JP2001309785A - Method for detecting differences between gene sequences - Google Patents
Method for detecting differences between gene sequencesInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 遺伝子配列間の相違検出方法の提供
【解決手段】 互いに相同な第1のポリヌクレオチド鎖
と第2のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違を
検出する方法であって、新規なヌクレオチド増幅法であ
るループ媒介増幅法を用い、第1のポリヌクレオチド鎖
中の検出すべき相違部位の塩基を含む配列に相補的な塩
基配列を有するヌクレオチド鎖アナログ存在下で、第1
のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌクレオチド鎖を
それぞれ鋳型とするヌクレオチド鎖増幅反応を行い、増
幅産物を検出することを特徴とする前記検出方法。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting a difference between gene sequences. A method for detecting a difference in a base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain which are mutually homologous. Using a novel nucleotide amplification method, loop-mediated amplification, in the presence of a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain. , First
Wherein the polynucleotide chain and the second polynucleotide chain are used as templates to perform a nucleotide chain amplification reaction, respectively, and the amplified product is detected.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、遺伝子配列間の相
違検出方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting a difference between gene sequences.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の遺伝子解析技術の急速な進歩及び
遺伝学的情報の増大等により、病気や患者の体質を遺伝
子レベルで診断・検査する技術が普及しつつある。特
に、最近は、ゲノムプロジェクトに伴う膨大なゲノムデ
ータの蓄積等によって、各個体間の細かな体質の差を決
めている多数の1塩基多型(SNPs:single nucleotide p
olymorphism)が、染色体上にマッピングされてきてお
り、既に、いくつかのSNPsについては、タンパク質の機
能に及ぼす影響が特定されている。そのような状況か
ら、今後は、臨床の現場において、各患者ごとに最適の
医療を施すため、薬剤投与前に患者のSNPsの型を検査す
ることが重要になると予想される。そのためには、各SN
Ps部位における塩基を正確且つ迅速に解析する技術が必
要となる。一方で、そのような解析技術は、点突然変異
に起因する先天性疾患及び後天性疾患の診断にも絶大な
威力を発揮する。例えば、点突然変異に起因する先天性
遺伝子疾患の一つに鎌状赤血球症がある。この疾患は、
図1のようにヘモグロビン遺伝子中の1個の塩基が、先
天的にAからTに置換しているためにヘモグロビンタン
パク質を構成する一つのグルタミン酸がバリンに置換さ
れ、この変異によってヘモグロビンの立体構造が大幅に
変化し鎌状赤血球症を発症するものである。また、点突
然変異に起因する後天性遺伝子疾患の代表例として癌が
ある。例えば、大腸癌は、大腸粘膜上皮に生じた大腸ポ
リープが、図2のような数段階の遺伝的変異を経て発症
する。なかでもp53遺伝子の変異は点突然変異の場合が
多い。このような点突然変異の検出は、発症危険度の判
定、疾患の悪性度、予後の判断に有効活用することがで
きる。2. Description of the Related Art With the rapid progress of genetic analysis technology in recent years and the increase in genetic information, techniques for diagnosing and testing diseases and constitutions of patients at the genetic level are becoming widespread. In particular, recently, a large number of single nucleotide polymorphisms (SNPs: single nucleotide p
olymorphism) has been mapped on the chromosome, and for some SNPs, the effects on protein function have already been identified. Under such circumstances, it is expected that it will be important to examine the types of SNPs of patients before drug administration in order to provide optimal medical care for each patient in clinical practice. To do so, each SN
A technique for accurately and rapidly analyzing the base at the Ps site is required. On the other hand, such an analysis technique exerts tremendous power also in the diagnosis of congenital diseases and acquired diseases caused by point mutations. For example, one of the congenital genetic diseases caused by point mutation is sickle cell disease. This disease
As shown in FIG. 1, one base in the hemoglobin gene is innately substituted from A to T, so that one glutamic acid constituting the hemoglobin protein is replaced with valine, and the mutation results in the three-dimensional structure of hemoglobin. It changes drastically and causes sickle cell disease. In addition, cancer is a typical example of an acquired genetic disease caused by a point mutation. For example, colorectal cancer develops in a large intestine polyp generated in the colonic mucosal epithelium through several stages of genetic mutation as shown in FIG. Above all, mutations in the p53 gene are often point mutations. Detection of such a point mutation can be effectively used for determining the risk of onset, the degree of malignancy of the disease, and the prognosis.
【0003】従来、前記SNPsや点突然変異の検出法とし
て、プライマーの塩基配列に検出すべきSNPs又は点突然
変異部位を含む配列に相補的な配列を含むように設計し
たものを用いてPCRを行う方法が知られていた。しか
し、PCRにおいては、万が一誤って相補鎖合成が行われ
てしまった場合には、その生成物が以降の反応の鋳型と
して機能し、誤った結果を与える原因となる。実際に
は、プライマーの末端における1塩基の相違のみでは、
PCRを厳密に制御することは難しいとされており、ヌク
レオチド鎖に対するプライマーの特異性の改善が必要と
される。Conventionally, as a method for detecting SNPs or point mutations, PCR has been performed using primers designed to contain a sequence complementary to the SNPs to be detected or a sequence containing a point mutation site. How to do was known. However, in PCR, if complementary strand synthesis is erroneously performed, the product functions as a template for the subsequent reaction, and may cause erroneous results. In practice, only a single base difference at the end of the primer
It is said that it is difficult to precisely control PCR, and it is necessary to improve the specificity of a primer for a nucleotide chain.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ループ媒介
増幅(LAMP:Loop mediated Amplification)法を用
い、正確且つ高感度に遺伝子配列間の相違を検出する方
法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for accurately and highly sensitively detecting a difference between gene sequences using a loop mediated amplification (LAMP) method.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、鋭意研究を行った結果、新規なヌクレ
オチド鎖増幅法であるループ媒介増幅法を用いることに
よって、ヌクレオチド鎖間の相違を正確且つ高感度に検
出することに成功し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, by using a novel nucleotide chain amplification method, a loop-mediated amplification method, the present inventors have found that the internucleotide chain The difference was detected accurately and with high sensitivity, and the present invention was completed.
【0006】すなわち、本発明は、互いに相同な第1の
ポリヌクレオチド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間
の塩基配列の相違を検出する方法であって、以下の工
程: (A) 第1のポリヌクレオチド鎖上の標的領域の3'末
端から当該ポリヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって
第1の任意配列F1c、第2の任意配列F2c及び第3
の任意配列F3cをそれぞれ選択し、標的領域の5'末端
から当該ポリヌクレオチド鎖の5'末端方向に向かって順
に第4の任意配列R1、第5の任意配列R2及び第6の
任意配列R3をそれぞれ選択する工程、(B) 前記F
2cに対し相補的な配列F2及び該F2の5'側に前記F
1cと同一の配列を含むプライマー、前記F3cに対し
相補的な配列F3を含むプライマー、前記R2と同一の
配列及び該配列の5'側に前記R1に対し相補的な配列R
1cを含むプライマー、並びに前記R3と同一の配列を
含むプライマーをそれぞれ調製する工程、(C) 第1
のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき相違部位の塩基を
含む配列に対して相補的な塩基配列を有するヌクレオチ
ド鎖アナログ、前記プライマー及びポリメラーゼの存在
下で、第1のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌクレ
オチド鎖をそれぞれ鋳型として、ヌクレオチド鎖合成反
応を行う工程、及び(D) 得られる増幅産物を検出す
る工程を含む前記検出方法である。That is, the present invention relates to a method for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain which are homologous to each other, comprising the following steps: The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c and the third arbitrary sequence F2c from the 3 ′ end of the target region on the polynucleotide chain toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain.
Are selected, and the fourth arbitrary sequence R1, the fifth arbitrary sequence R2, and the sixth arbitrary sequence R3 are sequentially arranged from the 5 ′ end of the target region toward the 5 ′ end of the polynucleotide chain. A step of selecting each, (B) the F
A sequence F2 complementary to 2c and the F2
A primer containing a sequence F3c complementary to the F3c, a primer containing a sequence F3 complementary to the F3c, a sequence identical to the R2 and a sequence R complementary to the R1 on the 5 ′ side of the sequence.
(C) preparing a primer containing 1c and a primer containing the same sequence as R3;
A first polynucleotide chain and a second polynucleotide in the presence of a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the polynucleotide chain, the primer and the polymerase; The above-mentioned detection method comprising a step of performing a nucleotide chain synthesis reaction using each of the nucleotide chains as a template, and (D) a step of detecting the obtained amplification product.
【0007】さらに、本発明は、互いに相同な第1のポ
リヌクレオチド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の
塩基配列の相違を検出する方法であって、以下の工程: (a) 第1のポリヌクレオチド鎖上の標的領域の3'末
端から当該ポリヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって
第1の任意配列F1c、第2の任意配列F2c及び第3
の任意配列F3cをそれぞれ選択し、標的領域の5'末端
から当該ポリヌクレオチド鎖の5'末端方向に向かって順
に第4の任意配列R1及び第5の任意配列R3をそれぞ
れ選択する工程、(b) 前記F2cに対し相補的な配
列F2及び該F2の5'側に前記F1cと同一の配列を含
むプライマー、並びに前記R1と同一の配列を含むプラ
イマー及び前記R3と同一の配列を含むプライマーをそ
れぞれ調製する工程、(c) 第1のポリヌクレオチド
鎖中の検出すべき相違部位の塩基を含む配列に対して相
補的な塩基配列を有するヌクレオチド鎖アナログ、前記
プライマー及びポリメラーゼの存在下で、第1のポリヌ
クレオチド鎖及び第2のポリヌクレオチド鎖をそれぞれ
鋳型として、ヌクレオチド鎖合成反応を行う工程、及び
(d) 得られる増幅産物を検出する工程を含む前記検
出方法である。Further, the present invention provides a method for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain, which are homologous to each other, comprising the following steps: The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c and the third arbitrary sequence F2c from the 3 ′ end of the target region on the polynucleotide chain toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain.
Selecting each of the fourth arbitrary sequence R1 and the fifth arbitrary sequence R3 in order from the 5 ′ end of the target region toward the 5 ′ end of the polynucleotide chain, (b) A) a sequence F2 complementary to the F2c and a primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2, and a primer containing the same sequence as the R1 and a primer containing the same sequence as the R3, respectively. (C) preparing a first nucleotide sequence in the presence of a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain, the primer and a polymerase; Performing a nucleotide chain synthesis reaction using each of the polynucleotide chain and the second polynucleotide chain as templates, and (d) obtaining the resulting amplified product. Which is the detection method comprising the step of detecting.
【0008】さらに、本発明は、ヌクレオチド鎖アナロ
グがペプチド核酸である前記検出方法である。さらに、
本発明は、ヌクレオチド鎖アナログが8〜30塩基からな
るものである前記検出方法である。Furthermore, the present invention is the above-mentioned detection method, wherein the nucleotide chain analog is a peptide nucleic acid. further,
The present invention is the above-mentioned detection method, wherein the nucleotide chain analog comprises 8 to 30 bases.
【0009】さらに、本発明は、F1c、F2c、F3
c、R1、R2、R3、又はF2c〜R2の領域が、第1
のポリヌクレオチド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との
間の検出すべき塩基配列の相違部分を含むものである前
記検出方法である。さらに、本発明は、ヌクレオチド鎖
合成反応を、鎖置換型ポリメラーゼを用いて行うことを
特徴とする前記検出方法である。Further, the present invention relates to F1c, F2c, F3
The region of c, R1, R2, R3, or F2c to R2 is the first region.
The above detection method comprises a difference in base sequence to be detected between the polynucleotide chain of (a) and the second polynucleotide chain. Furthermore, the present invention is the above detection method, wherein the nucleotide chain synthesis reaction is performed using a strand displacement polymerase.
【0010】さらに、本発明は、ヌクレオチド鎖合成反
応反応を、融解温度調製剤の存在下で行うことを特徴と
する前記検出方法である。さらに、本発明は、融解温度
調製剤が、ベタイン、ジメチルスルホキシド、ホルムア
ミド、又はテトラアルキルアンモニウム塩である前記検
出方法である。さらに、本発明は、ベタインが0.2〜3M
の濃度である前記検出方法である。Furthermore, the present invention is the above-mentioned detection method, wherein the nucleotide chain synthesis reaction is carried out in the presence of a melting temperature adjusting agent. Furthermore, the present invention is the above-mentioned detection method, wherein the melting temperature adjusting agent is betaine, dimethyl sulfoxide, formamide, or a tetraalkylammonium salt. Further, the present invention provides a betaine of 0.2 to 3M.
The above detection method is a concentration of
【0011】さらに、本発明は、塩基配列の相違が、点
突然変異に起因するものである前記検出方法である。さ
らに、本発明は、塩基配列の相違が、一塩基多型に起因
するものである前記検出方法である。さらに、本発明
は、互いに相同な第1のポリヌクレオチド鎖と第2のポ
リヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違を、ヌクレオ
チド鎖増幅反応を利用して検出するためのキットであっ
て、以下の要素を含むキットである。Furthermore, the present invention is the above-mentioned detection method, wherein the difference in base sequence is caused by a point mutation. Furthermore, the present invention is the above-mentioned detection method, wherein the difference in the nucleotide sequence is caused by a single nucleotide polymorphism. Furthermore, the present invention is a kit for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain, which are homologous to each other, using a nucleotide chain amplification reaction, It is a kit containing the elements of
【0012】(I) 第1のポリヌクレオチド鎖中の検
出すべき相違部位の塩基を含む塩基に対して相補的な塩
基配列を有するヌクレオチド鎖アナログ、(II) 第1
のポリヌクレオチド鎖上の標的領域の3'末端から当該ポ
リヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって第1の任意配
列F1c、第2の任意配列F2c及び第3の任意配列F
3cをそれぞれ選択し、標的増幅領域の5'末端から当該
ポリヌクレオチド鎖の5'末端方向に向かって順に第4の
任意配列R1、第5の任意配列R2及び第6の任意配列
R3をそれぞれ選択した場合、前記F2cに対し相補的
な配列F2及び該F2の5'側に前記F1cと同一の配列
を含むプライマー、前記F3cに対し相補的な配列F3
を含むプライマー、前記R2と同一の配列及び該配列の
5'側に前記R1に対し相補的な配列R1cを含むプライ
マー、並びに前記R3と同一の配列を含むプライマー、
(III) 鎖置換型の相補鎖合成反応を触媒するポリメ
ラーゼ、及び(IV) 要素(III)の基質となるヌクレ
オチド。(I) a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a base containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain;
The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third arbitrary sequence F from the 3 ′ end of the target region on the polynucleotide chain toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain.
3c, and a fourth optional sequence R1, a fifth optional sequence R2, and a sixth optional sequence R3, respectively, are sequentially selected from the 5 'end of the target amplification region toward the 5' end of the polynucleotide chain. In this case, a sequence F2 complementary to the F2c and a primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2, a sequence F3 complementary to the F3c
A primer comprising the same sequence as that of R2,
A primer containing a sequence R1c complementary to the R1 on the 5 ′ side, and a primer containing the same sequence as the R3;
(III) a polymerase that catalyzes a strand displacement type complementary strand synthesis reaction, and (IV) a nucleotide that serves as a substrate for the element (III).
【0013】さらに、本発明は、互いに相同な第1のポ
リヌクレオチド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の
塩基配列の相違を、ヌクレオチド鎖増幅反応を利用して
検出するためのキットであって、以下の要素を含むキッ
トである。 (I) 第1のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき相違
部位の塩基を含む塩基に対して相補的な塩基配列を有す
るヌクレオチド鎖アナログ、(II) 第1のポリヌクレ
オチド鎖上の標的領域の3'末端から当該ポリヌクレオチ
ド鎖の3'末端方向に向かって第1の任意配列F1c、第
2の任意配列F2c及び第3の任意配列F3cをそれぞ
れ選択し、標的増幅領域の5'末端から当該ポリヌクレオ
チド鎖の5'末端方向に向かって順に第4の任意配列R1
及び第5の任意配列R3をそれぞれ選択した場合、前記
F2cに対し相補的な配列F2及び該F2の5'側に前記
F1cと同一の配列を含むプライマー、前記F3cに対
し相補的な配列F3を含むプライマー、前記R1と同一
の配列を含むプライマー、並びに前記R3と同一の配列
を含むプライマー (III) 鎖置換型の相補鎖合成反応を触媒するポリメ
ラーゼ、及び(IV) 要素(III)の基質となるヌクレ
オチド。Further, the present invention provides a kit for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain, which are homologous to each other, by utilizing a nucleotide chain amplification reaction. And a kit comprising the following components: (I) a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a base containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain, (II) a target region 3 on the first polynucleotide chain The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third arbitrary sequence F3c are respectively selected from the 'end toward the 3' end of the polynucleotide chain, and the polynucleotide is selected from the 5 'end of the target amplification region. A fourth arbitrary sequence R1 in order toward the 5 'end of the nucleotide chain;
And when the fifth arbitrary sequence R3 is selected, a sequence F2 complementary to the F2c and a primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2, a sequence F3 complementary to the F3c A primer containing the same sequence as R1 and a primer containing the same sequence as R3. (III) a polymerase that catalyzes a strand displacement type complementary strand synthesis reaction, and (IV) a substrate of element (III). Nucleotides.
【0014】さらに、本発明は、ヌクレオチド鎖アナロ
グがペプチド核酸である前記キットである。さらに、本
発明は、ヌクレオチド鎖アナログがが8〜30塩基からな
るものである前記検出方法である。Further, the present invention is the above kit, wherein the nucleotide chain analog is a peptide nucleic acid. Furthermore, the present invention is the above-mentioned detection method, wherein the nucleotide chain analog comprises 8 to 30 bases.
【0015】さらに、本発明は、F1c、F2c、F3
c、R1、R2、R3、又はF2c〜R2の領域が、第1
のポリヌクレオチド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との
間の検出すべき塩基配列の相違部分を含むものである前
記キットである。さらに、本発明は、付加的に核酸合成
反応の生成物を検出するための検出剤を含む前記キット
である。Further, the present invention relates to F1c, F2c, F3
The region of c, R1, R2, R3, or F2c to R2 is the first region.
The kit comprising a nucleotide sequence to be detected which is different between the polynucleotide chain of the above and the second polynucleotide chain. Further, the present invention is the aforementioned kit, further comprising a detecting agent for detecting a product of the nucleic acid synthesis reaction.
【0016】さらに、本発明は、検出剤がF2cからR
2の間の領域、又はその相補鎖と同一の塩基配列を含む
プローブである前記キットである。さらに、本発明は、
プローブが粒子標識されている前記キットである。以
下、本発明を詳細に説明する。Further, the present invention relates to a method for detecting the presence of
The kit is a probe comprising the same nucleotide sequence as the region between the two or the complementary strand thereof. Further, the present invention provides
The above kit wherein the probe is labeled with a particle. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明の遺伝子配列間の相違検出
方法は、互いに相同な第1のポリヌクレオチド鎖と第2
のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違を検出す
る方法であって、より詳細には第1のポリヌクレオチド
鎖中の検出すべき相違部位の塩基を含む配列に相補的な
塩基配列を有するヌクレオチド鎖アナログ存在下、第1
のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌクレオチド鎖を
それぞれ鋳型とし、ループ媒介増幅法(以下、LAMP法と
もいう)によってヌクレオチド鎖増幅反応を行い、増幅
産物を検出することを特徴とする前記検出方法である。
ここで、「第1のポリヌクレオチド鎖」とは、配列間の
塩基配列の相違を検出するに当って、基準となる塩基配
列を有する対照ヌクレオチド鎖をいう。「第2のポリヌ
クレオチド鎖」とは、前記第1のポリヌクレオチド鎖に
対して、ヌレオチド鎖上の或る特定部分が第1のポリヌ
クレオチド鎖と同じ塩基であるか否かを調べる試験対象
ヌクレオチド鎖をいう。「検出すべき相違部位」とは、
第1のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌクレオチド
鎖において、検出対象となる塩基配列の差異部分をい
う。「相補的」とは、完全に相補的である場合及びスト
リンジェントな条件下でアニールすることができる場合
の両方をいう。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for detecting a difference between gene sequences according to the present invention comprises the steps of:
A method for detecting a difference in base sequence between a polynucleotide chain of a first polynucleotide chain and a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in a first polynucleotide chain First in the presence of nucleotide chain analog
Using the polynucleotide chain and the second polynucleotide chain as templates, respectively, performing a nucleotide chain amplification reaction by a loop-mediated amplification method (hereinafter, also referred to as a LAMP method), and detecting an amplification product. is there.
