JP2000014400A - 標的核酸の定量方法 - Google Patents
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Abstract
1本鎖RNAを分析するための簡便で精度の高い方法で
あって、反応液の急激な昇温・降温操作を繰り返す操作
や増幅されたRNAの測定に際して担体を使用する必要
がなく、密閉した容器中で全操作を完了し得る方法を提
供すること。 【解決手段】少なくとも第1の1本鎖オリゴ核酸、第2
の1本鎖オリゴDNA、各種ポリメレースとその基質、
第3の1本鎖オリゴDNA及び特定塩基配列に相補的な
配列を有し、該配列を有する核酸と結合した場合に測定
可能な蛍光信号を発するように標識された第4の1本鎖
オリゴDNAを用い、蛍光信号を1度以上測定する操作
を含む、試料中の標的核酸の分析方法。
Description
配列を含む1本鎖RNAを分析するための方法に関する
ものであり、ウイルスのRNAや細菌のmRNAの定性
・定量を可能とし、感染症の診断やその治療を目的とし
た薬剤の効果の判定に有効な方法である。また本発明
は、特定の核酸塩基配列からなるDNAやRNAを大量
に製造する方法に関するものであり、有用遺伝子のクロ
ーニングや未知遺伝子の探索等に有効な方法である。更
に本発明は、これら方法に用いる試薬セット等に関する
ものである。
求められる。特定塩基配列を含む核酸(標的核酸)の分
析では、該核酸が特定塩基配列に相補的な配列を有する
核酸(核酸プローブ)と配列特異的に複合体を形成する
性質が利用される。
量に関連した測定可能な信号を得る手段が重要である
が、一般的に臨床診断等の目的においては、試料中に存
在し得る標的核酸量は極微量であることから、該手段は
高感度なものでなければならない。
法として、膜、ビーズ、ゲル等の固相の表面上に測定可
能な信号を発するように標識した核酸プローブと標的核
酸との複合体を形成する工程を含むサンドイッチアッセ
イと呼ばれる方法が用いられてきた。具体的には、それ
ぞれ標的核酸中の異なる特定塩基配列に配列特異的な2
種類の核酸プローブを用い、その第1の核酸プローブ
は、測定可能な信号を発するよう、例えば可視部に色を
持つ色素、蛍光物質又はこれらを生成し得る酵素等で標
識し、第2のプローブは固相表面に固定し、試料にこれ
らの核酸プローブを添加し、試料中の標的核酸を第1及
び第2の核酸プローブと相補結合させて固相表面に複合
体を形成させ、引き続き反応液中の上清と固相とを分離
して上記複合体形成に関与していない未反応の第1プロ
ーブを分離し(B/F分離工程)、しかる後に固相表面
上の標識物質を測定して標的核酸量を決定する。ここ
で、標識物として可視部に色を持つ色素や蛍光物質を生
成し得る酵素を用いた場合は、上記B/F分離工程後、
それらの前駆体である酵素基質を反応液に添加し、その
反応産物である色素や蛍光物質を測定することになる。
中の標的核酸(ウイルス核酸)は極微量であることが多
いため、高感度かつ良好な再現性の測定を実現するため
に信号強度を向上し高感度化する目的から、酵素基質と
して化学発光物質を用いたり、ポリメレースチェインリ
アクション(PCR)法等によって標的核酸を予め増幅
しておき、これを試料としてサンドイッチアッセイ法に
適用する方策が試みられている。
て、競合PCR法が知られている。この方法は、既知濃
度の標的核酸に類似した配列を有する核酸(コンペティ
ター)を試料に添加してPCRを実施し、コンペティタ
ーにより競合的に阻害された標的核酸の増幅程度から試
料中の標的核酸濃度を推定するものである。より具体的
には、末端にプライマーと相補的な配列有し、しかも電
気泳動等の分離手段によって標的核酸の増幅産物とは識
別可能な(例えば鎖長が異なる等)核酸を用意し、これ
を各種濃度となるように試料に混合し、それらについて
同時にPCRを実施するのである。
て、他に担体を用いない均一系での分析法も提案されて
いる。例えば本出願人は、インターカレーター性蛍光色
素の存在下でPCRを行い、反応液の蛍光を各PCRサ
イクルごとに測定してその変化から標的核酸の初期量を
決定する分析法が知られている(特開平5−23700
0号公報;医学のあゆみ、173(12)、959−9
63(1995年);Analytical Bioc
hemistry、229、207−213(1995
年)参照)。この分析法では、PCRによる増幅産物が
二本鎖DNAであることから、二本鎖核酸にインターカ
レーションして蛍光強度が増大する等、その蛍光特性が
変化する性質を有するインターカレーター性蛍光色素を
用い、これをPCRによる増幅操作前に予め試料溶液に
添加し、反応溶液の蛍光強度を経時的に測定してその立
ち上がりサイクル等から標的核酸の初期量を決定するの
である。更にこの方法には、密閉した反応容器内部の反
応液の蛍光強度の測定から標的核酸の増幅の様子を観察
することが可能で、試料容器内部から反応液を採取して
分析する必要がないため、増幅産物の飛散に由来する擬
陽性の惹起という課題を回避できるという効果もある。
は、比較的高感度といわれる酵素化学発光法において、
発光物質を大量に生産するよう多数の酵素分子を第1プ
ローブに標識したとしても、現状では105コピー程度
の標的核酸が定量及び検出の限界である。これは、反応
液中で第1のプローブがこの不溶性担体に非特異的に吸
着して大きな背景信号(バックグラウンド)を発生し、
その結果、固相表面上に形成された複合体の測定結果に
誤差を与えることとなるからである。
着を回避する目的で、担体表面を親水化処理、蛋白質等
による担体表面の吸着点ブロッキング、そしてB/F分
離工程に続いて不溶性担体を十分洗浄したり、洗浄効果
を向上するために界面活性剤を含む洗浄液をすること等
が試みられている。
は全ての担体で可能なわけでなく、担体の材質によって
は処理できないうえ、技術的に必ずしも容易ではない。
また担体表面の吸着点をブロッキングする目的で該表面
を蛋白質で被覆しても、被覆蛋白質が第1プローブの核
酸部分又は標識と相互作用し、担体への新たな非特異的
吸着を招く可能性がある。B/F分離工程において担体
の洗浄回数を増やすことには操作上の限界があり、洗浄
液に界面活性剤を添加する等した場合は担体上に形成さ
れた複合体の分解を促す可能性もある。
め、想定核酸濃度を含む各種濃度のコンペティターを調
製し、これを添加した試料についてPCRを実施する必
要がある。しかもPCRの終了後には、試料を反応容器
から取り出して電気泳動等の分離操作を行わなければな
らない。このため自動化が困難であり、多数の検体を迅
速に処理する必要性の高い臨床検査に適用するには不適
当である。また、試料を反応容器から取り出さなければ
ならないことから、PCR法の実際的な応用における課
題とされている増幅産物の飛散に由来する擬陽性の惹起
という課題を解決し得ない。
PCRを実施する方法では、インターカレーター性蛍光
色素が二本鎖核酸にインターカレーションすることを原
理としているため、試料中に特定核酸以外の2本鎖DN
A、例えば大量のゲノムDNA等、が混在する場合、イ
ンターカレーター性蛍光色素がこれらにもインターカレ
ーションして大きなバックグラウンドを生じてしまうと
いう課題がある。また、PCR法では特定核酸配列に相
補的な一対のオリゴDNAを伸長反応用プラマーとして
用いるが、このプライマーの配列によってはこれらが互
いに相補結合し、この結果、互いに他方のプライマーを
鋳型としてプライマーダイマーが生産されることがあ
る。インターカレーター性蛍光色素は2本鎖核酸に非特
異的にインターカレーションするため、このようなプラ
イマーダイマーの生産に由来してバックグラウンドが増
加するという課題もある。
について迅速かつ再現性の良い分析を実現するため、今
後ますます自動化の要求が高まると考えられる。ところ
がPCRでは、反応液の急激な昇温・降温操作を繰り返
す必要があり、しかも該操作の正確さと再現性が結果に
影響を及ぼすことがあるため、厳重に温度を管理しつ
つ、かかる昇温・降温操作を行わなければならないが、
このような仕様を満足するインキュベーション機能を具
備し、なおかつ十分な処理能力を有する全自動機を提供
することは容易ではない。
多いが、その場合はRNAを鋳型として逆転写酵素の作
用によって一旦cDNAを合成してからPCRを行うこ
ととなり、実質的に2段階の工程を行わなければならな
い。
て、いわゆるNASBA法が知られている。NASBA
法は昇温・降温という操作を必要としない点で自動化が
容易と考えられるものの、増幅されたRNAを分析する
ために上記サンドイッチ法や電気泳動による分離が必要
であるため、これら操作に起因する課題を解決するもの
ではない。
試料中の特定塩基配列を含む1本鎖RNAを分析するた
めの簡便で精度の高い方法であって、PCRのように反
応液の急激な昇温・降温操作を繰り返す操作や増幅され
たRNAの測定に際して担体を使用する必要がなく、特
に好適な態様においては密閉した容器中で全操作を完了
し得る方法を提供することにある。また本発明の他の目
的は、概ね一定の温度で特定塩基配列の核酸を製造する
ための簡便な方法を提供することにある。
の特定塩基配列特定塩基配列に相補的な配列を有し、標
的核酸と結合した場合に測定可能な蛍光信号を発するよ
うにインターカレーター性蛍光色素で標識した核酸プロ
ーブを開発した(特願平7−185599号公報/EP
公開第714986号公報/Nucleic Acid
s Research、24(24)、4992−49
97(1996))参照)。この核酸プローブは、標的
核酸と相補結合を形成するとで測定可能な蛍光信号を発
するため、相補結合を形成していないものと分離するこ
となしに相補結合の形成の有無及び形成された相補結合
体の定量を可能とするものである。ここで本発明者ら
は、この核酸プローブの共存状態で核酸プライマー及び
核酸ポリメレースの作用により特定塩基配列からなるR
NAを一定温度にて合成し得ること、言い換えれば、実
質的な標的RNAの増幅とその分析を、一定温度条件下
で、担体を使用することなく、しかも好適には密閉条件
で行い得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
度で試料中の特定塩基配列を含む1本鎖RNAを分析す
るための簡便で精度の高い方法であって、少なくとも以
下(A)〜(I)の試薬を用い、試料にこれらを順次添
加するか、これらの2以上を一度に添加するか又はこれ
らを一度に添加する操作((A)〜(I)は、この順に
添加することを要しない)と、少なくとも試薬(A)〜
(H)を添加後に試薬(I)共存下で蛍光信号を1度以
上測定する操作を含む方法である。
の5’側隣接配列に相補的な配列を有する第1の1本鎖
オリゴ核酸、(B)特定塩基配列3’末端配列に相補的
な配列を有する第2の1本鎖オリゴDNA、(C)RN
A依存性DNAポリメレース、(D)デオキシリボヌク
レオシド三燐酸、(E)5’末端側から順に(1)DN
A依存性RNAポリメレースのプロモーター配列、
(2)該プロモーターのエンハンサー配列及び(3)特
定塩基配列の5’末端配列と同一の塩基配列を有する第
3の1本鎖オリゴDNA、(F)DNA依存性DNAポ
リメレース、(G)DNA依存性RNAポリメレース、
