JP2001252100A - 核酸の分別手段 - Google Patents
核酸の分別手段Info
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Abstract
なく、短時間で核酸を分別する手段を提供すること。 【解決手段】ポリアニオン性物質の存在下で、各種の担
体に核酸を効率良く吸着させ、かつ低濃度の緩衝液を用
いて吸着した核酸を溶出することにより、短時間で簡便
な核酸の分別を可能とした。
Description
測定に使用しうる核酸の分別手段に関する。さらに詳し
くは、核酸を含有する試料から、ポリアニオン性物質の
存在下で核酸結合能を有する固相担体を用い、煩雑な操
作をすることなく、短時間で核酸を分別する手段および
該手段を用いる核酸の精製方法、核酸の測定方法、およ
び核酸の測定用キットに関する。該測定用キットは自動
核酸抽出装置にも応用しうる。
する方法は、遺伝子工学や臨床診断の分野において不可
欠である。例えば、ある核酸を解析するにあたっては、
核酸を含有する生物試料からDNAもしくはRNAを抽
出精製する必要がある。また、感染症の診断において
も、細菌やウイルスからDNAもしくはRNAを抽出し
た後、検出することが一般的である。
NAといった核酸は、蛋白質、脂質、糖から構成される
細胞膜や細胞壁などの殻の中に存在しており、また核酸
は遊離した状態で存在しているのではなく、蛋白質と複
合体を形成している。このため核酸を含有する生物試料
から核酸を抽出精製する場合には、プロテアーゼによる
酵素処理や界面活性剤などを用いた変性処理、また、超
音波処理や熱処理により核酸を遊離させた後、フェノー
ルやクロロホルムといった有機溶媒による抽出操作や塩
化セシウムを用いた超遠心分離等により核酸を精製する
必要があり、これらの手法は、遺伝子工学や臨床診断の
分野において、用いる核酸の用途によって組み合わさ
れ、至適化されているのが現状である。
し煩雑な遠心操作を必要とし、また塩化セシウムを用い
た超遠心操作も同様に時間を要し、脱塩も必要であり、
コストがかかるという問題がある。
常磁性金属酸化物を含む磁性シリカ粒子を用いる方法が
ある(特開平9−19292号公報)。この方法は核酸
を含有する生物試料から遠心操作を行わずに非特異的に
核酸を吸着させ、水またはTEバッファーなど低濃度の
緩衝液を用いて磁性シリカ粒子から吸着した核酸を溶出
後直ちに解析できるといった利点を持つ。しかし、カオ
トロピック物質によりイオン強度を高められた状態で核
酸を吸着しうる磁性粒子は磁性シリカ粒子のみであり、
市販されている一般的な磁性粒子、例えば、カルボキシ
ル基やカルボキシル基にシラノール基が導入された官能
基を持つ磁性粒子はカオトロピック物質によりイオン強
度を高めた状態では核酸を吸着させることはできない。
の技術が有する上記問題点を解決することであり、核酸
を含有する試料から煩雑な操作をすることなく、短時間
で核酸を分別する手段を提供することである。
に鋭意検討した結果、適当なポリアニオン性物質を用い
ることにより、上記のようにシリカでコーティングされ
たもののみでなく、例えばカルボキシル基やカルボキシ
ル基にシラノール基が導入された担体にも核酸が効率良
く吸着し、TEバッファーなど低濃度の緩衝液を用いて
吸着した核酸を溶出できることを見出し本発明を完成さ
せた。
から、核酸結合能を有する固相担体を使用することによ
って、核酸を分別するに際して、ポリアニオン性物質を
液相に存在させることを特徴とする核酸の分別手段であ
る。別の本発明は、この分別手段を利用した核酸の精製
方法であり、核酸の測定方法である。さらに別の本発明
は、これら手段に使用される試薬を含む、核酸の測定用
キットである。
らなる; (a)核酸を含有する試料に、ポリアニオン性物質溶液
および核酸結合能を有する固相担体を添加混合し、核酸
を核酸結合能を有する固相担体上に結合させる、(b)
(a)工程における核酸−固相担体の複合体を洗浄液に
より洗浄する、(c)(b)工程にて洗浄した核酸−固