Here, the “first polynucleotide chain” refers to a control nucleotide chain having a reference base sequence for detecting a difference in base sequence between sequences. The “second polynucleotide chain” refers to a nucleotide to be tested for checking whether or not a certain portion on the nucleotide chain is the same base as the first polynucleotide chain with respect to the first polynucleotide chain. Refers to a chain. "Different site to be detected"
In the first polynucleotide chain and the second polynucleotide chain, it refers to a difference between base sequences to be detected. "Complementary" refers to both cases in which it is completely complementary and in which it can be annealed under stringent conditions.
【0018】1.本発明の遺伝子配列間の相違検出方法 (1) ループ媒介増幅法(LAMP法) 本発明の遺伝子配列間の相違検出方法は、LAMP法を利用
することを特徴としている。LAMP法の一態様を図3及び
図4を用いて説明すると以下のようになる。すなわち、
本増幅法では、まず標的領域を含む鋳型ポリヌクレオチ
ド鎖(図3中、A)において、標的領域の3'末端から当
該ポリヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって第1の任
意配列F1c、第2の任意配列F2c及び第3の任意配
列F3cをそれぞれ選択し、同様に標的領域の5'末端か
ら5'末端方向に向かって第4の任意配列R1、第5の任
意配列R2及び第6の任意配列R3をそれぞれ選択する
(図3中、B)。次いで、前記F2cに対し相補的な配
列F2及び該F2の5'側に前記F1cと同一の配列を含
むプライマー(以下、FAプライマーともいう)を、鋳
型ポリヌクレオチド鎖上のF2c配列にアニールさせ、
FAプライマーのF2を起点として、DNA鎖合成を開始
させる(図3中、C)。ここで、「アニール」とは、ヌ
クレオチド鎖が、ワトソン-クリックの法則に基づく塩
基対結合によって二本鎖構造を形成することをいう。次
いで、F3cに相補的な配列F3を含むプライマー(以
下、F3プライマーともいう)を鋳型ポリヌクレオチド
鎖のF3c配列にアニールさせる(図3、D)。アニー
ルさせたF3プライマーを起点として、鎖置換型のDNA
鎖合成を行わせる(図3中、E)。以上の合成反応によ
って、鋳型ポリヌクレオチド鎖中の配列「(3')F3c-
F2c-F1c-標的領域-R1-R2-R3(5')」に対し
て相補的な配列「(5')F3-F2-F1-標的領域-R1c
-R2c-R3c(3')」を含むヌクレオチド鎖(図3、
F)及び5'末端にF1cと同一の配列を有する「(5')F
1c-F2-F1-標的領域-R1c-R2c-R3c(3')」
を含むヌクレオチド鎖が得られる(図3、G)。ここ
で、当該配列「(5')F1c-F2-F1-標的領域-R1c
-R2c-R3c(3')」を含むヌクレオチド鎖は、5'側に
存在する配列F1cとF1との間の鎖内水素結合によっ
てヘアピンループを形成する(図3、G)。次いで、配
列「(5')F1c-F2-F1-標的領域-R1c-R2c-R
3c(3')」のR2c配列に、R2配列及び該配列の5'側
にR1配列に対して相補的な配列R1cを含むプライマ
ー(以下、RAプライマーともいう)をアニールさせ、
アニールさせたRAプライマーを合成起点としてDNA鎖
合成を開始させる(図3中、H)。次いで、配列「(5')
F1c-F2-F1-標的領域-R1c-R2c-R3c
(3')」を含むヌクレオチド鎖のR3c配列にR3と同一
の配列を含むプライマー(以下、R3プライマーともい
う)をアニールさせる(図3、I)。アニールさせたR
3プライマーを起点として、鎖置換型のDNA合成を行わ
せる(図4中、J)。以上の合成反応によって、配列
「(5')F1c-F2-F1-標的領域-R1c-R2c-R3
c(3')」に対して相補的なヌクレオチド鎖「(3')F1-
F2c-F1c-標的領域-R1-R2-R3(5')」(図
4、K)、及び3'末端にF1を5'末端にR1cを有する
「(3')F1-F2c-F1-標的領域-R1-R2-R1c
(5')」が得られる(図4、L)。当該配列「(3')F1-
F2c-F1c-標的領域-R1-R2-R1c(5')」は、
3'側に存在する配列F1とF1cとの間及び5'側に存在
する配列R1とR1cとの間の鎖内水素結合によってヘ
アピンループを形成する(図4、L)。次いで、前記配
列「(3')F1-F2c-F1c-標的領域-R1-R2-R1
c(5')」の3'側のヘアピンループ部分のF2cにFAプ
ライマーをアニールさせる(図4、M)。次いで、当該
FAプライマーのF2を起点としてDNA鎖合成を開始さ
せる一方、鎖内水素結合によりアニールしているF1を
合成起点としてDNA鎖合成を開始させる(図4、M)。
これによって、一本鎖突出構造「-標的配列-R1c-R
2c-R1」を有する二本鎖DNAが得られる(図4、
N)。この構造物は一本鎖突出構造部分のR1cとR1
との間で同一鎖内水素結合を形成することによってヘア
ピンループを形成する(図4、N)。次いで、前記鎖内
水素結合によりアニールしているR1を合成起点として
DNA鎖合成を開始させる(図4、N)。以上の合成反応
によって、配列「(3')R1-R2-R1c-標的領域-F1
-F2-F1c-標的配列-R1-R2c-R1c-標的配列-
F1-F2c-F1c-標的配列-R1-R2-R1c(5')」
(図4、O)、及び3'末端にF1cを5'末端にR1を有
する配列「(3')F1c-F2-F1-標的領域-R1c-R
2c-R1(5')」が得られる(図4、P)。前記二つの
配列は、いずれも鎖内水素結合によってR2c並びにF
2及びR2cをループ部分とするヘアピンループを形成
する。前記2つの配列においてヘアピンを形成している
RA部分にはRAプライマーがアニールし、該プライマ
ーを起点とするDNA合成が開始し、標的配列を含むヌ
クレオチド鎖の合成は指数関数的に進行することとな
る。1. Method for detecting differences between gene sequences of the present invention (1) Loop-mediated amplification method (LAMP method) The method for detecting differences between gene sequences of the present invention is characterized by utilizing the LAMP method. One embodiment of the LAMP method will be described below with reference to FIGS. That is,
In the present amplification method, first, in the template polynucleotide chain including the target region (A in FIG. 3), the first arbitrary sequence F1c, the first arbitrary sequence F1c from the 3 ′ end of the target region toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain. The second arbitrary sequence F2c and the third arbitrary sequence F3c are respectively selected, and similarly, the fourth arbitrary sequence R1, the fifth arbitrary sequence R2, and the sixth arbitrary sequence F5c from the 5 ′ end to the 5 ′ end of the target region. An arbitrary sequence R3 is selected (B in FIG. 3). Next, a primer F2c complementary to the F2c and a primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2 (hereinafter, also referred to as FA primer) are annealed to the F2c sequence on the template polynucleotide chain,
DNA strand synthesis is started from F2 of the FA primer as a starting point (C in FIG. 3). Here, "annealing" means that a nucleotide chain forms a double-stranded structure by base pairing based on Watson-Crick's law. Next, a primer containing the sequence F3 complementary to F3c (hereinafter, also referred to as F3 primer) is annealed to the F3c sequence of the template polynucleotide chain (FIG. 3, D). Strand displacement DNA starting from the annealed F3 primer
Chain synthesis is performed (E in FIG. 3). By the above synthesis reaction, the sequence “(3 ′) F3c-
Sequence complementary to “F2c-F1c-target region-R1-R2-R3 (5 ′)” “(5 ′) F3-F2-F1-target region-R1c
-R2c-R3c (3 ') "(FIG. 3,
F) and “(5 ′) F having the same sequence as F1c at the 5 ′ end.
1c-F2-F1-target region-R1c-R2c-R3c (3 ') "
Is obtained (FIG. 3, G). Here, the sequence “(5 ′) F1c-F2-F1-target region-R1c
-R2c-R3c (3 ') "forms a hairpin loop by intrachain hydrogen bonding between the sequences F1c and F1 present on the 5' side (FIG. 3, G). Then, the sequence “(5 ′) F1c-F2-F1-target region-R1c-R2c-R
3c (3 ′) ”, annealed to the R2c sequence, a primer containing the R2 sequence and a sequence R1c complementary to the R1 sequence on the 5 ′ side of the sequence (hereinafter also referred to as RA primer),
DNA chain synthesis is started using the annealed RA primer as a synthesis starting point (H in FIG. 3). Then, the sequence "(5 ')
F1c-F2-F1-target region-R1c-R2c-R3c
A primer containing the same sequence as R3 (hereinafter also referred to as R3 primer) is annealed to the R3c sequence of the nucleotide chain containing (3 ′) ”(FIG. 3, I). Annealed R
Starting from the three primers, strand displacement DNA synthesis is performed (J in FIG. 4). By the above synthesis reaction, the sequence “(5 ′) F1c-F2-F1-target region-R1c-R2c-R3
c (3 ′) ”, a complementary nucleotide chain“ (3 ′) F1-
F2c-F1c-target region-R1-R2-R3 (5 ′) ”(FIG. 4, K) and“ (3 ′) F1-F2c-F1-target having F1 at the 3 ′ end and R1c at the 5 ′ end. Region-R1-R2-R1c
(5 ′) ”(FIG. 4, L). The sequence “(3 ′) F1-
F2c-F1c-target region-R1-R2-R1c (5 ′) ”
A hairpin loop is formed by intrachain hydrogen bonding between the sequences F1 and F1c present on the 3 ′ side and between the sequences R1 and R1c present on the 5 ′ side (FIG. 4, L). Next, the sequence “(3 ′) F1-F2c-F1c-target region-R1-R2-R1
The FA primer is annealed to F2c in the hairpin loop portion on the 3 ′ side of “c (5 ′)” (FIG. 4, M). Next, DNA strand synthesis is started with F2 of the FA primer as a starting point, while DNA strand synthesis is started with F1 annealed by intrachain hydrogen bonding as a synthesis starting point (FIG. 4, M).
As a result, the single-stranded overhanging structure "-target sequence-R1c-R
2c-R1 "is obtained (FIG. 4,
N). This structure is composed of R1c and R1
A hairpin loop is formed by forming an intra-chain hydrogen bond between and (Fig. 4, N). Next, R1 annealed by the intrachain hydrogen bond is used as a synthesis starting point.
Initiate DNA strand synthesis (FIG. 4, N). By the above synthesis reaction, the sequence “(3 ′) R1-R2-R1c-target region-F1
-F2-F1c-target sequence-R1-R2c-R1c-target sequence-
F1-F2c-F1c-target sequence-R1-R2-R1c (5 ') "
(FIG. 4, O) and a sequence having F1c at the 3 ′ end and R1 at the 5 ′ end “(3 ′) F1c-F2-F1-target region-R1c-R
2c-R1 (5 ′) ”is obtained (FIG. 4, P). Both of the above two sequences have R2c and F2 due to intrachain hydrogen bonding.
A hairpin loop is formed with 2 and R2c as loop portions. An RA primer anneals to the RA portion forming a hairpin in the two sequences, DNA synthesis starting from the primer starts, and synthesis of a nucleotide chain including the target sequence proceeds exponentially. Become.
【0019】さらに、ループ媒介増幅法の別の態様を図
5及び図6に示した。すなわち、当該態様においては、
まず標的領域を含む鋳型ポリヌクレオチド鎖(図5中、
a)上の標的領域の3'末端から当該ポリヌクレオチド鎖
の3'末端方向に向かって第1の任意配列F1c、第2の
任意配列F2c及び第3の任意配列F3cをそれぞれ選
択し、同様に標的領域の5'末端から5'末端方向に向かっ
て第4の任意配列R1及び、第5の任意配列R3をそれ
ぞれ選択する(図5中、b)。次いで、前記F2cに対
して相補的な配列F2及び該F2の5'側に前記F1cと
同一の配列を含むFAプライマーを、鋳型ポリヌクレオ
チド鎖上のF2c配列にアニールさせ、FAプライマー
のF2を起点としてDNA合成を開始させる(図5中、
c)。次いで、鋳型ポリヌクレオチドのF3cに、該配
列に相補的な配列F3を含むF3プライマーをアニール
させ(図5、d)、アニールさせたF3プライマーを合
成起点として、鎖置換型のDNA鎖合成を行わせる(図5
中、e)。以上の合成反応によって、鋳型ポリヌクレオ
チド鎖中の配列「(3')F3c-F2c-F1c-標的領域-
R1-R3(5')」に対して相補的なヌクレオチド鎖
「(5')F3-F2-F1-標的領域-R1c-R3c(3')」
を含むヌクレオチド鎖(図5、f)及び末端に5'末端に
F1cを有する「(5')F1c-F2-F1-標的領域-R1
c-R3c(3')」を含むポリヌクレオチド鎖が得られる
(図5、g)。ここで、当該配列「(5')F1c-F2-F
1-標的領域-R1c-R3c(3')」は、5'側に存在する
配列F1cとF1との間の鎖内水素結合によってヘアピ
ンループを形成する(図5、g)。次いで、配列「(5')
F1c-F2-F1-標的領域-R1c-R2c-R3c
(3')」の配列R1c及びR3cにそれぞれ、R1と同一
の配列を有するR1プライマー及びR3と同一の配列を
有するR3プライマーをアニールさせる(図6中、
h)。次いで、R1プライマーからのDNA鎖合成を行わ
せる一方、その5'後方のR3プライマーより鎖置換型のD
NA鎖合成を行わせる(図6、h)。以上の合成反応によ
って、配列「(5')F1c-F2-F1-標的領域-R1c-
R3c(3')」に対して相補的なヌクレオチド鎖「(3')F
1-F2c-F1c-標的領域-R1-R3(5')」(図6、
i)、及び3'末端にF1を有する「(3')F1-F2c-F
1-標的領域-R1 (5')」が得られる(図6、j)。当
該配列「(3')F1-F2c-F1c-標的領域-R1
(5')」は、3'側に存在する配列F1とF1cとの間の鎖
内水素結合によってヘアピンループを形成する(図6、
j)。次いで、前記配列「(3')F1-F2c-F1c-標
的領域-R1 (5')」のヘアピンループ部分のF2cにF
Aプライマーをアニールさせる(図6,k)。次いで、
当該FAプライマーのF2を起点としてDNA鎖合成を開
始させる一方、鎖内水素結合によりアニールしているF
1を合成起点としてDNA鎖合成を開始させる(図6、
k)。これによって、一本鎖突出構造「-標的配列-R1
c」を有する二本鎖DNAが得られる(図6、l)。次
いで、一本鎖突出構造部分のR1cにR1プライマーを
アニールさせ、該プライマーを合成起点としてDNA鎖
合成を開始させる(図6、l)。以上の合成反応によっ
て、配列「(5')R1-標的領域-F1c-F2c-F1-標
的配列-R1c(3')」に対して相補的なヌクレオチド鎖
「(3')R1c-標的領域-F1-F2-F1c-標的配列-R
1(5')」(図6、m)、及び5'末端にF1cを有する
「(5')F1c-F2-F1-標的領域-R1c (3')」が得
られる(図6、n)。前記配列においてR1c部分には
R1プライマーがアニールし、該プライマーを起点とす
るDNA合成が開始し、その後、標的配列を含むヌクレ
オチド鎖の合成は指数関数的に進行することとなる。Further, another embodiment of the loop-mediated amplification method is shown in FIGS. That is, in this embodiment,
First, a template polynucleotide chain containing a target region (in FIG. 5,
a) selecting a first optional sequence F1c, a second optional sequence F2c and a third optional sequence F3c from the 3 ′ end of the target region above toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain; A fourth arbitrary sequence R1 and a fifth arbitrary sequence R3 are respectively selected from the 5 ′ end to the 5 ′ end of the target region (b in FIG. 5). Next, a sequence F2 complementary to the F2c and a FA primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2 are annealed to the F2c sequence on the template polynucleotide chain, and the F2 of the FA primer is used as a starting point. To initiate DNA synthesis (in FIG. 5,
c). Next, an F3 primer containing a sequence F3 complementary to the sequence is annealed to F3c of the template polynucleotide (FIG. 5, d), and a strand displacement type DNA strand synthesis is performed using the annealed F3 primer as a synthesis starting point. (Figure 5
Medium, e). By the above synthesis reaction, the sequence “(3 ′) F3c-F2c-F1c-target region-
R1-R3 (5 ') "and a complementary nucleotide chain"(5') F3-F2-F1-target region-R1c-R3c (3 ') "
(F) at the 5 ′ end and “(5 ′) F1c-F2-F1-target region-R1
A polynucleotide chain containing "c-R3c (3 ')" is obtained (FIG. 5, g). Here, the sequence “(5 ′) F1c-F2-F
“1-Target region-R1c-R3c (3 ′)” forms a hairpin loop by intrachain hydrogen bonding between the sequences F1c and F1 present on the 5 ′ side (FIG. 5, g). Then, the sequence "(5 ')
F1c-F2-F1-target region-R1c-R2c-R3c
(3 ′) ”, an R1 primer having the same sequence as R1 and an R3 primer having the same sequence as R3 are annealed to the sequences R1c and R3c, respectively (in FIG. 6,
h). Next, while DNA strand synthesis is performed from the R1 primer, the strand displacement type D
The NA chain is synthesized (FIG. 6, h). By the above synthesis reaction, the sequence “(5 ′) F1c-F2-F1-target region-R1c-
R3c (3 ') ", the complementary nucleotide chain"(3') F
1-F2c-F1c-target region-R1-R3 (5 ′) ”(FIG. 6,
i) and “(3 ′) F1-F2c-F having F1 at the 3 ′ end.
1-target region-R1 (5 ′) ”is obtained (FIG. 6, j). The sequence “(3 ′) F1-F2c-F1c-target region-R1
(5 ′) ”forms a hairpin loop by intrachain hydrogen bonding between the sequences F1 and F1c present on the 3 ′ side (FIG. 6,
j). Next, F2c is added to F2c of the hairpin loop portion of the sequence “(3 ′) F1-F2c-F1c-target region-R1 (5 ′)”.
Anneal the A primer (FIG. 6, k). Then
DNA strand synthesis is started from F2 of the FA primer as a starting point, while F annealed by intrachain hydrogen bonding.
