JP2000197493A - Preparation of double-stranded dna except a part of terminal homopolymer and determination of base sequence thereof - Google Patents

Preparation of double-stranded dna except a part of terminal homopolymer and determination of base sequence thereof

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JP2000197493A
JP2000197493A JP11315036A JP31503699A JP2000197493A JP 2000197493 A JP2000197493 A JP 2000197493A JP 11315036 A JP11315036 A JP 11315036A JP 31503699 A JP31503699 A JP 31503699A JP 2000197493 A JP2000197493 A JP 2000197493A
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stranded
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Yoshihide Hayashizaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a double-stranded DNA that is useful for decision the base sequence by allowing a restriction enzyme having the cleavage site outside the recognition site to act on the double-stranded DNA having a homopolymer on the chain end and removing the homopolymer part. SOLUTION: A restriction enzyme having the cleavage site on the outside of the recognition site is allowed to act on a double stranded DNA bearing homopolymer parts on one or both chain ends and at least one of the homopolymer is cut off to obtain the objective double stranded DNA from which the homopolymers that disturbs the decision of the base sequence and locating on the chain ends are selectively removed wholly or partially and is useful as a template for deciding the base sequence. The homopolymer part comprises the homopolymer and non-homopolymer and at least one part of the non-homopolymer is the recognition site of the restriction enzyme and the restriction enzyme is preferably in the class IIS.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、末端にホモポリマ
ー部を有する2本鎖DNAから、前記ホモポリマー部の一部
又は全部を除去した2本鎖DNAの調製方法及びこの方法で
得られた2本鎖DNAを用いた塩基配列決定方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preparing a double-stranded DNA obtained by removing a part or all of the homopolymer part from a double-stranded DNA having a homopolymer part at a terminal, and the method obtained by this method. The present invention relates to a method for determining a nucleotide sequence using double-stranded DNA.

【0002】[0002]

【従来の技術】塩基配列決定法は、全長鎖cDNAライブラ
リーの作成とともに機能ユニットとしての遺伝子転写物
の解析法として、医学生物学分野における必須の技術で
ある。ヒトやマウスでは10万種類ともいわれるcDNAクロ
ーンを得て、そのゲノム上の位置を特定することは、遺
伝子の特定や機能を解析するのに大変重要である。
2. Description of the Related Art A nucleotide sequence determination method is an essential technique in the field of medical biology as a method for analyzing a gene transcript as a functional unit while preparing a full-length cDNA library. It is very important to obtain 100,000 types of cDNA clones from humans and mice and to identify their positions on the genome to identify genes and analyze their functions.

【0003】cDNAライブラリーの作成法にはいくつかの
方法が提案されているが、本発明者らは、完全長cDNAの
合成効率の高い方法として以下の方法を提案し、かつ実
用に向けてさらに研究を進めている。この方法では、ポ
リ(A)RNAをテンプレート、特定の制限酵素部位を5'側に
かつアンカー部位を3'側にもつオリゴdTをプライマーと
して第1鎖cDNAを合成し、得られた第1鎖cDNA 3'末端に
ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ
のような酵素を用いてオリゴdGを付加する。次に5'側に
制限酵素部位をもつオリゴdCをプライマーとして第2鎖c
DNA合成を行い、cDNAの両端に存在する制限酵素部位を
利用してベクターに導入する。ここで、第1鎖cDNA合成
に基質としてdCTPの代わりにメチル化dCTPを使用し、か
つ制限酵素としてヘミメチレーション感受性の制限酵素
を用いることにより、cDNAの両端の制限酵素部位のみが
切断されるように工夫がされている。このような方法で
全長鎖cDNAライブラリーを作成する方法は、WO98/20122
やCarninci, P. et al. Genomics 37 (1996) 327-336、
Carninci, P. et al. DNA Res. 4 (1997) 61-66などに
詳細が記述されており、実際に膨大な数の全長鎖cDNAク
ローンが得られている。また得られた全長鎖cDNAクロー
ンについては塩基配列についての解析が進められてい
る。このような作業を進めることによって、cDNAのゲノ
ム上での位置が特定されるのである。
[0003] Several methods have been proposed for preparing a cDNA library. The present inventors have proposed the following method as a method for synthesizing full-length cDNA with high efficiency, and have aimed for practical use. Further research is ongoing. In this method, first-strand cDNA is synthesized using poly (A) RNA as a template, oligo dT having a specific restriction enzyme site on the 5 ′ side and an anchor site on the 3 ′ side as a primer, and the resulting first-strand cDNA is synthesized. Oligo dG is added to the 3 'end of the cDNA using an enzyme such as terminal deoxynucleotidyl transferase. Next, using the oligo dC having a restriction enzyme site on the 5 ′ side as a primer, the second strand c
DNA synthesis is performed, and the cDNA is introduced into a vector using restriction enzyme sites present at both ends of the cDNA. Here, by using methylated dCTP instead of dCTP as a substrate for the first strand cDNA synthesis and using a hemimethylation-sensitive restriction enzyme as a restriction enzyme, only the restriction enzyme sites at both ends of the cDNA are cleaved. It is devised as follows. A method for preparing a full-length cDNA library by such a method is described in WO98 / 20122.
And Carninci, P. et al. Genomics 37 (1996) 327-336,
The details are described in Carninci, P. et al. DNA Res. 4 (1997) 61-66, and a huge number of full-length cDNA clones have actually been obtained. The nucleotide sequence of the obtained full-length cDNA clone is being analyzed. By proceeding like this, the position of the cDNA on the genome is identified.

【0004】しかし、上記方法により得られたcDNAライ
ブラリーの両末端にはオリゴdA:dT及びオリゴdG:dCのホ
モポリマーが存在する。つまり、制限酵素でベクターか
ら切り出された2本鎖cDNAの両端のうち一方にはオリゴd
A:dTが存在し、他方にはオリゴdG:dC(通常11〜16
塩基対)が存在する。オリゴdA:dTは、mRNAが本来有す
るポリA鎖に由来するものであり、一方のオリゴdG:dC
は、2本鎖DNAを作製する際にプライマーを付着させるサ
イトとして導入されたdGテイリングに由来するものであ
る。
However, a homopolymer of oligo dA: dT and oligo dG: dC exists at both ends of the cDNA library obtained by the above method. In other words, one of the two ends of the double-stranded cDNA cut out of the vector with the restriction enzyme
A: dT is present and the other oligo dG: dC (usually 11-16
Base pairs). Oligo dA: dT is derived from the poly A chain originally contained in mRNA, and one oligo dG: dC
Is derived from dG tailing introduced as a site for attaching a primer when preparing double-stranded DNA.

【0005】ところが、この2本鎖cDNAを鋳型としてシ
ークエンシングし、その塩基配列を決定する場合、上記
ホモポリマー部が配列決定法において障害となることが
判明した。2本鎖cDNAを鋳型とするシークエンシング法
には、サンガー法を利用したDNAポリメラーゼを用いる
ダイデオキシ法と、本発明者らが開発したRNAポリメラ
ーゼを用いる転写シークエンス法とがあるが、いずれの
方法も、ポリメラーゼによる鎖の伸長を停止させるター
ミネーターの存在下で得られる反応生成物のターミナル
部の塩基と鎖の長さとから、塩基配列を決定するもので
ある。
However, when the double-stranded cDNA was sequenced as a template and its base sequence was determined, it was found that the above-mentioned homopolymer portion hindered the sequencing method. The sequencing method using double-stranded cDNA as a template includes a dideoxy method using a DNA polymerase utilizing the Sanger method and a transcription sequencing method using an RNA polymerase developed by the present inventors. Also, the base sequence is determined from the base and the chain length at the terminal of the reaction product obtained in the presence of a terminator that stops the chain elongation by the polymerase.

