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JP2008086283A - RNA extraction method - Google Patents

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JP2008086283A
JP2008086283A JP2006272986A JP2006272986A JP2008086283A JP 2008086283 A JP2008086283 A JP 2008086283A JP 2006272986 A JP2006272986 A JP 2006272986A JP 2006272986 A JP2006272986 A JP 2006272986A JP 2008086283 A JP2008086283 A JP 2008086283A
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JP
Japan
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dna
rna
rna extraction
extraction method
primer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006272986A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Suzuki
智博 鈴木
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for extracting an RNA without containing a DNA derived from a cell with high accuracy upon extraction of the RNA from the cell containing the DNA. <P>SOLUTION: Disclosed is a method for extracting an RNA from a cell containing the DNA, wherein a nucleic acid-containing material containing the DNA is added in an extraction process of the RNA. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、細胞等からのRNAの抽出方法に関する。   The present invention relates to a method for extracting RNA from cells or the like.

近年、様々な解析技術の進歩により、生物の分子レベルの機能解明が進んでいる。なかでも疾病に関わる現象については、その解明による効果が大きいことから、積極的に取り組みがなされている。生物をつかさどる物質は様々であり、核酸、タンパク質、糖、ホルモンなど多岐にわたっているが、なかでもDNAやmRNAなどの核酸については研究が進み、様々な疾病との関連が解明されている。   In recent years, the elucidation of functions at the molecular level of living organisms has progressed due to advances in various analysis techniques. In particular, the disease-related phenomena are being actively addressed because of the great effects of their clarification. There are a variety of substances that control organisms, such as nucleic acids, proteins, sugars, and hormones. Among them, nucleic acids such as DNA and mRNA have been studied, and their relation to various diseases has been elucidated.

たとえば重要な疾病の一つである「がん」についても様々な研究が行われており、特定の遺伝子のmRNAの発現量ががん細胞と正常細胞とで異なることを利用して、mRNAを定量することで微少量のがん細胞を検出する手法などが考案されている。   For example, various studies have been conducted on “cancer”, one of the important diseases, and mRNA is expressed using the fact that the expression level of mRNA of a specific gene differs between cancer cells and normal cells. A technique for detecting a minute amount of cancer cells by quantification has been devised.

また、核酸の分析方法は近年進歩が著しく、Affymetrix社のGeneChipに代表されるように、微量のmRNAであっても厳密に分析できるようになっている。それにより、微量なmRNAの有無や量を知ることができることはもちろんのこと、これまで知られていなかった遺伝子の存在も知られるようになってきている。   In addition, nucleic acid analysis methods have made remarkable progress in recent years, and even a very small amount of mRNA can be strictly analyzed, as represented by GeneChip of Affymetrix. As a result, it is possible to know the presence and amount of a very small amount of mRNA, as well as the existence of genes that have not been known so far.

mRNAの解析を行う上で重要なことは、提供される検体からのmRNAの抽出である。検体とは多くの場合、組織片や細胞浮遊液であるが、遠心分離、ホモジナイズ等により検体中のmRNA成分を抽出している。いずれの場合であっても、壁を有する細胞の状態で検体は提供されることが多いため、細胞中のRNA成分を抽出するためには、細胞壁を破砕し、細胞壁内に含有するRNAまたはmRNAを抽出する必要がある。   What is important in performing mRNA analysis is the extraction of mRNA from the provided specimen. In many cases, the specimen is a tissue piece or a cell suspension, but the mRNA component in the specimen is extracted by centrifugation, homogenization or the like. In any case, since the specimen is often provided in the state of a cell having a wall, in order to extract RNA components in the cell, the cell wall is crushed and the RNA or mRNA contained in the cell wall Need to be extracted.

ところで、RNAはRNA分解酵素にさらされると急速に分解される。RNA分解酵素は実験環境においても比較的多くの場所に存在するため、RNAの抽出作業には注意を必要とする。RNaseフリーもしくは不活性化してある抽出キットもしくは専用の抽出試薬が様々なメーカーから供給されており、一般的にはそれらを利用してRNAの抽出および精製を行う。これらのキット類を使用することによって、微量のmRNAも収率を下げることなく高い収率で回収を行うことができる。   By the way, RNA is rapidly degraded when exposed to RNase. Since RNA-degrading enzymes are present in a relatively large number of places even in an experimental environment, attention is required for RNA extraction work. RNase-free or inactivated extraction kits or dedicated extraction reagents are supplied from various manufacturers, and RNA extraction and purification are generally performed using them. By using these kits, a very small amount of mRNA can be recovered with a high yield without reducing the yield.

多くのRNA回収方法が知られている。AGPC法、シリカメンブレン法、陰イオン交換法、アフィニティ精製法などが一般によく知られている。AGPC法は、例えば非特許文献1に詳しい記載があるが、その概要は以下の通りである。(1)細胞等の生物材料に、グアニジンチオシアン酸塩、フェノール、クロロホルムを含む溶液を添加して細胞膜や細胞壁を破壊し、含有するタンパク質を変性させ、DNAを有機溶媒相へ抽出する。(2)遠心分離により、RNAが含まれる水相のみを回収する。(3)水相にエタノール又はイソプロパノールを添加することにより、RNAを析出させる(エタノール沈殿またはイソプロパノール沈殿)。(4)さらに遠心分離によってRNAのみを分離する。   Many RNA recovery methods are known. The AGPC method, silica membrane method, anion exchange method, affinity purification method and the like are generally well known. The AGPC method is described in detail, for example, in Non-Patent Document 1, and the outline thereof is as follows. (1) A solution containing guanidine thiocyanate, phenol and chloroform is added to a biological material such as a cell to destroy a cell membrane and a cell wall, denature the contained protein, and extract DNA into an organic solvent phase. (2) Only the aqueous phase containing RNA is recovered by centrifugation. (3) RNA is precipitated by adding ethanol or isopropanol to the aqueous phase (ethanol precipitation or isopropanol precipitation). (4) Further, only RNA is separated by centrifugation.