The DNA strand synthesis is started using No. 1 as a synthesis starting point (FIG. 6,
k). As a result, the single-stranded overhang structure “-target sequence-R1
A double-stranded DNA having "c" is obtained (FIG. 6, l). Next, an R1 primer is annealed to R1c of the single-stranded protruding structure portion, and DNA strand synthesis is started using the primer as a synthesis starting point (FIG. 6, l). By the above synthesis reaction, a nucleotide chain "(3 ') R1c-target region-complementary to the sequence"(5') R1-target region-F1c-F2c-F1-target sequence-R1c (3 ') ". F1-F2-F1c-target sequence-R
1 (5 ′) ”(FIG. 6, m) and“ (5 ′) F1c-F2-F1-target region-R1c (3 ′) ”having F1c at the 5 ′ end (FIG. 6, n) . In the above sequence, the R1 primer anneals to the R1c portion, DNA synthesis starting from the primer starts, and then the synthesis of a nucleotide chain containing the target sequence proceeds exponentially.
【0020】なお、上記増幅反応において使用するFA
プライマー及びRAプライマーをインナープライマー、
F3プライマー及びR3プライマーをアウタープライマ
ーともいうが、アウタープライマーからのヌクレオチド
鎖合成は、上記の説明文中にもあるようにインナープラ
イマーからのヌクレオチド鎖合成よりも後に開始される
必要がある。これを達成する方法として、インナープラ
イマーの濃度をアウタープライマーの濃度よりも高く設
定する方法が挙げられる。具体的には、インナープライ
マーの濃度をアウタープライマーの濃度よりも、2〜50
倍、好ましくは4〜10倍高く設定することにより実施す
ることができる。The FA used in the above amplification reaction
Primers and RA primers as inner primers,
Although the F3 primer and the R3 primer are also called outer primers, nucleotide chain synthesis from the outer primer needs to be started after nucleotide chain synthesis from the inner primer as described in the above description. As a method for achieving this, there is a method in which the concentration of the inner primer is set higher than the concentration of the outer primer. Specifically, the concentration of the inner primer is 2 to 50 times higher than the concentration of the outer primer.
It can be carried out by setting it higher by a factor of 2, preferably 4 to 10 times.
【0021】なお、従来よりヌクレオチド鎖の増幅に使
用されてきたPCRは、温度サイクルを伴うため、温度変
化ストレスによる酵素活性の低下が長い塩基配列の合成
効率を下げるとされている。LAMP法による好適な実施態
様においては、ヌクレオチド鎖増幅工程における温度サ
イクルが不要となるため、長い塩基配列であっても合成
を確実に達成することができる。上記増幅法において使
用する鋳型ポリヌクレオチド鎖、任意配列、プライマー
等について以下に詳細に説明する。Since PCR conventionally used for amplifying a nucleotide chain involves a temperature cycle, it is said that the temperature change stress decreases the enzyme activity due to a long decrease in the enzymatic activity, thereby lowering the efficiency of synthesizing a base sequence. In a preferred embodiment using the LAMP method, no temperature cycle is required in the nucleotide chain amplification step, so that synthesis can be reliably achieved even with a long base sequence. The template polynucleotide chain, arbitrary sequence, primers and the like used in the above amplification method will be described in detail below.
【0022】(2) 鋳型ポリヌクレオチド鎖 前記(1)のLAMP法における鋳型ヌクレオチド鎖(すなわ
ち、本発明の検出方法の対象となるヌクレオチド鎖)と
しては、DNA及びRNAが挙げられる。また、人工的なヌク
レオチド誘導体が取り込まれたヌクレオチド鎖や、ヌク
レオチド鎖形成後化学修飾を受けたもの等も、相補鎖合
成のための鋳型として機能する限り、上記(1)の鋳型と
して用いることができる。前記ヌクレオチド鎖の供給源
としては、生物学的供給源、化学的供給源が挙げられ
る。ここで、生物学的供給源としては、動物、植物、微
生物、マイコプラズマ、ウイルス等の生物個体、培養細
胞、生物の排泄物又はそれらの抽出物等の生物派生物が
挙げられ、化学的供給源としては、化学合成物が挙げら
れる。また、前記ヌクレオチド鎖は、前記供給源由来の
単離物から誘導したものであってもよい。当該誘導物と
しては、mRNAを鋳型として合成されたcDNA、生物学的供
給源由来のヌクレオチド鎖を鋳型として増幅したものな
どが挙げられる。(2) Template Polynucleotide Chain The template nucleotide chain in the LAMP method (1) (that is, the nucleotide chain targeted for the detection method of the present invention) includes DNA and RNA. In addition, nucleotide chains into which artificial nucleotide derivatives have been incorporated, and those that have been chemically modified after nucleotide chain formation, etc., may be used as the template in the above (1) as long as they function as templates for complementary strand synthesis. it can. Examples of the source of the nucleotide chain include a biological source and a chemical source. Here, examples of the biological source include biological individuals such as animals, plants, microorganisms, mycoplasmas, and viruses, biological cells such as cultured cells, excretions of organisms, and extracts thereof, and chemical sources. Examples include chemical compounds. Also, the nucleotide chain may be derived from an isolate from the source. Examples of the derivative include a cDNA synthesized using mRNA as a template, and a product amplified using a nucleotide chain derived from a biological source as a template.
【0023】(3) 各任意配列の選択 上記(1)のLAMP法の一態様においては、まず鋳型ポリヌ
クレオチド鎖上に任意配列F1c、F2c、F3c、R
1、R2及びR3等を選択することが必要である。選択
に当たっては、以下の選択基準に合致するように選択す
ることが好ましい。まず、LAMP法により得られる増幅産
物が、分子間アニールではなく、図4(L)のようにF
1c配列とF1配列との間及びR1配列とR1c配列と
の間で分子内アニールを優先的生じ、末端ループ構造を
形成するように選択することが好ましい。例えば、分子
内アニールを優先的に生じさせるためには、任意配列の
選択に当たって、F1c配列とF2c配列との間の距離
及びR1配列とR1c配列との間の距離を考慮すること
が重要である。具体的には、両者各配列が、0〜500塩
基、好ましくは0〜100塩基、最も好ましくは10〜70塩
基の距離を介して存在するように選択することが好まし
い。ここで、数値はそれぞれ、F1c配列及びF2c配
列自身並びにR1配列及びR2配列自身を含まない塩基
数を示している。その他、分子内アニールを優先的に生
じさせるために、任意配列の選択に当たっては、各任意
配列と該任意配列との間で形成される二本鎖の融解温度
を考慮することも効果的である。ここで「融解温度(T
m)」とは、互いに相補的な塩基配列を持つ核酸の50%
が塩基対結合した状態となる温度をいう。具体的には、
インナープライマーの融解温度をアウタープライマーの
融解温度よりも高く設定する。すなわち、(F3-F3
c配列間及びR3-R3c配列間の融解温度)≦(F2-
F2c配列間及びR2-R2c配列間の融解温度)≦
(F1-F1c配列間及びR1-R1c配列間の融解温
度)になるようにF1c、F2c、F3c、R1、R
2、及びR3を選択する。ここで、(F2-F2c領域
間及びR2-R2c領域間の融解温度)≦(F1-F1c
領域間及びR1-R1c領域間の融解温度)としたの
は、FAプライマーのF2配列又はRAプライマーのR
2配列がループ部分にアニールするよりも先にF1-F
1c領域間又はR1-R1c領域間のアニールを行わせ
るためである。F1-F1c領域間又はR1-R1c領域
間のアニールは分子内の反応であるため、優先的に進行
する可能性がある。なお、ヌクレオチド鎖と該ヌクレオ
チド鎖の相補鎖により形成される二本鎖の融解温度は、
当該二本鎖の長さと塩基対合を構成する塩基に組合わせ
にうより理論的に算出することが可能である。例えば、
通常の塩濃度(0.18M NaCl)下での融解温度Tmは、以下
の式によって算出することができる[J. Marmur and P.
Doty:J. Mol. Biol., 5:109(1962)]。(3) Selection of Each Arbitrary Sequence In one embodiment of the LAMP method (1), first, the arbitrary sequences F1c, F2c, F3c, R
It is necessary to select 1, R2 and R3, etc. In making the selection, it is preferable to make a selection that meets the following selection criteria. First, the amplification product obtained by the LAMP method is not intermolecular annealing but F F as shown in FIG.
It is preferable to select so that intramolecular annealing occurs preferentially between the 1c sequence and the F1 sequence and between the R1 sequence and the R1c sequence to form a terminal loop structure. For example, in order to cause intramolecular annealing to occur preferentially, in selecting an arbitrary sequence, it is important to consider the distance between the F1c and F2c sequences and the distance between the R1 and R1c sequences. . Specifically, it is preferable that both sequences are selected so as to exist at a distance of 0 to 500 bases, preferably 0 to 100 bases, most preferably 10 to 70 bases. Here, the numerical values indicate the number of bases that do not include the F1c and F2c sequences themselves and the R1 and R2 sequences themselves, respectively. In addition, in order to preferentially cause intramolecular annealing, in selecting an arbitrary sequence, it is also effective to consider the melting temperature of a duplex formed between each arbitrary sequence and the arbitrary sequence. . Here, "Melting temperature (T
m) "means 50% of the nucleic acids with complementary nucleotide sequences
Refers to the temperature at which is brought into a base-paired state. In particular,
The melting temperature of the inner primer is set higher than the melting temperature of the outer primer. That is, (F3-F3
melting temperature between C sequences and between R3-R3c sequences) ≦ (F2-
Melting temperature between F2c sequences and between R2-R2c sequences) ≦
(Melting temperature between F1-F1c sequence and between R1-R1c sequence) so that F1c, F2c, F3c, R1, R
2, and R3. Here, (melting temperature between F2-F2c regions and between R2-R2c regions) ≦ (F1-F1c
The melting temperature between the regions and between the R1-R1c regions) was defined as the F2 sequence of the FA primer or the R2 sequence of the RA primer.
F1-F before the two sequences anneal to the loop
This is for annealing between the 1c regions or between the R1 and R1c regions. Annealing between the F1-F1c regions or between the R1-R1c regions is an intramolecular reaction, and may proceed preferentially. The melting temperature of the double strand formed by the nucleotide chain and the complementary strand of the nucleotide chain,
It can be theoretically calculated based on the combination of the length of the double strand and the base constituting the base pairing. For example,
The melting temperature Tm under normal salt concentration (0.18 M NaCl) can be calculated by the following formula [J. Marmur and P.
Doty: J. Mol. Biol., 5: 109 (1962)].
【0024】[0024]
【式1】Tm=69.3+0.41(%G+C)[Equation 1] Tm = 69.3 + 0.41 (% G + C)
【0025】また、F2cとR2との間の距離は、相補
鎖合成可能な距離である限り、特に限定されない。相補
鎖合成可能な距離はDNAポリメラーゼの合成能力にも依
存するが、好適な条件では1kbp程度の長さであっても
十分に合成が可能である。より具体的には、Bst DNAポ
リメラーゼを用いた場合、F2cとR2との間が800b
p、望ましくは500bp以下の長さであれば確実に合成され
る。なお、同様の選択基準が、図5及び図6によって示
されるLAMP法の別の実施態様にも適用される。The distance between F2c and R2 is not particularly limited, as long as the distance allows complementary strand synthesis. The distance at which the complementary strand can be synthesized also depends on the synthesis ability of the DNA polymerase, but under suitable conditions, synthesis can be performed sufficiently even with a length of about 1 kbp. More specifically, when Bst DNA polymerase is used, the distance between F2c and R2 is 800 b
p, preferably less than 500 bp, is reliably synthesized. It should be noted that the same selection criteria apply to other embodiments of the LAMP method illustrated by FIGS.
【0026】(4) LAMP法用プライマーの設計 上記(3)において選択した各任意配列に基づいて、以下
のようにしてLAMP法に必須のプライマーを設計する。図
3に示したようにFAプライマーは、任意配列F2cに
対して相補的な配列F2及び該F2の5'側にF1c配列
と同一の配列を有するプライマーである。F3プライマ
ーは、任意配列F3cに対して相補的な配列を有するプ
ライマーである。RAプライマーは、R2と同一の配列
及び該配列の5'側にR1に対して相補的な配列R1cを
有するプライマーである。R3プライマーは、R3と同
一の配列を含むプライマーである。なお、FAプライマ
ー及びRAプライマーの設計に当たっては、LAMP法によ
り得られる増幅産物が、分子間アニールではなく、図4
(L)のようにF1c配列とF1配列との間及びR1配
列とR1c配列との間で分子内アニールを優先的生じ、
末端ループ構造を形成するように設計することが必要で
ある。そのためには、F1c配列とF2配列との間の距
離及びR1c配列とR2配列との間の距離が重要であ
る。すなわち、両者各配列が、0〜500塩基、好ましくは
0〜100塩基、最も好ましくは10〜70塩基の距離を介し
て存在するように選択することが好ましい。ここで、数
値はそれぞれ、F1c配列及びF2配列自身並びにR1
c配列及びR2配列自身を含まない塩基数を示してい
る。(4) Design of Primers for LAMP Method Based on each arbitrary sequence selected in the above (3), primers essential for the LAMP method are designed as follows. As shown in FIG. 3, the FA primer is a primer having a sequence F2 complementary to an arbitrary sequence F2c and a sequence identical to the F1c sequence on the 5 ′ side of the F2. The F3 primer is a primer having a sequence complementary to the arbitrary sequence F3c. The RA primer is a primer having the same sequence as R2 and a sequence R1c complementary to R1 on the 5 ′ side of the sequence. The R3 primer is a primer containing the same sequence as R3. In designing the FA primer and RA primer, the amplification product obtained by the LAMP method
As in (L), intramolecular annealing occurs preferentially between the F1c and F1 sequences and between the R1 and R1c sequences,
It is necessary to design to form a terminal loop structure. For that purpose, the distance between the F1c sequence and the F2 sequence and the distance between the R1c sequence and the R2 sequence are important. That is, it is preferable that both sequences are selected so as to exist at a distance of 0 to 500 bases, preferably 0 to 100 bases, and most preferably 10 to 70 bases. Here, the numerical values are the F1c and F2 arrays themselves and R1
The numbers of bases not including the c sequence and the R2 sequence itself are shown.
【0027】プライマーは、相補的な塩基対結合を形成
できること、そしてその3'末端において相補鎖合成の起
点となる-OH基を与えること、の2つの条件を満たして
いることが必要である。従って、その主鎖は必ずしもホ
スホジエステル結合によるものに限定されない。たとえ
ばリン(P)ではなく硫黄(S)をバックボーンとしたホス
ホチオエート体やペプチド結合に基づくペプチド核酸か
らなるものであることもできる。また、塩基は、相補的
な塩基対結合を可能とするものであれば良い。天然にお
いては、アデニン、グアニン、シトシン、チミン及びウ
ラシルの5種類により構成されるが、たとえばブロモデ
オキシウリジン(bromodeoxyuridine)といった類似体で
あることもできる。本発明に用いるオリゴヌクレオチド
は、合成の起点となるのみならず、相補鎖合成の鋳型と
しても機能するものであることが望ましい。The primer must satisfy two conditions: it can form a complementary base pair bond, and it must provide an —OH group at its 3 ′ end, which serves as a starting point for complementary strand synthesis. Therefore, the main chain is not necessarily limited to a phosphodiester bond. For example, it may be composed of a phosphothioate having a backbone of sulfur (S) instead of phosphorus (P) or a peptide nucleic acid based on a peptide bond. The base may be any one that enables complementary base pairing. In nature, it is composed of five types of adenine, guanine, cytosine, thymine and uracil, but for example, it may be an analog such as bromodeoxyuridine. The oligonucleotide used in the present invention desirably functions not only as a starting point for synthesis but also as a template for complementary strand synthesis.
【0028】また、前記プライマーは、下記の各種の核
酸合成反応において、与えられた環境下で必要な特異性
を維持しながら相補鎖との塩基対結合を行うことができ
る程度の鎖長を有する。具体的には、5〜200塩基、よ
り望ましくは10〜50塩基対である。配列依存的な核酸合
成反応を触媒する公知のポリメラーゼが認識するプライ
マーの鎖長が、最低5塩基前後であることから、アニー
ルする部分の鎖長はそれ以上である必要がある。加え
て、塩基配列としての特異性を期待するためには、確率
的に10塩基以上の長さを利用するのが望ましい。一方、
あまりにも長い塩基配列は化学合成によって調製するこ
とが困難となることから、前記のような鎖長が望まし
い。なお、ここで例示した鎖長はあくまでも相補鎖とア
ニールする部分の鎖長である。LAMP法においては、前記
FAプライマーやRAプライマーのように、2つの領域
(例えば、FAプライマーの場合、F1c及びF2)に
個別にアニールすることができるプライマーが使用され
る。したがって、ここに例示する鎖長は、プライマーを
構成する各領域の鎖長である。The primer has a chain length that enables base pairing with a complementary strand while maintaining necessary specificity in a given environment in the following various nucleic acid synthesis reactions. . Specifically, it is 5 to 200 base pairs, more preferably 10 to 50 base pairs. Since the length of a primer recognized by a known polymerase that catalyzes a sequence-dependent nucleic acid synthesis reaction is at least about 5 bases, the length of a portion to be annealed needs to be longer. In addition, in order to expect specificity as a base sequence, it is desirable to use a length of 10 bases or more stochastically. on the other hand,
Since it is difficult to prepare an extremely long base sequence by chemical synthesis, the above-mentioned chain length is desirable. In addition, the chain length exemplified here is the chain length of the portion that anneals to the complementary strand. In the LAMP method, primers that can individually anneal to two regions (for example, F1c and F2 in the case of the FA primer), such as the above-mentioned FA primer and RA primer, are used. Therefore, the chain lengths exemplified here are the chain lengths of the respective regions constituting the primer.
【0029】さらに、前記プライマーは、公知の標識物
質によって標識することができる。標識物質としては、
ジゴキシゲニンやビオチンのような結合性リガンド、酵
素、蛍光物質や発光物質、あるいは放射性同位元素など
を示すことができる。あるいは、プライマーを構成する
塩基を蛍光性のアナログに置換する技術[WO95/05391,Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA,91,6644-6648,1994]も公知であ
る。Further, the primer can be labeled with a known labeling substance. As a labeling substance,
Examples include binding ligands such as digoxigenin and biotin, enzymes, fluorescent substances and luminescent substances, and radioisotopes. Alternatively, a technique of replacing a base constituting a primer with a fluorescent analog [WO95 / 05391, Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 6644-6648, 1994].
【0030】前記プライマーは、付加的な領域を含むよ
うに設計・合成することができる。例えば、FAプライ
マーにおいて、F1c配列とF2配列との間に任意の配
列を介在させることが可能である。介在配列としては、
制限酵素認識配列、RNAポリメラーゼの認識プロモータ
ー、あるいはリボザイムをコードするDNA等が挙げられ
る。制限酵素認識配列を介在させることによって、得ら
れる増幅産物を同じ長さを持った2本鎖核酸に切りそろ
えることが可能である。また、RNAポリメラーゼ認識プ
ロモーター配列を配置を介在させることによって、増幅
産物を鋳型としてRNAへの転写を行うことが可能とな
る。さらに、リボザイムをコードするDNAを介在させる
ことによって、転写生成物を自身で切断する系が実現す
る。なお、これらの付随的な塩基配列はいずれもニ本鎖
となった場合に機能するものである。従って、増幅産物
の一本鎖核酸がループを形成している場合には、これら
の配列は機能しない。ヌクレオチド鎖の伸長が進み、ル
ープを含まない状態で相補的な塩基配列を持つ鎖とアニ
ールした状態になったときにはじめて機能する。The primer can be designed and synthesized so as to include an additional region. For example, an arbitrary sequence can be interposed between the F1c sequence and the F2 sequence in the FA primer. As an intervening sequence,
Examples include a restriction enzyme recognition sequence, a recognition promoter for RNA polymerase, and DNA encoding a ribozyme. By interposing a restriction enzyme recognition sequence, the obtained amplification product can be cut into double-stranded nucleic acids having the same length. In addition, by interposing an RNA polymerase recognition promoter sequence, transcription to RNA can be performed using the amplification product as a template. Furthermore, a system that cleaves a transcription product by itself is realized by interposing a DNA encoding a ribozyme. Each of these additional base sequences functions when they become double-stranded. Therefore, when the single-stranded nucleic acid of the amplification product forms a loop, these sequences do not function. It functions only when the nucleotide chain elongates and anneals to a strand having a complementary base sequence without a loop.