【0006】ところが、その原因は必ずしも定かではな
いが、2本鎖cDNAの末端にホモポリマー部があると、シ
ークエンシングの結果、配列が読み取りにくいという問
題がある。さらに、2本鎖cDNAをシークエンシング前に
PCR法で増幅すると、ポリメラーゼがこのホモポリマ
ー部の鎖長(繰り返し塩基数)を間違えて合成してしま
い、本来長さが同一であるべき、ある塩基をターミナル
部として有するフラグメントの鎖長が異なってしまい、
ある特定の長さのフラグメントに末端の塩基が異なる複
数のフラグメントが含まれるという結果となり、シーク
エンシング不能となってしまうことがある。特に、少な
くとも一方にオリゴdG:dCをその末端に持つ2本鎖cDNAを
鋳型とする場合にこの傾向が強い。
However, although the cause is not clear, there is a problem that if a homopolymer portion is present at the end of the double-stranded cDNA, the sequence is difficult to read as a result of sequencing. Furthermore, if the double-stranded cDNA is amplified by PCR before sequencing, the polymerase will synthesize the homopolymer part with the wrong chain length (number of repeating bases), and certain bases that should have the same length should be used. The chain length of fragments having as a terminal part is different,
As a result, a fragment of a specific length contains a plurality of fragments having different terminal bases, which may make sequencing impossible. This tendency is particularly strong when a double-stranded cDNA having oligo dG: dC at at least one of its ends is used as a template.

【0007】上記問題は、DNAの塩基配列決定法におい
てきわめて憂慮すべき問題であることが分かってきた。
更に、上記障害のため、cDNAライブラリーの膨大な数に
のぼるクローンについて、効率よく、迅速に、正確に塩
基配列を決定することが難しく、全長鎖cDNAライブラリ
ーにおいて各々の遺伝子がゲノムのどこに位置している
かを特定することも困難となる。上記問題は、例えば、
オリゴdA:dT及びオリゴdG:dCの鎖長を短くすることであ
る程度は軽減できるが、実際の反応において、オリゴd
A:dT及びオリゴdG:dCの鎖長を短くすることは、容易で
はない。オリゴdA:dTは前述のように mRNAが本来有する
ポリA鎖に由来するものであるが、転写反応の際に使用
するプライマー中のオリゴdTを短くすることで、理論的
にはオリゴdA:dTを短くできる。しかし、プライマー中
のオリゴdTが短いと転写産物の収率が低下するという問
題があり、実用的ではない。また、オリゴdG:dCは、前
述のように、2本鎖DNAを作製する際にプライマーを付着
させるサイトとして導入されたdGテイリングに由来する
ものであり、dGテイリングを短くすることで、オリゴd
G:dCを短縮できる。しかし、dGテイリングを所望の鎖長
に調整することも現実には困難である。
The above problem has proven to be a very alarming problem in DNA sequencing.
Furthermore, due to the above obstacles, it is difficult to determine the nucleotide sequence efficiently, quickly, and accurately for a huge number of clones in a cDNA library, and where in the full-length cDNA library each gene is located. It is also difficult to specify whether they are doing it. The problem is, for example,
Although it can be reduced to some extent by shortening the chain length of oligo dA: dT and oligo dG: dC, in the actual reaction, oligo d
It is not easy to shorten the chain length of A: dT and oligo dG: dC. The oligo dA: dT is derived from the poly A chain originally contained in the mRNA as described above, but by shortening the oligo dT in the primer used in the transcription reaction, theoretically, the oligo dA: dT Can be shortened. However, if the oligo dT in the primer is short, there is a problem that the yield of the transcript is reduced, which is not practical. In addition, oligo dG: dC is derived from dG tailing introduced as a site for attaching a primer when preparing double-stranded DNA, as described above, and by shortening dG tailing, oligo d
G: dC can be shortened. However, it is actually difficult to adjust dG tailing to a desired chain length.

【0008】[0008]

【発明が解決しょうとする課題】そこで本発明の目的
は、塩基配列決定に際して障害となる、2本鎖DNA末端に
存在するホモポリマー部の一部又は全部を選択的に除切
した2本鎖cDNAを調製する方法を提供することにある。
さらに本発明の目的は、上記方法により得られる、末端
に存在するホモポリマー部の一部又は全部を除切した2
本鎖DNAを鋳型として用いた塩基配列の決定方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a double-stranded DNA obtained by selectively removing a part or all of a homopolymer portion present at the end of a double-stranded DNA, which is an obstacle in determining a base sequence. An object of the present invention is to provide a method for preparing cDNA.
Furthermore, an object of the present invention is to remove a part or the whole of the homopolymer portion present at the end obtained by the above method.
It is an object of the present invention to provide a method for determining a nucleotide sequence using a single-stranded DNA as a template.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、一端又は両端
にホモポリマー部を有する2本鎖DNAに、認識部位の外に
切断部位を有する制限酵素を作用させて、少なくとも一
方の前記ホモポリマー部の一部又は全部を除切すること
を特徴とする2本鎖DNAの調製方法に関する。さらに本発
明は、2本鎖DNAの一方又は両方を鋳型として、この2本
鎖DNAの塩基配列を決定する方法であって、前記鋳型と
なる2本鎖DNAが、上記本発明の方法により調製した2本
鎖DNAであることを特徴とする塩基配列の決定方法に関
する。
Means for Solving the Problems The present invention provides a double-stranded DNA having a homopolymer portion at one or both ends thereof, by allowing a restriction enzyme having a cleavage site outside of a recognition site to act on at least one of the homopolymers. The present invention relates to a method for preparing a double-stranded DNA, characterized in that part or all of a part is cut off. Furthermore, the present invention is a method for determining the base sequence of this double-stranded DNA using one or both of the double-stranded DNA as a template, wherein the double-stranded DNA serving as the template is prepared by the method of the present invention. The present invention relates to a method for determining a base sequence, characterized in that the DNA sequence is a double-stranded DNA prepared as described above.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の2本鎖DNAの調製方法は、
一端又は両端にホモポリマー部を有する2本鎖DNAに、認
識部位の外に切断部位を有する制限酵素を作用させて、
少なくとも一方の前記ホモポリマー部の一部又は全部を
除切することを特徴とする。本発明の方法でホモポリマ
ー部の一部又は全部を除切する対象としては、一端にオ
リゴdG:dCまたはオリゴdA:dTからなるホモポリマー部を
有する2本鎖DNA、一端にオリゴdG:dCまたはオリゴdA:dT
からなるホモポリマー部を有し、他端にオリゴdG:dCま
たはオリゴdA:dTからなるホモポリマー部を有する2本鎖
DNAであることができる。両端にホモポリマー部を有す
る場合、通常は、一方の端がオリゴdA:dTであれば、他
方の端はオリゴdG:dCであるが、これに限らず、両端が
オリゴdA:dTであっても、両端がオリゴdG:dCで有っても
良い。また、ホモポリマー部の鎖長には制限はなく、通
常は5〜20の間であり、ホモポリマー部の鎖長に応じ
て、後述の「認識部位の外に切断部位を有する制限酵
素」を適宜選択できる。ホモポリマー部の一部を除切す
る場合、残るホモポリマー部の鎖長は、塩基配列決定法
に与える影響を小さくすると言う観点から適宜決定する
ことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for preparing a double-stranded DNA of the present invention comprises:
On a double-stranded DNA having a homopolymer portion at one or both ends, a restriction enzyme having a cleavage site outside the recognition site is acted on.
A part or all of at least one of the homopolymer portions is cut off. The target of cutting off part or all of the homopolymer part in the method of the present invention is a double-stranded DNA having a homopolymer part consisting of oligo dG: dC or oligo dA: dT at one end, and oligo dG: dC at one end. Or oligo dA: dT
Having a homopolymer moiety consisting of: oligo dG: dC or oligo dA: having a homopolymer moiety consisting of dT: dT at the other end
Can be DNA. When having a homopolymer portion at both ends, usually, if one end is oligo dA: dT, the other end is oligo dG: dC, but not limited to this, and both ends are oligo dA: dT. Alternatively, both ends may be oligo dG: dC. Further, the chain length of the homopolymer portion is not limited, and is usually between 5 and 20, and according to the chain length of the homopolymer portion, a `` restriction enzyme having a cleavage site outside the recognition site '' described below is used. It can be selected as appropriate. When a part of the homopolymer part is cut off, the chain length of the remaining homopolymer part can be appropriately determined from the viewpoint of reducing the influence on the base sequence determination method.