(H)リボヌクレオシド三燐酸、及び、(I)特定塩基
配列に相補的な配列を有し、該配列を有する核酸と結合
した場合に測定可能な蛍光信号を発するように標識され
た第4の1本鎖オリゴDNA。そして本願請求項23の
発明は、概ね一定の温度で特定塩基配列の核酸を製造す
るための簡便な方法であって、少なくとも以下(A)〜
(H)の試薬を用い、5’末端側から順に(1)DNA
依存性RNAポリメレースのプロモーター配列、(2)
該プロモーターのエンハンサー配列及び(3)特定塩基
配列を有する1本鎖DNA、又は、該DNAと該DNA
の相補鎖からなる2本鎖DNAにこれらを順次添加する
か、これらの2以上を一度に添加するか又はこれらを一
度に添加する操作((A)〜(H)は、この順に添加す
ることを要しない)と、少なくとも試薬(A)〜(G)
の添加後に試薬(H)共存下で蛍光信号を1度以上測定
する操作を含む方法である。
な配列を有する1本鎖オリゴDNA、 (B)RNA依
存性DNAポリメレース、(C)DNA依存性DNAポ
リメレース、(D)デオキシリボヌクレオシド三燐酸、
(E)DNA依存性RNAポリメレース、(F)リボヌ
クレオシド三燐酸、(G)5’末端側から順に(1)D
NA依存性RNAポリメレースのプロモーター配列、
(2)該プロモーターのエンハンサー配列及び(3)特
定塩基配列の5’末端配列と同一の塩基配列を有する1
本鎖オリゴDNA、及び、(H)特定塩基配列に相補的
な配列を有し、該配列を有する核酸と結合した場合に測
定可能な蛍光信号を発するように標識された1本鎖オリ
ゴDNA。
上の発明を実施するための試薬又は試薬セットであり、
具体的に請求項26は、少なくとも、第1の1本鎖オリ
ゴ核酸を含む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウ
ム、酢酸カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホオ
キシドを含む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシ
リボヌクレオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛
血清アルブミン、第2の1本鎖オリゴDNA及び第3の
1本鎖オリゴDNAを含む第3試薬、RNA依存性DN
Aポリメレース、DNA依存性DNAポリメレース、D
NA依存性RNAポリメレース及びRNase阻害剤を
含む第4試薬、そして第4の1本鎖オリゴDNAを含む
第5試薬から構成される、請求項1又は23の方法を実
施するための試薬セットである。
第1の1本鎖オリゴ核酸を含む第1試薬、トリス酢酸
塩、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、ソルビトール及
びジメチルスルホオキシドを含む第2試薬、ジチオスレ
イトール、デオキシリボヌクレオシド三燐酸、リボヌク
レオシド三燐酸、牛血清アルブミン、第2の1本鎖オリ
ゴDNA、第3の1本鎖オリゴDNA及び第4の1本鎖
オリゴDNAを含む第3試薬、そして、RNA依存性D
NAポリメレース、DNA依存性DNAポリメレース、
DNA依存性RNAポリメレース及びRNase阻害剤
を含む第4試薬から構成される、請求項1又は23の方
法を実施するための試薬セットである。
第1の1本鎖オリゴ核酸を含む第1試薬、トリス酢酸
塩、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、ソルビトール及
びジメチルスルホオキシドを含む第2試薬、ジチオスレ
イトール、デオキシリボヌクレオシド三燐酸、リボヌク
レオシド三燐酸、牛血清アルブミン、第2の1本鎖オリ
ゴDNA及び第3の1本鎖オリゴDNAを含む第3試
薬、そして、第4の1本鎖オリゴDNA、RNA依存性
DNAポリメレース、DNA依存性DNAポリメレー
ス、DNA依存性RNAポリメレース及びRNase阻
害剤を含む第4試薬から構成される、請求項1又は23
の方法を実施するための試薬セットである。
も、第1の1本鎖オリゴ核酸、第2の1本鎖オリゴDN
A、第3の1本鎖オリゴDNA、第4の1本鎖オリゴD
NA、RNA依存性DNAポリメレース、DNA依存性
DNAポリメレース、DNA依存性RNAポリメレー
ス、デオキシリボヌクレオシド三燐酸、リボヌクレオシ
ド三燐酸、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢酸カリ
ウム、ソルビトール、ジメチルスルホオキシド、ジチオ
スレイトール、牛血清アルブミン及びRNase阻害剤
を含む、請求項1又は23の方法を実施するための試
薬、即ちこれらが全て混合された一種類の試薬である。
配列を含む1本鎖RNA(標的RNA)を分析する方法
である。ここで分析とは、試料中に該RNAが存在する
か否かを分析することと、試料中に存在する該RNAの
存在量を分析することの両方を含む。
3の1本鎖オリゴDNAにおける(3)の配列で始ま
り、3’末端が後述する第2の1本鎖オリゴDNAと相
補的な配列で終わる、前記1本鎖RNA中に存在する塩
基配列部分である。特定塩基配列は任意に決定すること
ができるが、標的RNAを他の核酸から区別し得る程度
に特異的な配列部分を含むようにすることが重要であ
る。特に特定塩基配列として、その5’末端部分及び
3’末端部分の配列が標的核酸以外の核酸と十分に区別
可能な配列を選択することにより、本発明による特定塩
基配列からなる1本鎖RNA合成の特異性を向上するこ
とができる。更にはこれら部分の間に標的核酸以外の核
酸と十分に区別可能な配列を有する配列を選択すること
により、本発明における測定の特異性を向上することが
できる。
NAが存在している場合、最終的に特定塩基配列からな
る大量のRNAが合成される。
列の5’側隣接配列に相補的な配列を有する第1のオリ
ゴ核酸である。該試薬は標的RNAを5’側で切断し、
その5’末端を特定塩基配列で始まるようにし、これに
より、後述する試薬(B)〜(D)の共存下で第2の1
本鎖オリゴDNAの標的RNAへの結合とRNA依存性
DNAポリメレースによる該RNAを鋳型とするcDN
A合成が行われる際に、該cDNAの3’側末端に特定
塩基配列に相補的な配列が位置するようにするためのも
のである。具体的には、例えば第1オリゴ核酸としてD
NAを用い、これをRNaseHとともに添加する等す
れば、標的RNAは第1のオリゴ核酸との結合部分で切
断され、特定塩基配列の最初の塩基が5’末端に位置す
るようになる。この他に、例えば1本鎖核酸の特定部位
を切断する、触媒活性を有するDNAザイムやリボザイ
ム(Proc.Natl.Acad.Sci.USA、
94、4262−4266(1997年)等参照)を第
1のオリゴ核酸として使用することもできる。
補結合部分を非特異的に切断する。このため、RNas
eHを使用する場合は、後述する試薬(B)の添加に先
立ち、昇温や又は公知のRNaseH阻害剤を添加する
等、RNaseH活性を実質的に失活し得る操作を行
う。昇温は、例えば60〜70℃へ加温すれば十分であ
るが、該温度に昇温している時間は極めて短時間で良
い。このため、RNaseHを用いる場合には、例えば
試薬(A)とRNaseHを別個に又は同時に添加して
適当時間のインキュベーションを行った後に試薬(B)
〜(I)を添加することになる。これに対し、DNAザ
イムやリボザイムを用いる場合は昇温や阻害剤の添加等
の操作は不要であり、単にこれらを試薬(A)として単
独で又は他の試薬と同時に添加することができる。
に相補的な配列を有する第2の1本鎖オリゴDNAであ
る。該試薬は標的RNAに相補結合し、後述する試薬
(C)及び(D)の共存下で、RNA依存性DNAポリ
メレースによる該RNAを鋳型とするcDNA合成が行
われる際に、該cDNAの5’側末端に特定塩基配列の
3’末端と相補的な配列が位置するようにするためのも
のである。第2のオリゴDNAは、0.02〜1μMが
標的核酸と共存するように添加すれば良い。
ースであり、試薬(D)はその基質となるデオキシリボ
ヌクレオシド三燐酸である。試薬(B)〜(D)の共存
下で、標的RNA中の特定塩基配列3’末端に相補的な
配列を5’末端にもつcDNAが合成される。
NA−RNA2本鎖の状態であるが、後述する試薬
(E)における第3の1本鎖オリゴDNAが相補結合を
形成し得る状態にする。この目的のためには、ジメチル
スルホオキサイド(以下、DMSO)を添加して5〜2
0%のDMSOをDNA−RNA2本鎖と共存させ、2
本鎖間の相補結合力を弱めることが例示できる。DMS
Oは本発明における他の試薬の作用を妨害するものでは
なく、少なくとも試薬(D)〜(F)によるDNA合成
前にDNA−RNA2本鎖と共存するように添加されれ
ば良い。また、トリ筋芽細胞腫ウイルスポリメレース
(以下、AMV逆転写酵素)に代表されるRNA依存性
DNAポリメレースには、前述のRNaseHと比較し
て微弱ではあるものの、DNA−RNA2本鎖中のRN
Aを切断する活性を有するものがある。そこで、前記し
た試薬(C)としてこのようなRNA分解活性を有する
酵素を用いても良い。いずれか一方の作用を利用するの
みでも十分であるが、DMSOの作用とCMV逆転写酵
素等のRNA依存性DNAポリメレース作用の両方を利
用することが特に好ましい。DMSO及び/又はRNA
依存性DNAポリメレースの作用により前記RNA−D
NA2本鎖は、RNA部分が分解及び/又は乖離され、
1本鎖のDNAが得られることとなる。
DNA依存性RNAポリメレースのプロモーター配列、
(2)該プロモーターのエンハンサー配列及び(3)特
定塩基配列の5’末端配列と同一の塩基配列を有する第
3の1本鎖オリゴDNAである。第3のオリゴDNA
は、0.02〜1μMが標的核酸と共存するように添加
すれば良い。第3のオリゴDNAにおいて、(3)の部
分は試薬(B)〜(D)が共存することで合成されるD
NAの3’末端に結合する。従って試薬(D)と(F)
の共存により、第3のDNAの3’末端からは該DNA
を鋳型として、また同時に該DNAの3’末端から該第
3のオリゴDNAを鋳型として、DNA依存性DNAポ
リメレースによりそれぞれの相補鎖が合成され、完全な
2本鎖DNAが合成される。
レースである。本発明においては試薬(C)におけるR
NA依存性DNAポリメレースと該DNA依存性DNA
ポリメレースの両ポリメレース活性を有する同一の酵素
を用いることにより、使用する試薬種類を減少すること
が特に好ましい。例えば、AMV逆転写酵素は両活性を
有する酵素であるが、前述の通り、両ポリメレース活性
に加え、DNA−RNA2本鎖中のRNAを分解する活
性を有しおり、しかも商業的に入手可能であることか
ら、本発明で使用するうえで特に好ましい酵素として例
示できる。
レースであり、試薬(H)はその基質となるリボヌクレ
オシド三燐酸である。試薬(D)〜(F)の共存により
合成される2本鎖DNAはDNA依存性RNAポリメレ
ースのプロモーター領域を末端に有する。このため、試
薬(G)及び(H)の共存下では該DNA合成後、直ち
に特定塩基配列からなる1本鎖RNAの合成が開始され
る。試薬(G)におけるDNA依存性RNAポリメレー