シリカメンブレン法について技術の詳細は、例えば特許文献1に記載がある。細胞などの生物材料から核酸を一段階で抽出することが可能なうえ、溶出液として水またはTEバッファーなど低濃度の緩衝液を使用する。従ってエタノール沈殿法などの脱塩、濃縮のための操作を経ることなく、抽出した核酸を直ちに後の解析に直接使用することができる特徴を有している。
特開平2−289596号公報 Analytical Biochemistry 162,156−159(1987)
Details of the technology regarding the silica membrane method are described in, for example, Patent Document 1. Nucleic acids can be extracted from biological materials such as cells in one step, and a low concentration buffer such as water or TE buffer is used as an eluent. Therefore, the extracted nucleic acid can be used directly for subsequent analysis without passing through desalting and concentration operations such as ethanol precipitation.
JP-A-2-289596 Analytical Biochemistry 162, 156-159 (1987)

すでに述べたように、発現解析をはじめとした核酸解析技術の進歩は著しく、例えば癌細胞のメカニズム解明などにおいても多くのことがわかってきた。特に、これまではその存在量の少なさのために注目されていなかった遺伝子でも、癌のキャラクタリゼーションや正常細胞との区別をするために重要な遺伝子であることがわかってきている。   As already mentioned, the progress of nucleic acid analysis technology including expression analysis has been remarkable, and for example, much has been found in elucidating the mechanism of cancer cells. In particular, it has been found that even genes that have not attracted attention because of their low abundance so far are important genes for cancer characterization and differentiation from normal cells.

通常、mRNAを測定するためには、酵素による逆転写反応等を行い、一本鎖DNAを合成したのち、その配列や含有量を定量PCRなどの分子生物学の技法を用いて測定することが多い。RNAはRNA分解酵素により速やかに分解されてしまうことや、PCRあるいはcRNA合成を行う上でも、逆転写を経る方が良いというのが、その理由である。   Usually, in order to measure mRNA, an enzyme reverse transcription reaction or the like is performed, a single-stranded DNA is synthesized, and then its sequence and content are measured using molecular biology techniques such as quantitative PCR. Many. The reason is that RNA is rapidly degraded by RNase and that reverse transcription is better for PCR or cRNA synthesis.

微少量のmRNAを測定対象とする場合、細胞に由来するDNAの混入は絶対に避けなければならない。なぜなら、mRNAはDNAからの転写により合成されており、mRNAの各部分配列はDNA中に少なくとも1コピーは存在するからである。   When a very small amount of mRNA is to be measured, contamination of DNA derived from cells must be avoided. This is because mRNA is synthesized by transcription from DNA, and at least one copy of each partial sequence of mRNA exists in DNA.

背景技術に記載したRNA抽出法もDNAの混入を防ぐための工夫はされている。AGPC法では有機相と水相の液量比やpH値の制御を厳密におこなっている。シリカメンブレン法でもカラム洗浄を繰り返すなどの工夫がされている。しかし、これらの手法を用いても物性が類似しているDNAを完全に除去することは困難である。混入したDNAを除去するためにDNA分解酵素(DNase)などによる処理を追加することもあるが、操作が煩雑な上、RNAの回収率を低下させることにもなりかねない。また、DNA分解酵素自体の精製度が低く、RNA分解酵素が含まれていることもあるため、特に微少量のmRNAの抽出には不向きである。   The RNA extraction method described in the background art has also been devised to prevent DNA contamination. In the AGPC method, the liquid volume ratio between the organic phase and the aqueous phase and the pH value are strictly controlled. The silica membrane method is also devised such as repeated column washing. However, even if these methods are used, it is difficult to completely remove DNA having similar physical properties. In order to remove the contaminated DNA, treatment with a DNA degrading enzyme (DNase) or the like may be added, but the operation is complicated and the recovery rate of RNA may be reduced. Further, since the degree of purification of the DNA degrading enzyme itself is low and RNA degrading enzymes may be contained, it is not particularly suitable for extracting a very small amount of mRNA.

したがって、細胞由来のDNAを含まない、精度の高いRNAの抽出方法の開発が望まれていた。   Therefore, development of a highly accurate RNA extraction method that does not contain cell-derived DNA has been desired.

上記課題を解決するために研究を重ねた結果、細胞からの抽出過程において、細胞に由来しないDNA含有物を添加することにより、細胞由来のDNA成分の混入を大幅に低減できることを見出した。   As a result of repeated studies to solve the above problems, it has been found that in the process of extraction from cells, it is possible to significantly reduce contamination of cell-derived DNA components by adding a DNA-containing material not derived from cells.