【0011】本発明の2本鎖DNAの調製方法では、「認識
部位の外に切断部位を有する制限酵素」を用いる。「認
識部位の外に切断部位を有する制限酵素」は、認識部位
と離れたところに切断部位を有する制限酵素であって、
そのような制限酵素として、例えば、クラスIIS制限酵
素が知られている。クラスIIS制限酵素が例えばBbvIの
場合、以下の式に示すように、5'-GCAGCとその相補鎖か
らなる認識部位とこの認識部位から離れた部位に切断部
位(▼▲)を有する。認識部位の配列及び認識部位と切断
部位との間隔は、制限酵素の種類により異なる。
In the method for preparing a double-stranded DNA of the present invention, "a restriction enzyme having a cleavage site in addition to a recognition site" is used. "Restriction enzyme having a cleavage site outside the recognition site" is a restriction enzyme having a cleavage site away from the recognition site,
As such a restriction enzyme, for example, a class IIS restriction enzyme is known. When the class IIS restriction enzyme is, for example, BbvI, as shown in the following formula, it has a recognition site consisting of 5′-GCAGC and its complementary chain and a cleavage site (▼ ▲) at a site away from this recognition site. The sequence of the recognition site and the distance between the recognition site and the cleavage site differ depending on the type of restriction enzyme.

【0012】[0012]

【化1】 Embedded image

【0013】クラスIIS制限酵素としては、具体的に
は、例えば、AlwI, AlwXI, Alw26I, BbsI, BbvI, BbvI
I, BcefI, BccI, BcgI, BciVI, BinI, BmrI, BpmI, Bsa
I, BseRI, BsgI, BsmAI, BsmBI, BspMI, BsrDI, BstF5
I, EarI, Eco31I, Eco57I, Esp3I, Esp3I, FauI, Fok
I, GsuI, HgaI, HinGUII, HphI, Ksp632I, MboII, Mme
I, Mn1I, NgoVIII, PleI, RleAI, SapI, SfaNI, TaqII,
Tth111II, BsmI, BsrI, BsmFI, BseMII(Szybalski,
W. et al. Gene 100 (1991) 13-26、ならびにNew Engla
nd Biolab, Inc.カタログ http://www.neb.com を参照)
等がある。いくつかの制限酵素の認識部位及び切断部
位は以下の通りである。BbvI (GCAGC 8/12)、HgaI (GAC
GC 5/10)、BsmFI (GGGAC 10/14)、SfaNI (GCATC 5/9)、
BspMI (ACCTGC 4/8)(カッコ内は認識部位及び切断部位
を表す)
As class IIS restriction enzymes, specifically, for example, AlwI, AlwXI, Alw26I, BbsI, BbvI, BbvI
I, BcefI, BccI, BcgI, BciVI, BinI, BmrI, BpmI, Bsa
I, BseRI, BsgI, BsmAI, BsmBI, BspMI, BsrDI, BstF5
I, EarI, Eco31I, Eco57I, Esp3I, Esp3I, FauI, Fok
I, GsuI, HgaI, HinGUII, HphI, Ksp632I, MboII, Mme
I, Mn1I, NgoVIII, PleI, RleAI, SapI, SfaNI, TaqII,
Tth111II, BsmI, BsrI, BsmFI, BseMII (Szybalski,
W. et al. Gene 100 (1991) 13-26, and New Engla
nd Biolab, Inc. catalog http://www.neb.com)
Etc. The recognition sites and cleavage sites of some restriction enzymes are as follows. BbvI (GCAGC 8/12), HgaI (GAC
GC 5/10), BsmFI (GGGAC 10/14), SfaNI (GCATC 5/9),
BspMI (ACCTGC 4/8) (recognition site and cleavage site are shown in parentheses)

【0014】本発明の調製方法では「一端又は両端にホ
モポリマー部を有する2本鎖DNA」を出発原料として、
「少なくとも一方の前記ホモポリマー部の一部又は全部
を除切した2本鎖DNA」を調製するが、出発原料となる
「一端又は両端にホモポリマー部を有する2本鎖DNA」
は、例えば、WO98/20122やCarninci, P. et al. Genomi
cs 37 (1996) 327-336、Carninci, P. et al. DNA Res.
4 (1997) 61-66に開示された方法により調製すること
ができる。但し、本発明の調製方法では、上記「認識部
位の外に切断部位を有する制限酵素」を用いるため、ホ
モポリマー部の末端にこの制限酵素の認識部位を予め導
入した2本鎖DNAを用いる。ホモポリマー部の末端に上記
制限酵素の認識部位を予め導入した2本鎖DNAは、2本鎖D
NAの調製の際に使用するプライマーとしてホモポリマー
と認識部位の配列を含む非ホモポリマーとを有するもの
を使用することで作製することができる。
In the preparation method of the present invention, "double-stranded DNA having a homopolymer portion at one or both ends" is used as a starting material,
To prepare "double-stranded DNA in which at least one part or all of the homopolymer part is cut off", a starting material "double-stranded DNA having a homopolymer part at one or both ends"
For example, WO98 / 20122 and Carninci, P. et al. Genomi
cs 37 (1996) 327-336, Carninci, P. et al. DNA Res.
4 (1997) 61-66. However, in the preparation method of the present invention, since the above-mentioned “restriction enzyme having a cleavage site in addition to the recognition site” is used, a double-stranded DNA in which the recognition site of this restriction enzyme has been introduced in advance at the end of the homopolymer portion is used. The double-stranded DNA in which the recognition site of the above restriction enzyme has been introduced in advance at the end of the homopolymer portion is a double-stranded D
It can be prepared by using a primer having a homopolymer and a non-homopolymer containing a sequence of a recognition site as a primer used in the preparation of NA.

【0015】制限酵素により処理される2本鎖DNAとし
ては、例えば、2本鎖cDNAを挙げることができる。更
に、制限酵素により処理される2本鎖DNAは、人為的に
改変された2本鎖cDNA又は化学合成された2本鎖DNAで
あってもよい。さらに、前記制限酵素で処理する2本鎖
DNAとしては、ホモポリマー部を除く部分の片鎖の一部
に化学修飾を有するものを使用することができる。化学
修飾は、特に限定はないが、例えばメチル化による修飾
を挙げることができる。メチル化の方法は当業者に公知
であり、2本鎖DNAの第一鎖の合成時にメチル化された
核酸を基質として使用する方法等を用いることができ
る。上記化学修飾は、いずれの核酸にも行うことができ
るが、メチル化シトシン及びメチル化アデニンは自然界
に存在し、メチル化シトシンは市販されており入手容易
であるため、好ましくは、シトシン又はアデニンを導入
することができる。
The double-stranded DNA treated with the restriction enzyme includes, for example, a double-stranded cDNA. Furthermore, the double-stranded DNA treated with the restriction enzyme may be an artificially modified double-stranded cDNA or a chemically synthesized double-stranded DNA. Furthermore, a double strand treated with the restriction enzyme
As the DNA, DNA having a chemical modification in a part of one strand other than the homopolymer part can be used. The chemical modification is not particularly limited, and examples thereof include modification by methylation. The method of methylation is known to those skilled in the art, and a method using a nucleic acid methylated at the time of the synthesis of the first strand of double-stranded DNA as a substrate can be used. The chemical modification can be performed on any nucleic acid, but methylated cytosine and methylated adenine exist in nature, and methylated cytosine is commercially available and easily available. Can be introduced.