スとしては、具体的に例えばT7 RNAポリメレース
やT3 ポリメレース、SP6 RNAポリメレース等
を例示することができる。
る1本鎖RNAは特定塩基配列からなるRNAである。
従って、これらが合成されて試薬(B)〜(F)と共存
することにより、上述した一連の反応が繰り返し生じる
ことになる。このように、本発明では、昇温等の自動化
が困難な操作を行うことなく、試料に各試薬を添加する
という操作のみで、試料中に存在する極微量の標的RN
Aをもとにして前記の如きプロモーター領域を末端にも
つ2本鎖DNAが合成され、これが特定塩基配列からな
る1本鎖RNAの合成源となる。合成された1本鎖RN
Aは新たな2本鎖DNAの合成に寄与し、結果として時
間の経過とともに特定塩基配列からなる1本鎖RNA量
は飛躍的に増大していくこととなる。
る1本鎖RNAの合成される速度及び合成される最終的
な量は、試料中に含まれていた標的RNA量に依存す
る。そこで本発明では、試薬(I)を用いて試料中に含
まれていた標的RNAについて分析するのである。
列を有し、該配列を有する核酸と結合した場合に測定可
能な蛍光信号を発するように標識された第4の1本鎖オ
リゴDNAである。第4のオリゴDNAは、例えばイン
ターカレーター性蛍光色素が結合されたDNAであれば
良い。該DNA部分は、特定塩基配列の特異的分析のた
め、6〜100ヌクレオチド、更に好ましくは10〜3
0ヌクレオチドとすることが好ましい。むろん該DNA
部分は、特定塩基配列中に存在する配列であって、標的
核酸以外の核酸と十分に区別可能な配列部分と相補的な
配列であることが重要である。
らなる1本鎖RNAと相補結合を形成した場合に、既に
添加されている試薬(C)におけるRNA依存性DNA
ポリメレースが作用してその3’末端からの伸長が生じ
ないように、該3’末端が特定塩基配列と非相補的な配
列が付加されているか、又は、その3’末端が化学的に
修飾されていることが好ましい。
部分が他の核酸と相補結合を形成すると2本鎖部分にイ
ンターカレーションして蛍光特性が変化するものであ
る。この目的のためには、インターカレーター性蛍光色
素を、2本鎖部分へのインターカレーションを妨げない
程度の適当な分子長リンカーを介してDNAと結合する
ことが例示できる。かかるリンカーとしては、インター
カレーター性蛍光色素が2本鎖部分にインターカレーシ
ョンすることを妨げない分子であれば特に制限はない。
特に、両末端に官能基を有する二官能性炭化水素から選
択されるリンカー分子は、オリゴヌクレオチドへの修飾
を行う上で簡便で好ましい。また例えば、市販の試薬セ
ット(C6−Thiolmodifier、商品名、C
lontech製)等を使用することもできる。
2本鎖にインターカレーションすることで例えば発する
蛍光のピーク波長が変動したりする等、その蛍光特性が
変化するものであれば特に制限はないが、測定の容易さ
等の観点からインターカレーションにより蛍光強度が増
加する性質を有するものが特に好ましい。より具体的に
は、特に蛍光強度の変化が著しいチアゾールオレンジ、
オキサゾールイエロー又はそれらの誘導体を特に好まし
いインターカレーター性蛍光色素として例示できる。
を介して結合させるDNAの位置は、DNAの5’末
端、3’末端又は中央部分等、インターカレーター性蛍
光色素の2本鎖へのインターカレーションが妨げられ
ず、かつ、DNA部分のRNAとの相補結合を阻害しな
い限り特に制限はない。
共存下で合成される、特定塩基配列を有する1本鎖RN
Aは、試薬(I)共存下で測定可能な蛍光信号を発す
る。ここで驚くべきことに、合成された1本鎖RNAと
第4のオリゴDNAが相補結合を形成し、蛍光信号を発
した場合であっても、このRNAは試薬(B)〜(D)
共存下でDNA合成の際の鋳型として機能することが明
らかとなった。即ち本発明では、各試薬の共存状態にお
いてRNAからのDNA合成、DNA2本鎖の合成、D
NA2本鎖からのRNA合成という一連の現象が、第4
のオリゴDNA共存下で生じるのである。
添加完了後に試薬(I)を添加して蛍光信号を1度以上
測定する操作を行えば、該測定結果から試料中の標的核
酸を分析することが可能となるのである。ここで、前述
したように第4のオリゴ核酸の共存は最終的には特定塩
基配列からなる1本鎖RNAの合成に何ら障害を与えな
いため、試薬(I)を他の試薬と同時に添加することも
可能である。
くとも試薬(A)〜(H)の添加後、特定塩基配列から
なる1本鎖RNAが合成されるのに十分な時間インキュ
ベーションを行った後に測定を行えば良い。試薬(I)
は他の試薬と同時に添加する等、測定前に添加する。こ
のような測定はいわゆるエンドポイント法とよばれる方
式であり、例えば既知量の標的核酸を含む溶液について
同様の操作を行って得られる結果との比較を行うこと
で、試料中の標的核酸を分析することが可能となる。本
願発明における蛍光信号の測定は、好ましくは試薬
(A)〜(H)の添加後直後から、又は、試薬(A)〜
(H)の添加後所定時間経過後から経時的に行う。第4
のDNAは、1本鎖RNAの合成過程において、合成さ
れたRNAと結合・解離を繰り返すが、結合時に測定さ
れる蛍光信号は各測定時における該RNAの存在量を反
映するため、1本鎖RNAの増加する様子を経時的に追
跡することが可能となるのである。なお測定自体は連続
的なものであっても一定時間毎の間欠的なものであって
も良い。このように経時的測定を行うと、蛍光信号の経
時変化が得られるが、例えば試薬(A)〜(H)添加
後、一定強度の蛍光信号が得られるまでに要した時間
や、例えば試薬(A)〜(H)添加後の蛍光信号強度が
劇的に増大した時間等を手がかりに、試料中の標的RN
A量(初期量)を分析することが可能となる。
おいては、前記した試薬(A)〜(I)はいずれも塩化
物を含まないことが好ましい。また試薬(A)〜(I)
の他に、酢酸塩を用いることが好ましい。酢酸塩として
は、例えば酢酸マグネシウム又は酢酸カリウムを例示す
ることができる。酢酸塩は、少なくとも試薬(B)〜
(D)の共存による1本鎖DNAの合成時に共存させれ
ば良いが、その濃度は酢酸マグネシウムでは5〜20m
M、酢酸カリウムでは50〜200mMが好ましい。本
発明においては、更にソルビトールを用いることが好ま
しい。ソルビトールは、少なくとも試薬(B)〜(D)
の共存による1本鎖DNAの合成時に共存させれば良
い。また、牛血清アルブミン等の蛋白質やジチオスレイ
トール等の還元剤を用いることや、RNaseによる合
成された1本鎖RNA等の分解を阻害する目的でRNa
se阻害剤を用いることが好ましい。更には、用いる各
オリゴ核酸が相補配列と結合可能で、かつ、用いる各種
酵素が活性を発揮し得るpH範囲に反応溶液を維持する
目的で緩衝剤を用いることが好ましい。緩衝剤としては
特にトリス酢酸塩が好適な緩衝剤として例示できる。こ
れらの試薬も、少なくとも試薬(B)〜(D)の共存に
よる1本鎖DNAの合成時に共存させれば良い。これら
好ましい試薬を用いることで、合成産物である1本鎖R
NAの合成量を向上させることができる。
Aの分析を、昇温等操作を行うことなく一定温度で行い
得る。該一定温度は、本発明で使用する試薬(A)、
(B)、(E)及び(I)における各オリゴ核酸が相補
配列と結合可能な温度で、かつ、試薬(C)、(F)及
び(G)が酵素活性を発揮し得る温度であれば制限はな
い。より具体的には、35〜60℃の範囲から選ばれる
温度を例示できる。なお温度は厳密に一定である必要は
なく、概ね一定であれば良い。
項1の分析方法では、用いる試薬を順次添加しても、そ
の2以上を一度に添加しても、又は、その全てを一度に
添加しても得るものである。特に、用いる全試薬を一度
に試料に添加する形態によれば、密閉した容器中で標的
RNAの分析を可能とするものであり、これにより容器
の開閉に伴う合成された1本鎖RNAの飛散という課題
を解決し得る。
で特定塩基配列の核酸を製造するための簡便な方法であ
る。この方法では、少なくとも以下(A)〜(G)の試
薬を用い、5’末端側から順に(1)DNA依存性RN
Aポリメレースのプロモーター配列、(2)該プロモー
ターのエンハンサー配列及び(3)特定塩基配列を有す
る1本鎖DNA、又は、該DNAと該DNAの相補鎖か
らなる2本鎖DNAにこれらを順次添加するか、これら
の2以上を一度に添加するか又はこれらを一度に添加す
る操作((A)〜(H)は、この順に添加することを要
しない)と、少なくとも試薬(A)〜(G)の添加後に
試薬(H)共存下で蛍光信号を1度以上測定する操作を
含む方法である。
な配列を有する1本鎖オリゴDNA、 (B)RNA依
存性DNAポリメレース (C)DNA依存性DNAポリメレース、(D)デオキ
シリボヌクレオシド三燐酸、(E)DNA依存性RNA
ポリメレース、(F)リボヌクレオシド三燐酸、(G)
5’末端側から順に(1)DNA依存性RNAポリメレ
ースのプロモーター配列、(2)該プロモーターのエン
ハンサー配列及び(3)特定塩基配列の5’末端配列と
同一の塩基配列を有する1本鎖オリゴDNA、及び、
(H)特定塩基配列に相補的な配列を有し、該配列を有
する核酸と結合した場合に測定可能な蛍光信号を発する
ように標識された1本鎖オリゴDNA。
本願請求項23の発明は、請求項1の発明における1本
鎖RNA合成の合成源である2本鎖DNAを出発材料と
して特定塩基配列からなる核酸を製造するものである。
ここで、特定塩基配列とは、請求項1における特定塩基
配列とは異なり、標的RNAに由来する配列であること
を要しない。
DNA合成装置等を用いる公知の方法により調製するこ
とができる。なお、試薬(A)、(C)及び(D)共存
下では、DNA依存性RNAポリメレースのプロモータ
ー配列、(2)該プロモーターのエンハンサー配列及び
(3)特定塩基配列を有する1本鎖DNAに試薬(A)
における第1のオリゴDNAが相補結合後該DNAを鋳
型とする伸長反応が生じて前記2本鎖DNAが合成さ
れ、出発材料として機能することになる。また更には、
特定塩基配列を含む1本鎖RNAに対して請求項1の発
明で説明した各種操作を実施することにより、出発材料
である2本鎖DNAを調製することもできる。 試薬
(A)における1本鎖オリゴDNAは請求項1の発明に
おける第2のオリゴDNAに該当し、試薬(G)におけ
る1本鎖オリゴDNAは第3のオリゴDNAに該当し、
試薬(H)における1本鎖オリゴDNAは第4のオリゴ
DNAに該当する。従って、これらの添加の形態や作用
等、各種ポリメレースの好適な例示、(A)〜(H)以
外の好ましく用いられる試薬や操作については、前述の
説明を参照することで容易に理解される。即ち、出発材
料である2本鎖DNA、試薬 (E)及び(F)の共存
により特定塩基配列からなる1本鎖RNAを合成させ、
合成された1本鎖RNA、試薬(A)、(B)及び
(D)の共存により特定塩基配列と相補的な配列からな
る1本鎖DNAを合成させ、このDNA、試薬(C)及
び(D)の共存により出発材料である2本鎖DNAを合
成させるのである。なお、請求項1の発明における試薬
(A)と昇温操作等の試薬(A)に関連して実施される
操作は、特定塩基配列を含む1本鎖RNAであって、そ
の5’末端が特定塩基配列から開始していないRNAか
ら出発材料となる2本鎖DNAを調製する場合以外、こ