RNAとDNAの混合物からRNAを精製(抽出)する工程においては、DNAとRNAの物理的性質の差を利用し、溶液中や担体表面にRNAだけが残るような条件を設定する。しかしながら、DNAを排除する(DNAが存在しない)ような条件であっても、DNAを完全に排除できるわけではなく、ごく微量ではあるが、一定量のDNAの溶解または吸着は避けられない。   In the step of purifying (extracting) RNA from a mixture of RNA and DNA, the conditions are set such that only RNA remains in the solution or on the surface of the carrier, utilizing the difference in physical properties of DNA and RNA. However, even under conditions that exclude DNA (DNA does not exist), DNA cannot be completely eliminated, and dissolution or adsorption of a certain amount of DNA is unavoidable even in a very small amount.

そこで、無害なDNAを添加することにより全DNAの絶対量を増やし、相対的に細胞由来のDNAの比率を下げ、「一定量」中の細胞由来DNAの絶対量を低減させるというのが本発明である。即ち、わずかながら混入してしまうDNAを、無害なDNA(細胞由来ではないDNA)とするために、細胞由来ではない全く異なるDNAで置換してしまうというのが本発明のメカニズムである。   Therefore, the present invention is intended to increase the absolute amount of total DNA by adding harmless DNA, relatively reduce the proportion of cell-derived DNA, and reduce the absolute amount of cell-derived DNA in a “constant amount”. It is. That is, the mechanism of the present invention is to replace DNA that is slightly mixed with harmless DNA (DNA that is not derived from cells) with completely different DNA that is not derived from cells.

したがって、本発明によるRNAの抽出方法は、細胞由来のDNAおよびその他の夾雑物を含む混合物からのRNAの抽出方法であり、抽出対象であるRNAの精製時に、DNAを主成分とする核酸混合物を添加することを特徴とするRNAの抽出方法である。   Therefore, the RNA extraction method according to the present invention is a method for extracting RNA from a mixture containing cell-derived DNA and other contaminants. At the time of purification of RNA to be extracted, a nucleic acid mixture containing DNA as a main component is extracted. It is an extraction method of RNA characterized by adding.

本発明のRNAの抽出方法は細胞由来のDNAおよびその他の夾雑物を含む混合物からのRNAの抽出方法であり、RNA抽出後に行う逆転写反応において用いる基質またはプライマーDNAを、RNA抽出工程において添加することを特徴とするRNAの抽出方法である。   The RNA extraction method of the present invention is a method for extracting RNA from a mixture containing cell-derived DNA and other contaminants, and a substrate or primer DNA used in a reverse transcription reaction performed after RNA extraction is added in the RNA extraction step. This is a method for extracting RNA.

本発明により、組織片や細胞からのRNA抽出時に、細胞由来DNA成分の混入を限りなくゼロにすることができるRNAの抽出方法を提供することができた。本発明によるRNAの精製方法は、測定対象のサンプルに含まれるDNAの混入を防ぐことができるため、わずかなDNAの混入が大きく定量性を損なう微少量のmRNAを測定対象とすることができる。癌細胞などの検出や解析においては、わずかなmRNAの有無により検出や解析(診断)が行われることがあるが、細胞中に含まれる微少量のmRNAを精度よく検出することで、質の高い診断や分析が可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an RNA extraction method capable of reducing the contamination of cell-derived DNA components to zero at the time of RNA extraction from tissue pieces or cells. The method for purifying RNA according to the present invention can prevent contamination of DNA contained in a sample to be measured, and therefore, a very small amount of mRNA that is greatly contaminated with a small amount of DNA and that impairs quantification can be measured. In the detection and analysis of cancer cells, etc., detection and analysis (diagnosis) may be performed depending on the presence or absence of a small amount of mRNA, but it is high quality by accurately detecting a small amount of mRNA contained in the cell. Diagnosis and analysis are possible.

本発明を利用してRNA抽出することができる生物試料としては、RNAを含むものであればいずれの生物試料も用いることが可能である。すなわち、ヒトを含む動物から採取した組織切片、細胞が浮遊する細胞浮遊液やそれらを凝集したペレット、人工的に培養した細胞などを挙げることができ、それらは液状、固体状いずれの形態でもよい。また、細菌、植物、ウィルスなど動物組織以外の生物試料からのRNA抽出においても適用することができる。また、RNA抽出対象の生物試料以外の夾雑物が混入していても、何ら障害なく本発明のRNA抽出方法が適用可能である。例えば、白血球や赤血球を含む、全血や血清、唾液、尿、精液なども適用可能である。   As a biological sample from which RNA can be extracted using the present invention, any biological sample containing RNA can be used. That is, tissue sections collected from animals including humans, cell suspensions in which cells float, pellets obtained by aggregating them, artificially cultured cells, etc. can be mentioned, and these may be in either liquid or solid form . It can also be applied to RNA extraction from biological samples other than animal tissues such as bacteria, plants and viruses. Moreover, even if impurities other than the biological sample to be extracted with RNA are mixed, the RNA extraction method of the present invention can be applied without any obstacles. For example, whole blood, serum, saliva, urine, semen and the like including leukocytes and erythrocytes are also applicable.