【0016】完全長cDNAライブラリーの作成に際し、完
全長cDNAを増幅するために、2本鎖cDNAをプラスミドに
導入して宿主を形質転換する場合、2本鎖cDNAの少なく
とも一方に粘着末端を作成する必要がある。しかし、粘
着末端作成のために使用する制限酵素の切断部位がcDNA
の配列中にも内在すると、2本鎖cDNAが途中で切断され
てしまう。そこで、粘着末端作成のために使用する制限
酵素により、2本鎖cDNAが途中で切断されるのを防止す
るために、2本鎖cDNAの片鎖にメチル化を導入し、かつ
粘着末端作成のためにヘミメチル化感受性制限酵素を用
いる方法がある(Carninci, P. et al. Genomics 37 (1
996) 327-336、Carninci, P. et al. DNARes. 4 (1997)
61-66)。この方法では、特定の制限酵素部位をもつホ
モポリマー部を両端に導入して全長鎖cDNAライブラリー
を作成するにあたって、2本鎖cDNAの片鎖にメチル化を
導入する。但し、粘着末端作成するための配列には、メ
チル化を導入していないプライマーを用いる。この片鎖
にメチル化を導入した2本鎖cDNAにヘミメチル化感受性
制限酵素を作用させることで、cDNA内部にある制限酵素
切断部位は切断されず、粘着末端が形成される。このヘ
ミメチル化をcDNAに導入する方法は、cDNA合成の際にプ
ライマー/リンカー部位とcDNA内との制限酵素感受性を
区別する方法(Huse, W. D. et al. US Patent (1997)
5681726)に基づいて考えられたものである。
When a double-stranded cDNA is introduced into a plasmid to transform a host in order to amplify the full-length cDNA when preparing a full-length cDNA library, sticky ends are formed on at least one of the double-stranded cDNAs. There is a need to. However, the restriction enzyme cleavage site used to create
, The double-stranded cDNA is cleaved halfway. Therefore, in order to prevent the double-stranded cDNA from being cleaved halfway by the restriction enzyme used to create sticky ends, methylation was introduced into one strand of the double-stranded cDNA, and There is a method using a hemimethylation-sensitive restriction enzyme (Carninci, P. et al. Genomics 37 (1
996) 327-336, Carninci, P. et al. DNARes. 4 (1997)
61-66). In this method, methylation is introduced into one strand of a double-stranded cDNA when a homopolymer portion having a specific restriction enzyme site is introduced into both ends to prepare a full-length cDNA library. However, a primer into which methylation has not been introduced is used for the sequence for creating sticky ends. When a hemimethylation-sensitive restriction enzyme is allowed to act on the double-stranded cDNA in which methylation has been introduced into one strand, the restriction enzyme cleavage site inside the cDNA is not cleaved, and a sticky end is formed. The method of introducing this hemimethylation into cDNA is a method of distinguishing between the primer / linker site and the restriction enzyme sensitivity in cDNA during cDNA synthesis (Huse, WD et al. US Patent (1997)
5681726).

【0017】本発明の調製方法においても、制限酵素に
より処理される2本鎖DNAとして、片鎖がメチル化した
ヘミメチル化cDNAを挙げることができる。しかしなが
ら、制限酵素のうち両鎖メチル化感受性のものは多く知
られているが、ヘミメチル化については余り知られてい
ない。両鎖メチル化に感受性であっても、ヘミメチル化
に感受性とは限らない(Paroush, Z. et al. Cell 63
(1990) 1229-1237)。そこで、本発明においても、制限
酵素により処理される2本鎖DNAが片鎖がメチル化した
ヘミメチル化cDNAである場合、「認識部位の外に切断部
位を有する制限酵素」として、ヘミメチル化に感受性の
ものを用いる。後述の実施例に示す条件で調べた限りで
は、前記クラスIIS制限酵素のうち少なくともBbvI (GCA
GC 8/12)、HgaI (GACGC 5/10) 及びGsuI (CTGGAG 16/1
4) (カッコ内は認識部位ならびに切断部位を表す)
は、ヘミメチル化に感受性である。
In the preparation method of the present invention, the double-stranded DNA to be treated with a restriction enzyme may be a hemimethylated cDNA in which one strand is methylated. However, while many restriction enzymes sensitive to both-chain methylation are known, hemimethylation is not well known. Susceptibility to both-chain methylation is not necessarily sensitive to hemimethylation (Paroush, Z. et al. Cell 63
(1990) 1229-1237). Therefore, in the present invention, when the double-stranded DNA treated with the restriction enzyme is a hemimethylated cDNA in which one strand is methylated, the DNA is susceptible to hemimethylation as a “restriction enzyme having a cleavage site outside the recognition site”. Use As far as it was examined under the conditions described in the Examples below, at least BbvI (GCA
GC 8/12), HgaI (GACGC 5/10) and GsuI (CTGGAG 16/1
4) (The numbers in parentheses indicate the recognition site and cleavage site)
Are sensitive to hemimethylation.

【0018】本発明の末端ホモポリマー部を除いた2本
鎖DNAの調製方法をヘミメチル化したcDNAの場合を例
に、以下に示すスキームに基づいて説明する。
The method of the present invention for preparing double-stranded DNA excluding the terminal homopolymer portion will be described with reference to the following scheme, taking the case of hemimethylated cDNA as an example.

【0019】[0019]

【化2】 Embedded image

【0020】ホモポリマー部を除く部分の片鎖の一部に
ヘミメチル基を導入した1本鎖(1)を用意する。この1本
鎖(1)は、3'末端にオリゴdGを有し、5'末端にオリゴdT
を有する。この1本鎖(1)は、例えば、Carninci, P. et
al. Genomics 37 (1996) 327-336、Carninci, P. et a
l. DNA Res. 4 (1997) 61-66に記載の方法により作成で
きる。尚、上記スキームでは、3'末端にオリゴdGを有
し、5'末端にオリゴdTを有する場合について説明してい
るが、本発明の方法は、これ以外のオリゴ鎖を有する1
本鎖についても同様に適用できる。
A single strand (1) having a hemimethyl group introduced into a part of one strand other than the homopolymer portion is prepared. This single strand (1) has oligo dG at the 3 ′ end and oligo dT at the 5 ′ end.
Having. This single strand (1) is, for example, Carninci, P. et.
al. Genomics 37 (1996) 327-336, Carninci, P. et a
l. DNA Res. 4 (1997) 61-66. Note that, in the above scheme, the case where oligo dG is present at the 3 ′ end and oligo dT is present at the 5 ′ end is described.
The same applies to main chains.

【0021】次にこの1本鎖(1)をテンプレートとして用
い、かつプライマーとして1本鎖(1)が3'末端に有するオ
リゴdGに相補的なホモポリマーを用いて、ホモポリマー
部を有する2本鎖DNA(2)を合成する。但し、前記プライ
マーは、その5'末端にホモポリマー部の除切に使用する
制限酵素、例えばBbvI(スキーム参照)の認識配列を含有
する非ホモポリマー配列を有する。このようなテンプレ
ート及びプライマーを用いて合成される2本鎖DNAの一端
のホモポリマー部((2)で示される2本鎖DNAの左端)は、
オリゴdG:dCからなるホモポリマー及び前記制限酵素(例
えばBbvI)の認識配列を含む非ホモポリマーからなる。
合成される2本鎖DNAの他端((2)で示される2本鎖DNAの
右端)は、例えばオリゴdA:dTからなるホモポリマーと非
ホモポリマーからなり、非ホモポリマーは制限酵素の認
識配列を含むことができる。尚、この場合の制限酵素
は、クラスIIS制限酵素を含むクラスIIに属するいずれ
の制限酵素であってもよい。例えば、非ホモポリマーが
2本鎖DNAの左端切断用の制限酵素(例えばBbvI)の認識
配列を含むことができ、この場合、2本鎖DNAの両端を
同時に切断することもできる。前記2本鎖DNA(2)を「認
識部位の外に切断部位を有する制限酵素」(スキームで
はBbvI)で処理し、左端のホモポリマー部の一部又は全
部を除切する。結果として、少なくとも一端のホモポリ
マー部を除切された2本鎖DNA(3)を得ることができる。
Next, using the single strand (1) as a template and a homopolymer complementary to the oligo dG that the single strand (1) has at the 3 ′ end as a primer, Synthesize single-stranded DNA (2). However, the primer has a non-homopolymer sequence containing a recognition sequence of a restriction enzyme used for excision of a homopolymer portion, for example, BbvI (see scheme) at the 5 ′ end. The homopolymer portion at one end of the double-stranded DNA synthesized using such a template and primer (the left end of the double-stranded DNA shown by (2)) is
It consists of a homopolymer consisting of oligo dG: dC and a non-homopolymer containing a recognition sequence for the restriction enzyme (for example, BbvI).
The other end of the double-stranded DNA to be synthesized (the right end of the double-stranded DNA shown by (2)) is composed of, for example, a homopolymer composed of oligo dA: dT and a non-homopolymer, and the non-homopolymer recognizes a restriction enzyme. An array can be included. In this case, the restriction enzyme may be any restriction enzyme belonging to class II including class IIS restriction enzyme. For example, the non-homopolymer can include a recognition sequence for a restriction enzyme (eg, BbvI) for cutting the left end of the double-stranded DNA, and in this case, both ends of the double-stranded DNA can be cut at the same time. The double-stranded DNA (2) is treated with a "restriction enzyme having a cleavage site outside the recognition site" (BbvI in the scheme), and part or all of the leftmost homopolymer portion is cut off. As a result, a double-stranded DNA (3) from which at least one end of the homopolymer portion has been cut off can be obtained.