【0031】(5) 増幅反応の基質 LAMP法に使用する基質としては、通常dATP(デオキシア
デノシン5'-三リン酸)、dGTP(デオキシグアノシン5'-
三リン酸)、dTTP(チミジン5'-三リン酸)、dCTP(デ
オキシシチジン5'-三リン酸)、UTP(デオキシウリジン
5'-三リン酸)などの天然に存在するヌクレオチド基質
が使用される。これらの基質を使用すれば、天然と同じ
構造のヌクレオチド鎖が合成することができる。また、
ヌクレオチド誘導体を基質とすることにより、それらヌ
クレオチド誘導体を単位とするヌクレオチド鎖を合成す
ることが可能である。ヌクレオチド誘導体としては、ラ
ジオアイソトープで標識したヌクレオチド、ビオチンや
ジゴキシゲニンのような結合性リガンドで標識したヌク
レオチド誘導体などが挙げられる。これらのヌクレオチ
ド誘導体をヌクレオチド鎖増幅反応の基質として用いる
ことにより、標識化ヌクレオチド鎖を生成させることが
できる。同様に、蛍光性ヌクレオチドを基質として用い
ることによって、蛍光性のヌクレオチド鎖を得ることが
できる。ここで得られるヌクレオチド鎖は、DNAである
こともできるし、RNAとすることもできる。いずれを生
成するかは、プライマーの構造、重合のための基質の種
類、そして核酸の重合を行う重合化試薬との組み合わせ
によって決定される。(5) Substrates for Amplification Reaction The substrates used in the LAMP method are usually dATP (deoxyadenosine 5'-triphosphate) and dGTP (deoxyguanosine 5'-triphosphate).
Triphosphate), dTTP (thymidine 5'-triphosphate), dCTP (deoxycytidine 5'-triphosphate), UTP (deoxyuridine
Naturally occurring nucleotide substrates such as (5'-triphosphate) are used. By using these substrates, a nucleotide chain having the same structure as that of nature can be synthesized. Also,
By using a nucleotide derivative as a substrate, it is possible to synthesize a nucleotide chain having the nucleotide derivative as a unit. Examples of the nucleotide derivative include a nucleotide labeled with a radioisotope and a nucleotide derivative labeled with a binding ligand such as biotin or digoxigenin. By using these nucleotide derivatives as substrates for a nucleotide chain amplification reaction, a labeled nucleotide chain can be generated. Similarly, a fluorescent nucleotide chain can be obtained by using a fluorescent nucleotide as a substrate. The nucleotide chain obtained here can be DNA or RNA. Which one to produce is determined by the structure of the primer, the type of substrate for the polymerization, and the combination with the polymerization reagent for polymerizing the nucleic acid.
【0032】(6) 増幅反応に使用されるポリメラーゼ LAMP法においては、鎖置換型の相補鎖合成反応を触媒す
るポリメラーゼ(鎖置換型ポリメラーゼともいう)を使
用することが必須である。そのようなポリメラーゼとし
ては、Bst DNAポリメラーゼ、Bca(exo-)DNAポリメラー
ゼ、DNA ポリメラーゼIのクレノウフラグメント、Vent
DNAポリメラーゼ、Vent(Exo-)DNAポリメラーゼ(Vent
DNAポリメラーゼからエクソヌクレアーゼ活性を除いた
もの)、DeepVent DNAポリメラーゼ、DeepVent(Exo-)DN
Aポリメラーゼ(DeepVent DNAポリメラーゼからエクソ
ヌクレアーゼ活性を除いたもの)、Φ29ファージDNAポ
リメラーゼ、MS-2ファージDNAポリメラーゼ、Z-Taq DNA
ポリメラーゼ(宝酒造)、KOD DNAポリメラーゼ(東洋
紡績)などが挙げられる。また、これらの酵素の各種変
異体についても、当該変異体が配列依存型の相補鎖合成
活性及び鎖置換活性を有する限り、本発明に利用するこ
とができる。ここで、「変異体」とは、触媒活性を担う
部分のみを取り出したもの、あるいはアミノ酸の欠失・
置換・付加等によって触媒活性、安定性、あるいは耐熱
性を改変したもの等をいう。しかし、本発明においては
これらに限定されない。(6) Polymerase used for amplification reaction In the LAMP method, it is essential to use a polymerase that catalyzes a strand displacement type complementary strand synthesis reaction (also referred to as a strand displacement type polymerase). Such polymerases include Bst DNA polymerase, Bca (exo-) DNA polymerase, Klenow fragment of DNA polymerase I, Vent
DNA polymerase, Vent (Exo-) DNA polymerase (Vent
DNA polymerase without exonuclease activity), DeepVent DNA polymerase, DeepVent (Exo-) DN
A polymerase (excluding exonuclease activity from DeepVent DNA polymerase), Φ29 phage DNA polymerase, MS-2 phage DNA polymerase, Z-Taq DNA
Polymerase (Takara Shuzo), KOD DNA polymerase (Toyobo) and the like. Various mutants of these enzymes can also be used in the present invention as long as the mutants have a sequence-dependent complementary strand synthesis activity and a strand displacement activity. As used herein, the term “mutant” refers to a product obtained by extracting only the portion responsible for catalytic activity,
It refers to those whose catalytic activity, stability, or heat resistance is modified by substitution, addition, or the like. However, the present invention is not limited to these.
【0033】本発明におけるヌクレオチド鎖増幅反応
は、従来のPCR法とは異なり高温(例えば、90〜95℃)
による二本鎖の解離工程を必要とせず、比較的低温(例
えば、20〜80℃)において、一定温度下で増幅反応を行
わせることが可能である。従って、DNAポリメラーゼ
は、PCR法とは異なり必ずしも、耐熱性酵素である必要
はない。しかし、融解温度(Tm)の調整の関係上、60℃以
上の温度で増幅反応を行う場合もあり得る。さらに、増
幅反応の鋳型として二本鎖DNAを使用する場合には、最
初の鋳型一本鎖核酸の提供のために、加熱変性を行うこ
とがあり得る。そのような場合には、耐熱性の鎖置換型
DNAポリメラーゼを用いることが好ましい。耐熱性の鎖
置換型DNAポリメラーゼとしては、Bst DNAポリメラー
ゼ、Bca(exo-)DNAポリメラーゼ、Vent(Exo-)DNAポリメ
ラーゼなどが挙げられる。The nucleotide chain amplification reaction in the present invention is different from the conventional PCR method in that high temperature (for example, 90 to 95 ° C.)
Does not require a double-strand dissociation step, and allows the amplification reaction to be performed at a relatively low temperature (for example, 20 to 80 ° C.) at a constant temperature. Therefore, unlike the PCR method, the DNA polymerase does not necessarily need to be a thermostable enzyme. However, the amplification reaction may be performed at a temperature of 60 ° C. or higher due to adjustment of the melting temperature (Tm). Furthermore, when double-stranded DNA is used as a template for the amplification reaction, heat denaturation may be performed to provide the first template single-stranded nucleic acid. In such cases, heat-resistant chain-substituted
Preferably, a DNA polymerase is used. Examples of the heat-resistant strand displacement DNA polymerase include Bst DNA polymerase, Bca (exo-) DNA polymerase, and Vent (Exo-) DNA polymerase.
【0034】ところで、DNAポリメラーゼによる鎖置換
を伴う相補鎖合成反応は、1本鎖結合タンパク質(singl
e strand binding protein)の添加によって促進される
場合が知られている[Paul M.Lizardi et al, Nature Ge
netics 19, 225-232, July,1998]。従って、ヌクレオチ
ド鎖増幅反応時に、反応系中に、相補鎖合成反応を促進
する目的で1本鎖結合タンパク質を添加することもでき
る。例えば、Vent(Exo-)DNAポリメラーゼによる相補鎖
合成反応に対しては、1本鎖結合タンパク質としてT4 g
ene 32が有効である。Meanwhile, a complementary strand synthesis reaction involving strand displacement by DNA polymerase is a single-stranded binding protein (singl
e strand binding protein) is known to be promoted [Paul M. Lizardi et al, Nature Ge
netics 19, 225-232, July, 1998]. Therefore, at the time of the nucleotide chain amplification reaction, a single-stranded binding protein may be added to the reaction system for the purpose of promoting the complementary strand synthesis reaction. For example, for a complementary strand synthesis reaction by Vent (Exo-) DNA polymerase, T4 g is used as a single-stranded binding protein.
ene 32 is effective.
【0035】さらに、3'-5'エクソヌクレアーゼ活性を
有しないDNAポリメラーゼを使用した場合、相補鎖合成
が鋳型の5'末端に達した部分で停止せず、鋳型よりも1
塩基多い相補鎖合成物の得られる現象が知られている[C
lark JM, Joyce CM and Beardsley GP:J. Mol. Biol. 1
98(1), 123-127, 1987]。本発明においては、相補鎖合
成が末端に至ったときの3'末端の配列が次の相補鎖合成
の開始につながるため、このような現象は望ましくな
い。しかし、DNAポリメラーゼによる3'末端への塩基の
付加は、高い確率でAとなる。したがって、dATPが誤っ
て1塩基付加しても問題とならないように、3'末端から
の合成がAで開始するように配列を選択すれば良い。ま
た、相補鎖合成時に3'末端がたとえ突出してしまって
も、これを消化してblunt endとする3'→5'エクソヌク
レアーゼ活性を利用することもできる。例えば、天然型
Vent DNAポリメラーゼは、この活性を有することから、
Vent(Exo-)DNAポリメラーゼと混合して利用することに
より、この問題を回避することができる。Furthermore, when a DNA polymerase having no 3′-5 ′ exonuclease activity is used, complementary strand synthesis does not stop at the 5 ′ end of the template and is 1% lower than the template.
It is known that a complementary strand with many bases can be obtained [C
lark JM, Joyce CM and Beardsley GP: J. Mol. Biol. 1
98 (1), 123-127, 1987]. In the present invention, such a phenomenon is undesirable because the sequence at the 3 ′ end when the complementary strand synthesis reaches the end leads to the start of the next complementary strand synthesis. However, the addition of a base to the 3 'end by DNA polymerase is A with a high probability. Therefore, the sequence may be selected so that the synthesis from the 3 'end starts at A so that there is no problem even if one base is added by mistake to dATP. In addition, even if the 3 'end protrudes during the synthesis of the complementary strand, the 3' → 5 'exonuclease activity can be utilized by digesting the 3' end and making it a blunt end. For example, natural type
Vent DNA polymerase has this activity,
This problem can be avoided by using the mixture with Vent (Exo-) DNA polymerase.
【0036】(7) LAMP法による遺伝子配列間相違の検出 前記LAMP法を用いることにより、互いに相同なポリヌク
レオチド鎖間の特定の部位における塩基配列の相違を正
確且つ高感度に検出することができる。すなわち、ポリ
ヌクレオチド鎖上のある特定の部位の塩基(「検出すべ
き相違部位」ともいう)が、第1のポリヌクレオチド鎖
と第2のポリヌクレオチド鎖とで同じであるかを検出す
る場合、まず、前記ヌクレオチド鎖上の任意配列の選択
(前記(3))において、任意配列F1c、F2c、F3
c、R1、R2、R3、又はF2c〜R2を、検出すべ
き相違部位を含むように選択する。第1のポリヌクレオ
チド鎖及び第2のポリヌクレオチド鎖に、第1のポリヌ
クレオチド鎖中の検出すべき相違部位の塩基を含む配列
に相補的な塩基配列を有するヌクレオチド鎖アナログを
接触させる。ヌクレオチド鎖アナログは、第1のポリヌ
クレオチド鎖とは完全に相補的であるため、強固に結合
する。一方、第2のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき
相違部位の塩基が第1のポリヌクレオチド鎖と同じ塩基
である場合には、ヌクレオチド鎖アナログは第1のポリ
ヌクレオチド鎖と同様に強固に結合するが、検出すべき
相違部位の塩基が第1のポリヌクレオチド鎖とは異なる
場合には、ヌクレオチド鎖アナログは、当該検出すべき
相違部位において誤対合を生じるため融点が低下し、前
記第1のポリヌクレオチド鎖の場合よりも弱い結合とな
る。その結果、ある濃度のヌクレオチド鎖アナログ存在
下でのヌクレオチド鎖の増幅において、第1のポリペプ
チド鎖を鋳型とする場合と第2のポリペプチド鎖を鋳型
とする場合とで増幅産物の生成率に差異が生じ得る。す
なわち、増幅反応時におけるヌクレオチド鎖アナログ濃
度を順に増大させていった場合、ある濃度以上では、ヌ
クレオチド鎖アナログと完全に相補的な配列を有する第
1のポリヌクレオチド鎖を鋳型とした場合には、増幅は
遮断され、検出すべき相違部位に第1のポリヌクレオチ
ドとは異なる塩基を有する第2のポリヌクレオチド鎖を
鋳型として場合には、増幅は進行する。従って、結果的
に、増幅産物の有無を調べることによって、第1ヌクレ
オチド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列
の相違を検出することが可能となる。(7) Detection of Difference between Gene Sequences by LAMP Method By using the LAMP method, a difference in base sequence at a specific site between mutually homologous polynucleotide chains can be detected accurately and with high sensitivity. . That is, when detecting whether a base at a specific site on a polynucleotide chain (also referred to as a “difference site to be detected”) is the same between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain, First, in the selection of an arbitrary sequence on the nucleotide chain (the above (3)), the arbitrary sequences F1c, F2c, F3
c, R1, R2, R3, or F2c-R2 are selected to include the different sites to be detected. The first and second polynucleotide chains are contacted with a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain. The nucleotide chain analog binds tightly because it is completely complementary to the first polynucleotide chain. On the other hand, when the base at the different site to be detected in the second polynucleotide chain is the same base as the first polynucleotide chain, the nucleotide chain analog binds tightly similarly to the first polynucleotide chain. However, when the base at the different site to be detected is different from the first polynucleotide chain, the nucleotide chain analog has a lower melting point due to mispairing at the different site to be detected, and the first strand has a lower melting point. Weaker binding than with polynucleotide chains. As a result, in the amplification of a nucleotide chain in the presence of a nucleotide chain analog at a certain concentration, the rate of generation of an amplification product differs between the case where the first polypeptide chain is used as a template and the case where the second polypeptide chain is used as a template. Differences can occur. In other words, when the concentration of the nucleotide chain analog at the time of the amplification reaction is increased in order, at a certain concentration or more, a sequence having a sequence completely complementary to the nucleotide chain analog is obtained.
When one polynucleotide chain is used as a template, amplification is blocked, and when a second polynucleotide chain having a base different from the first polynucleotide at a different site to be detected is used as a template, amplification is not performed. proceed. Therefore, as a result, by examining the presence or absence of the amplification product, it becomes possible to detect a difference in the base sequence between the first nucleotide chain and the second polynucleotide chain.
【0037】より具体的には、図7のように、第1のポ
リヌクレオチド鎖において、検出すべき相違部位Aを含
むように任意配列F1cを選択する。次いで、このF1
cに相補的な配列を含むヌクレオチド鎖アナログ(例え
ば、ペプチド核酸)を第1のポリヌクレオチド鎖及び第
2のポリヌクレオチド鎖を鋳型として含む反応系中に添
加する。前記ヌクレオチド鎖アナログは、第1のポリヌ
クレオチド鎖のF1cと完全に相補的であるため、F1
c配列に強固に結合する。一方、第2のポリヌクレオチ
ド鎖を含む反応系中では、第2のポリヌクレオチド鎖上
の検出すべき相違部位Nが、第1のポリヌクレオチド鎖
と同様にAであれば、ヌクレオチド鎖アナログはF1c
配列に強固に結合するが、Aでなければ、ヌクレオチド
鎖アナログのF1c配列への結合親和性は低下する。そ
の結果、ある増幅反応条件下において、図7に示したよ
うに、N=Aであれば、F1c配列へのヌクレオチド鎖
アナログの強固な結合によって、増幅反応は阻害・遮断
されるのに対し、N≠Aであれば、F1c配列へのヌク
レオチド鎖アナログの結合強度はN=Aほど高くはな
く、増幅反応は進行する。従って、増幅産物の生成の有
無を調べることによって、第1のポリヌクレオチド鎖及
び第2のポリヌクレオチド鎖上の検出すべき相違部位が
同じ塩基であるか否かを判定することが可能となる。す
なわち、検出すべき相違部位の塩基を含む配列に相補的
な塩基配列を有するヌクレオチド鎖アナログ存在下で、
第1のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌクレオチド
鎖をそれぞれ鋳型とする以下のヌクレオチド鎖増幅反応
を行い、第1のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌク
レオチド鎖いずれを鋳型とした場合にも増幅産物が得ら
れなければ、前記2つのポリヌクレオチド鎖上の検出す
べき相違部位は、同じ塩基であると判定することがで
き、第1のポリヌクレオチド鎖を鋳型とした場合には増
幅産物が得られ、第2のポリヌクレオチド鎖を鋳型とし
た場合には増幅産物が得られれば、前記2つのポリヌク
レオチド鎖上の検出すべき相違部位は、異なる塩基であ
ると判定することができる。More specifically, as shown in FIG. 7, the arbitrary sequence F1c is selected so as to include the different site A to be detected in the first polynucleotide chain. Then, this F1
A nucleotide chain analog (for example, a peptide nucleic acid) containing a sequence complementary to c is added to a reaction system containing the first polynucleotide chain and the second polynucleotide chain as templates. Since the nucleotide chain analog is completely complementary to F1c of the first polynucleotide chain,
Strongly binds to the c sequence. On the other hand, in the reaction system containing the second polynucleotide chain, if the difference site N to be detected on the second polynucleotide chain is A as in the first polynucleotide chain, the nucleotide chain analog is F1c
Strongly binds to the sequence, but if not A, the binding affinity of the nucleotide chain analog to the F1c sequence is reduced. As a result, under a certain amplification reaction condition, as shown in FIG. 7, when N = A, the amplification reaction is inhibited and blocked by the strong binding of the nucleotide chain analog to the F1c sequence. If N ≠ A, the binding strength of the nucleotide chain analog to the F1c sequence is not as high as N = A, and the amplification reaction proceeds. Therefore, by examining the presence or absence of the generation of an amplification product, it is possible to determine whether or not the different sites to be detected on the first and second polynucleotide chains are the same base. That is, in the presence of a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to the sequence containing the base at the different site to be detected,
Performing the following nucleotide chain amplification reaction using the first polynucleotide chain and the second polynucleotide chain as templates, respectively, and using any of the first polynucleotide chain and the second polynucleotide chain as a template, an amplification product Is not obtained, the difference site to be detected on the two polynucleotide chains can be determined to be the same base, and an amplification product is obtained when the first polynucleotide chain is used as a template. When an amplification product is obtained when the second polynucleotide chain is used as a template, it can be determined that the different sites to be detected on the two polynucleotide chains are different bases.