相担体複合体から用途に応じて、核酸を溶出させる。
A、RNAを含みプラスミドDNAであってもよい。そ
の長さは格別限定されないが、塩基配列として、好まし
くは8個以上のものが適当である。
試料としては、核酸を含有するものであれば特に限定さ
れないが、PCR産物、生物試料を例示することができ
る。生物試料とは生物に由来する試料を意味し、全血、
血漿、血清、骨髄、バッフィーコート、尿、体液、唾
液、鼻汁、涙液、糞便由来物、細胞培養物、細胞溶解
物、培養培地等のような核酸を含有する可能性ある生物
試料を例示することができる。
じめ溶解し核酸を抽出してもよい。生体試料からの核酸
の溶出・抽出方法としては、溶解液を加え、細胞を溶解
させ、有機溶媒を加えて核酸を抽出させる方法が例示さ
れる。
解液は、プロテアーゼが含まれることが好ましく、プロ
テアーゼとしては細胞膜の破壊や生物試料中に含まれる
蛋白質を分解するものであれば特に限定されない。具体
的には、プロナーゼ、プロテイナーゼK等が挙げられ、
これらのうち、プロテイナーゼKが好ましく用いられ
る。その使用濃度としては、0.1〜1000U/mL
の範囲で使用するのが好ましい。また緩衝液を溶解液に
含有させることも可能で、pH6〜12の範囲が好適で
ある。この緩衝剤としては、一般に使用されているもの
であれば特に限定されるものではないが、pH6〜12
の範囲のいずれかのpHにおいて緩衝能を持つものが望
ましく、例えば、1,3ビス[トリス(ヒドロキシメチ
ル)メチルアミノ]プロパン、トリス[ヒドロキシメチ
ル]アミノメタン等が挙げられ、その使用濃度として
は、1〜500mmol/L、pHは6〜12の範囲が
好ましい。
酸の核酸結合能を有する固相担体への結合を妨げるもの
でなければ特に限定されない。本発明に用いられる有機
溶媒の具体例としては、水飽和フェノール、緩衝液飽和
フェノール、クロロホルム等が挙げられる。これらのう
ち、水飽和フェノールまたは緩衝液飽和フェノール、あ
るいはこれらの飽和フェノールとクロロホルムを適当な
割合で混合したものが好ましい。
リウム、SDS、グリコーゲン等を適宜用いてもよい。
核酸結合能を有する固相担体を使用することによって、
核酸を分別するに際し、ポリアニオン性物質を液相に存
在させることを特徴とする核酸の分別手段である。本発
明による核酸の分別手段は、(a)吸着工程、(b)洗
浄工程、(c)溶出工程の3段階に大きく分けられる。
物質溶液および核酸結合能を有する固相担体を添加、混
合し、核酸を核酸結合能を有する固相担体に吸着させ
る。
は、核酸と固相担体との親和性を高めるポリアニオン性
物質が含まれる。ポリアニオン性物質は、核酸の核酸結
合能を有する固相担体への吸着を促進するものと推察さ
れる。ポリアニオン性物質としては、多価陰イオン性の
物質であって核酸と固相担体との親和性を高めるもので
あれば特に限定されないが、その具体例としてデキスト
ラン硫酸、リンタングステン酸マグネシウム、ヘパリ
ン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デルマタン硫
酸などが挙げられる。これらのうち、デキストラン硫酸
が好ましく用いられ、その分子量は500〜500,0
00、その使用濃度としては0.5〜30%の範囲が好
ましい。
液には、イオン強度を上げるために塩を添加しており、
ポリアニオン性物質の作用を促進するものと推察され
る。用いられる塩の具体例としては、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、塩化マグネシウムなどが挙げられるが、
イオン強度を上げるものであれば特に限定されない。こ
れらのうち、塩化ナトリウムが好ましく用いられ、その
使用濃度としては、0.01〜3mol/Lの範囲が好
ましい。
する固相担体としては、ポリアニオン性物質の存在下で
核酸を吸着保持しうる固体であれば、特に限定されな
い。具体的には、二酸化ケイ素、すなわちシリカが好ま
しく用いられる。また、シリカから構成される担体であ