細胞などからのRNAの抽出は、通常、DNAやタンパク質、脂質などの混入があるため、各種のRNA抽出方法が採用されている。代表的な手法としては、pHのコントロールにより有機溶媒にDNAを抽出するAGPC法、シリカゲルなどの担体にRNAを吸着させ、細胞由来DNAを含む不要な成分を除去するシリカメンブレン法などである。   RNA extraction from cells or the like usually involves contamination of DNA, protein, lipid, etc., and various RNA extraction methods are employed. Typical techniques include AGPC method in which DNA is extracted into an organic solvent by controlling pH, and silica membrane method in which RNA is adsorbed on a carrier such as silica gel to remove unnecessary components including cell-derived DNA.

AGPC法は、細胞壁などの破砕とRNA分解酵素の失活のため、グアニジンチオシアネートの溶液を加えた後、2Mの酢酸ナトリウム、水飽和した平衡酸性フェノール、クロロホルムを加え遠心分離する。その結果、中間相を除いて2相に分かれた液体の水相にRNA、有機相にDNAを抽出する。   In the AGPC method, a solution of guanidine thiocyanate is added to crush cell walls or the like and inactivate RNase, and then 2M sodium acetate, water-saturated equilibrium acidic phenol and chloroform are added and centrifuged. As a result, RNA is extracted into the liquid aqueous phase separated into two phases except for the intermediate phase, and DNA is extracted into the organic phase.

本発明のDNA含有物は水溶液の状態で添加するのが好ましく、RNA抽出工程のいずれの段階においても添加することが可能である。水相中に含まれる細胞由来のDNAを置換する効率が大きい方が、本発明による細胞由来DNAの除去効果は大きいので、できるだけ早い工程においてDNAを添加することが好ましく、グアニジンチオシアネートの溶液を加える前にサンプルに直接添加することが好ましい。   The DNA-containing material of the present invention is preferably added in the form of an aqueous solution, and can be added at any stage of the RNA extraction process. The greater the efficiency of replacing cell-derived DNA contained in the aqueous phase, the greater the effect of removing cell-derived DNA according to the present invention. Therefore, it is preferable to add DNA at the earliest possible step and add a solution of guanidine thiocyanate. It is preferred to add it directly to the sample before.

添加するDNA溶液の量および濃度は特に制限はないが、予め抽出試薬等を準備している場合には、その抽出精度に影響を与えない範囲で液量を調整することが望ましい。一般的に抽出試薬はRNAが純度良く抽出できるように最適化されているため、添加する核酸含有液の液量、すなわち水の持込量をできるだけ少なくした方が、影響が少ない。   The amount and concentration of the DNA solution to be added are not particularly limited, but when an extraction reagent or the like is prepared in advance, it is desirable to adjust the amount of the solution within a range that does not affect the extraction accuracy. In general, the extraction reagent is optimized so that RNA can be extracted with high purity. Therefore, the effect of reducing the amount of the nucleic acid-containing solution to be added, that is, the amount of water brought in is as small as possible.

添加するDNAとしては、抽出したRNAの利用(測定、定量、解析)において影響の少ない配列であればいかなるDNAでも利用可能である。合成されたDNAであっても、また天然、非天然のDNAであってもよい。例えば、アデニンのポリマーであるPoly−AやチミンのポリマーであるPoly−Tは本発明に用いる核酸として利用可能である。また、抽出しようとするRNAの生物種とは異なる生物種を利用することも可能であり、その場合、抽出したRNAの用途に応じて障害となるDNAが含まれない核酸含有物であれば用いることができる。   As the DNA to be added, any DNA can be used as long as the sequence has little influence on the use (measurement, quantification, analysis) of the extracted RNA. It may be a synthesized DNA, or a natural or non-natural DNA. For example, Poly-A, which is a polymer of adenine, and Poly-T, which is a polymer of thymine, can be used as the nucleic acid used in the present invention. It is also possible to use a biological species different from the RNA biological species to be extracted. In that case, any nucleic acid-containing material that does not contain hindered DNA depending on the use of the extracted RNA is used. be able to.

また、発現解析などを目的としてmRNAを抽出する場合には、抽出したRNAから逆転写反応によりcDNAを合成したり、あるいはプロモーター配列を有するcDNAを合成し、cDNAをテンプレートとしたcRNA合成を行ったりすることもある。このような場合には、逆転写反応の工程において、反応に必要なDNAを使用するが、そこで用いるDNAを本発明の核酸含有物の一部もしくは全部として用いることも可能である。例えば、インビトロジェン社が市販しているSuperscriptシリーズの逆転写酵素などでは、逆転写用のプライマーとして、12から18merのオリゴdTや、5merから9merのランダムプライマーの使用が推奨されている。この場合、それらのDNAを本発明のRNA抽出時の添加DNAとして使用することが可能である。また、cRNA合成を行う場合には合成するcDNAにプロモーター配列が必要となるため、逆転写反応時にプロモーター配列を有するプライマーを用いることが多い。プロモーターの種類としては様々なものが知られているが、主なプロモーターとしてSP6、T7、T3などが挙げられる。なかでもT7プロモーターは広く利用されており、この為のプライマーとして下記のプライマーが逆転写反応に使用される。
5'GGCCAGTGAATTGTAATACGACTCACTATAGGGAGGCGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3'(配列番号:1)
When extracting mRNA for the purpose of expression analysis, etc., cDNA is synthesized from the extracted RNA by a reverse transcription reaction, or cDNA having a promoter sequence is synthesized and cRNA is synthesized using the cDNA as a template. Sometimes. In such a case, DNA necessary for the reaction is used in the reverse transcription reaction step, but the DNA used therein can be used as a part or all of the nucleic acid-containing material of the present invention. For example, in the Superscript series reverse transcriptase commercially available from Invitrogen, it is recommended to use 12 to 18-mer oligo dT or 5 to 9-mer random primer as a reverse transcription primer. In this case, those DNAs can be used as added DNAs during RNA extraction of the present invention. In addition, when cRNA synthesis is performed, a promoter sequence is required for the cDNA to be synthesized, and therefore a primer having a promoter sequence is often used during reverse transcription reaction. Various types of promoters are known, and main promoters include SP6, T7, T3, and the like. Among these, the T7 promoter is widely used, and the following primers are used for reverse transcription as primers for this purpose.
5'GGCCAGTGAATTGTAATACGACTCACTATAGGGAGGCGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3 '(SEQ ID NO: 1)