【0038】なお、前記ヌクレオチド鎖アナログとして
は、ペプチド核酸(PNA:peptide nucleic acid)、ポ
リチオアミド、ポリスルフィナミド、ポリスルホナミド
等が挙げられる。特に、PNAは、以下の利点を有するこ
とから、本発明に好適に使用することができる。すなわ
ち、(1)PNAはDNAよりも、相補鎖DNAに強固に結合するた
め、PNA/DNA二本鎖は、対応するDNA/DNA二本鎖よりも高
い熱安定性を有する。例えば、15塩基長のPNA/DNA二本
鎖の融点は、対応するDNA/DNA二本鎖よりも約15℃高
い。(2)PNAはDNAよりも、相補鎖DNAに対する特異性が高
い。例えば、15塩基長からなる二本鎖における1塩基対
の誤対合によって引き起こされる融点の低下は、DNA/DN
A二本鎖の場合が約11℃であるのに対し、PNA/DNA二本鎖
の場合には約15℃である。(3)PNAはDNAよりも、水溶液
に対する溶解度が高いため反応時にDNAよりも高濃度で
使用することができる。(4)PNAは、DNAとは異なりDNAポ
リメラーゼによって認識されないため、DNAポリメラー
ゼの作用によってPNAの先にはヌクレオチド鎖が伸長す
ることがない。(5)DNAが物質としては酸性の性質を有し
ているのに対し、PNAは中性である。(6)PNAは、プロテ
アーゼやヌクレアーゼによって分解されず且つ広範囲の
pH安定性を有する。[0038] Examples of the nucleotide chain analog include peptide nucleic acid (PNA), polythioamide, polysulfinamide, polysulfonamide and the like. In particular, PNA can be suitably used in the present invention because it has the following advantages. That is, (1) PNA binds more tightly to complementary strand DNA than DNA, so PNA / DNA duplex has higher thermal stability than the corresponding DNA / DNA duplex. For example, the melting point of a 15 base long PNA / DNA duplex is about 15 ° C. higher than the corresponding DNA / DNA duplex. (2) PNA has higher specificity for complementary DNA than DNA. For example, the decrease in melting point caused by a single base pair mismatch in a 15 base long duplex is due to DNA / DN
In the case of A duplex, the temperature is about 11 ° C, whereas in the case of PNA / DNA duplex, the temperature is about 15 ° C. (3) Since PNA has a higher solubility in an aqueous solution than DNA, it can be used at a higher concentration than DNA during the reaction. (4) Unlike DNA, PNA is not recognized by DNA polymerase, so that the nucleotide chain does not extend beyond PNA by the action of DNA polymerase. (5) DNA has acidic properties as a substance, whereas PNA is neutral. (6) PNA is not degraded by proteases and nucleases and
Has pH stability.
【0039】PNAは、オリゴヌクレオチドのデオキシリ
ボース主鎖が、ペプチド主鎖で置換された構造を有す
る。ペプチド主鎖としては、アミド結合によって結合し
たN−(2−アミノエチル)グリシンの反復単位が挙げられ
る。図8に、N−(2−アミノエチル)グリシンの反復単位
を主鎖とするPNAの構造を示した。PNAのペプチド主鎖に
結合させる塩基としては、チミン、シトシン、アデニ
ン、グアニン、イノシン、ウラシル、5−メチルシトシ
ン、チオウラシル及び2,6−ジアミノプリンなどの天然
に存在する塩基、ブロモチミン、アザアデニン及びアザ
グアニンなどの人工塩基が挙げられる。なお、本発明の
検出方法において使用するペプチド核酸の長さは、通常
8〜30塩基、好ましくは10〜20塩基である。[0039] PNA has a structure in which the deoxyribose main chain of an oligonucleotide is substituted with a peptide main chain. Peptide backbones include N- (2-aminoethyl) glycine repeat units linked by amide bonds. FIG. 8 shows the structure of a PNA having a repeating unit of N- (2-aminoethyl) glycine as a main chain. Examples of the base to be bound to the peptide main chain of PNA include thymine, cytosine, adenine, guanine, inosine, uracil, 5-methylcytosine, thiouracil and 2,6-diaminopurine, and other naturally occurring bases, bromothymine, azaadenine and azaguanine. And the like. In addition, the length of the peptide nucleic acid used in the detection method of the present invention is usually 8 to 30 bases, preferably 10 to 20 bases.
【0040】上記ペプチド核酸は、まず公知の製造法
〔WO96/40685号公報〕によって、各核酸塩基を結合させ
たモノマーを製造後、得られたモノマーを、公知の一般
的ペプチド合成方法に従い反応させることにより得るこ
とができる。例えば、固相合成法に従い、自動シンセサ
イザーを用いて、所望の塩基配列となるように反応させ
ればよい。なお、上記方法においては、市販の試薬及び
原料を用いることができ、必要に応じて市販の試薬を常
法に従い適当に誘導体化して、例えば原料とするアミノ
酸の反応に関与しないN末端、C末端、側鎖官能基等の
保護反応を行なって、用いることができる。得られた核
酸塩基結合PNAは、高速液体クロマトグラフィー、電気
泳動クロマトグラフィー、溶媒抽出、塩析等の通常の分
離手段により容易に単離精製することができる。The above-mentioned peptide nucleic acid is first produced by a known production method [WO96 / 40685], after producing a monomer to which each nucleobase is bound, and then reacting the obtained monomer according to a known general peptide synthesis method. Can be obtained. For example, the reaction may be carried out so as to have a desired base sequence using an automatic synthesizer according to a solid phase synthesis method. In the above method, commercially available reagents and raw materials can be used. If necessary, commercially available reagents can be appropriately derivatized according to a conventional method, for example, N-terminal and C-terminal which do not participate in the reaction of the amino acid used as the raw material. , A side chain functional group or the like for protection. The obtained nucleobase-bound PNA can be easily isolated and purified by ordinary separation means such as high performance liquid chromatography, electrophoresis chromatography, solvent extraction, and salting out.
【0041】前記増幅反応は、酵素反応に好適なpHを与
える緩衝剤、酵素の触媒活性の維持やアニールのために
必要な塩類、酵素の保護剤、更には必要に応じて融解温
度(Tm)の調整剤等の共存下で行うことが好ましい。緩衝
剤としては、Tris-HCl等の中性から弱アルカリ性に緩衝
作用を持つものが用いられる。pHは使用するDNAポリメ
ラーゼに応じて調整する。塩類としてはKCl、NaCl、あ
るいは(NH4)2SO4等が、酵素の活性維持と核酸の融解温
度(Tm)調整のために適宜添加される。酵素の保護剤とし
ては、ウシ血清アルブミンや糖類が利用される。さらに
融解温度(Tm)の調整剤として、ジメチルスルホキシド(D
MSO)、ホルムアミド、ベタイン(N,N,N,-trimethylglyci
ne)及びテトラアルキルアンモニウム塩等を利用するこ
とができる。融解温度(Tm)の調整剤を利用することによ
って、前記オリゴヌクレオチドのアニールを限られた温
度条件の下で調整することができる。特に、ベタイン
(N,N,N,-trimethylglycine)やテトラアルキルアンモニ
ウム塩は、そのisostabilize作用によって鎖置換効率の
向上にも有効である。ベタインは、反応液中0.2〜3.0
M、好ましくは0.5〜1.5 M程度の添加により、本発明の
核酸増幅反応の促進作用を期待できる。これらの融解温
度の調整剤は、融解温度を下げる方向に作用するので、
塩濃度や反応温度等のその他の反応条件を考慮して、適
切なストリンジェンシーと反応性を与える条件を経験的
に設定する。In the amplification reaction, a buffer for giving a pH suitable for the enzymatic reaction, salts necessary for maintaining or annealing the catalytic activity of the enzyme, a protective agent for the enzyme, and, if necessary, a melting temperature (Tm) It is preferably carried out in the co-presence of a regulator or the like. As the buffering agent, one having a neutral to weak alkaline buffering action such as Tris-HCl is used. The pH is adjusted according to the DNA polymerase used. As salts, KCl, NaCl, (NH4) 2SO4 and the like are appropriately added for maintaining the activity of the enzyme and adjusting the melting temperature (Tm) of the nucleic acid. Bovine serum albumin and saccharides are used as enzyme protecting agents. Further, as a modifier for the melting temperature (Tm), dimethyl sulfoxide (D
MSO), formamide, betaine (N, N, N, -trimethylglyci
ne) and tetraalkylammonium salts and the like can be used. By utilizing a melting temperature (Tm) adjuster, the annealing of the oligonucleotide can be adjusted under limited temperature conditions. In particular, betaine
(N, N, N, -trimethylglycine) and tetraalkylammonium salts are also effective in improving the strand displacement efficiency by their isostabilize action. Betaine is 0.2-3.0 in the reaction solution.
M, preferably about 0.5 to 1.5 M, can be expected to promote the nucleic acid amplification reaction of the present invention. Since these melting temperature modifiers act in the direction of lowering the melting temperature,
Considering other reaction conditions such as salt concentration and reaction temperature, conditions for providing appropriate stringency and reactivity are empirically set.
【0042】LAMP法においては、一連の反応が常に複数
の領域の位置関係を維持した状態でなければ進行しない
ことが重要な特徴である。この特徴によって、非特異的
な相補鎖合成に伴う非特異的な合成反応が効果的に防止
できるのである。すなわち、たとえ何らかの非特異的な
反応が起きたとしても、その生成物が以降の増幅工程に
対して出発材料となる可能性を低く押さえることにつな
がるのである。またより多くの領域によって反応の進行
が制御されているということは、類似した塩基配列の厳
密な識別を可能とする検出系を自由に構成できることに
つながる。An important feature of the LAMP method is that a series of reactions does not proceed unless the positional relationship among a plurality of regions is always maintained. By this feature, non-specific synthesis reaction accompanying non-specific complementary strand synthesis can be effectively prevented. That is, even if any non-specific reaction occurs, the possibility that the product becomes a starting material for the subsequent amplification step is reduced. The fact that the progress of the reaction is controlled by more regions leads to the freedom to construct a detection system that enables strict identification of similar base sequences.
【0043】増幅されたヌクレオチド鎖は、一本鎖とは
言え相補的な塩基配列から構成されるため、その大部分
が塩基対結合を形成している。この特徴を利用して、増
幅産物の検出が可能である。エチジウムブロマイド、SY
BR Green I、あるいはPico Greenのような2本鎖特異イ
ンターカレーターである蛍光色素の存在下でLAMP法を実
施すれば、生成物の増加に伴って蛍光強度の増大が観察
される。これをモニターすれば、閉鎖系でリアルタイム
な増幅反応の追跡が可能である。この種の検出系はPCR
法への応用も考えられているが、プライマーダイマー等
によるシグナルの発生と区別がつかないことから問題が
多いとされている。しかし本発明に応用した場合には、
非特異的な塩基対結合が増加する可能性が非常に低いこ
とから、高い感度と少ないノイズが同時に期待できる。
2本鎖特異インターカレーターと同様に、均一系の検出
系を実現する方法として、蛍光エネルギー転移の利用が
可能である。Although the amplified nucleotide chain is composed of a complementary base sequence, although it is a single strand, most of the base chain forms a base pair bond. Utilizing this feature, amplification products can be detected. Ethidium bromide, SY
When the LAMP method is performed in the presence of a fluorescent dye that is a double-strand-specific intercalator such as BR Green I or Pico Green, an increase in the fluorescence intensity is observed with an increase in the product. By monitoring this, it is possible to track the amplification reaction in a closed system in real time. This type of detection system is PCR
Although application to the method has been considered, it is said that there are many problems since it is indistinguishable from the generation of a signal by a primer dimer or the like. However, when applied to the present invention,
Since the possibility of increasing nonspecific base pairing is very low, high sensitivity and low noise can be expected at the same time.
As with the duplex-specific intercalator, fluorescence energy transfer can be used as a method for realizing a homogeneous detection system.
【0044】LAMP法の好ましい態様によれば、1本のヌ
クレオチド鎖上に塩基対結合が可能な多数のループがも
たらされる。このことは、核酸1分子に多数のプローブ
がハイブリダイズ可能なことを意味しており、感度の高
い検出を可能とする。また感度のみならず、たとえば凝
集反応のような特殊な反応原理に基づく核酸の検出方法
を可能とするものでもある。たとえばポリスチレンラテ
ックスのような微粒子に固定したプローブを本発明によ
る反応生成物に加えると、プローブとのハイブリダイゼ
ーションに伴ってラテックス粒子の凝集が観察される。
凝集の強度を光学的に測定すれば、高感度に、しかも定
量的な観察が可能である。あるいは、凝集反応を肉眼的
に観察することもできるので、光学的な測定装置を使わ
ない反応系を構成することもできる。According to a preferred embodiment of the LAMP method, a large number of base-pairable loops are provided on one nucleotide chain. This means that a large number of probes can hybridize to one molecule of nucleic acid, and enables highly sensitive detection. In addition, the present invention enables a nucleic acid detection method based on not only sensitivity but also a special reaction principle such as an agglutination reaction. For example, when a probe immobilized on fine particles such as polystyrene latex is added to the reaction product of the present invention, aggregation of latex particles is observed with hybridization with the probe.
If the intensity of aggregation is optically measured, highly sensitive and quantitative observation is possible. Alternatively, since the agglutination reaction can be visually observed, a reaction system that does not use an optical measurement device can be configured.
【0045】(8) LAMP法に基づく遺伝子配列間相違検出
法の応用 本発明の検出法は、ヌクレオチド鎖上の点突然変異、一
塩基多型の検出に適用することができる。すなわち、遺
伝病の中には、点突然変異が原因となっているものが多
数知られている。これらの遺伝病の予防・検査・診断の
ためには、原因遺伝子中に点突然変異が存在する否かを
調べることが重要である。本発明の検出法は、そのよう
な点突然変異の検出に好適に使用することが可能であ
る。また、同じ医薬品を投与しても、副作用の出る患者
と出ない患者が存在する。この個人差発生の大きな原因
は一塩基多型にあるとされている。従って、各個人の一
塩基多型部位の遺伝子型を同定することによって、各患
者に最適の薬を、最適量、正しい時間に投与する、いわ
ゆるテネーラーメイド医療(カスタムメイド医療ともい
う)が可能となる。本発明の検出法は、そのような一塩
基多型の検出に好適に使用することが可能である。(8) Application of the method for detecting differences between gene sequences based on the LAMP method The detection method of the present invention can be applied to the detection of point mutations and single nucleotide polymorphisms on nucleotide chains. That is, many genetic diseases are known to be caused by point mutation. In order to prevent, test and diagnose these genetic diseases, it is important to investigate whether or not point mutations exist in the causative gene. The detection method of the present invention can be suitably used for detecting such a point mutation. In addition, there are patients who show side effects and patients who do not show side effects even if the same medicine is administered. A major cause of this individual difference is attributed to single nucleotide polymorphism. Therefore, by identifying the genotype of a single nucleotide polymorphism site in each individual, so-called tener-made medicine (also referred to as custom-made medicine), in which the optimal drug is administered to each patient in the optimal amount and at the correct time, is possible. Becomes The detection method of the present invention can be suitably used for detecting such a single nucleotide polymorphism.
【0046】2.本発明の遺伝子配列間相違検出キット 本発明の遺伝子配列間相違検出方法は、当該検出方法の
実施に必要な試薬類を、パッケージングし、キットとし
て供給することが可能である。より具体的には、例え
ば、互いに相同な第1のポリヌクレオチド鎖(対照ヌク
レオチド鎖)及び第2のポリヌクレオチド鎖(試験対象
ヌクレオチド鎖)において、第2のポリヌクレオチド鎖
上の特定の塩基部位が、第1のポリヌクレオチド鎖上の
対応する部位の塩基と相違するか否かを検出するキット
の場合、以下の構成要素を含むものが挙げられる。2. Kit for detecting a difference between gene sequences of the present invention In the method for detecting a difference between gene sequences of the present invention, reagents necessary for carrying out the detection method can be packaged and supplied as a kit. More specifically, for example, in a first polynucleotide strand (control nucleotide strand) and a second polynucleotide strand (nucleotide strand to be tested) which are homologous to each other, a specific base site on the second polynucleotide strand is In the case of a kit for detecting whether or not the base is different from the base at the corresponding site on the first polynucleotide chain, a kit containing the following components may be mentioned.
【0047】〔キットの構成要素〕 (a)第1のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき相違部
位の塩基を含む配列に相補的な塩基配列を有するヌクレ
オチド鎖アナログ(例えば、ペプチド核酸) (b)第1のポリヌクレオチド鎖上の標的領域の3'末端
から当該ポリヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって第
1の任意配列F1c、第2の任意配列F2c及び第3の
任意配列F3cをそれぞれ選択し、標的増幅領域の5'末
端から当該ポリヌクレオチド鎖の5'末端方向に向かって
順に第4の任意配列R1、第5の任意配列R2及び第6
の任意配列R3をそれぞれ選択した場合、前記F2cに
対し相補的な配列F2及び該F2の5'側に前記F1cと
同一の配列を含むプライマー、前記F3cに対し相補的
な配列F3を含むプライマー、前記R2と同一の配列及
び該配列の5'側に前記R1に対し相補的な配列R1cを
含むプライマー、並びに前記R3と同一の配列を含むプ
ライマー、 (c)鎖置換型の相補鎖合成反応を触媒するDNAポリメ
ラーゼ、及び (d)要素(c)の基質となるヌクレオチド。[Components of Kit] (a) Nucleotide chain analog (eg, peptide nucleic acid) having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain (b) The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third arbitrary sequence F3c are respectively selected from the 3 ′ end of the target region on the first polynucleotide chain toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain. The fourth arbitrary sequence R1, the fifth arbitrary sequence R2, and the sixth arbitrary sequence R1 are sequentially arranged from the 5 'end of the target amplification region toward the 5' end of the polynucleotide chain.
When an arbitrary sequence R3 is selected, a primer containing the sequence F2 complementary to the F2c and a sequence identical to the F1c on the 5 ′ side of the F2, a primer containing the sequence F3 complementary to the F3c, A primer containing the same sequence as the R2 and a sequence R1c complementary to the R1 on the 5 ′ side of the sequence, and a primer containing the same sequence as the R3. (C) a strand displacement type complementary strand synthesis reaction A DNA polymerase that catalyzes, and (d) a nucleotide that serves as a substrate for element (c).
【0048】上記キットの構成要素は、使用するLAMP法
の態様に応じて変化し得る。例えば、図5及び図6の態
様のLAMP法の場合には、上記構成要素(b)のR2と同
一の配列及び該配列の5'側に前記R1に対し相補的な配
列R1cを含むプライマーに代えて、R1と同一の配列
を含むプライマーが使用される。また、上記キットに
は、必要に応じて、さらに酵素反応に好適な条件を与え
る緩衝液、合成反応生成物の検出のために必要な試薬類
が加えられ得る。The components of the kit can vary depending on the embodiment of the LAMP method used. For example, in the case of the LAMP method of the embodiment of FIGS. 5 and 6, a primer containing the same sequence as R2 of the above component (b) and a sequence R1c complementary to the above R1 on the 5 ′ side of the above sequence is used. Instead, a primer containing the same sequence as R1 is used. In addition, the kit may further contain, if necessary, a buffer for giving conditions suitable for the enzymatic reaction and reagents necessary for detecting a synthesis reaction product.
【0049】さらに、本発明の好ましい態様において
は、反応途中で試薬の添加が不要なことから、1回の反
応に必要な試薬を反応容器に分注した状態で供給するこ
とにより、サンプルの添加のみで反応を開始できる状態
とすることができる。さらに、発光シグナルや蛍光シグ
ナルを利用して、反応生成物の検出を反応容器のままで
行えるようなシステムとすることによって、反応後の容
器の開封を全面的に廃止することができる。これは、コ
ンタミネーションの防止上、たいへん望ましいことであ
る。Further, in a preferred embodiment of the present invention, since it is not necessary to add the reagent during the reaction, the reagent necessary for one reaction is supplied in a state of being dispensed to the reaction vessel, whereby the sample is added. The reaction can be started only by the reaction. Furthermore, by using a system in which a reaction product can be detected in a reaction vessel using a luminescence signal or a fluorescence signal, the opening of the vessel after the reaction can be completely abolished. This is very desirable in preventing contamination.