るガラス、ケイソウ土、あるいはこれらを化学的修飾に
より表面処理を施したものや、さらに超常磁性金属酸化
物等の他の物質との複合体も含まれる。さらにカルボキ
シル基やシラノール基およびこれらの組み合わせからな
る官能基で表面を修飾したものや、さらに超常磁性金属
酸化物等の他の物質との複合体も含まれる。これらのう
ち、吸着と溶出の効率を考えると、固相担体は粒子であ
ることが好ましく、その大きさとしては0.05〜10
μmの範囲が好ましい。
機溶媒からなる抽出液、ポリアニオン性物質溶液、核酸
結合能を有する固相担体を別々に添加しても、あるいは
同時に添加してもよい。
する固相担体の混合物から、核酸が吸着した核酸結合能
を有する固相担体のみを分離・洗浄する工程である。こ
の時、洗浄液を使用して1〜3回程度、繰り返し洗浄す
るのが好ましい。
体の分離のための具体的な手段は、使用する固相担体の
形態により異なり、例えば核酸結合能を有する固相担体
の場合には、遠心分離、ろ過等が好ましく、超常磁性金
属酸化物を含ませておいたものを固相担体として使用す
る場合には、磁石等を用いて簡便な磁力による分離が可
能となり、より好ましい。
は、固相担体に保持された核酸の遊離を妨げるものや蛋
白質の固相担体への吸着を妨げるものであれば、特に限
定されない。具体的には、0.5〜2.5mol/L塩
化ナトリウム溶液あるいは40〜100%エタノールで
洗浄することが好ましい。
から核酸を溶出させる工程であり、本発明に用いられる
溶出液としては固相からの核酸の溶出を促進するもので
あれば、特に限定されない。具体的には、水あるいはT
Eバッファー[10mmol/Lトリス塩酸緩衝液、1
mmol/L EDTA、pH8.0]が好ましい。こ
の時回収した核酸は透析やエタノール沈殿等の脱塩、濃
縮操作を施すことなく、制限酵素や核酸ポリメラーゼ等
を使用した酵素反応に直接使用することができる。
段は、単純な工程から構成されるため、核酸抽出精製キ
ットならびに固相担体の分離操作や試薬分注操作を自動
化した核酸抽出装置へ、容易に応用しうることは明らか
である。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
え、1μg/200μLとなるように調製し、DNA抽
出材料とした。
3本の2mLのマイクロチューブに取り、それぞれに2
00μLの溶解液[50mmol/Lトリス(ヒドロキ
シル)アミノメタン−塩酸(pH8.0)、5mmol
/L EDTA、0.25mol/L NaCl、1%
SDS、20μg/mLグリコーゲン、120U/mL
プロテイナーゼK]を加え、ボルテックスミキサーで混
合し、56℃で30分間加温した。加温後、400μL
のTEバッファー飽和フェノール/クロロホルムをそれ
ぞれのチューブに加え、激しく攪拌した。
溶液[20%デキストラン硫酸(平均分子量5000、
シグマ社製)、2.5mol/L NaCl]を加えて
混合し、40μLの異なる種類の0.1g/mL磁性粒
子[(平均粒径3μm、四三酸化鉄15%含有、比表面
積0.17m2/g、官能基 C3COOH;SiO 2
…SiOH:micromod社製 micromer
−M)、(平均粒径6.17μm、四三酸化鉄粒子43
%含有、比表面積159m2/g、細孔容積279mm
3/g、表面細孔直径3.2nm:他磁性粒子1・
2)]をチューブに加え、室温で10分間混合した。
磁性粒子をチューブ壁に集め、上清を除いた。磁気スタ
ンドからチューブを外した後、さらに1mLの洗浄液
[70%エタノール]を加えて、ボルテックスミキサー
を用い、十分に混和した。同様に磁気スタンドにチュー
ブを置き、上清を除き、この洗浄操作を2回繰り返し
た。上清を除いた後、マイクロチューブを56℃にセッ
トしたヒートブロックに置き、10分間放置することに
よりチューブ内のエタノールを蒸発させ、取り除き、粒
子を乾燥させた。これに50μLの滅菌水を添加し、5
6℃で10分間混合した後、磁気スタンドに置いて磁性
粒子を集め、上清を回収した。
れぞれ5μLを1.0%アガロースゲルにアプライし、