の方法では必要でない。
くとも試薬(A)〜(G)の添加後、十分な時間インキ
ュベーションを行った後、試薬(I)の共存下で行う。
また経時的に測定を行う場合は、試薬(A)〜(G)の
添加後直後から、又は、試薬(A)〜(G)の添加後所
定時間経過後から経時的に行う。そして測定された蛍光
信号又は測定された蛍光信号の経時的変化が所定量の特
定塩基配列核酸が製造されたことを示した場合には、製
造された核酸の抽出操作を行う。
Aを得る場合には、例えばDNase等のDNA分解酵
素を添加した後にRNA抽出操作を行えば良い。最終的
に特定塩基配列を含む1本鎖DNA又は該DNAと該D
NAの相補鎖からなる2本鎖DNAを得る場合には、例
えばRNase等のRNA分解酵素を添加した後にDN
A抽出操作を行えば良い。むろん、このようなRNAと
DNAの混合物を得る場合には、核酸分解酵素を添加す
ることなしに核酸抽出操作を行えば良い。DNA及び/
又はRNAの抽出は、例えばエタノールを添加してこれ
らを沈殿させる等、公知の手法に従うことにより容易に
実施できる。
施する場合、少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸を含
む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢酸カ
リウム、ソルビトール及びジメチルスルホオキシドを含
む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシリボヌクレ
オシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛血清アルブ
ミン、第2の1本鎖オリゴDNA及び第3の1本鎖オリ
ゴDNAを含む第3試薬、RNA依存性DNAポリメレ
ース、DNA依存性DNAポリメレース、DNA依存性
RNAポリメレース及びRNase阻害剤を含む第4試
薬、そして第4の1本鎖オリゴDNAを含む第5試薬か
ら構成される試薬セットを用い、これらを試薬番号の順
に順次試料等に添加することが例示できる。なお請求項
23の発明では、前述した通り第1の1本鎖オリゴ核酸
を用いる必要のない場合がある。この場合には第1試薬
を除けば良い。
を実施する場合、少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸
を含む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢
酸カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホオキシド
を含む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシリボヌ
クレオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛血清ア
ルブミン、第2の1本鎖オリゴDNA、第3の1本鎖オ
リゴDNA及び第4の1本鎖オリゴDNAを含む第3試
薬、そして、RNA依存性DNAポリメレース、DNA
依存性DNAポリメレース、DNA依存性RNAポリメ
レース及びRNase阻害剤を含む第4試薬から構成さ
れる試薬セットを用い、これらを試薬番号の順に順次試
料等に添加することが例示できる。なお請求項23の発
明では、前述した通り第1の1本鎖オリゴ核酸を用いる
必要のない場合がある。この場合には第1試薬を除けば
良い。
を実施する場合、少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸
を含む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢
酸カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホオキシド
を含む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシリボヌ
クレオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛血清ア
ルブミン、第2の1本鎖オリゴDNA及び第3の1本鎖
オリゴDNAを含む第3試薬、そして、第4の1本鎖オ
リゴDNA、RNA依存性DNAポリメレース、DNA
依存性DNAポリメレース、DNA依存性RNAポリメ
レース及びRNase阻害剤を含む第4試薬から構成さ
れる試薬セットを用い、これらを試薬番号の順に順次試
料等に添加することが例示できる。なお請求項23の発
明では、前述した通り第1の1本鎖オリゴ核酸を用いる
必要のない場合がある。この場合には第1試薬を除けば
良い。
明を実施する場合、最も好ましくは、少なくとも、第1
の1本鎖オリゴ核酸、第2の1本鎖オリゴDNA、第3
の1本鎖オリゴDNA、第4の1本鎖オリゴDNA、R
NA依存性DNAポリメレース、DNA依存性DNAポ
リメレース、DNA依存性RNAポリメレース、デオキ
シリボヌクレオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、
トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、ソル
ビトール、ジメチルスルホオキシド、ジチオスレイトー
ル、牛血清アルブミン及びRNase阻害剤を含む試薬
を用い、これを試料に添加することが例示できる。なお
請求項23の発明では、前述した通り第1の1本鎖オリ
ゴ核酸を用いる必要のない場合がある。この場合には第
1の1本鎖オリゴDNAを除けば良い。特にこの試薬
は、他の試薬セットとは異なり、必要な試薬全てが混合
された一種類の試薬である。従って試料に対して1回の
み、該試薬の添加を行えば良い。
は、試料等に添加した状態で必要量が試料等と共存し得
るように試薬セット又は試薬中の濃度を調製する。な
お、前述の通りRNA依存性DNAポリメレース及びD
NA依存性DNAポリメレースとして両ポリメレース活
性を有する同一の酵素を用いることも可能である。
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定さ
れるものではない。
SP6プロモーター配列を持つDNAと該DNAに相補
的なDNAからなる2本鎖DNA を調製した。
R用チューブに分注した。
H8.3) 53.6mM塩化カリウム 2.36mM塩化マグネシウム 各0.268mMのdATP、dGTP、dCTP、d
TTP 0.257μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.257μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 0.032U/μlの、市販のDNA依存性DNAポリ
メレース(AmpliTaq、商品名、パーキンエルマ
ー社製) 次に、106コピー/5μlのDNA標準を5μl添加
した。なおDNA標準は、ヒトC型肝炎ウイルス(HC
V)cDNAの塩基番号1〜1863を含む、1865
塩基対の2本鎖DNAである。また塩基番号について
は、文献(加藤ら、Proc.Natl.Sci.、U
SA、1990年、87、9524〜9528)に従っ
て記載する。
置し、引き続いて以下(1)〜(3)の操作を1サイク
ルとして、40サイクル繰り返した。
(2)65℃で30秒間維持する操作、そして、(3)
72℃で1分間維持する操作。
アガロース電気泳動を行った後、エチジウムブロマイド
染色して確認した。
示す。図1から明らかなように、約320塩基対のDN
Aに由来する単一バンドが認められる。このことは、以
上の操作によって5’末端にSP6 プロモーター配列(下
線)を持った、以下ような塩基配列のDNAとその相補
鎖が調製されたことを示すものである。
AAT ACA A- (HCVのcDNA塩基番号11〜30
0) 3’ 実施例2 酢酸マグネシウム濃度の影響 本発明における酢酸マグネシウムの最適濃度を検討し
た。まず、以下のような組成の反応液を調製し、各14
μlずつPCR用チューブに分注した。
TP 214μg/ml BSA 0.12μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 次に、104コピー、105コピー、106コピー又は1
07コピー/10μlのDNA標準10μl、又は、陰
性標準としてDNAを含まないTE緩衝液 (10mM
トリス塩酸(pH8.0)及び0.1mM EDTAを
含む緩衝液)10μlを添加した。なおDNA標準は以
下の配列からなるDNAとそれに相補的なDNAからな
る2本鎖DNAである。
AAT ACA A-(HCV cDNAの塩基番号11〜300)
3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層した後、
45℃で5分間加温し、続いて以下の酵素混合液を5μ
l添加し、45℃で1時間反応させた。
メレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 次に、2.75μMの、第3の1本鎖オリゴDNAを
0.6μl添加した。
AAT ACA ACA CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 引き続き37U/μlのRNA依存性DNAポリメラー
ゼ・DNA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転
写酵素(宝酒造(株)製)を0.4μl添加し、45℃
で2時間放置した後、反応液の5μlをとり、2%アガ
ロース電気泳動を行った。泳動後、アガロースゲルを1
0000倍希釈したSYBR Green II(宝酒
造(株)製)で30分染色した。
濃度15mMの酢酸マグネシウム共存により、最大量の
産物が得られることが分かる。
ず、以下のような組成の反応液を調製し、各14μlず
つPCR用チューブに分注した。
M酢酸カリウム 21.4% DMSO 32.1%ソルビトール 各2.1mMの、ATP、GTP、CTP、UTP 各2.1mMの、dATP、dGTP、dCTP、dT
TP 214μg/ml BSA 0.12μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 次に、103コピー、104コピー、105コピー又は1
06コピー/10μlのDNA標準10μl、又は、陰
性標準としてDNAを含まないTE緩衝液10μlを添
加した。なおDNA標準は以下の配列からなるDNAと
それに相補的なDNAからなる2本鎖DNAである。 (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA A-
(HCV cDNAの塩基番号11〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層した後、
45℃で5分間加温し、続いて以下の酵素混合液を5μ
l添加し、45℃で1時間反応させた。
メレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 次に、2.75μMの、第3の1本鎖オリゴDNAを