【0050】[0050]
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明をさらに具
体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定され
るものではないことは明らかである。 〔実施例1〕 M13mp18内の領域の増幅 M13mp18(配列番号1)を鋳型として、M13mp18内の一部
の領域の増幅を試みた。増幅反応に使用したM13FAプラ
イマー、M13RAプライマー、M13F3プライマー及びM13R3
プライマーの特徴を表1に、該プライマーの標的配列に
対する位置関係を図9に示した。M13FAプライマー及びM
13RAプライマーはインナープライマー、M13F3プライマ
ー及びM13R3プライマーはそれぞれ前記M13FAプライマー
及びM13RAプライマーを合成起点として得られたヌクレ
オチド鎖に対し鎖置換型のDNA合成を行うためのアウタ
ープライマーである。アウタープライマーはM13FAプラ
イマー(あるいはM13RAプライマー)よりも後から相補
鎖合成の起点となるべきプライマーなので、M13FAプラ
イマー(あるいはM13RAプライマー)と隣接する領域に
コンティギュアス・スタッキング現象を利用してアニー
ルするように設計した。また、M13FAプライマー(ある
いはM13RAプライマー)のアニールが優先的に起こるよ
うにこれらのプライマー濃度を高く設定した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples, but it is apparent that the present invention is not limited to the following examples. [Example 1] Amplification of a region in M13mp18 Using M13mp18 (SEQ ID NO: 1) as a template, amplification of a partial region in M13mp18 was attempted. M13FA primer, M13RA primer, M13F3 primer and M13R3 used in the amplification reaction
The characteristics of the primers are shown in Table 1, and the positional relationship of the primers to the target sequence is shown in FIG. M13FA primer and M
The 13RA primer is an inner primer, and the M13F3 and M13R3 primers are outer primers for performing strand displacement DNA synthesis on a nucleotide chain obtained using the M13FA primer and the M13RA primer as synthesis starting points, respectively. Since the outer primer is a primer to be used as a starting point for complementary strand synthesis after the M13FA primer (or M13RA primer), anneal to the region adjacent to the M13FA primer (or M13RA primer) using the continuous stacking phenomenon. Designed to. The concentrations of these primers were set high so that annealing of the M13FA primer (or M13RA primer) occurred preferentially.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】このようなプライマーによって、M13mp18
の領域F1cからR1cにいたる領域とその相補的な塩
基配列とが、F2cを含むループ形成配列を挟んで1本
鎖上に交互に連結した核酸が合成される。これらのプラ
イマーによる本発明による核酸の合成方法のための反応
液組成を以下に示す。With such a primer, M13mp18
A nucleic acid is synthesized in which a region from region F1c to region R1c and its complementary base sequence are alternately linked on a single strand with a loop-forming sequence containing F2c interposed therebetween. The composition of a reaction solution for the method for synthesizing a nucleic acid according to the present invention using these primers is shown below.
【0053】 (反応液組成) 20mM Tris-HCl pH8.8 10mM KCl 10mM (NH4)2SO4 6mM MgSO4 0.1% Triton X-100 5% ジメチルスルホキシド(DMSO) 0.4mM dNTP 鋳型DNA:13mp18 dsDNA (配列番号1) プライマー: 800nM M13FA(配列番号2) 800nM M13RA(配列番号3) 200nM M13F3(配列番号4) 200nM M13R3(配列番号5) 反応液量 25 μl(Reaction solution composition) 20 mM Tris-HCl pH8.8 10 mM KCl 10 mM (NH4) 2SO4 6 mM MgSO4 0.1% Triton X-100 5% dimethyl sulfoxide (DMSO) 0.4 mM dNTP Template DNA: 13mp18 dsDNA (SEQ ID NO: 1) Primers: 800 nM M13FA (SEQ ID NO: 2) 800 nM M13RA (SEQ ID NO: 3) 200 nM M13F3 (SEQ ID NO: 4) 200 nM M13R3 (SEQ ID NO: 5) Reaction volume 25 μl
【0054】上記反応液を95℃で5分間加熱し、鋳型DN
Aを変性させて1本鎖とした。反応液を氷水上に移し、B
st DNA ポリメラーゼ(NEW ENGLAND BioLabs社製)を4U
添加し、65℃で1時間反応させた。反応後、80℃に10分
間維持することによって反応を停止し再び氷水上に移し
た。The above reaction solution was heated at 95 ° C. for 5 minutes,
A was denatured to a single strand. Transfer the reaction solution to ice water,
4U of st DNA polymerase (NEW ENGLAND BioLabs)
The mixture was added and reacted at 65 ° C. for 1 hour. After the reaction, the reaction was stopped by maintaining the temperature at 80 ° C. for 10 minutes, and then transferred to ice water again.
【0055】次いで、上記反応液の5μL に1μLのloa
ding bufferを添加し、2%アガロースゲル(0.5% TB
E)を使って、1時間、80Vで電気泳動後、ゲルをSYBR G
reenI (Molecular Probes,Inc.)で染色して核酸を確認
した。なお、分子サイズマーカーとして、XIV(100bp la
dder, Boehringer Mannheim製)を使用した。結果を、図
10に示した。レーン1はXIV size marker、レーン2は1f
mol M13mp18 dsDNA、レーン3はターゲットなしのコン
トロールである。レーン3では未反応のプライマーが染
色されている以外にバンドは確認されなかった。レーン
2はターゲットが存在する場合、低サイズのバンドのラ
ダーと高サイズでのスメアな染色、およびゲル内でほと
んど泳動されていないバンドとして生成物が確認され
た。低サイズのバンドのうち、290bp、450bp付近のバン
ドは、それぞれ本発明の合成反応により予想される産物
である、配列番号6および配列番号7が2本鎖となった
もの(図4中、LおよびPが2本鎖となったものに相
当)および配列番号8(図4中、Oの長い1本鎖に相
当)とサイズが一致することから、反応が予想されると
おりに進行していることが確認された。高サイズのスメ
アなパターン、および泳動されていないバンドは、本反
応が基本的に連続的な反応であることから、反応産物が
一定のサイズにはならないこと、そして部分的な1本
鎖、あるいは2本鎖の複合体を形成した複雑な構造をと
もなっているため、結果としてこのような泳動結果を与
えるものと考えられた。Next, 1 μL of loa was added to 5 μL of the above reaction solution.
Add ding buffer and add 2% agarose gel (0.5% TB
After electrophoresis at 80 V for 1 hour using E), the gel is
Nucleic acid was confirmed by staining with reenI (Molecular Probes, Inc.). As a molecular size marker, XIV (100bp la
dder, Boehringer Mannheim). Figure
10 Lane 1 is XIV size marker, Lane 2 is 1f
mol M13mp18 dsDNA, lane 3 is control without target. In lane 3, no band was confirmed except for the unreacted primer being stained. In the case of the target, the product was confirmed as a ladder of a low-size band, a smear of a high-size band, and a band that hardly migrated in the gel when the target was present. Among the low-size bands, the bands near 290 bp and 450 bp are those in which SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7, which are products expected by the synthesis reaction of the present invention, are double-stranded (L in FIG. 4). And P correspond to a double strand) and SEQ ID NO: 8 (corresponding to a single O long strand in FIG. 4), and the reaction proceeds as expected. It was confirmed that. The high-sized smeared pattern and the unmigrated band indicate that the reaction product is not of a certain size because the reaction is basically continuous, and that the partial single-stranded or It was thought that such an electrophoresis result was given as a result because of the complex structure in which a double-stranded complex was formed.
【0056】〔実施例2〕 反応産物の制限酵素消化確
認 実施例1において得られた増幅産物の構造を明らかにす
るため、制限酵素消化を行った。制限酵素消化によって
理論どおりの断片を生じる一方、実施例1で観察された
高サイズのスメアなパターンや泳動されないバンドが消
滅すれば、これらがいずれも本発明によって合成された
1本鎖上に相補的な塩基配列を交互に連結した核酸であ
ることが推定できる。Example 2 Confirmation of Restriction Enzyme Digestion of Reaction Product In order to clarify the structure of the amplification product obtained in Example 1, restriction enzyme digestion was performed. If the digestion with restriction enzymes generates fragments as expected, but the high-sized smeared pattern observed in Example 1 and the bands that do not migrate disappear, these are all complementary to the single strand synthesized according to the present invention. It can be presumed that the nucleic acid is a nucleic acid in which basic nucleotide sequences are alternately linked.
【0057】実施例1の反応液を8本分(200μL)プー
ルし、フェノール処理後、エタノール沈でんを行って精
製した。この沈でんを回収して200μLのTE緩衝液で再溶
解し、その10μLを制限酵素BamHI、PvuII、およびHindI
IIでそれぞれ37℃2時間消化した。消化物を2%アガロ
ースゲル(0.5% TBE)を使って、1時間、80mVで電気泳
動した。分子サイズマーカーとして、SUPER LADDER-LOW
(100bp ladder)(Gensura Laboratories,Inc.製)を使
用した。泳動後のゲルをSYBR Green I (Molecular Prob
es,Inc.)で染色して核酸を確認した。結果を図11に示し
た。レーン1はXIV size marker、レーン2は精製物のB
amHI消化物、レーン3は精製物のPvuII消化物、レーン
4は精製物のHindIII消化物である。Eight reaction mixtures (200 μL) were pooled, treated with phenol, and purified by ethanol precipitation. The precipitate was collected, redissolved in 200 μL of TE buffer, and 10 μL of the precipitate was digested with restriction enzymes BamHI, PvuII, and HindI.
Each was digested with II at 37 ° C. for 2 hours. The digest was electrophoresed on a 2% agarose gel (0.5% TBE) for 1 hour at 80 mV. SUPER LADDER-LOW as a molecular size marker
(100 bp ladder) (manufactured by Gensura Laboratories, Inc.) was used. Run the gel after electrophoresis with SYBR Green I (Molecular Prob
es, Inc.) to confirm the nucleic acid. The results are shown in FIG. Lane 1 is XIV size marker, Lane 2 is purified B
AmHI digest, lane 3 is a PvuII digest of the purified product, and lane 4 is a HindIII digest of the purified product.
【0058】ここで比較的鎖長の短い増幅生成物を構成
している塩基配列は、配列番号8、配列番号9、配列番
号10、および配列番号11等と推定される。これらの
塩基配列から、推測される各制限酵素消化断片のサイズ
は表1のとおりである。表中のLは、ループ(1本鎖)
を含む断片なので泳動位置が未確定であることを示す。Here, the nucleotide sequences constituting the amplification product having a relatively short chain length are estimated to be SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, etc. Table 1 shows the size of each restriction enzyme digest fragment estimated from these nucleotide sequences. L in the table is a loop (single strand)
Indicates that the migration position is undetermined.
【0059】[0059]
【表2】 [Table 2]
【0060】未消化でのバンドのほとんどが消化後には
推定されるサイズのバンドへ変化したことから、目的の
反応産物が増幅されていることが確認された。また非特
異的産物はほとんどないことも示された。Most of the undigested band changed to a band of an estimated size after digestion, confirming that the desired reaction product was amplified. It was also shown that there were few non-specific products.
【0061】〔実施例3〕 ベタイン添加による増幅反
応の促進 増幅反応液中へのベタイン(betaine: N,N,N,-trimethyl
glycine、SIGMA)添加による、核酸の増幅反応に対する
効果を調べる実験を行った。実施例1と同様に、M13mp1
8を鋳型とし、本発明による1本鎖上に相対的な塩基配
列が交互に連結された核酸の合成方法を、種々の濃度の
ベタイン存在下で行った。実験に使用したプライマー
は、実施例1で使用したものと同じである。鋳型DNA量
は、10-21 mol (M13mp18)で、陰性対照として水を用い
た。添加するベタインは、0、0.5、1、2 Mの濃度になる
ように反応液に加えた。反応液組成を以下に示す。Example 3 Promotion of Amplification Reaction by Adding Betaine Betaine (betaine: N, N, N, -trimethyl)
An experiment was conducted to examine the effect of the addition of glycine and SIGMA) on the amplification reaction of nucleic acids. As in Example 1, M13mp1
The method for synthesizing a nucleic acid in which relative base sequences are alternately linked on a single strand using the template No. 8 as a template was carried out in the presence of various concentrations of betaine. The primers used in the experiment are the same as those used in Example 1. The amount of template DNA was 10 -21 mol (M13mp18), and water was used as a negative control. The betaine to be added was added to the reaction solution so that the concentrations became 0, 0.5, 1, and 2 M. The composition of the reaction solution is shown below.
【0062】 (反応液組成) 20mM Tris-HCl pH8.8 4mM MgSO4 0.4mM dNTPs 10mM KCl 10mM (NH4)2SO4 0.1% TritonX-100 鋳型DNA:M13mp18 dsDNA(配列番号1) プライマー: 800nM M13FA(配列番号2) 800nM M13RA(配列番号3) 200nM M13F3(配列番号4) 200nM M13R3(配列番号5) 反応液量 25 μl(Reaction solution composition) 20 mM Tris-HCl pH8.8 4 mM MgSO4 0.4 mM dNTPs 10 mM KCl 10 mM (NH4) 2SO4 0.1% TritonX-100 Template DNA: M13mp18 dsDNA (SEQ ID NO: 1) Primer: 800 nM M13FA (SEQ ID NO: 2) ) 800 nM M13RA (SEQ ID NO: 3) 200 nM M13F3 (SEQ ID NO: 4) 200 nM M13R3 (SEQ ID NO: 5) Reaction volume 25 μl
【0063】使用したポリメラーゼ、反応条件、反応後
の電気泳動条件は、実施例1に記載したものと同じであ
る。結果を図12に示した。ベタイン濃度0.5、1.0M存在
下での反応では、増幅産物量が増大した。また2.0Mまで
増やすと逆に増幅産物は確認されなかった。これによ
り、適度のベタイン存在で、増幅反応が促進されること
が示された。ベタイン濃度2Mの場合に、増幅産物が低下
したことは、Tmが低下しすぎたのが原因と考えられた。The polymerase used, reaction conditions, and electrophoresis conditions after the reaction are the same as those described in Example 1. The results are shown in FIG. In the reaction in the presence of betaine concentrations of 0.5 and 1.0 M, the amount of amplification product increased. On the other hand, when the concentration was increased to 2.0 M, no amplification product was confirmed. This showed that the amplification reaction was promoted in the presence of an appropriate amount of betaine. The decrease in amplification product at a betaine concentration of 2 M was considered to be due to the Tm being too low.
【0064】〔実施例4〕 K-ras遺伝子上の点変異の
検出 (1) K-ras mutant2(変異型)の作製 ターゲットDNAとして、K-ras(野生型)、およびK-ras
のコドン12(GGT)がAGTに1塩基置換しているK-ras mu
tant2(変異型)を用いた。変異型であるK-rasmutant2
の作製は、LA PCRTM in vitro Mutagenesis Kit(宝酒
造)を使用し、1塩基置換を導入した。その後、シーク
エンシングにより配列を確認した。F1領域での配列を
以下に示す。 野生型:5'-AGTTGGAGCTGGTGGCGTA-3'(配列番号12) 変異型:5'-AGTTGGAGCTAGTGGCGTA-3'(配列番号13)[Example 4] Detection of point mutation on K-ras gene (1) Preparation of K-ras mutant2 (mutant type) K-ras (wild type) and K-ras
K-ras mu in which codon 12 (GGT) of AGT is replaced by 1 base
tant2 (mutant type) was used. Mutant K-rasmutant2
Was prepared using LA PCR ™ in vitro Mutagenesis Kit (Takara Shuzo) and introducing a single base substitution. Thereafter, the sequence was confirmed by sequencing. The sequence in the F1 region is shown below. Wild type: 5'-AGTTGGAGCTGGTGGCGTA-3 '(SEQ ID NO: 12) Mutant type: 5'-AGTTGGAGCTAGTGGCGTA-3' (SEQ ID NO: 13)
【0065】(2)プライマー及び増幅領域 LAMP法によるヌクレオチド鎖の増幅に以下の配列を有す
るプライマーを用いた。また、各プライマーのK-ras DN
A(配列番号14)上での位置関係を図13に示した。 プライマーFA:5'-CTACGCCACCAGCTCCAACTTTTTATAAGGCCT
GCTGAAAATGACT-3'(配列番号15) プライマーFA:5'-CAAGAGTGCCTTGACGATACAGCTTTACCTCTA
TTGTTGGATCATATTCG-3'(配列番号16) プライマーF3:5'-TGTATTAACCTTATGTGTGACATGTTC-3'
(配列番号17) プライマーR3:5'-ATCAAAGAATGGTCCTGCAC-3' (配列番
号18)(2) Primers and amplification region Primers having the following sequences were used for amplification of nucleotide chains by the LAMP method. In addition, K-ras DN of each primer
The positional relationship on A (SEQ ID NO: 14) is shown in FIG. Primer FA: 5'-CTACGCCACCAGCTCCAACTTTTTATAAGGCCT
GCTGAAAATGACT-3 '(SEQ ID NO: 15) Primer FA: 5'-CAAGAGTGCCTTGACGATACAGCTTTACCTCTA
TTGTTGGATCATATTCG-3 '(SEQ ID NO: 16) Primer F3: 5'-TGTATTAACCTTATGTGTGACATGTTC-3'
(SEQ ID NO: 17) Primer R3: 5'-ATCAAAGAATGGTCCTGCAC-3 '(SEQ ID NO: 18)
【0066】(3)ペプチド核酸(PNA)の合成 図13のように、F1領域の配列に対応する以下の配列を
有するペプチド核酸を、EXPEDITE 8909(PE Biosystem社
製)を使用しFmoc法により合成した。 PNA配列:5'-TACGCCACCAGCTCC-3'(配列番号19)(3) Synthesis of Peptide Nucleic Acid (PNA) As shown in FIG. 13, a peptide nucleic acid having the following sequence corresponding to the sequence of the F1 region was synthesized by the Fmoc method using EXPEDITE 8909 (manufactured by PE Biosystem). did. PNA sequence: 5'-TACGCCACCAGCTCC-3 '(SEQ ID NO: 19)
【0067】 (4)遺伝子の増幅 (反応液組成) 添加量 最終濃度 10×耐熱性ポリメラーゼ緩衝液 2.5μl X1 100mM MgSO4 0.5μl 2mM 5mM dNTPs 2μl 0.4mM 20pmol/μl FAプライマー 2μl 1.6μM 20pmol/μl RAプライマー 2μl 1.6μM 5pmol/μl F3プライマー 1μl 0.2μM 5pmol/μl R3プライマー 1μl 0.2μM 4M Betaine 6.25μl 1M PNA 2μl k-ras DNA 2μl 0.5×10-17mol 1×10-17mol 又は 0.5×10-19mol 1×10-19mol DW 2.75μl 容量 25μl(4) Gene Amplification (Reaction Composition) Addition Amount Final Concentration 10 × Thermostable Polymerase Buffer 2.5 μl X1 100 mM MgSO4 0.5 μl 2 mM 5 mM dNTPs 2 μl 0.4 mM 20 pmol / μl FA Primer 2 μl 1.6 μM 20 pmol / μl RA primer 2 [mu] l 1.6 [mu] M 5 pmol F3 primer 1 [mu] l 0.2 [mu] M 5 pmol R3 primer 1μl 0.2μM 4M Betaine 6.25μl 1M PNA 2μl k-ras DNA 2μl 0.5 × 10 -17 mol 1 × 10 -17 mol or 0.5 × 10 -19 mol 1 × 10 -19 mol DW 2.75 μl volume 25 μl
【0068】上記反応液を95℃で5分間加熱し、鋳型DN
Aを変性させて1本鎖とした。反応液を氷水上に移し、B
st DNA ポリメラーゼ(NEW ENGLAND BioLabs社製)を4U
添加し、60℃で2時間反応させた。反応後、80℃に10分
間維持することによって反応を停止し再び氷水上に移し
た。The above reaction solution was heated at 95 ° C. for 5 minutes,
A was denatured to a single strand. Transfer the reaction solution to ice water,
4U of st DNA polymerase (NEW ENGLAND BioLabs)
The mixture was added and reacted at 60 ° C. for 2 hours. After the reaction, the reaction was stopped by maintaining the temperature at 80 ° C. for 10 minutes, and then transferred to ice water again.
