローブの標的核酸へのハイ
ブリダイゼーションに対する熱処理の効果 点線:rRNAを加熱処理後,標的核酸が添加された。 実線:非加熱処理rRNA.
FIG. 2: Effect of heat treatment on hybridization of 35 base strand 2-o-Me probe to target nucleic acid Dotted line: After rRNA was heat-treated, target nucleic acid was added. Solid line: unheated rRNA.

【図3】プローブと標的核酸16SrRNAのハイブリ
ダイゼーションに対するプローブの塩基鎖の塩基数、ヘ
ルパープローブ及びプローブの5’末端のリボースの
2’位OH基のメチル基修飾の効果
FIG. 3 shows the effect of the number of bases in the base chain of the probe, the helper probe, and the modification of the methyl group at the 2′-OH group of 2′-ribose at the 5 ′ end of the probe on the hybridization between the probe and 16S rRNA of the target nucleic acid.

【図4】本発明方法によるrRNA 測定のための検量
FIG. 4: Calibration curve for measuring rRNA by the method of the present invention

【図5】KYM7株及びKYM8株の複合培養系のrR
NA量の時間経過についての本発明のFISH方法によ
る分析
FIG. 5: rR of a combined culture system of KYM7 strain and KYM8 strain
Analysis of time course of NA amount by FISH method of the present invention

【図6】本発明のDNAチップをせつ明する図。FIG. 6 is a diagram showing a DNA chip of the present invention.

【図7】ボデピーFLで標識したプライマー1及び2を
用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発光
の減少量の関係を示す図。図中の〜なる記号は、下
記の意味を表す。
FIG. 7 is a diagram showing a quantitative PCR method using primers 1 and 2 labeled with Bodepy FL: the relationship between the number of cycles and the decrease in the emission of the fluorescent dye. The symbol “-” in the figure represents the following meaning.

【図8】ボデピーFLで標識したプライマー1及び2を
用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発光
の減少量の対数値の関係を示す図。図中の〜なる記
号は、図7と同じ意味を表す。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the number of cycles and the logarithmic value of the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye, in a quantitative PCR method using primers 1 and 2 labeled with bodypy FL. The symbol "-" in the figure represents the same meaning as in FIG.

【図9】本発明の定量的PCR方法を用いて作成した大
腸菌16SrDNAの検量線を示す図。n:10n
FIG. 9 shows a calibration curve of Escherichia coli 16S rDNA prepared using the quantitative PCR method of the present invention. n: 10 n

【図10】上図は、FRET現象を用いるリアルタイム
定量的PCR方法において使用する蛍光色素で標識した
二つのプローブの代わりに、本発明の一つのプローブを
用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光強
度の現象率の変化を示す図である。下図は蛍光強度の現
象が有為に観察され始めるサイクル数(thresholdnumbe
r:Ct値)を算出し、検量線を作成した図である。
FIG. 10 shows the case where real-time quantitative PCR was performed using one probe of the present invention instead of two probes labeled with a fluorescent dye used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon. It is a figure which shows the change of the phenomenon rate of fluorescence intensity. The figure below shows the number of cycles (thresholdnumbe) at which the phenomenon of fluorescence intensity begins to be significantly observed.
(r: Ct value) was calculated and a calibration curve was created.

【図11】本発明の補正演算処理しない場合の、本発明
のボデピーFLで標識したプライマーを用いたリアルタ
イム定量的PCRによって得られた蛍光減少曲線を示す
図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温
度=72℃ ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の
温度=72℃ ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系
の温度=72℃ ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応
系の温度=72℃ □:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温
度=95℃ ○:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の
温度=95℃ △:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系
の温度=95℃ ◇:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応
系の温度=95℃
FIG. 11 is a diagram showing a fluorescence reduction curve obtained by real-time quantitative PCR using a primer labeled with the bodypy FL of the present invention without performing the correction arithmetic processing of the present invention. ■: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. ●: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. ▲: target nucleic acid = 1000 copies; Reaction system temperature = 72 ° C. ◆: target nucleic acid = 10000 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. □: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 95 ° C. ○: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 1000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 10000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C