0.6μl添加した。
AAT ACA ACA CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 引き続き37U/μlのRNA依存性DNAポリメラー
ゼ・DNA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転
写酵素(宝酒造(株)製)を0.4μl添加し、45℃
で2時間放置した後、反応液の5μlをとり、2%アガ
ロース電気泳動を行った。泳動後、アガロースゲルを1
0000倍希釈したSYBR Green II(宝酒
造(株)製)で30分染色した。
カリウムが最終濃度で120mM共存することにより、
初期の標的核酸量が103コピーであっても産物が得ら
れることが分かる。このように、最終濃度110〜13
0mMの酢酸カリウム共存により、反応効率が最大にな
ることが分かる。
ず、以下のような組成の反応液を調製し、各20μlず
つPCR用チューブに分注した。
ル (最終濃度はそれぞれ15、11.3、9又は7.5
%) 各1.5mMの、ATP、GTP、CTP、UTP 各1.5mMの、dATP、dGTP、dCTP、dT
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 次に、103コピー、104コピー、105コピー又は1
06コピー/5μlのRNA標準5μl、又は、陰性標
準としてRNAを含まないTE緩衝液5μlを添加し
た。なおRNA標準は以下の配列からなる。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番号11
〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層した後、
65℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移し
て5分間静置した。続いて以下の酵素混合液を5μl添
加し、45℃で4時間反応させた。
メレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 9U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・DNA
依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素(宝
酒造(株)製) 反応液の5μlをとり、アガロース電気泳動を行った。
泳動後、アガロースゲルを10000倍希釈したSYB
R Green II(宝酒造(株)製)で30分染色
した。
結果、ソルビトールが最終濃度で7.5〜11.3%共
存することにより、初期の標的核酸量が103コピーで
あっても300塩基対の位置にはっきりとバンドが認め
られることが分かる。産物が得られることが分かる。こ
のように、最終濃度7.5〜11.3%のソルビトール
共存により、反応効率が最大になることが分かる。
核酸増幅 各種濃度の2本鎖DNAを標的核酸として増幅産物量を
検討した。まず、以下のような組成の反応液を調製し、
各19μlずつPCR用チューブに分注した。 63.2mMトリス酢酸(pH8.1) 21.3mM酢酸マグネシウム 197.4mM酢酸カリウム 22.5% DMSO 22.5%ソルビトール 各1.6mMの、ATP、GTP、CTP、UTP 各1.6mMの、dATP、dGTP、dCTP、dT
TP 157.9μg/ml BSA 0.055μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 次に、103コピー、104コピー、105コピー又は1
06コピー/5μlのDNA標準5μl、又は、陰性標
準としてRNAを含まないTE緩衝液5μlを添加し
た。なおDNA標準は以下の配列からなるDNAとそれ
に相補的なDNAからなる2本鎖DNAである。 (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA A-
(HCV cDNAの塩基番号11〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層した後、
45℃で5分間加温し、続いて以下の酵素混合液を5μ
l添加し、45℃で1時間反応させた。
メレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 次に、2.75μMの、第3の1本鎖オリゴDNAを
0.6μl添加した。
AAT ACA ACA CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 引き続き37U/μlのRNA依存性DNAポリメラー
ゼ・DNA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転
写酵素(宝酒造(株)製)を0.4μl添加し、45℃
で2時間放置した後、反応液の5μlをとり、2%アガ
ロース電気泳動を行った。泳動後、アガロースゲルを1
0000倍希釈したSYBR Green II(宝酒
造(株)製)で30分染色した。
の標的核酸量が103コピー/5μl以上の場合、全て
の場合で約300塩基対の位置にバンドが認められ、し
かも認められたバンドは、初期核酸量に依存して黒化度
を示した。この結果から、2本鎖DNAを標的核酸とし
た場合には、高感度の分析が可能であることが分かる。
実施例6 第1の1本鎖オリゴ核酸とRNaseH用
いたRNAの特異的切断 第1の1本鎖オリゴ核酸とR
NaseHを用いてRNAを特定塩基配列の5’側隣接
部分で切断した。
し、各7.2μlずつPCR用チューブに分注した。
l添加し、65℃で10分間加熱した後、氷水中に移し
て急冷した。133mer RNAの配列は以下の通り
である。 (配列)5’ ( ベクター配列)GGG AAA GCU UGC AUG
CCU GCA GGU CGA CUC UAG AGG AUC CCC GGG UAC CGA G
CU CGA AUU CC (HCV由来の配列)U UGG GGGCGA CA
C UCC ACC AUA GAU CAC UCC CCU GUG AGG AAC UAC UGU
CUU CAC GCA GAAAGC GUC UAG C 3’(下線部は11m
erのDNAと相補的な配列部分である) 37℃で5分間加温した後、各0.01、0.001、
0.0001又は0.00001U/μlのRNase
H(宝酒造(株)製)を1μlずつ添加し、37℃で1
時間反応させた。反応液にゲル・ローディング緩衝液
(0.1Mトリス塩酸(pH8.0)、60mM ED
TA、0.25%ブロモフェノールブルー及び40%シ
ョ糖を含む緩衝液)を2μlを加えた後、ホルムアミド
12μlを添加し、65℃で5分間加温した後、反応液
の12μlをとり、12%尿素変性ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動を行った。
を3回繰り返した後、ゲルを10000倍希釈SYBR
Green II(宝酒造(株)製)で30分染色し
た。一方、以下のような組成の反応液を調製し、各1
0.8μlずつPCR用チューブに分注した。
l添加し、65℃で10分間加熱した後、氷水中に移し
て急冷した。
0.001、0.0001又は0.00001U/μl
のRNaseH(宝酒造(株)製)を1μlずつ添加
し、37℃で1時間反応させた。反応液にゲル・ローデ
ィング緩衝液を2μlを加えた後、ホルムアミド12μ
lを添加し、65℃で5分間加温した後、反応液の12
μlをとり、12%尿素変性ポリアクリルアミドゲル電
気泳動を行った。
を3 回繰り返した後、ゲルを10000倍希釈SYBR
Green II(宝酒造(株)製)で30分染色し
た。各組成の反応液を用いた結果を図6に示す。トリス
塩酸緩衝液では最終濃度が0.000001及び0.0
0001U/μlのRNaseH共存により133me
rのバンドは消え、60〜70merのバンドが認めら
れた。RNaseHの最終濃度を上げると133mer
の更なる分解が認められた。一方トリス酢酸緩衝液で
は、最終濃度が0.0007U/μlのRNaseH共
存により133merのバンドは消え、60〜70me
rのバンドが認められた。このバンドの位置は、133
merのRNAが第1の1本鎖オリゴ核酸の結合部位で
切断された場合に出現するRNAの位置と一致する。
RNaseHを用いることにより、標的RNAを特定塩
基配列の5’側で特異的に切断可能であることが分か
る。
物を確認した。まず、以下のような組成の反応液を調製
し、各20μlずつPCR用チューブに分注した。
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 次に、102コピー、103コピー、104コピー、105
コピー又は106コピー/5μlのRNA標準5μl、
又は、陰性標準としてRNAを含まないTE緩衝液5μ
lを添加した。なおRNA標準は以下の配列からなる。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番号11
〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて以下の酵素混合液を5μl添加
し、45℃で4時間反応させた。
メレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 9U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・DNA
依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素(宝
酒造(株)製) 反応液の5μlをとり、アガロース電気泳動を行った。
泳動後、アガロースゲルを10000倍希釈したSYB
R Green II(宝酒造(株)製)で30分染色
した。
から、初期濃度が103コピー/5μl以上の標的RNA
を用いた場合は、約300塩基対の位置にバンドが認め
られることが分かる。しかも認められたバンドは、初期
RNA 量に対応した黒化度を示した。この結果から、本発
明によって高感度に標的RNAを検出できることが分か
る。ここで増幅産物は、標的RNAの初期量に応じて経
時的に増幅されていることも分かる。
幅産物を同定した。陰性対象としてのTE緩衝液及び、
105コピー又は106コピー/5μlの標準RNAを5
μl用い、酵素を用いる反応までを実施例7と同様の反
応を行った。RNA標準は以下のRNAである。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番
号11〜300) 3’ DNA標準は以下の配列のDNA及びその相補鎖からな
る2本鎖DNAである。(配列)5’ ATT TAG GTG AC
A CTA TAG AAT ACA A-(HCV cDNAの塩基番号1
1〜300)- 3’ 反応後、それぞれの反応液を65℃で30分間加温し
た。上記3種類の反応液、標準RNA(69ng/μ
l)及び標準DNA(6ng/μl)を各6μlずつ各
3本のチューブに分注し、うち1本には0.6μlの
0.5mg/mlのRNaseAを、他の1本には0.