本発明によるRNAの抽出においても、上記配列番号1のDNAを使用することが可能である。   In the RNA extraction according to the present invention, the DNA of SEQ ID NO: 1 can be used.

また、遺伝子特異的なプライマーにより逆転写を行う場合には、それらのプライマーを添加するDNAとして用いることもできる。   In addition, when reverse transcription is performed using gene-specific primers, it can also be used as DNA to which those primers are added.

RNA抽出後に逆転写反応を行い、その際、蛍光色素や放射線同位体などで直接標識する場合には、添加するDNAにそれらの標識をしておくことも可能である。   When a reverse transcription reaction is performed after RNA extraction, and when directly labeling with a fluorescent dye, a radioisotope, or the like, it is possible to label the added DNA.

AGPC法及び同じ原理による抽出は広く利用されており、関連する試薬やキットも多く市販されている。ニッポンジーン社から市販されているISOGENは広く利用されているキットである。同キットを使用する場合においても、本発明のRNA抽出法を適用することは可能であり、細胞や組織片に対してISOGENを添加する際に、本発明のDNA溶液を予め添加しておく事が好ましい。この場合、ISOGENの液組成を著しく変えないようなるべく少量の液量でDNAを添加することが好ましい。   The AGPC method and extraction based on the same principle are widely used, and many related reagents and kits are commercially available. ISOGEN, commercially available from Nippon Gene, is a widely used kit. Even when the kit is used, it is possible to apply the RNA extraction method of the present invention. When adding ISOGEN to cells or tissue fragments, the DNA solution of the present invention should be added in advance. Is preferred. In this case, it is preferable to add the DNA in as small a volume as possible so as not to significantly change the liquid composition of ISOGEN.

また、より精製度の高いRNAの抽出を行う場合には、1回目の抽出で得られたRNAをサンプルとして、複数回のRNA抽出を施すこともあるが、本発明のRNA抽出は、いずれの状況でも適用することが可能である。   In addition, when extracting RNA with a higher degree of purification, RNA extraction may be performed a plurality of times using the RNA obtained in the first extraction as a sample. It can also be applied in situations.

AGPC法以外のRNA抽出においても本発明によるRNA抽出は適用可能である。シリカメンブレン法は、キアゲン社やアジレント社などから同法を利用したキットが市販されている。シリカメンブレン法はイオン条件制御下でのシリカゲルメンブレンへの選択的な吸着メカニズムを利用したRNAの抽出方法である。塩濃度の違いによりDNAとRNAの選択を行うため、厳密には抽出RNAへの細胞由来DNA由来の混入が避けられない。本発明によるRNA抽出方法は、細胞由来ゲノムを含む夾雑物に対し、障害とならないDNAを添加することによりゲノム由来のDNAの混入を防ぐ事ができる。   The RNA extraction according to the present invention can also be applied to RNA extraction other than the AGPC method. As for the silica membrane method, kits using the method are commercially available from Qiagen, Agilent, and the like. The silica membrane method is an RNA extraction method using a selective adsorption mechanism to a silica gel membrane under control of ion conditions. Strictly speaking, since DNA and RNA are selected based on the difference in salt concentration, contamination derived from cell-derived DNA into the extracted RNA is unavoidable. The RNA extraction method according to the present invention can prevent contamination of genome-derived DNA by adding non-intrusive DNA to contaminants containing cell-derived genome.

シリカメンブレン法において本発明のRNA抽出法を用いる場合には、サンプルをアプライする前のシリカメンブレンに対し、事前にDNAを添加する方法も効果的である。すなわち、事前にシリカメンブレンにDNAをアプライすることにより、物理的な吸着や結合を添加したDNAにより飽和させることができるためである。   When the RNA extraction method of the present invention is used in the silica membrane method, it is also effective to add DNA in advance to the silica membrane before the sample is applied. That is, by applying DNA to a silica membrane in advance, it can be saturated with DNA to which physical adsorption or binding has been added.

AGPC法、シリカメンブレン法以外に、陰イオン交換法、アフィニティ精製法などにも本発明によるRNAの抽出方法が利用できる。いずれの抽出方法も、対象とする検体に対し本発明で適用可能なDNAを添加することにより、細胞由来DNAの混入を大幅に低減することが可能である。また、シリカメンブレン法と同様に、抽出精製用の担体が存在する場合には、事前に担体にDNAをアプライしておくほうがより効果的であり、RNAの利用において障害となる細胞由来のDNAの混入を避けることができる。   In addition to the AGPC method and the silica membrane method, the RNA extraction method of the present invention can be used for anion exchange method, affinity purification method, and the like. In any extraction method, it is possible to significantly reduce contamination of cell-derived DNA by adding DNA applicable in the present invention to a target specimen. Similarly to the silica membrane method, when a carrier for extraction and purification is present, it is more effective to apply the DNA to the carrier in advance. Mixing can be avoided.