【図12】各曲線の10サイクル目の値を1として補正
する以外は、図11の曲線の場合と同様にして得られた
リアルタイム定量的PCRの蛍光減少曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定温度=72℃ ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定温度=72
℃ ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定温度=7
2℃ ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=
72℃ 5:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=
72℃
12 is a diagram showing a fluorescence reduction curve of real-time quantitative PCR obtained in the same manner as in the case of the curve in FIG. 11, except that the value at the 10th cycle of each curve is corrected to 1. ■: Target nucleic acid = 10 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C. ●: target nucleic acid = 100 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72
° C: Target nucleic acid = 1000 copies; Fluorescence intensity measurement temperature = 7
2 ° C ◆: target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature =
72 ° C. 5: Target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature =
72 ° C

【図13】図12の各曲線の各プロット値について、
[数式9]の蛍光強度減少率(変化率)を計算し、計算
値をプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 13 shows plot values of each curve in FIG.
The figure which shows the curve which calculated the fluorescence intensity reduction rate (change rate) of [Formula 9], and plotted the calculated value. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図14】図13のデーターから求めたヒトゲノムDN
Aの検量直線を示す図。 y=ヒトβ−グロビン遺伝子コピー数 x=サイクル数(Ct) R2=相関係数
FIG. 14 shows a human genome DN obtained from the data shown in FIG.
The figure which shows the calibration straight line of A. y = human β-globin gene copy number x = cycle number (Ct) R 2 = correlation coefficient

【図15】図11の各サイクルの測定値を〔数式1〕で
補正演算処理した値を各サイクル数に対してプロットし
た曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
15 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing a correction operation process on the measured value of each cycle in FIG. 11 using [Equation 1] with respect to each cycle number. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図16】図15の各サイクルの演算処理値を〔数式
3〕で演算処理した値をサイクル数に対してプロットし
た曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 16 is a view showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing an arithmetic processing on the arithmetic processing value of each cycle in FIG. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図17】図16の各サイクルの演算処理値を〔数式
6〕の式で演算処理した値をサイクル数に対してプロッ
トした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 17 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing an arithmetic processing value of each cycle in FIG. 16 by the equation of [Equation 6] with respect to the number of cycles; ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図18】図16の各log(蛍光変化率)値からCt値
の候補として、0.1、0.3、0.5、0.7、0.
9、1.2を適当に選んで、それに対応する検量直線を
描かせた場合の図。尚、各検量線における相関係数を下
記に示した。 ▲:log10(蛍光変化率)=0.1;相関係数=0.9
98 ■:log10(蛍光変化率)=0.3;相関係数=0.9
99 ●:log10(蛍光変化率)=0.5;相関係数=0.9
993 △:log10(蛍光変化率)=0.7;相関係数=0.9
985 □:log10(蛍光変化率)=0.9;相関係数=0.9
989 ○:log10(蛍光変化率)=1.2;相関係数=0.9
988
FIG. 18 shows Ct values as candidates of 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.
9 is a diagram in a case where 9 and 1.2 are appropriately selected and a calibration straight line corresponding thereto is drawn. In addition, the correlation coefficient in each calibration curve was shown below. :: log 10 (fluorescence change rate) = 0.1; correlation coefficient = 0.9
98 1: log 10 (fluorescence change rate) = 0.3; correlation coefficient = 0.9
99 ●: log 10 (fluorescence change rate) = 0.5; correlation coefficient = 0.9
993 Δ: log 10 (fluorescence change rate) = 0.7; correlation coefficient = 0.9
985 □: log 10 (fluorescence change rate) = 0.9; correlation coefficient = 0.9
989 ○: log 10 (fluorescence change rate) = 1.2; correlation coefficient = 0.9
988

【図19】1コピー及び10コピーのヒトゲノムDNA
について、本発明のボデピーFLで標識したプライマー
を用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光
減少曲線を示す図。ただし、〔数式1〕の補正演算処理
を施した。 1:標的核酸=0コピー 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 19: One copy and 10 copies of human genomic DNA
The figure which shows the fluorescence reduction curve at the time of performing real-time quantitative PCR using the primer labeled with the bodypy FL of this invention about (3). However, the correction calculation processing of [Equation 1] was performed. 1: Target nucleic acid = 0 copy 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

【図20】図19に示されるPCRの増幅産物について
の核酸の融解曲線分析を行った場合の核酸の融解曲線を
示す図。 1:標的核酸=0コピー 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 20 is a view showing a melting curve of a nucleic acid when a melting curve analysis of the nucleic acid is performed on the PCR amplification product shown in FIG. 19; 1: Target nucleic acid = 0 copy 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