【0022】得られた2本鎖DNA(3)は、ベクターに導入
し、さらにこのプラスミドで形質転換したホストを培養
することで増幅することもできる。そのためには、例え
ば、5'端にオリゴdGGGGの突出末端を有するリンカーを
2本鎖DNA(3)にライゲーションする。また、このリンカ
ーは、ベクターに導入し易い様に、オリゴdGとは反対の
末端に、例えばEcoRI等の制限酵素部位を有する。この
ようなリンカーを2本鎖DNA(3)にライゲーションするこ
とで、制限酵素部位からなる突出末端を有する2本鎖DN
A(5)が得られる。この場合、スキーム中の2本鎖DNA(4)
は経由しない。あるいは、2本鎖DNA(3)を以下の方法に
より処理することもできる。1本鎖DNAに特異的に作用
するエキソヌクレアーゼ活性を有する酵素を用いて、上
記制限酵素で処理して残った末端の1本鎖DNA(2本鎖DN
A(3)の左端)を特異的に分解し、平滑末端を有する2本
鎖DNA(4)を得る。次に、ベクターに導入し易い様に、適
当なリンカー、例えばEcoRIの制限酵素部位を有するリ
ンカーを2本鎖DNA (4)の平滑末端にライゲイションし
て突出末端を形成して制限酵素部位からなる突出末端を
有する2本鎖DNA(5)が得られる。このようにして得られ
た2本鎖DNA(5)の右端(制限酵素BbvIで処理されなかっ
た末端、スキームではdA:dTホモポリマー末端)を適当な
制限酵素(スキーム中ではXhoI)で処理する。この場合の
制限酵素は、上述のようにクラスIIS制限酵素を含むク
ラスIIに属するいずれの制限酵素であってもよい。得ら
れた2本鎖DNAは、適当なベクターに導入し、増幅させ
ることができる。
The obtained double-stranded DNA (3) can be amplified by introducing it into a vector and culturing a host transformed with this plasmid. For this purpose, for example, a linker having a protruding end of oligo dGGGG at the 5 ′ end is ligated to the double-stranded DNA (3). Further, this linker has a restriction enzyme site such as EcoRI at the end opposite to the oligo dG so as to be easily introduced into a vector. By ligating such a linker to the double-stranded DNA (3), a double-stranded DN having a protruding end consisting of a restriction enzyme site is obtained.
A (5) is obtained. In this case, the double-stranded DNA (4) in the scheme
Does not go through. Alternatively, the double-stranded DNA (3) can be treated by the following method. Using an enzyme having an exonuclease activity that specifically acts on single-stranded DNA, the remaining single-stranded DNA (double-stranded DN) is treated with the above restriction enzyme.
A (3) is specifically degraded to obtain a double-stranded DNA (4) having blunt ends. Next, a suitable linker, for example, a linker having a restriction enzyme site of EcoRI, is ligated to the blunt end of the double-stranded DNA (4) to form a protruding end so that the vector can be easily introduced into a vector. A double-stranded DNA (5) having protruding ends is obtained. The right end (the end not treated with the restriction enzyme BbvI, the dA: dT homopolymer end in the scheme) of the double-stranded DNA (5) thus obtained is treated with an appropriate restriction enzyme (XhoI in the scheme). . In this case, the restriction enzyme may be any restriction enzyme belonging to class II including the class IIS restriction enzyme as described above. The resulting double-stranded DNA can be introduced into an appropriate vector and amplified.

【0023】上記方法以外に、2本鎖DNA(2)は、例え
ば、2本鎖DNA(2)をテンプレートとして用いたPCR法
により増幅することもできる。
In addition to the above method, the double-stranded DNA (2) can be amplified, for example, by a PCR method using the double-stranded DNA (2) as a template.

【0024】上記方法により切除されるホモポリマーの
長さは、使用する「認識部位の外に切断部位を有する制
限酵素」の種類により決まるので、ホモポリマー部に含
まれるホモポリマーの長さを考慮して、適宜制限酵素は
選択する。また、使用する制限酵素の種類に応じて、制
限酵素の認識部位を含む非ホモポリマーの配列を適宜決
定することができる。
The length of the homopolymer excised by the above method is determined by the type of the "restriction enzyme having a cleavage site in addition to the recognition site". Therefore, the length of the homopolymer contained in the homopolymer portion is taken into consideration. Then, a restriction enzyme is appropriately selected. In addition, the sequence of the non-homopolymer including the recognition site of the restriction enzyme can be appropriately determined depending on the type of the restriction enzyme to be used.

【0025】さらに、前記制限酵素として、その認識部
位又は切断部位に化学修飾を有する2本鎖DNAには作用
しないものを使用することで、2本鎖DNA中に制限酵素
の認識部位が内在する場合であっても、2本鎖DNAの一
端又は両端のホモポリマー部のみを除切することができ
る。そのような制限酵素としては、化学修飾としてメチ
ル基を有する2本鎖DNAの部位に対しては作用しない制
限酵素を使用することができる。そのような制限酵素を
使用することにより、ホモポリマー部以外の2本鎖DNA
に化学修飾としてのメチル基を導入して切断から保護す
ることが可能になる。化学修飾としてメチル基を有する
2本鎖DNAの部位に対しては作用しない制限酵素として
は、例えば、BbvI、HgaI及びGsuIを挙げることができ
る。
Further, by using a restriction enzyme which does not act on a double-stranded DNA having a chemical modification at its recognition site or cleavage site, the recognition site of the restriction enzyme is internalized in the double-stranded DNA. Even in this case, it is possible to cut off only the homopolymer portion at one end or both ends of the double-stranded DNA. As such a restriction enzyme, a restriction enzyme which does not act on a double-stranded DNA site having a methyl group as a chemical modification can be used. By using such a restriction enzyme, double-stranded DNA other than the homopolymer part
It is possible to introduce a methyl group as a chemical modification into the amino acid to protect it from cleavage. Restriction enzymes that do not act on a double-stranded DNA site having a methyl group as a chemical modification include, for example, BbvI, HgaI, and GsuI.

【0026】塩基配列決定方法 本発明の塩基配列決定方法は、2本鎖DNAの一方又は両方
を鋳型として、この2本鎖DNAの塩基配列を決定する方法
であって、前記鋳型となる2本鎖DNAが、上記の本発明の
方法により調製した2本鎖DNAであることを特徴とする。
詳しくは、本発明の方法では、上記本発明の方法を用い
て調製した一端又は両端のホモポリマー部を除切された
2本鎖DNAの一方又は両端を鋳型として、この2本鎖DNA
の塩基配列を決定する。但し、鋳型として用いられる2
本鎖DNAは、微生物によりまたはPCRにより適宜増幅した
後に鋳型として用いられる。いずれの増幅法も周知の技
術である。但し、鋳型として用いられる2本鎖DNA をPC
R法により増幅する場合、調製された2本鎖が、除切する
ホモポリマーはオリゴdG:dCの一部または全部であるこ
とが好ましい。
The nucleotide sequence determination method of the present invention is a method for determining the nucleotide sequence of this double-stranded DNA using one or both of the double-stranded DNAs as a template. It is characterized in that the strand DNA is a double-stranded DNA prepared by the method of the present invention described above.
Specifically, in the method of the present invention, one or both ends of a double-stranded DNA prepared by using the method of the present invention and having one or both ends of the homopolymer portion cut off is used as a template, and the double-stranded DNA is used as a template.
Is determined. However, 2 used as a mold
This strand DNA is used as a template after being appropriately amplified by a microorganism or by PCR. Both amplification methods are well-known techniques. However, double-stranded DNA used as a template is
In the case of amplification by the R method, it is preferable that the homopolymer to be cut off by the prepared double strand is part or all of oligo dG: dC.