シリカメンブレン法、陰イオン交換法、アフィニティ精製法などAGPC法以外のRNA抽出法においても、添加するDNAの種類はAGPC法と同様に各種のDNAの選択が可能である。また、標識されたDNA、逆転写反応用プライマーなども好適に用いることができる。   In RNA extraction methods other than the AGPC method such as silica membrane method, anion exchange method, and affinity purification method, various types of DNA can be selected as the type of DNA to be added, as in the AGPC method. Moreover, labeled DNA, a primer for reverse transcription reaction, etc. can be used suitably.

以下具体的な実施例を示し、本発明を更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

<実施例1>
(1)細胞からのtotal RNA回収とcDNAの調製
(1−1)ISOGEN(AGPC法)によるtotal RNAの回収
ヒト胃より採取された胃がん由来細胞株(セルライン) KATO IIIを入手して、定法に従って培養を行い、約1×105個の培養細胞を得た。得られた培養細胞は遠心分離を行い、ペレット状にし、上ずみを除去して細胞を回収した。
<Example 1>
(1) Total RNA recovery from cells and cDNA preparation (1-1) Total RNA recovery using ISOGEN (AGPC method) Gastric cancer-derived cell line (cell line) KATO III collected from human stomach In accordance with the above, culture was performed to obtain about 1 × 10 5 cultured cells. The obtained cultured cells were centrifuged, pelletized, and the cells were collected by removing the upper scum.

続いて、下記の塩基配列を有するDNAを合成した。通常の方法に従って合成し、HPLC精製した後、最終濃度が100μMの濃度となるように水に溶解した。
5'GGCCAGTGAATTGTAATACGACTCACTATAGGGAGGCGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3'(配列番号:1)
得られたDNA溶液の50μlを、ペレット状に回収した細胞に添加した。
Subsequently, DNA having the following base sequence was synthesized. After synthesizing according to a usual method and purifying by HPLC, it was dissolved in water so that the final concentration was 100 μM.
5'GGCCAGTGAATTGTAATACGACTCACTATAGGGAGGCGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3 '(SEQ ID NO: 1)
50 μl of the obtained DNA solution was added to the cells collected in a pellet form.

続いてニッポンジーン社製RNA抽出キット「ISOGEN」を用い、ISOGEN 500μlを加えてペレットを懸濁させた。攪拌装置等を用いて充分懸濁させた後、室温にて5分間放置した。   Subsequently, using an RNA extraction kit “ISOGEN” manufactured by Nippon Gene, 500 μl of ISOGEN was added to suspend the pellet. The suspension was sufficiently suspended using a stirrer or the like and then allowed to stand at room temperature for 5 minutes.

次に、100μlのクロロホルムを加え再びよく攪拌した後、数分間室温で静置した。   Next, 100 μl of chloroform was added and stirred well again, and then allowed to stand at room temperature for several minutes.

4℃に設定した微量高速遠心器を用いて、12000gで15分間遠心し、上部にたまった水相成分を回収した。回収は、フェノール相と水相の中間部分を取らないよう注意して行った。   Using a micro high-speed centrifuge set at 4 ° C., the mixture was centrifuged at 12,000 g for 15 minutes, and the aqueous phase component accumulated at the top was collected. The recovery was performed with care so as not to remove an intermediate portion between the phenol phase and the aqueous phase.

回収された水相成分を別のチューブに移し、そのチューブにイソプロパノール500μlを添加した。イソプロパノールにて軽くペレットをリンスしたのち、約10分間室温で静置し、4℃に設定した微量高速遠心器を用いて12000gで10分間遠心した。   The recovered aqueous phase component was transferred to another tube, and 500 μl of isopropanol was added to the tube. The pellet was lightly rinsed with isopropanol, allowed to stand at room temperature for about 10 minutes, and centrifuged at 12000 g for 10 minutes using a micro high speed centrifuge set at 4 ° C.

チューブ底部に沈殿したペレット成分を吸引しないよう注意して、上部のイソプロパノールを吸引除去し、70%の濃度に調製したエタノールを500μl添加した。イソプロパノールと同様、エタノール溶液にて軽くペレットをリンスし、4℃に設定した微量高速遠心器を用いて7500gで5分間遠心した。チューブ底部に沈殿したペレット成分を吸引しないよう注意して、上部のエタノールを除去し、軽く風乾した。   Care was taken not to suck the pellet components that had settled at the bottom of the tube, the top isopropanol was removed by suction, and 500 μl of ethanol adjusted to a concentration of 70% was added. As with isopropanol, the pellet was lightly rinsed with an ethanol solution, and centrifuged at 7500 g for 5 minutes using a micro high-speed centrifuge set at 4 ° C. Care was taken not to aspirate the pellet components that had settled to the bottom of the tube, the ethanol at the top was removed and air dried briefly.