【図21】図20の曲線を微分して得られた、Tm値を
示す曲線を示す図(谷がTm値)。 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 21 is a view showing a curve indicating a Tm value obtained by differentiating the curve of FIG. 20 (a valley is a Tm value). 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/542 G01N 33/566 33/566 C12N 15/00 ZNAA (31)優先権主張番号 特願2000−28896(P2000−28896) (32)優先日 平成12年2月1日(2000.2.1) (33)優先権主張国 日本(JP) (出願人による申告)国等の委託研究の成果に係る特許 出願(平成11年度、新エネルギー・産業技術総合開発機 構、複合生物系等生物資源利用技術開発、産業活力再生 特別措置法第30条の適用を受けるもの) (72)発明者 倉根 隆一郎 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 金川 貴博 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 鎌形 洋一 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 蔵田 信也 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山田 一隆 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 横幕 豊一 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小山 修 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古庄 健太 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 2G042 AA01 BD12 BD20 CB03 DA08 FA11 FB05 FC01 4B024 AA11 AA19 CA01 CA09 CA11 HA13 4B029 AA07 AA23 FA10 FA12 FA15 4B063 QA01 QA12 QQ06 QQ08 QQ52 QQ54 QR08 QR32 QR41 QR56 QR62 QR82 QS11 QS24 QS34 QX02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/542 G01N 33/566 33/566 C12N 15/00 ZNAA (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2000- 28896 (P2000-28896) (32) Priority date February 1, 2000 (2000.2.1) (33) Countries claiming priority Japan (JP) (reported by applicant) (72) Kurane, the inventor of the Special Energy Act, the New Energy and Industrial Technology Development Mechanism, the Development of Biological Resource Utilization Technology such as Complex Biological Systems, and the Revitalization of Industrial Vitality. Ryuichiro 1-3-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref. Industrial Technology Research Institute of Biotechnology and Industrial Technology (72) Inventor Takahiro Kanakawa 1-3-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref. Within the Technology Research Institute (72) Inventor Yoichi Kamagata 1-3-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref. Within the Research Institute of Biotechnology and Industrial Technology (72) Inventor Shinya Kurata 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering (72) Inventor Kazutaka Yamada 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering Co., Ltd. (72) Toyoichi Yokomaku 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environment Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Oyama 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering Co., Ltd. (72) Kenta Furusho 1-9-8, Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environment Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 2G042 AA01 BD12 BD20 CB03 DA08 FA11 FB05 FC01 4B024 AA11 AA19 CA01 CA09 CA11 HA13 4B029 AA07 AA23 FA10 FA12 FA15 4B063 QA01 QA12 QQ06 QQ08 QQ52 QQ54 QR32 QR32 QR41 QR08 QR32