【0027】2本鎖DNAを鋳型とするシークエンシング法
としては、例えば、サンガー法を利用したDNAポリメラ
ーゼを用いるダイデオキシ法やRNAポリメラーゼを用い
る転写シークエンス法(例えば、WO96/14434に開示され
ている)等を用いることができる。いずれの方法も、ポ
リメラーゼによる鎖の伸長を停止させるターミネーター
の存在下で得られる反応生成物のターミナル部の塩基と
鎖の長さとから、塩基配列を決定するものである。塩基
配列の決定は、例えば、核酸転写のターミネーターの存
在下、2本鎖DNAの核酸転写物を形成し、得られた核酸転
写物を解析することにより行うことができる。前記核酸
転写を触媒する酵素としては、RNAポリメラーゼ等を用
いることができる。特に、RNAポリメラーゼを用いる転
写シークエンス法では、PCRで増幅した生産物を精製
することなしにシークエンスすることが可能であり、さ
らに、少量の試料で高速にシークエンスできることから
好ましい。
As a sequencing method using double-stranded DNA as a template, for example, a dideoxy method using a DNA polymerase using a Sanger method or a transcription sequencing method using an RNA polymerase (for example, disclosed in WO96 / 14434) ) Can be used. In each method, the base sequence is determined from the base at the terminal of the reaction product obtained in the presence of a terminator that terminates the chain elongation by the polymerase and the length of the chain. The nucleotide sequence can be determined, for example, by forming a nucleic acid transcript of double-stranded DNA in the presence of a nucleic acid transcription terminator and analyzing the obtained nucleic acid transcript. An RNA polymerase or the like can be used as the enzyme that catalyzes the nucleic acid transcription. In particular, the transcription sequencing method using RNA polymerase is preferable because the product amplified by PCR can be sequenced without purification, and can be sequenced at high speed with a small amount of sample.

【0028】転写シークエンス法は、例えば、RNAポ
リメラーゼ及び前記RNAポリメラーゼのためのプロモ
ーター配列を含むDNA断片の存在下、ATP、GTP、
CTP及びUTP又はそれらの誘導体からなるリボヌク
レオシド5'トリフォスフェート類並びに3'dATP、3'dGT
P、3'dCTP、3'dUTP及びそれらの誘導体からなる1種又は
2種以上の3'デオキシリボヌクレオシド5'トリフォスフ
ェート(3'dNTP)を反応させて核酸転写生成物を得、得ら
れる核酸転写生成物を分離し、得られる分離分画から核
酸の配列を読み取るDNAの塩基配列決定方法である。鋳
型となるDNA断片(2本鎖DNA)は、前記RNAポリメラ
ーゼのためのプロモーター配列を含む。さらにRNAポ
リメラーゼとして、野性型RNAポリメラーゼ用いるこ
とができる。あるいは、3'dNTP誘導体を取り込む能力を
(対応する野性型RNAポリメラーゼの能力と比較して)
増加させるように、少なくとも1つのアミノ酸が修飾さ
れた野性型RNAポリメラーゼからなる変異型RNAポ
リメラーゼを用いることもできる。
The transcription sequencing method includes, for example, ATP, GTP, and the like in the presence of an RNA polymerase and a DNA fragment containing a promoter sequence for the RNA polymerase.
Ribonucleoside 5 'triphosphates consisting of CTP and UTP or their derivatives and 3' dATP, 3 'dGT
P, 3 ′ dCTP, 3 ′ dUTP and one or more of their derivatives
Reaction of two or more 3 'deoxyribonucleoside 5' triphosphates (3 'dNTPs) to obtain a nucleic acid transcription product, separating the resulting nucleic acid transcription product, and reading the nucleic acid sequence from the resulting separated fraction This is a method for determining the nucleotide sequence of DNA. The DNA fragment (double-stranded DNA) serving as a template contains a promoter sequence for the RNA polymerase. Further, a wild-type RNA polymerase can be used as the RNA polymerase. Alternatively, the ability to incorporate 3'dNTP derivatives
(Compared to the ability of the corresponding wild-type RNA polymerase)
A mutant RNA polymerase consisting of a wild-type RNA polymerase in which at least one amino acid has been modified so as to increase it can also be used.

【0029】本発明の塩基配列決定法においては、配列
の読み取りに障害となるホモポリマー部の一部又は全部
を除切した2本鎖DNAを鋳型として用いるため、塩基配列
の決定の精度を向上させることができる。
In the nucleotide sequence determination method of the present invention, a double-stranded DNA from which a part or all of the homopolymer portion which hinders sequence reading is removed is used as a template, so that the accuracy of nucleotide sequence determination is improved. Can be done.

【0030】[0030]

【実施例】以下本発明を実施例によりさらに説明する。 実施例1 クラスIIS制限酵素のうちでBbvI (GCAGC 8/12), HgaI
(GACGC 5/10), BsmFI (GGGAC10/14), SfaNI (GCATC 5/
9), BspMI (ACCTGC 4/8) (カッコ内は認識部位ならび
に切断部位を表す)のそれぞれの認識部位を含むオリゴ
デオキヌクレオシド50mer:5'-GAGAGAGG
GACGCAGCGACGCGCATCACCTGCG
AGAGAGAGAGAGAGAGA(oligoI)ならび
にその相補鎖(oligoII)を作成する(エスペックオリ
ゴ社)。また、Cの代わりに5-メチルCを使ってメチル
化oligoI(m-oligoI)ならびにメチル化oligoII(m-oli
goII)を作成する(エスペックオリゴ社)。これらのオ
リゴマーはポリアクリルアミドゲル電気泳動法(Sambro
ok, J. Fritsch, E. F. and Maniatis, T. MolecularCl
oning. A Laboratory Manual 2nd Ed.1989, Cold Sprin
g Harbor Laboratory) により精製後使用した。RI標
識ならびにアニーリング:T4ポリヌクレオチドキナー
ゼによるDNA5'末端標識キット(タカラMEGALABEL)
とγ-32P-ATP(アマーシャム)とを用いて、2種類
のオリゴマーの標識とアニーリングを行う。反応液20μ
l中に次の組み合わせで2種類のオリゴマー各10μgを加
え、37℃1時間反応させる。組み合わせとしては1)o
ligoI+oligoII、2)m-oligoI+oligoII、3)oligoI+m-ol
igoII、4)m-oligoI+m-oligoIIの4種類である。反応後
65℃20分熱処理を行い、キナーゼを不活化した後、
45℃20分間以後37℃で徐冷して、二重鎖オリゴマ
ーをスピンカラムにて回収した。
The present invention will be further described with reference to the following examples. Example 1 Among class IIS restriction enzymes, BbvI (GCAGC 8/12), HgaI
(GACGC 5/10), BsmFI (GGGAC10 / 14), SfaNI (GCATC 5 /
9), an oligodeoxynucleoside 50mer containing each recognition site of BspMI (ACCTGC 4/8) (in parentheses indicates a recognition site and a cleavage site): 5'-GAGAGAGG
GACGCAGCGACGCGCATCAACCTGCG
AGAGAGAGAGAGAGAGA (oligoI) and its complementary strand (oligoII) are prepared (Espec Oligo). Methylated oligoI (m-oligoI) and methylated oligoII (m-oligoI)
goII) (Espec Oligo). These oligomers are prepared by polyacrylamide gel electrophoresis (Sambro
ok, J. Fritsch, EF and Maniatis, T. MolecularCl
oning. A Laboratory Manual 2nd Ed. 1989, Cold Sprin
g Harbor Laboratory). RI labeling and annealing: DNA 5 'end labeling kit with T4 polynucleotide kinase (Takara MEGALABEL)
Using γ-32P-ATP (Amersham), two types of oligomers are labeled and annealed. Reaction liquid 20μ
10 μg of each of the two kinds of oligomers in the following combination is added to each of them, and reacted at 37 ° C. for 1 hour. 1) o as a combination
ligoI + oligoII, 2) m-oligoI + oligoII, 3) oligoI + m-ol
igoII, 4) m-oligoI + m-oligoII. After the reaction, heat treatment was performed at 65 ° C for 20 minutes to inactivate the kinase.
After 20 minutes at 45 ° C., the mixture was gradually cooled at 37 ° C., and the double-stranded oligomer was recovered by a spin column.