【0069】次いで、上記反応液の5μL に1μLのloa
ding bufferを添加し、2%アガロースゲル(0.5% TB
E)を使って、1時間、80Vで電気泳動後、ゲルをSYBR G
reenI (Molecular Probes,Inc.)で染色して核酸を確認
した。なお、分子サイズマーカーとして、XIV(100bp la
dder, Boehringer Mannheim製)を使用した。結果を、図
14に示した。図14上の電気泳動像は、1×10-17mol/tube
の鋳型k-rasDNA存在下で反応を行ったときの結果を、図
14下の電気泳動像は、1×10-19mol/tubeの鋳型k-rasDNA
存在下で反応を行ったときの結果を示している。いずれ
ともレーン1〜8は野生型k-ras遺伝子を、レーン9〜1
6は変異型k-ras遺伝子を鋳型とした場合である。また、
レーン1及び9はPNA濃度0pmol/tube、レーン2及び10はP
NA濃度0.1pmol/tube、レーン3及び11はPNA濃度0.4pmol/
tube、レーン4及び12はPNA濃度1.6pmol/tube、レーン5
及び13はPNA濃度6.25pmol/tube、レーン6及び14はPNA
濃度25pmol/tube、レーン7及び15はPNA濃度100pmol/tu
be、レーン8及び16はPNA濃度200pmol/tubeの場合であ
る。図14上において、レーン7及び8では、レーン1〜6に
おいて見られる増幅産物が見られないのに対し、同じPN
A濃度のレーン15及び16では、レーン9〜14と同様に増幅
産物が検出された。また、図14下においては、レーン4
〜8では、レーン1〜3において見られる増幅産物が見ら
れないのに対し、レーン12〜15にかけては、PNA濃度の
増大に伴って、増幅産物の量は低下しているものの、増
幅産物が検出された。以上のことから、本発明の遺伝子
配列間の相違検出方法によって、1塩基の違いに基づく
遺伝子配列間の差異を検出することができることがわか
った。Next, 1 μL of loa was added to 5 μL of the above reaction solution.
Add ding buffer and add 2% agarose gel (0.5% TB
After electrophoresis at 80 V for 1 hour using E), the gel is
Nucleic acid was confirmed by staining with reenI (Molecular Probes, Inc.). As a molecular size marker, XIV (100bp la
dder, Boehringer Mannheim). Figure
14 The electrophoresis image on FIG. 14 is 1 × 10 −17 mol / tube
Figure shows the results when the reaction was performed in the presence of the template k-ras DNA.
14 Electrophoresis image below shows 1 × 10 -19 mol / tube template k-ras DNA
It shows the results when the reaction was performed in the presence. In each case, lanes 1 to 8 show the wild-type k-ras gene, and lanes 9 to 1
6 shows a case where the mutant k-ras gene was used as a template. Also,
Lanes 1 and 9 have a PNA concentration of 0 pmol / tube and lanes 2 and 10 have a PNA concentration of 0 pmol / tube.
NA concentration 0.1 pmol / tube, lane 3 and 11 PNA concentration 0.4 pmol / tube
tube, lanes 4 and 12, PNA concentration 1.6 pmol / tube, lane 5
And 13: PNA concentration 6.25 pmol / tube, lanes 6 and 14: PNA concentration
Lanes 7 and 15 have a PNA concentration of 100 pmol / tu
be, lanes 8 and 16 are for a PNA concentration of 200 pmol / tube. In FIG. 14, in lanes 7 and 8, the amplification products found in lanes 1 to 6 are not found, while the same PN
In lanes 15 and 16 at the A concentration, amplification products were detected as in lanes 9 to 14. In the lower part of FIG. 14, lane 4
In ~ 8, the amplification product seen in lanes 1-3 is not seen, whereas in lanes 12-15, the amount of amplification product decreases with increasing PNA concentration, but was detected. From the above, it was found that the difference between gene sequences based on a single base difference can be detected by the method for detecting a difference between gene sequences of the present invention.
【0070】[0070]
【発明の効果】本発明によって、正確且つ高感度に遺伝
子配列間の相違を検出する方法が提供される。According to the present invention, there is provided a method for accurately and sensitively detecting differences between gene sequences.
【0071】[0071]
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Eiken Kagaku Kabushiki Kaisha <120> Method for Detection of difference among genes. <130> P00-0236 <160> 19 <210> 1 <211> 600 <212> DNA <213> Bacteriophage M13mp18 <400> 1 gcgcccaata cgcaaaccgc ctctccccgc gcgttggccg attcattaat gcagctggca 60 cgacaggttt cccgactgga aagcgggcag tgagcgcaac gcaattaatg tgagttagct 120 cactcattag gcaccccagg ctttacactt tatgcttccg gctcgtatgt tgtgtggaat 180 tgtgagcgga taacaatttc acacaggaaa cagctatgac catgattacg aattcgagct 240 cggtacccgg ggatcctcta gagtcgacct gcaggcatgc aagcttggca ctggccgtcg 300 ttttacaacg tcgtgactgg gaaaaccctg gcgttaccca acttaatcgc cttgcagcac 360 atcccccttt cgccagctgg cgtaatagcg aagaggcccg caccgatcgc ccttcccaac 420 agttgcgcag cctgaatggc gaatggcgct ttgcctggtt tccggcacca gaagcggtgc 480 cggaaagctg gctggagtgc gatcttcctg aggccgatac ggtcgtcgtc ccctcaaact 540 ggcagatgca cggttacgat gcgcccatct acaccaacgt aacctatccc attacggtca 600 <210> 2 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 2 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg at 52 <210> 3 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 3 acaacgtcgt gactgggaaa accctttttg tgcgggcctc ttcgctatta c 51 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 4 actttatgct tccggctcgt a 21 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 5 gttgggaagg gcgatcg 17 <210> 6 <211> 293 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 6 acaacgtcgt gactgggaaa accctttttg tgcgggcctc ttcgctatta cgccagctgg 60 cgaaaggggg atgtgctgca aggcgattaa gttgggtaac gccagggttt tcccagtcac 120 gacgttgtaa aacgacggcc agtgccaagc ttgcatgcct gcaggtcgac tctagaggat 180 ccccgggtac cgagctcgaa ttcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt gtgaaattgt 240 tatccgctca caattccaca caacaaaaag tacccgggga tcctctagag tcg 293 <210> 7 <211> 293 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 7 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg ataacaattt 60 cacacaggaa acagctatga ccatgattac gaattcgagc tcggtacccg gggatcctct 120 agagtcgacc tgcaggcatg caagcttggc actggccgtc gttttacaac gtcgtgactg 180 ggaaaaccct ggcgttaccc aacttaatcg ccttgcagca catccccctt tcgccagctg 240 gcgtaatagc gaagaggccc gcacaaaaag ggttttccca gtcacgacgt tgt 293 <210> 8 <211> 459 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 8 acaacgtcgt gactgggaaa accctttttg tgcgggcctc ttcgctatta cgccagctgg 60 cgaaaggggg atgtgctgca aggcgattaa gttgggtaac gccagggttt tcccagtcac 120 gacgttgtaa aacgacggcc agtgccaagc ttgcatgcct gcaggtcgac tctagaggat 180 ccccgggtac cgagctcgaa ttcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt gtgaaattgt 240 tatccgctca caattccaca caacaaaaag tacccgggga tcctctagag tcgacctgca 300 ggcatgcaag cttggcactg gccgtcgttt tacaacgtcg tgactgggaa aaccctggcg 360 ttacccaact taatcgcctt gcagcacatc cccctttcgc cagctggcgt aatagcgaag 420 aggcccgcac aaaaagggtt ttcccagtca cgacgttgt 459 <210> 9 <211> 458 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 9 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg ataacaattt 60 cacacaggaa acagctatga ccatgattac gaattcgagc tcggtacccg gggatcctct 120 agagtcgacc tgcaggcatg caagcttggc actggccgtc gttttacaac gtcgtgactg 180 ggaaaaccct ggcgttaccc aacttaatcg ccttgcagca catccccctt tcgccagctg 240 gcgtaatagc gaagaggccc gcacaaaaag ggttttccca gtcacgacgt tgtaaaacga 300 cggccagtgc caagcttgca tgcctgcagg tcgactctag aggatccccg ggtaccgagc 360 tcgaattcgt aatcatggtc atagctgttt cctgtgtgaa attgttatcc gctcacaatt 420 ccacacaaca aaaagtaccc ggggatcctc tagagtcg 458 <210> 10 <211> 790 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 10 acaacgtcgt gactgggaaa accctttttg tgcgggcctc ttcgctatta cgccagctgg 60 cgaaaggggg atgtgctgca aggcgattaa gttgggtaac gccagggttt tcccagtcac 120 gacgttgtaa aacgacggcc agtgccaagc ttgcatgcct gcaggtcgac tctagaggat 180 ccccgggtac cgagctcgaa ttcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt gtgaaattgt 240 tatccgctca caattccaca caacaaaaag tacccgggga tcctctagag tcgacctgca 300 ggcatgcaag cttggcactg gccgtcgttt tacaacgtcg tgactgggaa aaccctggcg 360 ttacccaact taatcgcctt gcagcacatc cccctttcgc cagctggcgt aatagcgaag 420 aggcccgcac aaaaagggtt ttcccagtca cgacgttgta aaacgacggc cagtgccaag 480 cttgcatgcc tgcaggtcga ctctagagga tccccgggta ctttttgttg tgtggaattg 540 tgagcggata acaatttcac acaggaaaca gctatgacca tgattacgaa ttcgagctcg 600 gtacccgggg atcctctaga gtcgacctgc aggcatgcaa gcttggcact ggccgtcgtt 660 ttacaacgtc gtgactggga aaaccctggc gttacccaac ttaatcgcct tgcagcacat 720 ccccctttcg ccagctggcg taatagcgaa gaggcccgca caaaaagggt tttcccagtc 780 acgacgttgt 790 <210> 11 <211> 789 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 11 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg ataacaattt 60 cacacaggaa acagctatga ccatgattac gaattcgagc tcggtacccg gggatcctct 120 agagtcgacc tgcaggcatg caagcttggc actggccgtc gttttacaac gtcgtgactg 180 ggaaaaccct ggcgttaccc aacttaatcg ccttgcagca catccccctt tcgccagctg 240 gcgtaatagc gaagaggccc gcacaaaaag ggttttccca gtcacgacgt tgtaaaacga 300 cggccagtgc caagcttgca tgcctgcagg tcgactctag aggatccccg ggtaccgagc 360 tcgaattcgt aatcatggtc atagctgttt cctgtgtgaa attgttatcc gctcacaatt 420 ccacacaaca aaaagtaccc ggggatcctc tagagtcgac ctgcaggcat gcaagcttgg 480 cactggccgt cgttttacaa cgtcgtgact gggaaaaccc tttttgtgcg ggcctcttcg 540 ctattacgcc agctggcgaa agggggatgt gctgcaaggc gattaagttg ggtaacgcca 600 gggttttccc agtcacgacg ttgtaaaacg acggccagtg ccaagcttgc atgcctgcag 660 gtcgactcta gaggatcccc gggtaccgag ctcgaattcg taatcatggt catagctgtt 720 tcctgtgtga aattgttatc cgctcacaat tccacacaac aaaaagtacc cggggatcct 780 ctagagtcg 789 <210> 12 <211> 19 <212> DNA <213> Bacteriophage M13mp18 <400> 12 agttggagct ggtggcgta 19 <210> 13 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 13 agttggagct agtggcgta 19 <210> 14 <211> 420 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 14 ctgggtgaga ggggtctgca ggtactggtg gagtatttga tagtgtatta accttatgtg 60 tgacatgttc taatatagtc acattttcat tatttttatt ataaggcctg ctgaaaatga 120 ctgaatataa acttgtggta gttggagctg gtggcgtagg caagagtgcc ttgacgatac 180 agctaattca gaatcatttt gtggacgaat atgatccaac aatagaggta aatcttgttt 240 taatatgcat attactggtg caggaccatt ctttgataca gataaaggtt tctctgacca 300 ttttcatgag tatcaccatt ttacattccc accagcaatg cacaaagatt tcagtgtctg 360 tatccttgct aacacttatt ttccattttt tgagtttttt tgttttgttt ttttaataat 420 <210> 15 <211> 46 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 15 ctacgccacc agctccaact ttttataagg cctgctgaaa atgact 46 <210> 16 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 16 caagagtgcc ttgacgatac agctttacct ctattgttgg atcatattcg 50 <210> 17 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 17 tgtattaacc ttatgtgtga catgttc 27 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 18 atcaaagaat ggtcctgcac 20 <210> 19 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized peptide nucleic acid sequense <400> 19 tacgccacca gctcc 15[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> Eiken Kagaku Kabushiki Kaisha <120> Method for Detection of difference among genes. <130> P00-0236 <160> 19 <210> 1 <211> 600 <212> DNA <213> Bacteriophage M13mp18 <400> 1 gcgcccaata cgcaaaccgc ctctccccgc gcgttggccg attcattaat gcagctggca 60 cgacaggttt cccgactgga aagcgggcag tgagcgcaac gcaattaatg tgagttagct 120 cactcattag gcaccccagg ctttacactt tatgcttccg gctcgtatgt tgtgtggaat 180 tgtgagcgga taacaatttc acacaggaaa cagctatgac catgattacg aattcgagct 240 cggtacccgg ggatcctcta gagtcgacct gcaggcatgc aagcttggca ctggccgtcg 300 ttttacaacg tcgtgactgg gaaaaccctg gcgttaccca acttaatcgc cttgcagcac 360 atcccccttt cgccagctgg cgtaatagcg aagaggcccg caccgatcgc ccttcccaac 420 agttgcgcag cctgaatggc gaatggcgct ttgcctggtt tccggcacca gaagcggtgc 480 cggaaagctg gctggagtgc gatcttcctg aggccgatac ggtcgtcgtc ccctcaaact 540 ggcagatgca cggttacgat gcgcccatct acaccaacgt aacctatccc attacggtca 600 <210> 2 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesizedprimer sequense <400> 2 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg at 52 <210> 3 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 3 acaacgtcgt gactgggaaa accctttcctccgc 51 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 4 actttatgct tccggctcgt a 21 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213 > Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 5 gttgggaagg gcgatcg 17 <210> 6 <211> 293 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 6 acaacgtcgt gactgggaaa accctttttg tgcgggcctc ttcgctatta cgccagctgg 60 cgaaaggggg atgtgctgca aggcgattaa gttgggtaac gccagggttt tcccagtcac 120 gacgttgtaa aacgacggcc agtgccaagc ttgcatgcct gcaggtcgac tctagaggat 180 ccccgggtac cgagctcgaa ttcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt gtgaaattgt 240 tatccgctca caattccaca caacaaaaag tacccgggga tcctctagag tcg 293 <210> 7 <211> 293 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 7 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg ataacaattt 60 cacacaggaa acagctatga ccatgattac gaattcgagc tcggtacccg gggatcctct 120 agagtcgacc tgcaggcatg caagcttggc actggccgtc gttttacaac gtcgtgactg 180 ggaaaaccct ggcgttaccc aacttaatcg ccttgcagca catccccctt tcgccagctg 240 gcgtaatagc gaagaggccc gcacaaaaag ggttttccca gtcacgacgt tgt 293 <210> 8 <211> 459 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 8 acaacgtcgt gactgttggg acccttttg tgcgcccgcggtcggcgcggcgcggcgcggcgggcgcccgcggcgggcgcccgcggcgggcgggcgggcgggcgggcgcgcccgcggcgggcgggcgggcgggcgggcgggcgggacg tcccagtcac 120 gacgttgtaa aacgacggcc agtgccaagc ttgcatgcct gcaggtcgac tctagaggat 180 ccccgggtac cgagctcgaa ttcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt gtgaaattgt 240 tatccgctca caattccaca caacaaaaag tacccgggga tcctctagag tcgacctgca 300 ggcatgcaag cttggcactg gccgtcgttt tacaacgtcg tgactgggaa aaccctggcg 360 ttacccaact taatcgcctt gcagcacatc ccc ctttcgc cagctggcgt aatagcgaag 420 aggcccgcac aaaaagggtt ttcccagtca cgacgttgt 459 <210> 9 <211> 458 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 9 cgactctaga ggcat gagcca tcagg gtcag gatcag gtcag gatcag gattcgg gtcatt gattcgg gtcatt gttcag gattcgg gtcatt gagca tcag gatcag gtcga tg tcggtacccg gggatcctct 120 agagtcgacc tgcaggcatg caagcttggc actggccgtc gttttacaac gtcgtgactg 180 ggaaaaccct ggcgttaccc aacttaatcg ccttgcagca catccccctt tcgccagctg 240 gcgtaatagc gaagaggccc gcacaaaaag ggttttccca gtcacgacgt tgtaaaacga 300 cggccagtgc caagcttgca tgcctgcagg tcgactctag aggatccccg ggtaccgagc 360 tcgaattcgt aatcatggtc atagctgttt cctgtgtgaa attgttatcc gctcacaatt 420 ccacacaaca aaaagtaccc ggggatcctc tagagtcg 458 <210> 10 <211> 790 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 10 acaacgtcgt gactgggaaa accctttttg tgcgggcctc ttcgctatta cgccagctgg 60 cgaaaggggg atgtgctgca aggcgattagcccagtcag gccagcgtaccctgcc caagc ttgcatgcct gcaggtcgac tctagaggat 180 ccccgggtac cgagctcgaa ttcgtaatca tggtcatagc tgtttcctgt gtgaaattgt 240 tatccgctca caattccaca caacaaaaag tacccgggga tcctctagag tcgacctgca 300 ggcatgcaag cttggcactg gccgtcgttt tacaacgtcg tgactgggaa aaccctggcg 360 ttacccaact taatcgcctt gcagcacatc cccctttcgc cagctggcgt aatagcgaag 420 aggcccgcac aaaaagggtt ttcccagtca cgacgttgta aaacgacggc cagtgccaag 480 cttgcatgcc tgcaggtcga ctctagagga tccccgggta ctttttgttg tgtggaattg 540 tgagcggata acaatttcac acaggaaaca gctatgacca tgattacgaa ttcgagctcg 600 gtacccgggg atcctctaga gtcgacctgc aggcatgcaa gcttggcact ggccgtcgtt 660 ttacaacgtc gtgactggga aaaccctggc gttacccaac ttaatcgcct tgcagcacat 720 ccccctttcg ccagctggcg taatagcgaa gaggcccgca caaaaagggt tttcccagtc 780 acgacgttgt 790 <210> 11 <211> 789 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized sequence <400> 11 cgactctaga ggatccccgg gtactttttg ttgtgtggaa ttgtgagcgg ataacaattt 60 cacacaggaa acagctatga ccatgattac gaattcgagc tcggtacccg gggatcct ct 120 agagtcgacc tgcaggcatg caagcttggc actggccgtc gttttacaac gtcgtgactg 180 ggaaaaccct ggcgttaccc aacttaatcg ccttgcagca catccccctt tcgccagctg 240 gcgtaatagc gaagaggccc gcacaaaaag ggttttccca gtcacgacgt tgtaaaacga 300 cggccagtgc caagcttgca tgcctgcagg tcgactctag aggatccccg ggtaccgagc 360 tcgaattcgt aatcatggtc atagctgttt cctgtgtgaa attgttatcc gctcacaatt 420 ccacacaaca aaaagtaccc ggggatcctc tagagtcgac ctgcaggcat gcaagcttgg 480 cactggccgt cgttttacaa cgtcgtgact gggaaaaccc tttttgtgcg ggcctcttcg 540 ctattacgcc agctggcgaa agggggatgt gctgcaaggc gattaagttg ggtaacgcca 600 gggttttccc agtcacgacg ttgtaaaacg acggccagtg ccaagcttgc atgcctgcag 660 gtcgactcta gaggatcccc gggtaccgag ctcgaattcg taatcatggt catagctgtt 720 tcctgtgtga aattgttatc cgctcacaat tccacacaac aaaaagtacc cggggatcct 780 ctagagtcg 789 <210> 12 <211> 19 <212> DNA <213> Bacteriophage M13mp18 <400 > 12 agttggagct ggtggcgta 19 <210> 13 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 13 agtt ggagct agtggcgta 19 <210> 14 <211> 420 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 14 ctgggtgaga ggggtctgca ggtactggtg gagtatttga tagtgtatta accttatgtg 60 tgacatgttc taatatagtc acattttcat tatttttatt ataaggcctg ctgaaaatga 120 ctgaatataa acttgtggta gttggagctg gtggcgtagg caagagtgcc ttgacgatac 180 agctaattca gaatcatttt gtggacgaat atgatccaac aatagaggta aatcttgttt 240 taatatgcat attactggtg caggaccatt ctttgataca gataaaggtt tctctgacca 300 ttttcatgag tatcaccatt ttacattccc accagcaatg cacaaagatt tcagtgtctg 360 tatccttgct aacactt <tt> ttt <tt> tgagttttttt <tt> tgagttttttt <tt> tgagttttttt <400> 15 ctacgccacc agctccaact ttttataagg cctgctgaaa atgact 46 <210> 16 <211> 50 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 16 caagagtgcc ttgacgatac agctttacct ctattgttgg atcatatt 17 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 17 tgtattaacc ttatgtgtga catgttc 27 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized primer sequense <400> 18 atcaaagaat ggtcctgcac 20 <210> 19 <211 > 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificially synthesized peptide nucleic acid sequense <400> 19 tacgccacca gctcc 15
【0072】[0072]
配列番号2:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号3:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号4:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号5:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号6:人工的に合成された配列 配列番号7:人工的に合成された配列 配列番号8:人工的に合成された配列 配列番号9:人工的に合成された配列 配列番号10:人工的に合成された配列 配列番号11:人工的に合成された配列 配列番号13:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号15:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号16:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号17:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号18:人工的に合成されたプライマー配列 配列番号19:人工的に合成されたペプチド核酸配列 SEQ ID NO: 2: artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 3: artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 4: artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 5: artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 6: artificially synthesized sequence SEQ ID NO: 7: artificially synthesized sequence SEQ ID NO: 8: artificially synthesized sequence SEQ ID NO: 9: artificially synthesized sequence SEQ ID NO: 10: artificially synthesized SEQ ID NO: 11: Artificially synthesized primer SEQ ID NO: 13: Artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 15: Artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 16: Artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 17: artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 18: artificially synthesized primer sequence SEQ ID NO: 19: artificially synthesized peptide nucleus Array
【図1】点突然変異による鎌状赤血球症の発症メカニズ
ムを示した図である。FIG. 1 is a diagram showing the mechanism of sickle cell disease onset due to point mutation.