(1−2)cDNAの合成
得られたtotal RNAのうち0.2μgを、インビトロジェン社製SuperScript Choice System for cDNA Synthesisを用いて、T7プロモーター配列を有するプライマー(配列番号1の核酸と同じ)による逆転写を行った。具体的には下記の方法で行った。なお、反応は最終液量が20μlとなるように調製した。
(1-2) Synthesis of cDNA 0.2 μg of the total RNA obtained was reversed by a primer having the T7 promoter sequence (same as the nucleic acid of SEQ ID NO: 1) using SuperScript Choice System for cDNA Synthesis manufactured by Invitrogen. I did a copy. Specifically, the following method was used. The reaction was prepared so that the final liquid volume was 20 μl.

11μlの液量としたtotal RNA 0.2μgにT7プロモーター配列を有するプライマー(100μM)1μlを加え、70℃で10分間熱変性させた。急冷後、キットに添付の5×バッファー4μl、0.1MのDTT 2μl、10mMのdNTP Mix 1μlを加えたのち、逆転写酵素Superscript II RTを1μl加え、42℃で1時間インキュベートした。1時間後、急冷し1st strand溶液約20μlを回収した。   1 μl of a primer (100 μM) having a T7 promoter sequence was added to 0.2 μg of total RNA in a volume of 11 μl, and heat denatured at 70 ° C. for 10 minutes. After quenching, 4 μl of 5 × buffer attached to the kit, 2 μl of 0.1 M DTT, 1 μl of 10 mM dNTP Mix were added, and then 1 μl of reverse transcriptase Superscript II RT was added and incubated at 42 ° C. for 1 hour. After 1 hour, it was cooled rapidly and about 20 μl of the 1st strand solution was recovered.

(1−3)逆転写(2nd strandの合成)
得られた1st strand溶液約20μl全量を、精製せずにSuperScript Choice System for cDNA Synthesisのマニュアルに従って2nd strand合成した。具体的には、5×バッファー 30μl、10mMのdNTP Mix 3μl、DNAリガーゼ 1μl(10ユニット)、DNAポリメラーゼI 4
μl(40ユニット)、RNaseH 1μl(2ユニット)を加えたのち、16℃で2時間反応させた。これにより得られた二本鎖cDNAは、末端が平滑化されていないため、T4 DNA ポリメラーゼ 2μl(10ユニット)により平滑化処理した。
(1-3) Reverse transcription (synthesis of 2nd strand)
A total amount of about 20 μl of the obtained 1st strand solution was synthesized without any purification according to the manual of SuperScript Choice System for cDNA Synthesis. Specifically, 5 × buffer 30 μl, 10 mM dNTP Mix 3 μl, DNA ligase 1 μl (10 units), DNA polymerase I 4
After adding μl (40 units) and RNaseH 1 μl (2 units), the mixture was reacted at 16 ° C. for 2 hours. Since the double-stranded cDNA thus obtained was not blunt-ended, it was blunted with 2 μl (10 units) of T4 DNA polymerase.

得られた二本鎖cDNAは、フェノール/クロロホルム/イソアミルアルコールを用いて抽出精製し、フェーズロックゲルにて核酸成分を精製した。得られたcDNAは適当量の水に溶解し、吸光度測定により純度と収量を測定した。   The resulting double-stranded cDNA was extracted and purified using phenol / chloroform / isoamyl alcohol, and the nucleic acid component was purified using a phase-locked gel. The obtained cDNA was dissolved in an appropriate amount of water, and the purity and yield were measured by absorbance measurement.

(2)定量PCRによる発現量定量
得られた二本鎖cDNAを用いて、定量PCRにより含まれる遺伝子の発現量を測定した。測定対象はCEAとCCL5の各遺伝子とした。
(2) Expression level quantification by quantitative PCR The expression level of the gene contained by quantitative PCR was measured using the obtained double-stranded cDNA. The measurement targets were CEA and CCL5 genes.

定量PCRのシステムは、アプライドバイオシステム社から提供されている7500RealTime PCR Systemを利用した。   The 7500 RealTime PCR System provided by Applied Biosystems was used as the quantitative PCR system.

各遺伝子を定量するために、TaqMan Gene Expression Assayを利用した。測定用のプローブはアプライド社から提供されている調製済みのプローブを使用した。具体的には、CEA測定用としてHs00237075、CCL5用としてHs00174575を用いた。   In order to quantify each gene, TaqMan Gene Expression Assay was used. As a probe for measurement, a prepared probe provided by Applied was used. Specifically, Hs00237075 was used for CEA measurement and Hs00174575 was used for CCL5.

PCRは20ngのテンプレートを用い、液量は50μlのスケールで行った。PCR用のMaster Mixとして、TaqMan 2× Universal Master Mix NO AmpErase UNGを使用した。
PCRのサイクルは下記表1の2段階 PCRサイクルで行った。
PCR was performed using a 20 ng template, and the volume was 50 μl. TaqMan 2 × Universal Master Mix NO AmpErase UNG was used as the Master Mix for PCR.
The PCR cycle was a two-stage PCR cycle shown in Table 1 below.