6μlの1mg/ml DNase Iを添加し、残り
の1本には何も添加しなかった。これらを3本とも37
℃で1時間反応させた後、反応液を5μlとり、2%ア
ガロースゲルで電気泳動を行った。泳動後、アガロース
ゲルを10000倍希釈したSYBR Green I
I(宝酒造 (株)製)で30分染色した。なお、標準
RNA(69ng/μl)及び標準DNA(6ng/μ
l)についての反応液組成は、酵素を含まない以外は実
施例7における組成と同一である。
106コピーのRNA標準を標的として反応後、DNa
se I処理によってDNA産物を消化した場合、RN
A産物の黒化度は345ngngのRNA標準に匹敵する
ものだった。また、DNase I処理したRNA産物
のバンドの位置はRNA標準と一致した。
して反応後、RNaseA処理によってRNA産物を消
化した場合、DNA標準と同位置にバンドがみられた。
とDNA産物が同時に合成されていることが分かる。
時的変化 DNA産物量及びRNA産物量の経時変化を調べた。ま
ず、以下のような組成の反応液を調製し、各33μlず
つ10本のPCR用チューブに分注した。
TP 151μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 次に、106コピー/5μlのRNA標準と、陰性標準
としてTE緩衝液をそれぞれ8.3μlずつ、各5本の
チューブに添加した。なおRNA標準は以下の配列から
なる。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番号11
〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて44℃で10分間加温後、以下の
酵素混合液を8.6μl添加し、44℃で0、1、2、
3、4時間反応させた後にRNA標準及び陰性標準をそ
れぞれ1本ずつとり、氷中に移した。。
ポリメレース(宝酒造(株)製) 11.8U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 8.2U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・D
NA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素
(宝酒造(株)製) 全チューブから反応液の5μlをとり、2%アガロース
電気泳動を行った。泳動後、アガロースゲルを1000
0倍希釈したSYBR Green II(宝酒造
(株)製)で30分染色し写真を撮影した。そしてデン
シトメーターを用いて電気泳動写真からバンドの黒化度
(OD値)を測定した。
間加温後、各反応液を10μlずつ3本のチューブに分
注し、1本には1μlの0.5mg/ml RNase
Aを、他の1本には1μlの1mg/ml DNase
Iを、残りの1本には1μlのTE緩衝液を添加した。
これらを3本とも37℃で1時間反応させ、反応液の5
μlをとり、2%アガロースゲルで電気泳動を行った。
泳動後、ゲルを10000倍希釈したSYBR Gre
en II(宝酒造(株)製)で30分染色し写真を撮
影した。そしてデンシトメーターを用いて電気泳動写真
からバンドの黒化度(OD値)を測定した。
したDNA産物及びRNA産物量の経時的変化を図9に
示す。RNA産物量はDNA産物量の約40倍であっ
た。また、RNA産物量もDNA産物量も、ともに反応
開始2時間以降で急激に増加する(立ち上がる)ことが
分かる。この結果は、本発明の方法によるRNA産物及
びDNA産物の増加はとも類似した増幅曲線を描くこと
が分かる。
用いた増幅産物量の測定 第4の1本鎖オリゴDNAを用いて、反応液について蛍
光信号測定を行い、合成されたRNA量を分析した。ま
ず、以下の組成の反応液20μlを30本のPCR用チ
ューブに分注した。
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 次に、106コピー/5μlのRNA標準と、陰性標準
としてTE緩衝液をそれぞれ5μlずつ、各15本のチ
ューブに添加した。なおRNA標準は以下の配列からな
る。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番
号11〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて44℃で10分間加温後、以下の
酵素混合液を5μl添加し、44℃で0、1、2、3、
4時間反応させた後にRNA標準及び陰性標準をそれぞ
れ3本ずつとり、氷中に移した。
メレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 9U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・DNA
依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素(宝
酒造(株)製) 全チューブから反応液の5μlをとり、2%アガロース
電気泳動を行った。泳動後、各時間で取り出した3本の
チューブ中の反応液を混合し、その中から5μlとり2
%アガロース電気泳動を行った。泳動後、アガロースゲ
ルを10000倍希釈したSYBR Green II
(宝酒造(株)製)で30分染色し写真を撮影した。
定用緩衝液100μlを添加した。 40mMトリス酢酸(pH8.1) 13mM酢酸マグネシウム 125mM酢酸カリウム 10mMジチオスレイトール 2U/μl RNase阻害剤 37.5nMの、第4の1本鎖オリゴDNA(以下、Y
O−271) (配列)5’ CTC GC*G GGG GCT G 3’ (*はインターカレーター性蛍光色素であるオキサゾー
ルイエローの結合位置を示す。DNA部分の第1〜11
番目の塩基がHCV cDNAの塩基番号223〜23
3に相補的である。なお蛍光色素のDNA部分への結合
等については、Nucleic Acids Rese
arch、24(24)、4992−4997(199
6年)におけるYO−YPF−271と同一である。参
考のため、YO−271の構造を図19に示す) 65℃で15分間加温後、氷水中で急冷し、5分間静置
した。引き続き37℃で10分間加温した後、予め37
℃に加温した蛍光測定用セルに移し、励起波長490n
m、蛍光波長510nmで蛍光強度を測定した。
オリゴDNA(YO−271)からの蛍光信号の測定結
果を図11に示す。図11から明らかなように、YO−
271からの蛍光信号はRNA標準では2時間以降に急
激な立ち上がりを見せたが、陰性対象では蛍光強度の増
加はみられなかった。この結果は、第4の1本鎖オリゴ
DNAを用いることで増幅産物量を特異的に測定できる
ことを示す。
3’末端修飾 第4の1本鎖オリゴDNA共存下で1本鎖RNAを合成
させる場合に、共存するRNA依存性DNAポリメレー
スの作用によって該DNAの3’末端から伸長反応が起
こり、結果的に非特異的な蛍光信号が増加する恐れがあ
る。そこで、ターミナルトランスフェラーゼ(TdT)
で処理してオリゴDNAの3’末端を修飾(ddTTp
の付加)し、その効果を確認した。
37℃、1時間のTdT処理を行った。
(pH7.2) 1mM塩化コバルト 0.1mMジチオスレイトール 0.5mM ddTTP 0.6U/ μl TdT(宝酒造(株)製) 37.3μMの、第4の1本鎖オリゴDNA(YO−2
71) 引き続き、フェノール:クロロホルム抽出を行い、水層
を回収し、市販のカラム(クロマ・スピン−10、商品
名、東洋紡(株)製)で精製後、OD260で定量し
た。
YO−271を用いて、本発明における蛍光信号の測定
を行った。
理YO−271を添加又はTdT処理YO−271を添
加)をそれぞれ10本のチューブに分注した。
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 112.5nMのTdT処理YO−271又は未処理Y
O−271 次に、106コピー/5μlのRNA標準と、陰性標準
としてTE緩衝液をそれぞれ12.5μlずつ、各5本
のチューブに添加した。なおRNA標準は以下の配列か
らなる。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番
号11〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて44℃で10分間加温後、以下の
酵素混合液を12.5μl添加し、44℃で0、1、
2、3、4時間反応させた後にRNA標準及び陰性標準
のチューブをとり、氷中に移した。
ポリメレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 8.4U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・D
NA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素
(宝酒造(株)製) それぞれの反応液50μlに下記組成の希釈緩衝液10
0μlを添加し、44℃で5分間加温した後、予め44
℃に加温した蛍光測定用セルに移し、励起波長490n
m、蛍光波長510nmで蛍光強度を測定した。
2及び図13に示す。未処理YO−271を用いた場合
は陰性標準で蛍光信号の増加が見られ、RNA標準との
有為な差は認められなかった。これに対してddTTp
処理したYO−271では、両者に有意な差が見られ
た。この結果から、本発明における第4の1本鎖オリゴ
DNA共存下でRNAを合成させる場合には、RNA依
存性DNAポリメレースの作用によってDNAの3’末
端から伸長反応が起こらないよう、当該3’末端を修飾
等することが好ましいことが分かる。
存下でのRNA又はDNAの合成 実施例11で調製したddTTp処理YO−271を用
いて、第4の1本鎖オリゴDNA共存下でRNA又はD
NAの合成が影響を受けるか否かを調査した。まず、以
下の組成の反応液50μlを10本のチューブに分注し
た。
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 112.5nMのTdT処理YO−271 次に、106コピー/5μlのRNA標準と、陰性標準
としてTE緩衝液をそれぞれ12.5μlずつ、各5本
のチューブに添加した。なおRNA標準は以下の配列か
らなる。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番号11
〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて44℃で10分間加温後、以下の
酵素混合液を12.5μl添加し、44℃で0、1、
2、3、4時間反応させた後にRNA標準及び陰性標準
のチューブをとり、氷中に移した。。
ポリメレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 8.4U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・D