【図2】遺伝子の変異に基づく大腸ポリープから大腸癌
への移行プロセスを示した図である。FIG. 2 is a diagram showing the process of transition from colon polyp to colon cancer based on gene mutation.
【図3】鎖置換型ヌクレオチド鎖増幅法の原理の一部
(A)−(I)を示す模式図である。FIG. 3. Part of the principle of the strand displacement type nucleotide chain amplification method
It is a schematic diagram which shows (A)-(I).
【図4】鎖置換型ヌクレオチド鎖増幅法の原理の一部
(J)−(P)を示す模式図である。FIG. 4. Part of the principle of the strand displacement nucleotide chain amplification method
It is a schematic diagram which shows (J)-(P).
【図5】鎖置換型ヌクレオチド鎖増幅法の原理の一部
(a)−(g)を示す模式図である。FIG. 5: Part of the principle of the strand displacement type nucleotide chain amplification method
It is a schematic diagram which shows (a)-(g).
【図6】鎖置換型ヌクレオチド鎖増幅法の原理の一部
(h)−(n)を示す模式図である。FIG. 6: Part of the principle of the strand displacement nucleotide chain amplification method
It is a schematic diagram which shows (h)-(n).
【図7】本発明の遺伝子配列間差異検出法の一態様を示
ず模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing one embodiment of the method for detecting a difference between gene sequences of the present invention.
【図8】PNAとDNAの化学構造を示す図である。FIG. 8 shows the chemical structures of PNA and DNA.
【図9】M13mp18の標的塩基配列における、プライマー
を構成する各塩基配列の位置関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a positional relationship between base sequences constituting primers in a target base sequence of M13mp18.
【図10】M13mp18を鋳型として、LAMP法によって得ら
れた生成物のアガロースゲル電気泳動の結果を示す写真
である。FIG. 10 is a photograph showing the results of agarose gel electrophoresis of a product obtained by the LAMP method using M13mp18 as a template.
【図11】実施例1によって得られた生成物を制限酵素
で消化しアガロースゲル電気泳動いした結果を示す写真
である。FIG. 11 is a photograph showing a result obtained by digesting a product obtained in Example 1 with a restriction enzyme and performing agarose gel electrophoresis.
【図12】M13mp18を鋳型として、ベタイン添加による
本発明の1本鎖核酸の合成方法によって得られた生成物
のアガロース電気泳動の結果を示す写真である。FIG. 12 is a photograph showing the results of agarose electrophoresis of a product obtained by the method for synthesizing a single-stranded nucleic acid of the present invention by adding betaine using M13mp18 as a template.
【図13】プライマーを構成する各塩基配列のk-rasDNA
上での位置関係を示す図である。FIG. 13: k-rasDNA of each base sequence constituting a primer
It is a figure which shows the positional relationship above.
【図14】PNA存在下、K-ras DNAを鋳型としてLAMP法に
よって得られた生成物のアガロースゲル電気泳動の結果
を示す写真である。FIG. 14 is a photograph showing the results of agarose gel electrophoresis of a product obtained by the LAMP method using K-ras DNA as a template in the presence of PNA.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G045 AA35 BB24 BB46 DA12 DA13 FB02 FB05 4B024 AA11 CA01 CA09 CA11 CA20 HA08 HA13 4B063 QA01 QA12 QA13 QA19 QQ03 QQ05 QQ42 QQ52 QR08 QR31 QR32 QR35 QR56 QR62 QS25 QS34 QX01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G045 AA35 BB24 BB46 DA12 DA13 FB02 FB05 4B024 AA11 CA01 CA09 CA11 CA20 HA08 HA13 4B063 QA01 QA12 QA13 QA19 QQ03 QQ05 QQ42 QQ52 QR08 QR31 QR32 QR35 QR56 QR62QS01
Claims (19)
と第2のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違を
検出する方法であって、以下の工程: (A) 第1のポリヌクレオチド鎖上の標的領域の3'末
端から当該ポリヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって
第1の任意配列F1c、第2の任意配列F2c及び第3
の任意配列F3cをそれぞれ選択し、標的領域の5'末端
から当該ポリヌクレオチド鎖の5'末端方向に向かって順
に第4の任意配列R1、第5の任意配列R2及び第6の
任意配列R3をそれぞれ選択する工程、(B) 前記F
2cに対し相補的な配列F2及び該F2の5'側に前記F
1cと同一の配列を含むプライマー、前記F3cに対し
相補的な配列F3を含むプライマー、前記R2と同一の
配列及び該配列の5'側に前記R1に対し相補的な配列R
1cを含むプライマー、並びに前記R3と同一の配列を
含むプライマーをそれぞれ調製する工程、(C) 第1
のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき相違部位の塩基を
含む配列に対して相補的な塩基配列を有するヌクレオチ
ド鎖アナログ、前記プライマー及びポリメラーゼの存在
下で、第1のポリヌクレオチド鎖及び第2のポリヌクレ
オチド鎖をそれぞれ鋳型として、ヌクレオチド鎖合成反
応を行う工程、及び(D) 得られる増幅産物を検出す
る工程を含む前記検出方法。1. A method for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain which are homologous to each other, comprising the following steps: (A) a first polynucleotide chain From the 3 ′ end of the upper target region toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain, the first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third
Are selected, and the fourth arbitrary sequence R1, the fifth arbitrary sequence R2, and the sixth arbitrary sequence R3 are sequentially arranged from the 5 ′ end of the target region toward the 5 ′ end of the polynucleotide chain. A step of selecting each, (B) the F
A sequence F2 complementary to 2c and the F2
A primer containing a sequence F3c complementary to the F3c, a primer containing a sequence F3 complementary to the F3c, a sequence identical to the R2 and a sequence R complementary to the R1 on the 5 ′ side of the sequence.
(C) preparing a primer containing 1c and a primer containing the same sequence as R3;
A first polynucleotide chain and a second polynucleotide in the presence of a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the polynucleotide chain, the primer and the polymerase; The above-described detection method, comprising: performing a nucleotide chain synthesis reaction using each of the nucleotide chains as a template; and (D) detecting the obtained amplification product.
と第2のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違を
検出する方法であって、以下の工程: (a) 第1のポリヌクレオチド鎖上の標的領域の3'末
端から当該ポリヌクレオチド鎖の3'末端方向に向かって
第1の任意配列F1c、第2の任意配列F2c及び第3
の任意配列F3cをそれぞれ選択し、標的領域の5'末端
から当該ポリヌクレオチド鎖の5'末端方向に向かって順
に第4の任意配列R1及び第5の任意配列R3をそれぞ
れ選択する工程、(b) 前記F2cに対し相補的な配
列F2及び該F2の5'側に前記F1cと同一の配列を含
むプライマー、並びに前記R1と同一の配列を含むプラ
イマー及び前記R3と同一の配列を含むプライマーをそ
れぞれ調製する工程、(c) 第1のポリヌクレオチド
鎖中の検出すべき相違部位の塩基を含む配列に対して相
補的な塩基配列を有するヌクレオチド鎖アナログ、前記
プライマー及びポリメラーゼの存在下で、第1のポリヌ
クレオチド鎖及び第2のポリヌクレオチド鎖をそれぞれ
鋳型として、ヌクレオチド鎖合成反応を行う工程、及び
(d) 得られる増幅産物を検出する工程を含む前記検
出方法。2. A method for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain which are homologous to each other, comprising the following steps: (a) a first polynucleotide chain; From the 3 ′ end of the upper target region toward the 3 ′ end of the polynucleotide chain, the first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third
Selecting each of the fourth arbitrary sequence R1 and the fifth arbitrary sequence R3 in order from the 5 ′ end of the target region toward the 5 ′ end of the polynucleotide chain, (b) A) a sequence F2 complementary to the F2c and a primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2, and a primer containing the same sequence as the R1 and a primer containing the same sequence as the R3, respectively. (C) preparing a first nucleotide sequence in the presence of a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a sequence containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain, the primer and a polymerase; Performing a nucleotide chain synthesis reaction using each of the polynucleotide chain and the second polynucleotide chain as templates, and (d) obtaining the resulting amplified product. It said detection method comprising the step of detecting.
である請求項1又は2記載の検出方法。3. The detection method according to claim 1, wherein the nucleotide chain analog is a peptide nucleic acid.
らなるものである請求項1〜3のいずれかに記載の検出
方法。4. The detection method according to claim 1, wherein the nucleotide chain analog comprises 8 to 30 bases.
3、又はF2c〜R2の領域が、第1のポリヌクレオチ
ド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の検出すべき塩
基配列の相違部分を含むものである請求項1〜4のいず
れかに記載の検出方法。5. F1c, F2c, F3c, R1, R2, R
The detection according to any one of claims 1 to 4, wherein 3, or the region of F2c to R2 contains a difference in base sequence to be detected between the first polynucleotide chain and the second polynucleotide chain. Method.
リメラーゼを用いて行うことを特徴とする請求項1〜5
のいずれかに記載の検出方法。6. The method according to claim 1, wherein the nucleotide chain synthesis reaction is carried out using a strand displacement polymerase.
The detection method according to any one of the above.
度調製剤の存在下で行うことを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の検出方法。7. The nucleotide chain synthesis reaction is carried out in the presence of a melting temperature adjusting agent.
The detection method according to any one of the above.
スルホキシド、ホルムアミド、又はテトラアルキルアン
モニウム塩である請求項7記載の検出方法。8. The detection method according to claim 7, wherein the melting temperature adjusting agent is betaine, dimethyl sulfoxide, formamide, or a tetraalkylammonium salt.
8記載の方法。9. The method according to claim 8, wherein betaine is at a concentration of 0.2 to 3M.
するものである請求項1〜9のいずれかに記載の検出方
法。10. The detection method according to claim 1, wherein the difference in the nucleotide sequence is caused by a point mutation.
するものである請求項1〜9のいずれかに記載の検出方
法。11. The detection method according to claim 1, wherein the difference in the nucleotide sequence is caused by a single nucleotide polymorphism.
鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違
を、ヌクレオチド鎖増幅反応を利用して検出するための
キットであって、以下の要素を含むキット。 (I) 第1のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき相違
部位の塩基を含む塩基に対して相補的な塩基配列を有す
るヌクレオチド鎖アナログ、(II) 第1のポリヌクレ
オチド鎖上の標的領域の3'末端から当該ポリヌクレオチ
ド鎖の3'末端方向に向かって第1の任意配列F1c、第
2の任意配列F2c及び第3の任意配列F3cをそれぞ
れ選択し、標的増幅領域の5'末端から当該ポリヌクレオ
チド鎖の5'末端方向に向かって順に第4の任意配列R
1、第5の任意配列R2及び第6の任意配列R3をそれ
ぞれ選択した場合、前記F2cに対し相補的な配列F2
及び該F2の5'側に前記F1cと同一の配列を含むプラ
イマー、前記F3cに対し相補的な配列F3を含むプラ
イマー、前記R2と同一の配列及び該配列の5'側に前記
R1に対し相補的な配列R1cを含むプライマー、並び
に前記R3と同一の配列を含むプライマー、(III)
鎖置換型の相補鎖合成反応を触媒するポリメラーゼ、及
び(IV) 要素(III)の基質となるヌクレオチド。12. A kit for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain which are homologous to each other using a nucleotide chain amplification reaction, comprising: Kit containing elements. (I) a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a base containing a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain; (II) a target region on the first polynucleotide chain; The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third arbitrary sequence F3c are respectively selected from the 'end toward the 3' end of the polynucleotide chain, and the polynucleotide is selected from the 5 'end of the target amplification region. A fourth arbitrary sequence R in order toward the 5 'end of the nucleotide chain;
1. When the fifth arbitrary sequence R2 and the sixth arbitrary sequence R3 are respectively selected, the sequence F2 complementary to the F2c is selected.
And a primer containing a sequence identical to the F1c on the 5 ′ side of the F2, a primer containing a sequence F3 complementary to the F3c, a sequence identical to the R2, and complementary to the R1 on the 5 ′ side of the sequence. A primer containing a specific sequence R1c, a primer containing the same sequence as R3, (III)
A polymerase that catalyzes a strand displacement type complementary strand synthesis reaction, and (IV) a nucleotide that serves as a substrate for the element (III).
鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の塩基配列の相違
を、ヌクレオチド鎖増幅反応を利用して検出するための
キットであって、以下の要素を含むキット。 (i) 第1のポリヌクレオチド鎖中の検出すべき相違
部位の塩基を含む塩基に対して相補的な塩基配列を有す
るヌクレオチド鎖アナログ、(ii) 第1のポリヌクレ
オチド鎖上の標的領域の3'末端から当該ポリヌクレオチ
ド鎖の3'末端方向に向かって第1の任意配列F1c、第
2の任意配列F2c及び第3の任意配列F3cをそれぞ
れ選択し、標的増幅領域の5'末端から当該ポリヌクレオ
チド鎖の5'末端方向に向かって順に第4の任意配列R1
及び第5の任意配列R3をそれぞれ選択した場合、前記
F2cに対し相補的な配列F2及び該F2の5'側に前記
F1cと同一の配列を含むプライマー、前記F3cに対
し相補的な配列F3を含むプライマー、前記R1と同一
の配列を含むプライマー、並びに前記R3と同一の配列
を含むプライマー(iii) 鎖置換型の相補鎖合成反応
を触媒するポリメラーゼ、及び(iv) 要素(iii)の
基質となるヌクレオチド。13. A kit for detecting a difference in base sequence between a first polynucleotide chain and a second polynucleotide chain, which are homologous to each other, by using a nucleotide chain amplification reaction, comprising: Kit containing elements. (I) a nucleotide chain analog having a base sequence complementary to a base including a base at a different site to be detected in the first polynucleotide chain; (ii) a target region 3 on the first polynucleotide chain The first arbitrary sequence F1c, the second arbitrary sequence F2c, and the third arbitrary sequence F3c are respectively selected from the 'end toward the 3' end of the polynucleotide chain, and the polynucleotide is selected from the 5 'end of the target amplification region. A fourth arbitrary sequence R1 in order toward the 5 'end of the nucleotide chain;
And when the fifth arbitrary sequence R3 is selected, a sequence F2 complementary to the F2c and a primer containing the same sequence as the F1c on the 5 ′ side of the F2, a sequence F3 complementary to the F3c A primer containing the same sequence as R1; a primer containing the same sequence as R3; (iii) a polymerase that catalyzes a strand displacement type complementary strand synthesis reaction; and (iv) a substrate of element (iii). Nucleotides.
酸である請求項12又は13記載のキット。14. The kit according to claim 12, wherein the nucleotide chain analog is a peptide nucleic acid.
基からなるものである請求項12〜14のいずれかに記
載の検出方法。15. The detection method according to claim 12, wherein the nucleotide chain analog comprises 8 to 30 bases.
3、又はF2c〜R2の領域が、第1のポリヌクレオチ
ド鎖と第2のポリヌクレオチド鎖との間の検出すべき塩
基配列の相違部分を含むものである請求項12〜15の
いずれかに記載のキット。16. F1c, F2c, F3c, R1, R2, R
The kit according to any one of claims 12 to 15, wherein the 3 or F2c to R2 region contains a difference in the nucleotide sequence to be detected between the first polynucleotide chain and the second polynucleotide chain. .
を検出するための検出剤を含む請求項12〜16記載の
キット。17. The kit according to claim 12, further comprising a detection agent for detecting a product of the nucleic acid synthesis reaction.
又はその相補鎖と同一の塩基配列を含むプローブである
請求項17記載のキット。18. The method according to claim 1, wherein the detection agent is in a region between F2c and R2
18. The kit according to claim 17, which is a probe comprising the same base sequence as its complementary strand.
18記載のキット。19. The kit according to claim 18, wherein the probe is labeled with a particle.
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|---|---|---|---|
| JP2000132666A JP2001309785A (en) | 2000-05-01 | 2000-05-01 | Method for detecting differences between gene sequences |
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- 2000-05-01 JP JP2000132666A patent/JP2001309785A/en active Pending
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