Claims (45)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蛍光色素で標識された核酸プローブを用
いる核酸測定方法において、上記核酸プローブが標的核
酸にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、
その発光を減少させる核酸プローブであり、上記核酸プ
ローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイ
ブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少
量を測定することを特徴とする核酸の測定方法。
In a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, when the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is:
What is claimed is: 1. A nucleic acid probe for reducing its luminescence, comprising: hybridizing the nucleic acid probe to a target nucleic acid; and measuring a decrease in luminescence of a fluorescent dye before and after hybridization.
【請求項2】 蛍光色素で標識された核酸プローブが標
的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、上記蛍光
色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、か
つ、当該プローブは、その末端部において蛍光色素で標
識されており、当該核酸プローブが標的核酸にハイブリ
ダイゼーションしたとき、当該末端部において、当該プ
ローブと標的核酸とがハイブリダイゼーションした末端
塩基から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列に
G(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在するよう
に、当該プローブの塩基配列が設計されていることを特
徴とする核酸測定用核酸プローブ。
2. When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, and the probe is a fluorescent dye at the end thereof. When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the terminal sequence is separated from the terminal base by which the probe and the target nucleic acid have hybridized by 1 to 3 bases at the terminal portion, and the base sequence of the target nucleic acid is G A nucleic acid probe for nucleic acid measurement, wherein the nucleotide sequence of the probe is designed so that (guanine) has at least one base.
【請求項3】 核酸プローブが3’末端において蛍光色
素で標識されている請求項2に記載の核酸測定用核酸プ
ローブ。
3. The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end.
【請求項4】 核酸プローブが5’末端において蛍光色
素で標識されている請求項2に記載の核酸測定用核酸プ
ローブ。
4. The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is labeled at a 5 ′ end with a fluorescent dye.
【請求項5】 蛍光色素で標識された核酸プローブが標
的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、上記蛍光
色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、か
つ、当該プローブは、その末端部において蛍光色素で標
識されており、当該核酸プローブが、標的核酸にハイブ
リダイゼーションしたとき、当該末端部分においてハイ
ブリダイゼーションの塩基対がG(グアニン)とC(シ
トシン)のペアーを少なくも一対以上形成するように、
当該プローブの塩基配列が設計されていることを特徴と
する核酸測定用核酸プローブ。
5. The method according to claim 5, wherein the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission when the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, and the probe has a fluorescent dye at its terminal. When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the base pair of the hybridization forms at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) at the terminal portion,
A nucleic acid probe for nucleic acid measurement, wherein the nucleotide sequence of the probe is designed.
【請求項6】 核酸プローブの3’末端塩基がG又はC
で、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている請求項5
に記載の核酸測定用核酸プローブ。
6. The nucleic acid probe, wherein the 3 ′ terminal base is G or C.
And the 3 ′ end is labeled with a fluorescent dye.
The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to item 1.
【請求項7】 核酸プローブの5’末端塩基がG又はC
で、かつ5’末端が蛍光色素で標識されている請求項5
に記載の核酸測定用核酸プローブ。
7. The nucleic acid probe according to claim 5, wherein the 5 ′ terminal base is G or C.
And the 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye.
The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to item 1.
【請求項8】 核酸プローブが、3’末端のリボース若
しくはデオキシリボースの3’炭素の水酸基、または
3’末端のリボースの3’炭素の水酸基がリン酸化され
ている請求項4又は7に記載の核酸測定用核酸プロー
ブ。
8. The nucleic acid probe according to claim 4, wherein a 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose or deoxyribose or a 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose is phosphorylated. Nucleic acid probe for nucleic acid measurement.
【請求項9】 核酸測定用核酸プローブのオリゴリボヌ
クレオチドが、2−o−メチルオリゴリボヌクレオチド
(2-o-methyloligoribonucleotide)、PNA、または、
他の化学的に修飾した核酸である請求項1〜8の何れか
1項に記載の核酸測定用核酸プローブ。
9. The oligoribonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement is 2-o-methyl oligoribonucleotide.
(2-o-methyloligoribonucleotide), PNA, or
The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 1 to 8, which is another chemically modified nucleic acid.
【請求項10】 核酸測定用核酸プローブのオリゴリボ
ヌクレオチドが、リボヌクレオチドとデオキシリボヌク
レオチドを含むチメリックオリゴヌクレトチド(chimer
ic oligonucleotide)である請求項2〜8の何れか1項
に記載の核酸測定用核酸プローブ。
10. The oligoribonucleotide of a nucleic acid probe for nucleic acid measurement, wherein the oligoribonucleotide contains ribonucleotides and deoxyribonucleotides.
The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 2 to 8, which is an ic oligonucleotide).
【請求項11】 リボヌクレオチドが、2−o−メチル
オリゴリボヌクレオチドである請求項10に記載の核酸
測定用核酸プローブ。
11. The nucleic acid probe according to claim 10, wherein the ribonucleotide is 2-o-methyl oligoribonucleotide.
【請求項12】 請求項2〜8の何れか1項に記載の核
酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイゼー
ションさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光
色素の発光の減少量を測定することを特徴とする核酸の
測定方法。
12. A nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 2 to 8, which is hybridized to a target nucleic acid, and a decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. Method for measuring nucleic acid to be used.
【請求項13】 請求項9〜11項の何れか1項に記載
の核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイ
ゼーションさせ、ハイブリダイゼーション前後における
蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする核
酸の測定方法。
13. The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 9, wherein the nucleic acid probe is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. Method for measuring nucleic acid.
【請求項14】 標的核酸または遺伝子の多型(polymo
rphism)または/および変異(mutation)を解析若しく
は測定する方法において、請求項2〜11の何れか1項
に記載の核酸プローブを標的核酸または遺伝子にハイブ
リダイゼーションさせ、蛍光強度の変化量を測定するこ
とを特徴とする標的核酸または遺伝子の多型または/お
よび変異を解析若しくは測定する方法。
14. A target nucleic acid or gene polymorphism (polymo
In a method for analyzing or measuring rphism or / and mutation, the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 11 is hybridized to a target nucleic acid or gene, and the amount of change in fluorescence intensity is measured. A method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid or gene, characterized in that:
【請求項15】 標的核酸または遺伝子の多型または/
および変異を解析若しくは測定する測定キットにおい
て、請求項2〜11の何れか1項に記載の核酸プローブ
を含有することを特徴とする標的核酸若しくは遺伝子の
多型または/および変異を解析若しくは測定するキッ
ト。
15. A polymorphism or / and / or a target nucleic acid or gene.
And a measurement kit for analyzing or measuring a mutation, wherein the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 11 is analyzed and the polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid or gene is analyzed or measured. kit.
【請求項16】 請求項14に記載の方法により得られ
るデータを解析する方法において、標的核酸または遺伝
子が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイ
ズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダ
イズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正処
理する過程を有することを特徴とする標的核酸または遺
伝子の多型または/および変異を解析若しくは測定する
方法のためのデータ解析方法。
16. A method for analyzing data obtained by the method according to claim 14, wherein the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or gene hybridizes with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, 3. A data analysis method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid or gene, the method comprising a step of performing a correction process based on the fluorescence intensity value of the reaction system when not hybridized.
【請求項17】 標的核酸または遺伝子の多型または/
および変異を解析若しくは測定する測定装置において、
請求項16に記載のデータ解析方法を実施するための手
段を有することを特徴とする標的核酸または遺伝子の多
型または/および変異を解析若しくは測定する測定装
置。
17. A polymorphism or / and / or a target nucleic acid or gene.
And in a measuring device for analyzing or measuring mutations,
A measurement device for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid or gene, comprising a means for performing the data analysis method according to claim 16.
【請求項18】 請求項16に記載の補正処理過程をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコ
ンピュータ読取可能な記録媒体。
18. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the correction process according to claim 16 is recorded.
【請求項19】 ハイブリダイゼーション反応前にハイ
ブリダイゼーション反応実施のためのハイブリダイゼー
ション反応系にヘルパープローブを添加する請求項13
に記載の核酸測定方法。
19. A helper probe is added to a hybridization reaction system for performing a hybridization reaction before the hybridization reaction.
3. The method for measuring nucleic acid according to item 1.
【請求項20】 標的核酸をその高次構造が十分に破壊
されるに適した条件で加熱処理後、核酸プローブと標的
核酸をハイブリダイゼーションさせる請求項13に記載
の核酸測定方法。
20. The nucleic acid measuring method according to claim 13, wherein the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid after the target nucleic acid is subjected to a heat treatment under conditions suitable for sufficiently destroying its higher-order structure.
【請求項21】 ハイブリダイゼーション反応系にヘル
パープローブを添加してなる請求項15に記載のキッ
ト。
21. The kit according to claim 15, wherein a helper probe is added to the hybridization reaction system.
【請求項22】 標的核酸がRNAである請求項12、
13、19、又は20に記載の核酸測定方法。
22. The method according to claim 12, wherein the target nucleic acid is RNA.
21. The nucleic acid measurement method according to 13, 19, or 20.
【請求項23】 請求項2〜11の何れか1項に記載の
核酸プローブ、又は一つの分子内に二つの異なった蛍光
色素を有し、標的核酸にハイブリダイゼーションしてい
ないときは、二つの蛍光色素の相互作用により消光若し
くは発光しているが、標的核酸にハイブリダイゼーショ
ンすると発光若しくは消光するように設計された構造を
もつ核酸プローブを固体支持体表面に結合させ、それに
標的核酸をハイブリダイゼーションさせて標的核酸を測
定することができるようにしたことを特徴とする核酸測
定用デバイス。
23. The nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 11, or two different fluorescent dyes in one molecule, and when not hybridized to a target nucleic acid, Although quenched or emitted by the interaction of the fluorescent dye, a nucleic acid probe having a structure designed to emit or quench when hybridized to the target nucleic acid is bound to the surface of the solid support, and the target nucleic acid is hybridized thereto. A device for measuring a nucleic acid, wherein the device can measure a target nucleic acid.