NA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素
(宝酒造(株)製) 全チューブの反応液5μlをとり、2%アガロースで電
気泳動を行った。泳動後、アガロースゲルを10000
倍希釈したSYBR Green II(宝酒造(株)
製)で30分染色し写真を撮影した。そしてデンシトメ
ーターを用いて電気泳動写真からバンドの黒化度(OD
値)を測定した。
から黒化度を測定した結果を図15に示す。RNA標準
では経時的な増幅産物量の増加がみられたが、陰性標準
では特異産物の増加はみられなかった。この結果から、
本発明の第4の1本鎖オリゴDNAが共存しても、RN
Aの合成等は阻害されないことが分かる。
いる増幅産物量の経時的変化の分析 実施例11で調製したddTTp処理YO−271を用
いて、第4の1本鎖オリゴDNA共存下で合成されたR
NA量を経時的に測定し、モニターした。まず、以下の
組成の反応液50μlを10本のチューブに分注した。
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 112.5nMのTdT処理YO−271 次に、106コピー/5μlのRNA標準と、陰性標準
としてTE緩衝液をそれぞれ12.5μlずつ、各5本
のチューブに添加した。なおRNA標準は以下の配列か
らなる。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番号11
〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて44℃で10分間加温後、以下の
酵素混合液を12.5μl添加し、44℃で0、1、
2、3、4時間反応させた後にRNA標準及び陰性標準
のチューブをとり、氷中に移した。。
ポリメレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 8.4U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・D
NA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素
(宝酒造(株)製) それぞれの反応液50μlに下記組成の希釈緩衝液10
0μlを添加し、44℃で5分間加温した後、予め44
℃に加温した蛍光測定用セルに移し、励起波長490n
m、蛍光波長510nmで蛍光強度を測定した。
度の経時的な増加がみられたが、陰性対象では蛍光増加
は認められなかった。蛍光増加の様子(プロファイル)
は実施例12の電気泳動による定量結果とほぼ一致し
た。この結果から、第4の1本鎖オリゴDNAを使用す
ることにより、特異的な増幅産物量(合成されたRNA
量)の経時変化を測定できることが分かる。
用いた蛍光信号の経時的変化測定による分析 既知濃度の標的RNAについて、実施例11で調製した
ddTTp処理YO−271を用いて蛍光強度の経時的
変化を調べた。まず、以下の組成の反応液50μlを1
7本のPCR用チューブに分注した。
TP 150μg/ml BSA 0.3μMの、第3の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ATT TAG GTG ACA CTA TAG AAT ACA ACA
CTC CAC CAT AGA TCA CTC CCC TG 3’ 0.3μMの、第2の1本鎖オリゴDNA (配列)5’ ACT CGC AAG CAC CCT ATC A 3’ 112.5nMのTdT処理YO−271 次に、104コピー又は105コピー/5μlのRNA標
準と、陰性標準としてTE緩衝液をそれぞれ12.5μ
lずつ、各4本のチューブに添加した。更に106コピ
ー/5μのRNA標準12.5μlをそれぞれ5本のチ
ューブに添加した。なおRNA標準は以下の配列からな
る。 (配列)5’ GAA UAC AA- (HCV RNAの塩基番号11
〜300) 3’ 反応液表面にミネラルオイル100μlを重層し、65
℃で10分間加温した後、チューブを氷水中に移して5
分間静置した。続いて44℃で10分間加温後、以下の
酵素混合液を12.5μl添加し、44℃で0、1時間
(106コピー/5μlのRNA標準の場合のみ)、
2、3、4時間反応させた後にRNA標準及び陰性標準
のチューブを1本とり、氷中に移した。。
ポリメレース(宝酒造(株)製) 12U/μlの、市販のRNase阻害剤(宝酒造
(株)製) 8.4U/μlのRNA依存性DNAポリメラーゼ・D
NA依存性DNAポリメラーゼであるAMV逆転写酵素
(宝酒造(株)製) それぞれの反応液50μlに下記組成の希釈緩衝液10
0μlを添加し、44℃で5分間加温した後、予め44
℃に加温した蛍光測定用セルに移し、励起波長490n
m、蛍光波長510nmで蛍光強度を測定した。
光強度を差し引いた結果を図17に示す。得られた蛍光
増加の増幅曲線について、反応時間3時間目の蛍光増加
を標的RNAの初期濃度に対してプロットしたところ
(図18)、初期濃度に依存した蛍光増加が認められ
た。この結果から、蛍光強度の経時変化を測定すること
によって得られた増幅曲線をもとに、標的RNAの初期
濃度と蛍光増加から検量線を作成できることが分かる。
同様に未知濃度試料についても蛍光増加を測定すること
によって、標的RNAの初期量を算出可能であることが
分かる
によれば、試料中の特定塩基配列を含む1本鎖RNAに
ついて、反応液を急激に昇温・降温するという操作を繰
り返すことなく、概ね一定温度で分析することが可能と
なる。しかも本発明の分析方法では、担体を使用せずに
均一系で高感度かつ特異的に標的核酸を分析することが
できる。
をもとにして、DNA依存性RNAポリメレースのプロ
モーター領域を末端にもつ2本鎖DNAが合成され、こ
れが多量の1本鎖RNAの合成源となり、さらに合成さ
れた1本鎖RNAは新たな2本鎖DNAの合成に寄与す
る。この結果、時間の経過とともに中間体として反応に
介在する1本鎖RNA量は飛躍的に増大することになる
が、該RNAの合成速度及び最終的な合成量は、試料中
にそもそも含まれていた標的RNA量に依存することか
ら、該RNA量を測定することにより標的RNAの分析
が可能となるのである。
は、反応液中の1本鎖RNAと結合し蛍光強度を増大等
することから、反応液について蛍光強度を測定すること
により、試料中の標的RNAの初期量を分析することが
可能となる。
のRNA及びDNAが反応中間体として合成され、これ
らにプライマーが結合して反応が進行することから一定
温度での実施が可能で、PCRのようにプライミングを
目的とした反応液の急激な昇温・降温を多数回にわたっ
て繰り返す必要がないため、自動化することも容易であ
る。また本発明では第4の1本鎖オリゴDNAの使用に
より、1本鎖RNA合成過程での蛍光強度を測定すれ
ば、合成されたRNA量等をモニターすることが可能で
あり、反応生成物について電気泳動を行ったりサンドイ
ッチ法等を行う必要が無く、標的RNAの有無及び量を
高精度かつ迅速に均一系で分析することが可能な臨床診
断等で用いるのに極めて簡便な一段階の分析方法が提供
される。
塩基配列からなるRNAを大量に製造できることから、
従来の化学合成法によるものやRT−PCR法による場
合に比較して、穏和な条件下で実施可能でしかも簡便な
RNAの製造方法も提供する。
の1本鎖オリゴDNAを用いてPCRを行った後、合成
産物を2%アガロースゲル電気泳動した結果であり、レ
ーン番号2〜4は既知濃度の対象DNAを、レーン番号
5〜7はPCR産物0.2〜5μlである。
ウムの濃度を変えて反応を行った後、2%アガロースゲ
ル電気泳動を行った結果であり、図中矢印の位置(約3
00塩基対)に特異的産物のバンドが出現した。なお酢
酸マグネシウム濃度は最終濃度を示した。
の濃度を変えて反応を行った後、2%アガロースゲル電
気泳動を行った結果であり、図中矢印の位置(約300
塩基対)に特異的産物のバンドが出現した。なお酢酸カ
リウム濃度は最終濃度を示した。
の濃度を変えて反応を行った後、2%アガロースゲル電
気泳動を行った結果であり、図中矢印の位置(約300
塩基対)に特異的産物のバンドが出現した。
A 標準を用いて反応を行った後、2%アガロースゲル電
気泳動を行った結果であり、図中矢印の位置(約300
塩基対)に特異的産物のバンドが出現した。
RNA、該RNAの特定塩基配列の5’側隣接配列に
相補的な配列を有する第1の1本鎖オリゴDNA及び各
種濃度のRNaseHを反応させた後、12%尿素変性
ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った結果であり、
図中矢印は133mer及び72merの位置を示す。
NA標準を用いて反応を行った後、2%アガロースゲル
電気泳動を行った結果であり、図中矢印の位置(約30
0塩基対)に特異的産物のバンドが出現した。
/5μlのRNA標準を用いて反応を行った後、産物を
RNaseA又はDNaseIで処理し、2%アガロー
スゲル電気泳動を行った結果であり、図中にはDNA産
物とRNA産物のバンドの位置を示した。
/5μlのRNA標準を用い、時間を変化させて反応を
行った後、RNaseA又はDNaseIで処理し、2
%アガロースゲル電気泳動を行い、デンシトメーターで
定量した結果を示す。
ピー/5μlのRNA標準を用い、時間を変化させて反
応を行った後、2%アガロースゲル電気泳動を行った結
果である。
得られた産物に第4の1本鎖オリゴDNAを添加し、蛍
光強度を測定した結果を示す。
本鎖オリゴDNAの存在下で106コピー/5μlのR
NA標準を用い、時間を変化させて反応を行った後、蛍
光強度を測定した結果を示す。
を処理(ddTTPを付加)した第4の1本鎖オリゴD
NA共存下、106コピー/5μlのRNA標準を用
い、時間を変化させて反応を行った後、蛍光強度を測定
した結果を示す。
を処理(ddTTPを付加)した第4の1本鎖オリゴD
NA共存下、106コピー/5μlのRNA標準を用
い、時間を変化させて反応を行った後、2%アガロース
ゲル電気泳動を行った結果を示す。
電気泳動を行った結果をデンシトメーターで定量した結
果を示す。
を処理(ddTTPを付加)した第4の1本鎖オリゴD
NA共存下、106コピー/5μlのRNA標準を用
い、時間を変化させて反応を行った後、蛍光強度を測定
した結果を示す。
を処理(ddTTPを付加)した第4の1本鎖オリゴD
NA共存下、104コピー、105コピー又は106コピ
ー/5μlのRNA標準を用い、時間を変化させて反応
を行った後、蛍光強度を測定した結果を示す。
得られた増幅曲線から、RNA標準の初期濃度に対する
3 時間目蛍光増加をプロットした結果を示す。
であるYO−271の構造を示す。図中左の分子はDN
A部分であり、右の分子はインターカレーター性蛍光色
素であるオキサゾールイエローであり、両者は図にしめ
したようなリンカーを介して結合され、DNA部分が2