【0031】次に回収した二重鎖オリゴマー100 ngにつ
いてクラスIIS制限酵素5種類(BbvI , HgaI , BsmFI ,
SfaNI , BspMI:いずれもNew England Biolabs製)の
中1種類を0.5ユニットまたは5ユニット添加し、37℃
1時間制限酵素処理を行い(反応液20μl、酵素ならび
にオリゴマー以外の反応組成はNew England Biolabs添
付の処方に従う)、3 μlをポリアクリアミドゲル電気
泳動にアプライし、バイオ・イメージングアナライザー
BAS2000でバンドを検出した。
Next, 5 kinds of class IIS restriction enzymes (BbvI, HgaI, BsmFI,
0.5 unit or 5 units of SfaNI and BspMI (both manufactured by New England Biolabs), and added at 37 ° C
Perform restriction enzyme treatment for 1 hour (reaction solution 20 μl, reaction composition other than enzymes and oligomers follows the prescription attached to New England Biolabs), apply 3 μl to polyacrylamide gel electrophoresis, and band using Bio Imaging Analyzer BAS2000. Detected.

【0032】その結果、図1に示すようにBbvIについて
は、レーン3〜8ではオリゴマーが切断されておらず、
ヘミメチル化を含めてメチル化感受性である。 HgaI に
ついては、レーン1ではオリゴマーが切断されていない
が、レーン2では切断されておりHgaIの濃度を調整する
ことにより制限酵素として働くが、レーン3から8で
は、オリゴマーはいずれも切断されていないのでヘミメ
チル化を含めてメチル化感受性である。しかしながら、
BspMIについては、レーン1〜8のいずれのオリゴマー
も切断されておらず、本実施例の条件では制限酵素とし
て働かないことが分かった。 BsmFIならびに SfaNIにつ
いては、レーン1及び2のオリゴマーを切断し、更にレ
ーン4のヘミメチル化オリゴマーを切断しており、完全
にヘミメチル化感受性ではないことが分かった。
As a result, as shown in FIG. 1, for BbvI, the oligomer was not cleaved in lanes 3 to 8,
Sensitive to methylation, including hemimethylation. Regarding HgaI, the oligomer was not cleaved in lane 1, but was cleaved in lane 2 and acted as a restriction enzyme by adjusting the concentration of HgaI, but in lanes 3 to 8, no oligomer was cleaved. It is sensitive to methylation, including hemimethylation. However,
Regarding BspMI, none of the oligomers in lanes 1 to 8 were cleaved, and it was found that the oligomer did not work as a restriction enzyme under the conditions of this example. For BsmFI and SfaNI, the oligomers in lanes 1 and 2 were cleaved, and the hemimethylated oligomer in lane 4 was further cleaved, indicating that they were not completely sensitive to hemimethylation.

【0033】従って、BbvI、BsmFI、HgaI、及びSfaNI
を用いて少なくとも2本鎖DNAの末端に存在するホモポリ
マーも一部又は全部を除切することが可能である。但
し、2本鎖DNAに使用するクラスIIS制限酵素認識部位が
含まれている場合には、制限酵素が2本鎖DNAも切断し
てしまうおそれがあるため、メチル化等の化学修飾によ
り2本鎖DNAを保護する必要がある。従って、2本鎖DNA
の部分を切断から保護するためにヘミメチル化した2本
鎖DNAを処理する場合には、上記実験によりヘミメチル
化感受性であることが示されたBbvI及びHgaIを用いるこ
とにより、2本鎖DNAを切断することなくその末端のホ
モポリマー部の一部又は全部を除切することができる。
尚、詳細な実験結果は示さないが、BbvI及びHgaIの代わ
りにGsuIを用いても2本鎖DNAを切断することなくその
末端のホモポリマー部の一部又は全部を除切することが
できることを確認した。
Thus, BbvI, BsmFI, HgaI, and SfaNI
The homopolymer existing at the end of at least the double-stranded DNA can be partially or wholly cut off by using the method. However, if the double-stranded DNA contains a class IIS restriction enzyme recognition site, the restriction enzyme may also cut the double-stranded DNA. Need to protect strand DNA. Therefore, double-stranded DNA
When treating the hemimethylated double-stranded DNA to protect the portion from cleavage, the double-stranded DNA is cleaved by using BbvI and HgaI, which were shown to be hemimethylation-sensitive in the above experiment. A part or all of the homopolymer part at the terminal can be cut off without performing.
Although detailed experimental results are not shown, it can be seen that even if GsuI is used instead of BbvI and HgaI, part or all of the homopolymer portion at the end can be cut off without cutting the double-stranded DNA. confirmed.

【0034】例えば、以下のように全長鎖cDNAライブラ
リーを作成することにより、このcDNAライブラリーの塩
基配列決定をより速やかに正確に行うことができる。即
ち、前記スキームに示したように、BbvIや HgaIや GsuI
の制限酵素部位をホモポリマーの末端に導入した全長鎖
cDNAを作成し、BbvIや HgaIや GsuI などの制限酵素で
処理してホモポリマーを除いた後、クローニングに必要
なリンカーを接続して、全長鎖cDNAライブラリーを作成
する。より具体的にはBbvIや HgaI や GsuIなどの制限
酵素処理の後、制限酵素処理で形成された突出末端に、
EcoRIなどの突出末端をもつリンカーをライゲーション
して、適当なベクターにクローニングすることにより、
全長鎖cDNAライブラリーを作成できる。あるいは、BbvI
や HgaIや GsuIなどの制限酵素処理の後、制限酵素処理
で形成された突出末端をS1ヌクレースなどで平滑末端
とし、次いでこの平滑末端に突出末端をもつEcoRIなど
のリンカーをライゲーションして、適当なベクターにク
ローニングすることにより、全長鎖cDNAライブラリーを
作成することもできる。
For example, by preparing a full-length cDNA library as described below, the nucleotide sequence of this cDNA library can be determined more quickly and accurately. That is, as shown in the above scheme, BbvI, HgaI, GsuI
Full-length chain with a restriction enzyme site introduced at the end of the homopolymer
After preparing cDNA and treating it with a restriction enzyme such as BbvI, HgaI or GsuI to remove a homopolymer, a linker required for cloning is connected to prepare a full-length cDNA library. More specifically, after treatment with a restriction enzyme such as BbvI, HgaI, or GsuI,
By ligating a linker with a protruding end such as EcoRI and cloning into an appropriate vector,
A full-length cDNA library can be created. Or BbvI
After treatment with a restriction enzyme such as HgaI or GsuI, the protruding end formed by the restriction enzyme treatment is blunt-ended with S1 nuclease or the like, and then a linker such as EcoRI having a protruding end at the blunt end is ligated to obtain an appropriate By cloning into a vector, a full-length cDNA library can also be prepared.

【0035】[0035]

【発明の効果】DNA末端に存在するホモポリマーの一部
又は全部を取り除くことにより、cDNAクローンの塩基配
列を正確に決めることが可能となる。
According to the present invention, the base sequence of a cDNA clone can be accurately determined by removing a part or all of a homopolymer existing at a DNA end.