100V、40分間電気泳動を行った後、エチジウムブ
ロマイド染色し、蛍光バイオイメージアナライザー[F
MBIO(登録商標)IIMulti−View:宝酒
造社製]で検出した結果を図1に示す。
液のうち10μLを取り、3μLの10×Mバッファー
[100mmol/Lトリス−塩酸(pH7.5)、1
00mmol/L塩化マグネシウム、10mmol/L
ジチオスレイトール、500mmol/L NaC
l]、1μLの15U/μLのHind III(宝酒
造社製)ならびに滅菌水を加え全量を30μLとし、3
7℃で16時間放置した結果、本発明による分別手段に
て抽出精製されたλ−DNAは、制限酵素Hind I
IIによって完全に切断されており、直ちに、制限酵素
消化に使用できることが確認できた。
在下で核酸結合能を有する固相担体を使用することによ
り、核酸を含有する試料から核酸を吸着させ、さらに適
当な溶出液を使用することにより、煩雑な操作をするこ
となく、短時間で核酸を分別することができる。
ン性物質存在下で磁性粒子によりλ−DNAが回収され
たことを示す図である(実施例1)。図中、レーン1:
λ−Hind IIIマーカー、レーン2:磁性粒子m
icromer−M(3μm)による回収1、レーン
3:磁性粒子micromer−M(3μm)による回
収2、レーン4:他磁性粒子1による回収1、レーン
5:他磁性粒子1による回収2、レーン6:他磁性粒子
2による回収1、レーン7:他磁性粒子2による回収
2。回収1、2は、各磁性粒子について、同様のλ−D
NA回収実験を2回行い、それぞれの結果を示してい
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 核酸を含有する試料から、核酸結合能を
有する固相担体を使用することによって、核酸を分別す
るに際して、ポリアニオン性物質を液相に存在させるこ
とを特徴とする核酸の分別手段。 - 【請求項2】 ポリアニオン性物質が、核酸と固相担体
との親和性を高める機能を有する請求項1記載の核酸の
分別手段。 - 【請求項3】 ポリアニオン性物質が、デキストラン硫
酸、リンタングステン酸マグネシウム、ヘパリン、コン
ドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸から選
択される少なくとも1の化合物を含むことを特徴とする
請求項2記載の核酸の分別手段。 - 【請求項4】 核酸結合能を有する固相担体が、ポリア
ニオン性物質の存在下で核酸を吸着しうる機能を持つ固
相担体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の核
酸の分別手段。 - 【請求項5】 核酸結合能を有する固相担体が、シリカ
を含む担体又は、表面にカルボキシル基、シラノール基
もしくはその組み合わせからなる官能基を修飾した担体
である請求項4記載の核酸の分別手段。 - 【請求項6】 核酸結合能を有する固相担体が、超常磁
性金属酸化物を含む請求項4又は5に記載の核酸の分別
手段。 - 【請求項7】 磁力を利用することにより核酸結合能を
有する固相担体と液相を分離する工程を含む請求項6記
載の核酸の分別手段。 - 【請求項8】 核酸結合能を有する固相担体が、粒子で
ある請求項4〜7のいずれか1項に記載の核酸の分別手
段。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の手
段が、核酸の精製において利用される核酸の精製方法。 - 【請求項10】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の
手段が、核酸の測定において利用される核酸の測定方
法。 - 【請求項11】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の
手段に使用される試薬を含む、核酸の測定用キット。
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