【請求項24】 請求項23に記載の核酸測定用デバイ
スにおいて、核酸プローブが固体支持体表面にアレー状
に配列、結合させた核酸測定用デバイス(チップ)。
24. The device for nucleic acid measurement (chip) according to claim 23, wherein the nucleic acid probes are arranged and bound in an array on the surface of the solid support.
【請求項25】 固体支持体表面に結合させられた核酸
プローブ毎に、反対側の表面に少なくとも一つの温度セ
ンサーとヒーターが設置され、核酸プローブ結合領域が
最適温度条件になるように温度調節され得る請求項2
3、又は24に記載の核酸測定若しくは検出用デバイ
ス。
25. For each nucleic acid probe bound to the surface of the solid support, at least one temperature sensor and heater are provided on the opposite surface, and the temperature is adjusted so that the nucleic acid probe binding region has an optimal temperature condition. Claim 2 to obtain
25. The device for measuring or detecting a nucleic acid according to 3 or 24.
【請求項26】 核酸プローブを蛍光色素で標識してい
ない端部で固体支持体表面に結合させた請求項23〜2
5の何れか1項に記載の核酸測定用デバイス。
26. The nucleic acid probe according to claim 23, wherein the nucleic acid probe is bound to the surface of the solid support at an end not labeled with a fluorescent dye.
6. The device for nucleic acid measurement according to any one of 5.
【請求項27】 請求項23〜26の何れか1項に記載
の核酸測定用デバイスを用いて標的核酸を測定すること
を特徴とする核酸の測定方法。
27. A method for measuring a nucleic acid, comprising measuring a target nucleic acid using the nucleic acid measuring device according to claim 23.
【請求項28】 請求項1、12、13、19〜22、
27の何れか1項に記載の核酸の測定方法において、標
的核酸が、純粋分離して得た微生物由来、または動物由
来であることを特徴とする核酸の測定方法。
28. The method of claim 1, 12, 13, 19 to 22,
28. The method for measuring a nucleic acid according to any one of claims 27, wherein the target nucleic acid is derived from a microorganism or an animal obtained by pure separation.
【請求項29】 標的核酸が、複合微生物系、または共
生微生物系の細胞内若しくは細胞のホモジネートの核酸
である請求項1、12、13、19〜22、27の何れ
か1項に記載の核酸の測定方法。
29. The nucleic acid according to any one of claims 1, 12, 13, 19 to 22, and 27, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid of intracellular or cell homogenate of a complex microbial system or a symbiotic microbial system. Measurement method.
【請求項30】 PCR方法において、請求項2〜3、
5、6、8〜11の何れか1項に記載の核酸プローブを
用いて反応を行い、核酸伸長反応時当該プローブがポリ
メラーゼにより分解除去されている反応系または核酸変
性反応時若しくは核酸変性反応が完了している反応系の
蛍光強度値と標的核酸若しくは増幅標的核酸が該核酸プ
ローブとハイブリダイズしているときの反応系の蛍光強
度値を測定し、前者からの蛍光強度値の減少率を算出す
ることを特徴とするPCRで増幅された核酸の測定方
法。
30. The PCR method according to claim 2, wherein
A reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of 5, 6, 8 to 11, and the reaction system in which the probe is decomposed and removed by a polymerase during a nucleic acid extension reaction or during a nucleic acid denaturation reaction or during a nucleic acid denaturation reaction Measure the fluorescence intensity value of the completed reaction system and the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or amplified target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe, and calculate the decrease rate of the fluorescence intensity value from the former A method for measuring a nucleic acid amplified by PCR.
【請求項31】 PCR方法において、請求項4又は7
に記載の核酸プローブをプライマーとして反応を行い、
当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸がハイブ
リダイズしていない反応系の蛍光強度値と該核酸プロー
ブが標的核酸若しくは増幅標的核酸とハイブリダイズし
ているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者の蛍光
強度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増
幅された核酸の測定方法。
31. The PCR method according to claim 4 or 7,
Perform a reaction using the nucleic acid probe described in the primer,
Measure the fluorescence intensity value of the reaction system when the probe and the target nucleic acid or the amplification target nucleic acid are not hybridized and the reaction system when the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid or the amplification target nucleic acid, A method for measuring a nucleic acid amplified by PCR, comprising calculating the former reduction rate of the fluorescence intensity value.
【請求項32】 PCR方法がリアルタイム定量的PC
R方法である請求項30または31に記載のPCR方法
の増幅核酸の測定方法。
32. The PCR method is a real-time quantitative PC.
The method for measuring an amplified nucleic acid according to the PCR method according to claim 30 or 31, which is an R method.
【請求項33】請求項1、12、13、19〜22、2
7〜32の何れか1項に記載の核酸測定法で得られたデ
ーターを解析する方法において、標的核酸が蛍光色素で
標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしたものが
解離したときの反応系の蛍光強度値により補正すること
を特徴とする核酸測定方法のためのデータ解析方法。
33. Claims 1, 12, 13, 19 to 22, 2.
In a method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of 7 to 32, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, A data analysis method for a nucleic acid measurement method, wherein the correction is performed based on a fluorescence intensity value of a reaction system when the hybridized product is dissociated.
【請求項34】 請求項32に記載のリアルタイム定量