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

【図1】 2本鎖オリゴデオキヌクレオシド50mer
を制限酵素処理したゲル電気泳動パターン。制限酵素と
しては、BbvI、 BsmFI、BspMI、 HgaI、 SfaNIを用い
た。用いた濃度は、レーン1、3、5、7については0.
5ユニット、レーン2、4、6、8については5ユニッ
トである。また、2重鎖オリゴマーとして、レーン1、
2ではoligoI+oligoII、レーン3、4ではm-oligoI+oli
goII、レーン5、6ではoligoI+m-oligoII、レーン7、
8ではm-oligoI+m-oligoIIを各100 ng用いた。A、B、
C、Dは各々制限酵素処理をしないときの2本鎖オリゴ
デオキヌクレオシドoligoI+oligoII、m-oligoI+oligoI
I、oligoI+m-oligoII、m-oligoI+m-oligoIIの泳動位置
を示す。
FIG. 1. Double-stranded oligodeoxynucleoside 50mer
Is a gel electrophoresis pattern treated with a restriction enzyme. BbvI, BsmFI, BspMI, HgaI, and SfaNI were used as restriction enzymes. The concentrations used were 0,0 for lanes 1, 3, 5, and 7.
Five units and five units for lanes 2, 4, 6, and 8. As a double-chain oligomer, lane 1,
2 is oligoI + oligoII, lanes 3 and 4 are m-oligoI + oli
In goII, lanes 5 and 6, oligoI + m-oligoII, lane 7,
In Example 8, 100 ng of m-oligoI + m-oligoII was used. A, B,
C and D are double-stranded oligodeoxynucleosides oligoI + oligoII and m-oligoI + oligoI when not treated with restriction enzymes, respectively.
The migration positions of I, oligoI + m-oligoII and m-oligoI + m-oligoII are shown.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一端又は両端にホモポリマー部を有する2
本鎖DNAに、認識部位の外に切断部位を有する制限酵素
を作用させて、少なくとも一方の前記ホモポリマー部の
一部又は全部を除切することを特徴とする2本鎖DNAの調
製方法。
(1) having a homopolymer portion at one or both ends;
A method for preparing a double-stranded DNA, comprising: causing a restriction enzyme having a cleavage site in addition to a recognition site to act on the single-stranded DNA to remove at least one part or all of the homopolymer portion.
【請求項2】 2本鎖DNAが2本鎖cDNAである請求項1に
記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the double-stranded DNA is a double-stranded cDNA.
【請求項3】 2本鎖DNAが人為的に改変された2本鎖cD
NA又は化学合成された2本鎖DNAである請求項1に記載の
方法。
3. Double-stranded cD in which double-stranded DNA is artificially modified.
The method according to claim 1, which is NA or chemically synthesized double-stranded DNA.
【請求項4】 ホモポリマー部がホモポリマー及び非ホ
モポリマーからなり、前記非ホモポリマーの少なくとも
一部が前記制限酵素の認識部位である請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the homopolymer portion comprises a homopolymer and a non-homopolymer, and at least a part of the non-homopolymer is a recognition site for the restriction enzyme.
【請求項5】 2本鎖DNAのホモポリマー部が有するホモ
ポリマーが、オリゴdG:dC対又はオリゴdA:dT対である請
求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the homopolymer contained in the homopolymer portion of the double-stranded DNA is an oligo dG: dC pair or an oligo dA: dT pair.
【請求項6】 前記制限酵素がクラスIIS制限酵素であ
る請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the restriction enzyme is a class IIS restriction enzyme.
【請求項7】 クラスIIS制限酵素がAlwI、AlwXI、Alw
26I、BbsI、BbvI、BbvII、BcefI、BccI、BcgI、BciVI、
BinI、BmrI、BpmI、BsaI、BseRI、BsgI、BsmAI、BsmB
I、BspMI、BsrDI、BstF5I、EarI、Eco31I、Eco57I、Esp
3I、FauI、FokI、GsuI、HgaI、HinGUII、HphI、Ksp632
I、MboII、MmeI、Mn1I、NgoVIII、PleI、RleAI、SapI、
SfaNI、TaqII、Tth111II、BsmI、BsrI、BsmFI及びBseMI
Iからなる群から選ばれる少なくとも1種の制限酵素で
ある請求項6に記載の方法。
7. The class IIS restriction enzyme is AlwI, AlwXI, Alw
26I, BbsI, BbvI, BbvII, BcefI, BccI, BcgI, BciVI,
BinI, BmrI, BpmI, BsaI, BseRI, BsgI, BsmAI, BsmB
I, BspMI, BsrDI, BstF5I, EarI, Eco31I, Eco57I, Esp
3I, FauI, FokI, GsuI, HgaI, HinGUII, HphI, Ksp632
I, MboII, MmeI, Mn1I, NgoVIII, PleI, RleAI, SapI,
SfaNI, TaqII, Tth111II, BsmI, BsrI, BsmFI and BseMI
The method according to claim 6, which is at least one restriction enzyme selected from the group consisting of I.
【請求項8】 2本鎖DNAのホモポリマー部を除く部分の
片鎖の一部に化学修飾を有する請求項1〜7のいずれか
1項に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein a part of one strand of the double-stranded DNA other than the homopolymer portion has a chemical modification.
【請求項9】 化学修飾がメチル基である請求項8に記
載の方法。
9. The method according to claim 8, wherein the chemical modification is a methyl group.
【請求項10】 化学修飾がシトシン又はアデニンに導
入されている請求項8又は9に記載の方法。
10. The method according to claim 8, wherein the chemical modification is introduced into cytosine or adenine.
【請求項11】 前記制限酵素が、認識部位又は切断部
位に化学修飾を有する2本鎖DNAには作用しない制限酵
素である請求項8〜10のいずれか1項に記載の方法。
11. The method according to claim 8, wherein the restriction enzyme does not act on a double-stranded DNA having a chemical modification at a recognition site or a cleavage site.
【請求項12】 前記制限酵素が、化学修飾としてメチ
ル基を有する2本鎖DNAの部位に対しては作用しない制限
酵素である請求項11に記載の方法。
12. The method according to claim 11, wherein the restriction enzyme does not act on a double-stranded DNA site having a methyl group as a chemical modification.
【請求項13】 前記制限酵素が、BbvI、HgaI又はGsuI
である請求項12に記載の方法。
13. The method according to claim 12, wherein the restriction enzyme is BbvI, HgaI or GsuI.
13. The method according to claim 12, wherein
【請求項14】 2本鎖DNAの一方又は両方を鋳型とし
て、この2本鎖DNAの塩基配列を決定する方法であって、 前記鋳型となる2本鎖DNAが、請求項1〜13のいずれか
1項に記載の方法により調製した2本鎖DNAであることを
特徴とする塩基配列の決定方法。
14. A method for determining a base sequence of a double-stranded DNA by using one or both of the double-stranded DNAs as a template, wherein the double-stranded DNA serving as the template is any one of the above-described ones. 3. A method for determining a nucleotide sequence, which is a double-stranded DNA prepared by the method according to claim 1.
【請求項15】 調製された2本鎖をPCR法により又は微
生物を用いて増幅した後に、増幅した2本鎖DNAを鋳型と
して塩基配列の決定を行う請求項14に記載の方法。
15. The method according to claim 14, wherein the prepared double strand is amplified by a PCR method or using a microorganism, and then the nucleotide sequence is determined using the amplified double-stranded DNA as a template.
【請求項16】 調製された2本鎖が、オリゴdG:dCの一
部または全部を除切したものである請求項14または1
5に記載の方法。
16. The prepared double strand is obtained by removing part or all of oligo dG: dC.
5. The method according to 5.
【請求項17】 塩基配列の決定が、2本鎖DNAの核酸転
写物を、核酸転写のターミネーターの存在下、形成し、
得られた核酸転写物を解析することにより行われる請求
項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
17. The method according to claim 17, wherein the determination of the base sequence comprises forming a nucleic acid transcript of the double-stranded DNA in the presence of a nucleic acid transcription terminator;
The method according to any one of claims 14 to 16, which is performed by analyzing the obtained nucleic acid transcript.
【請求項18】 核酸転写をRNAポリメラーゼを用いて
行う請求項17に記載の方法。
18. The method according to claim 17, wherein the nucleic acid transcription is performed using an RNA polymerase.
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