本鎖を形成した場合、蛍光色素が該2本鎖部分にインタ
ーカレーション可能にされている。
Claims (28)
- 【請求項1】概ね一定の温度で試料中の特定塩基配列を
含む1本鎖RNAを分析するための簡便で精度の高い方
法であって、少なくとも以下(A)〜(I)の試薬を用
い、試料にこれらを順次添加するか、これらの2以上を
一度に添加するか又はこれらを一度に添加する操作
((A)〜(I)は、この順に添加することを要しな
い)と、少なくとも試薬(A)〜(H)を添加後に試薬
(I)共存下で蛍光信号を1度以上測定する操作を含む
方法; (A)前記1本鎖RNA中の特定塩基配列の5’側隣接
配列に相補的な配列を有する第1の1本鎖オリゴ核酸、
(B)特定塩基配列3’末端配列に相補的な配列を有す
る第2の1本鎖オリゴDNA、(C)RNA依存性DN
Aポリメレース、(D)デオキシリボヌクレオシド三燐
酸、(E)5’末端側から順に(1)DNA依存性RN
Aポリメレースのプロモーター配列、(2)該プロモー
ターのエンハンサー配列及び(3)特定塩基配列の5’
末端配列と同一の塩基配列を有する第3の1本鎖オリゴ
DNA、(F)DNA依存性DNAポリメレース、
(G)DNA依存性RNAポリメレース、(H)リボヌ
クレオシド三燐酸、及び、(I)特定塩基配列に相補的
な配列を有し、該配列を有する核酸と結合した場合に測
定可能な蛍光信号を発するように標識された第4の1本
鎖オリゴDNA。 - 【請求項2】前記温度が35〜60℃の範囲から選択さ
れた温度であることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】試薬(A)における第1のオリゴ核酸とし
てDNAが用いること、及び、RNaseHを添加する
操作と該操作の後でかつ試薬(B)の添加に先立ち、昇
温によりRNaseHを失活させる操作又はRNase
Hを失活させる阻害剤を添加する操作を行うことを特徴
とする請求項1の方法。 - 【請求項4】試薬(A)の添加後、試薬(B)〜(H)
を一度に添加し、更に試薬(I)を添加することを特徴
とする請求項3の方法。 - 【請求項5】試薬(A)の添加後、試薬(B)〜(I)
を一度に添加することを特徴とする請求項3の方法。 - 【請求項6】試薬(A)における第1のオリゴ核酸とし
てボザイム又はDNAザイムを用いることを特徴とする
請求項1の方法。 - 【請求項7】更にジメチルスルホオキサイド及び/又は
DNA−RNA2本鎖中のRNAを分解する酵素を用い
ることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項8】ジメチルスルホオキサイドが5〜20%の
濃度範囲であることを特徴とする請求項7の方法。 - 【請求項9】DNA−RNA中のRNAを分解する酵素
として、試薬(C)におけるRNA依存性DNAポリメ
レースを用いることを特徴とする請求項7の方法。 - 【請求項10】試薬(C)及び(F)におけるRNA依
存性DNAポリメレースとDNA依存性DNAポリメレ
ースとして両ポリメレース活性を有する同一の酵素を用
い、これにより実質的に試薬(C)又は(F)の添加操
作を省略することを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項11】前記酵素がトリ筋芽細胞腫ウイルスポリ
メレースであることを特徴とする請求項10の方法。 - 【請求項12】試薬(B)及び(E)における第2のオ
リゴDNA及び第3のオリゴDNAとして、それぞれ
0.02〜1μMのDNAを用いることを特徴とする請
求項1の方法。 - 【請求項13】試薬(G)におけるDNA依存性RNA
ポリメレースとしてファージsp6ポリメレース、ファ
ージT3ポリメレース又はファージT7ポリメレースか
ら選ばれる1種以上の酵素を用いることを特徴とする請
求項1の方法。 - 【請求項14】試薬(I)における第4のオリゴDNA
として、インターカレーター性蛍光色素が結合されたD
NAが用い、ここで該インターカレーター性蛍光色素
は、該DNAが核酸と相補結合を形成すると2本鎖部分
にインターカレーションして蛍光特性が変化するもので
あることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項15】試薬(I)における第4のオリゴDNA
が、その3’末端部分に特定塩基配列に非相補的な配列
を含み、又は、その3’末端部分が修飾されたDNAで
あることを特徴とする請求項1又は14の方法。 - 【請求項16】測定された蛍光信号又は測定された蛍光
信号の経時的変化から試料に存在した1本鎖RNAの存
在を検出し又はその存在量を推定する操作を含む請求項
1の方法。 - 【請求項17】添加される試薬がいずれも塩化物を含ま
ない試薬であることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項18】更に酢酸塩を用いることを特徴とする請
求項1の方法。 - 【請求項19】酢酸塩が5〜20mMの濃度範囲の酢酸
マグネシウム又は50〜200mMの濃度範囲の酢酸カ
リウムであることを特徴とする請求項18の方法。 - 【請求項20】更にソルビトールを用いることを特徴と
する請求項1の方法。 - 【請求項21】概ね一定の温度で特定塩基配列の核酸を
製造するための簡便な方法であって、少なくとも以下
(A)〜(G)の試薬を用い、5’末端側から順に
(1)DNA依存性RNAポリメレースのプロモーター
配列、(2)該プロモーターのエンハンサー配列及び
(3)特定塩基配列を有する1本鎖DNA、又は、該D
NAと該DNAの相補鎖からなる2本鎖DNAにこれら
を順次添加するか、これらの2以上を一度に添加するか
又はこれらを一度に添加する操作((A)〜(H)は、
この順に添加することを要しない)と、少なくとも試薬
(A)〜(G)の添加後に試薬(H)の共存下で蛍光信
号を1度以上測定する操作を含む方法;(A)特定塩基
配列3’末端配列に相補的な配列を有する1本鎖オリゴ
DNA、(B)RNA依存性DNAポリメレース (C)DNA依存性DNAポリメレース、(D)デオキ
シリボヌクレオシド三燐酸、(E)DNA依存性RNA
ポリメレース、(F)リボヌクレオシド三燐酸、(G)
5’末端側から順に(1)DNA依存性RNAポリメレ
ースのプロモーター配列、(2)該プロモーターのエン
ハンサー配列及び(3)特定塩基配列の5’末端配列と
同一の塩基配列を有する1本鎖オリゴDNA、及び、
(H)特定塩基配列に相補的な配列を有し、該配列を有
する核酸と結合した場合に測定可能な蛍光信号を発する
ように標識された1本鎖オリゴDNA。 - 【請求項22】測定された蛍光信号又は測定された蛍光
信号の経時的変化が所定量の特定塩基配列核酸が製造さ
れたことを示した場合に、DNaseを添加して特定塩
基配列の1本鎖RNAを得ることを特徴とする請求項2
1の方法。 - 【請求項23】測定された蛍光信号又は測定された蛍光
信号の経時的変化が所定量の特定塩基配列核酸が製造さ
れたことを示した場合に、RNaseを添加して特定塩
基配列のDNAとその相補鎖からなる2本鎖DNAを得
ることを特徴とする請求項21の方法。 - 【請求項24】少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸を
含む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢酸
カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホオキシドを
含む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシリボヌク
レオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛血清アル
ブミン、第2の1本鎖オリゴDNA及び第3の1本鎖オ
リゴDNAを含む第3試薬、RNA依存性DNAポリメ
レース、DNA依存性DNAポリメレース、DNA依存
性RNAポリメレース及びRNase阻害剤を含む第4
試薬、そして第4の1本鎖オリゴDNAを含む第5試薬
から構成される、請求項1又は21の方法を実施するた
めの試薬セット。 - 【請求項25】少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸を
含む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢酸
カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホオキシドを
含む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシリボヌク
レオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛血清アル
ブミン、第2の1本鎖オリゴDNA、第3の1本鎖オリ
ゴDNA及び第4の1本鎖オリゴDNAを含む第3試
薬、そして、RNA依存性DNAポリメレース、DNA
依存性DNAポリメレース、DNA依存性RNAポリメ
レース及びRNase阻害剤を含む第4試薬から構成さ
れる、請求項1又は21の方法を実施するための試薬セ
ット。 - 【請求項26】少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸を
含む第1試薬、トリス酢酸塩、酢酸マグネシウム、酢酸
カリウム、ソルビトール及びジメチルスルホオキシドを
含む第2試薬、ジチオスレイトール、デオキシリボヌク
レオシド三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、牛血清アル
ブミン、第2の1本鎖オリゴDNA及び第3の1本鎖オ
リゴDNAを含む第3試薬、そして、第4の1本鎖オリ
ゴDNA、RNA依存性DNAポリメレース、DNA依
存性DNAポリメレース、DNA依存性RNAポリメレ
ース及びRNase阻害剤を含む第4試薬から構成され
る、請求項1又は21の方法を実施するための試薬セッ
ト。 - 【請求項27】少なくとも、第1の1本鎖オリゴ核酸、
第2の1本鎖オリゴDNA、第3の1本鎖オリゴDN
A、第4の1本鎖オリゴDNA、RNA依存性DNAポ
リメレース、DNA依存性DNAポリメレース、DNA
依存性RNAポリメレース、デオキシリボヌクレオシド
三燐酸、リボヌクレオシド三燐酸、トリス酢酸塩、酢酸
マグネシウム、酢酸カリウム、ソルビトール、ジメチル
スルホオキシド、ジチオスレイトール、牛血清アルブミ
ン及びRNase阻害剤を含む、請求項1又は21の方
法を実施するための試薬。 - 【請求項28】少なくとも、RNA依存性DNAポリメ
レース及びDNA依存性DNAポリメレースとして両ポ
リメレース活性を有する同一の酵素を含むことを特徴と
する請求項24〜27いずれかの試薬セット又は試薬。
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