的PCR方法で得られたデーターを解析する方法におい
て、各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素と結合
したとき、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識され
た核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍
光強度値を、各サイクルにおける前記の結合したもの、
あるいは前記のハイブリダイズしたものが解離したとき
の反応系の蛍光強度値により補正する演算処理過程(以
下、補正演算処理過程という。)を有することを特徴と
するリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析
方法。
34. The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 32, wherein the amplified nucleic acid in each cycle binds to a fluorescent dye, or the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. The fluorescence intensity value of the reaction system when hybridized with the nucleic acid probe,
Alternatively, data for a real-time quantitative PCR method, comprising an arithmetic processing step of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when the hybridized product is dissociated (hereinafter referred to as a correction arithmetic processing step). analysis method.
【請求項35】 請求項34に記載の補正演算処理過程
が、次の〔数式1〕あるいは〔数式2〕によるものであ
る請求項34に記載のリアルタイム定量的PCR方法の
ためのデータ解析方法。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 fn=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕 〔式中、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された
nサイクルにおける補正演算処理値、 fhyb,n:nサイクルにおける、増幅した核酸が蛍光色
素と結合したとき、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で
標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値、 fden,n:nサイクルにおける、前記の結合したもの、
あるいはハイブリダイズしたものが解離したときの反応
系の蛍光強度値〕。
35. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to claim 34, wherein the correction operation processing step according to claim 34 is based on the following [Equation 1] or [Equation 2]. f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] f n = f den, n / f hyb, n [Formula 2] [where, f n : calculated by [Formula 1] or [Formula 2] F hyb, n : The reaction when the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes to the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye in n cycles The fluorescence intensity value of the system, f den, n : the combination in n cycles,
Alternatively, the fluorescence intensity of the reaction system when the hybridized product is dissociated].
【請求項36】 請求項32に記載のリアルタイム定量
的PCR方法で得られたデーターを解析する方法におい
て、各サイクルにおける〔数式1〕あるいは〔数式2〕
における補正演算処理値を次の〔数式3〕あるいは〔数
式4〕に代入し、各サイクルにおける各サンプル間の蛍
光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを比較
することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法の
ためのデータ解析方法。 Fn=fn/fa 〔数式3〕 Fn=fa/fn 〔数式4〕 〔式中、 Fn:nサイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数式
4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値 fa:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル
数のもの〕。
36. The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 32, wherein the expression (1) or (2) in each cycle.
Real-time quantification characterized by substituting the correction calculation processing value in the above into the following [Equation 3] or [Equation 4], calculating the fluorescence change rate or the fluorescence change rate between each sample in each cycle, and comparing them. Analysis method for dynamic PCR method. F n = f n / f a [Equation 3] F n = f a / f n [Equation 4] [where, F n : change in fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in n cycles Ratio or change rate of fluorescence, f n : Correction processing value by [Equation 1] or [Equation 2] f a : Change of f n by correction processing value by [Equation 1] or [Equation 2] Any number of cycles before).
【請求項37】 請求項32に記載のリアルタイム定量
的PCR方法で得られたデーターを解析する方法におい
て、 1)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍
光変化割合あるいは蛍光変化率のデーターを用いて、
〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算
処理する過程、 logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕 logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕 logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕 〔式中、 A、b:任意の数値、 Fn:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
nサイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率〕、 2)前記1)の演算処理値が一定値に達したサイクル数
を求める演算処理過程、 3)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開始
時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理過
程、 4)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピー
数を求める演算処理過程、を有することを特徴とするリ
アルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。
37. The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 32, wherein: 1) the change ratio of fluorescence or the change ratio of fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4]; Using the data,