Figure 2008086283
Figure 2008086283

解析は上記定量PCRシステムに付属する解析ソフトにより行い、PCR産物の量に応じて高くなるソフト上の数値であるDelta Rnの値が、0.1を上回った時のサイクル数をCt値として定義し、各遺伝子の定量を行った。
CEAおよびCCL5のCt値を下記表2に示す。
Analysis is performed with the analysis software attached to the above quantitative PCR system, and the number of cycles when the value of Delta Rn, which is a numerical value on the software that increases according to the amount of PCR product, exceeds 0.1 is defined as the Ct value. Then, each gene was quantified.
The Ct values for CEA and CCL5 are shown in Table 2 below.

Figure 2008086283
Figure 2008086283

この結果から、本実施例でサンプルとしたKATOIIIは、CEAが一定の発現を示すことがわかり、CCL5の発現が全く無いこと(測定感度以下)がわかった。各種報告されているデータベースから、KATOIIIではCCLの発現はほぼゼロであることが知られている。したがって、この結果から、RNA由来ではなく細胞が有するDNA由来のノイズが出ていないこと、すなわちDNAの混入がゼロであることが示された。   From this result, it was found that KATOIII used as a sample in this example showed constant expression of CEA and no expression of CCL5 (lower than measurement sensitivity). From various reported databases, it is known that the expression of CCL is almost zero in KATOIII. Therefore, from this result, it was shown that there was no noise derived from DNA that cells had, not RNA, that is, there was no DNA contamination.

<比較例1>
実施例1と同様の実験を、T7プライマーの添加をすることなく行った。すなわち、ISOGEN処理を行う前のT7プライマーの添加を行わず、通常通りの処理方法に従ってRNA抽出を行った。
<Comparative Example 1>
The same experiment as in Example 1 was performed without adding the T7 primer. That is, RNA extraction was performed according to the usual treatment method without adding the T7 primer before the ISOGEN treatment.

T7プライマーを添加しない以外は、total RNAの抽出、二本鎖cDNAの合成までは実施例1と同様に行った。また、定量PCRについてもアプライドバイオシステム社の同様のシステムにより行った。測定されたCt値を下記表3に示す。   Except for not adding the T7 primer, extraction of total RNA and synthesis of double-stranded cDNA were carried out in the same manner as in Example 1. Quantitative PCR was also performed by the same system of Applied Biosystems. The measured Ct values are shown in Table 3 below.

Figure 2008086283
Figure 2008086283

この結果から、T7プライマー処理を施さないRNA抽出物はCCL5の発現が示された。既に述べたとおり、KATOIIIではCCLの発現はほぼゼロであることが知られている。従って本比較例1で示されたCCL5の発現はDNA由来のシグナルである可能性が高いと考えられる。   From this result, the RNA extract not subjected to the T7 primer treatment showed the expression of CCL5. As already mentioned, it is known that the expression of CCL is almost zero in KATOIII. Therefore, the expression of CCL5 shown in Comparative Example 1 is considered to be highly likely to be a DNA-derived signal.

Claims (11)

DNAを含む細胞からRNAを抽出する方法であって、
RNAの抽出過程において、DNAを含む核酸含有物を添加することを特徴とする、RNAの抽出方法。
A method of extracting RNA from cells containing DNA,
In the RNA extraction process, a nucleic acid-containing material containing DNA is added.
前記核酸含有物が、RNA抽出後に行う逆転写反応の基質となるDNAを含むことを特徴とする、請求項1に記載のRNAの抽出方法。   The method for extracting RNA according to claim 1, wherein the nucleic acid-containing material contains DNA that is a substrate for a reverse transcription reaction performed after RNA extraction. 前記基質となるDNAが、RNA抽出後に行う逆転写反応のプライマーであることを特徴とする、請求項2に記載のRNAの抽出方法。   The method for extracting RNA according to claim 2, wherein the substrate DNA is a primer for a reverse transcription reaction performed after RNA extraction. 前記逆転写反応のプライマーが、鎖長5から9の範囲のランダムプライマーであることを特徴とする請求項3に記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to claim 3, wherein the primer for the reverse transcription reaction is a random primer having a chain length of 5 to 9. 前記逆転写反応のプライマーが、下記配列を有するプライマーを含むことを特徴とする請求項3に記載のRNAの抽出方法。
5'GGCCAGTGAATTGTAATACGACTCACTATAGGGAGGCGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3'(配列番号:1)
The RNA extraction method according to claim 3, wherein the reverse transcription reaction primer includes a primer having the following sequence.
5'GGCCAGTGAATTGTAATACGACTCACTATAGGGAGGCGGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT3 '(SEQ ID NO: 1)
前記逆転写反応のプライマーが、遺伝子特異的プライマーを含むことを特徴とする請求項3に記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to claim 3, wherein the reverse transcription reaction primer comprises a gene-specific primer. 添加するDNAが、放射性同位体または蛍光物質により標識されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to any one of claims 1 to 6, wherein the DNA to be added is labeled with a radioisotope or a fluorescent substance. 前記RNAの抽出方法がAGPC法であることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to any one of claims 1 to 7, wherein the RNA extraction method is an AGPC method. 前記RNAの抽出方法がシリカメンブレン法であることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to any one of claims 1 to 7, wherein the RNA extraction method is a silica membrane method. 前記RNAの抽出方法が陰イオン交換法であることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to any one of claims 1 to 7, wherein the RNA extraction method is an anion exchange method. 前記RNAの抽出方法がアフィニティ精製法であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のRNAの抽出方法。   The RNA extraction method according to any one of claims 1 to 7, wherein the RNA extraction method is an affinity purification method.
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