The process of performing arithmetic processing according to [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7], log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 6] log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7] [where A, b: Arbitrary numerical value, F n : Fluorescence change rate or fluorescence change rate in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4], 2) The number of cycles in which the operation processing value of 1) has reached a certain value. 3) an arithmetic process for calculating the relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample of known concentration and the number of copies of the target nucleic acid at the start of the reaction; 4) the number of copies of the target nucleic acid in the unknown sample at the start of the PCR. Real-time quantitative PCR, comprising: Data analysis method for the law.
【請求項38】 標的核酸について請求項2〜11の何
れか1項に記載の核酸プローブを用いてPCRを行い、
増幅核酸について核酸の融解曲線の分析を行ってTm値
を求めることを特徴とする核酸の融解曲線の分析方法。
38. Perform PCR on the target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 11,
A method for analyzing a melting curve of a nucleic acid, comprising analyzing a melting curve of the nucleic acid with respect to the amplified nucleic acid to obtain a Tm value.
【請求項39】 標的核酸について請求項4又は7に記
載の核酸プローブをプライマーとして用いてPCRを行
い、その増幅核酸について核酸の融解曲線の分析を行っ
てTm値を求めることを特徴とする核酸の融解曲線の分
析方法。
39. A nucleic acid characterized by performing PCR on a target nucleic acid using the nucleic acid probe according to claim 4 or 7 as a primer, and analyzing the melting curve of the amplified nucleic acid to determine a Tm value. Analysis method of melting curve.
【請求項40】 請求項34〜37の何れか1項に記載
のリアルタイム定量的PCR方法のためのデーター解析
方法において、請求項38及び/又は39に記載の核酸
の融解曲線の新規分析方法により、核酸の融解曲線を分
析する過程、即ち、本発明のPCR法により増幅された
核酸について、低い温度から核酸が完全に変性するま
で、温度を徐々に上げる過程、この過程において、時間
間隔で蛍光強度を測定する過程、測定結果を時間毎にデ
スプレー上に表示する過程(核酸の融解曲線を表示する
過程)、この融解曲線を一次微分する過程、その値(−
dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)を微分値として
デスプレー上に表示する過程、その微分値から変曲点を
求める過程、を有することを特徴とするリアルタイム定
量的PCR方法のためのデーター解析方法。
40. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of claims 34 to 37, wherein the novel method for analyzing a melting curve of a nucleic acid according to claim 38 and / or 39 is used. Analyzing the melting curve of the nucleic acid, ie, gradually increasing the temperature of the nucleic acid amplified by the PCR method of the present invention from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured. A process of measuring the intensity, a process of displaying the measurement results on a display every time (a process of displaying a melting curve of a nucleic acid), a process of first-order differentiation of the melting curve, and a value (−
dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time) as a differential value on a display, and an inflection point from the differential value. Data analysis method.
【請求項41】 請求項34に記載のデータ解析方法に
よりデータを解析する過程、請求項35に記載のデータ
解析方法によりデータを解析する過程、請求項36に記
載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求
項37に記載のデータ解析方法によりデータを解析する
過程、請求項40に記載のデータ解析方法によりデータ
を解析する過程、を有することを特徴とするリアルタイ
ム定量的PCRの測定及び/又は解析装置。
41. A step of analyzing data by the data analysis method according to claim 34, a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 35, and an analysis of data by the data analysis method according to claim 36. 41. A method for real-time quantitative PCR measurement and / or comprising: a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 37; a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 40. Or an analyzer.
【請求項42】 請求項34に記載のデータ解析方法に
よりデータを解析する過程、請求項35に記載のデータ
解析方法によりデータを解析する過程、請求項36に記
載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求
項37に記載のデータ解析方法によりデータを解析する
過程、請求項40に記載のデータ解析方法によりデータ
を解析する過程を、コンピュータに実行させるためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
42. A step of analyzing data by the data analysis method according to claim 34, a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 35, and an analysis of data by the data analysis method according to claim 36. A computer-readable program storing a program for causing a computer to execute a step of performing data, a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 37, and a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 40. recoding media.
【請求項43】 核酸定量方法において、請求項34〜
37、40の何れか1項に記載のリアルタイム定量的P
CR方法のためのデータ解析方法を利用することを特徴
とする核酸の定量方法。
43. The method for quantifying a nucleic acid according to claim 34, wherein
37. Real-time quantitative P according to any one of 37 and 40
A method for quantifying a nucleic acid, comprising utilizing a data analysis method for a CR method.
【請求項44】 核酸定量方法において、請求項41に
記載の装置を利用することを特徴とする核酸の定量方
法。
44. A method for quantifying a nucleic acid, wherein the method according to claim 41 is used in a method for quantifying a nucleic acid.
【請求項45】 核酸定量方法において、請求項42に
記載のコンピュータ読取可能な記録媒体を用いることを
特徴とする核酸の定量方法。
45. A method for quantifying a nucleic acid, comprising using the computer-readable recording medium according to claim 42.
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