JP2001512702A - Denaturing multi-ion polynucleotide chromatography for detecting mutations - Google Patents

Denaturing multi-ion polynucleotide chromatography for detecting mutations

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テイラー,ポール・デイ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(DMIPC)を使用してDNA中の突然変異を検出する改良された方法を対象とする。本発明は以下の観点を含む:PCR増幅産物を分析して、PCR複製再生度に影響を及ぼす因子を同定し;PCRプライマーを設計し;DMIPCを行うための至適温度の選択;勾配溶出のための移動相組成の選択;カラムの調製および維持法;およびクロマトグラフィー分析前のポリヌクレオチド試料の調製法。   (57) [Summary] The present invention is directed to an improved method for detecting mutations in DNA using denatured matched ion polynucleotide chromatography (DMIPC). The present invention includes the following aspects: analyzing the PCR amplification products to identify factors that affect the degree of PCR replication regeneration; designing PCR primers; selecting the optimal temperature for performing DMIPC; Column preparation and maintenance; and preparation of polynucleotide samples prior to chromatographic analysis.

Description

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

【0001】[0001]

【技術分野】【Technical field】

本発明は、核酸中の突然変異の改良された検出法に関する。 The present invention relates to improved methods for detecting mutations in nucleic acids.

【0002】 発明の背景 二本鎖の標準的なポリヌクレオチド中、そして特にDNA断片中の突然変異を
検出する能力は、医学ならびに自然科学および社会科学においても極めて重要で
ある。ヒト ゲノム プロジェクトは、突然変異とヒトの疾患との関連を評価する
ための新たな基準を設定する膨大な量の遺伝情報を提供している(Guyerら、Pro c.Natl.Acad.Sci.USA 92:10841(1995))。疾患の最終的な原因は、例えば野生型
とは異なる遺伝子コードにより記載される(Cotton,TIG 13:43(1997))。疾患の
遺伝的基礎を解明することが治療の出発点である。同様に、遺伝子コード中の差
異を決定することにより進化および集団の研究に関する有力な、そして恐らくは
決定的な眼識を提供することができる(Cooperら、Human Genetics vol,69:201
(1985))。遺伝子コードに関するこれらのおよび他の論点の知識は、野生型に対 してDNA断片中の異常性、すなわち突然変異を同定する能力に基づく。したが
って突然変異を正確で、再現性があり、しかも信頼できる様式で検出するための
技法に関する必要性が存在する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The ability to detect mutations in double-stranded standard polynucleotides, and especially in DNA fragments, is of great importance in medicine as well as in natural and social sciences. Human Genome Project is providing genetic information enormous amount of setting a new standard for evaluating the relationship between the disease mutation and human (Guyer et al., Pro C.Natl.Acad.Sci.USA 92: 10841 (1995)). The ultimate cause of the disease is described, for example, by a genetic code different from the wild type (Cotton, TIG 13:43 (1997)). Elucidating the genetic basis of the disease is the starting point for treatment. Similarly, determining differences in the genetic code can provide a powerful and possibly definitive insight into evolution and population studies (Cooper et al., Human Genetics vol. 69: 201).
(1985)). Knowledge of these and other issues regarding the genetic code is based on the ability to identify abnormalities, ie, mutations, in DNA fragments relative to wild type. Thus, there is a need for a technique for detecting mutations in an accurate, reproducible, and reliable manner.

【0003】 DNA分子は、デオキシヌクレオチドと呼ばれるサブ−ユニットを含んで成る
ポリマーである。DNA中に見いだされる4種のデオキシヌクレオチドは、通例
の環式糖、デオキシリボースを含んで成り、これは以下にそれぞれA、G、Cお
よびTと称する任意の4種の塩基であるアデニン(プリン)、グアニン(プリン
)、シトシン(ピリミジン)およびチミン(ピリミジン)に共有結合している。
リン酸基が1つのデオキシヌクレオチドの3'-ヒドロキシルを、別のデオキシヌ クレオチドの5'-ヒドロキシルと連結してポリマー性の鎖を形成する。二本鎖D NAでは、いわゆる相補的塩基間の水素結合により二本鎖がらせん構造でまとま
っている。塩基の相補性はそれらの化学構造により決定される。二本鎖DNAで
は、各AはTと対をなし、そして各GはCと対となし、すなわちプリンはピリミ
ジンと対をなす。理想的にはDNAはヒトの体内または他の生物体中で細胞分裂
中にDNAポリメラーゼにより正確なコピーで複製される。DNA鎖はポリメラ
ーゼ連鎖反応(PCR)によりインビトロでも複製できる。
[0003] DNA molecules are polymers comprising sub-units called deoxynucleotides. The four deoxynucleotides found in DNA comprise the customary cyclic sugar, deoxyribose, which is the four bases adenine (purine), hereinafter referred to as A, G, C and T, respectively. ), Guanine (purine), cytosine (pyrimidine) and thymine (pyrimidine).
A phosphate group links the 3'-hydroxyl of one deoxynucleotide with the 5'-hydroxyl of another deoxynucleotide to form a polymeric chain. In double-stranded DNA, the double strands are arranged in a helical structure by so-called hydrogen bonding between complementary bases. Base complementarity is determined by their chemical structure. In double-stranded DNA, each A is paired with a T, and each G is paired with a C, ie, a purine is paired with a pyrimidine. Ideally, DNA is replicated in exact copies by DNA polymerase during cell division in the human body or other organisms. DNA strands can also be replicated in vitro by the polymerase chain reaction (PCR).

【0004】 時折、厳密な複製ができず、正しくない塩基対合が起こり、これはさらに新た
な鎖の複製後に、塩基配列中に元の塩基配列とは遺伝力のある差異を含む二本鎖
DNAの派生物を生じる。そのような塩基対配列中の遺伝力のある変化を突然変
異と呼ぶ。
[0004] Occasionally, exact replication is not possible, resulting in incorrect base pairing, which, after replication of a new strand, also results in a double-stranded strand containing a heritable difference in the base sequence from the original base sequence. This produces a derivative of DNA. Such heritable changes in the base pair sequence are called mutations.

【0005】 本発明では、二本鎖DNAを二本鎖(duplex)と呼ぶ。1本鎖の塩基配列が完 全に他の鎖の塩基配列に相補的である時、二本鎖はホモ二本鎖と呼ぶ。二本鎖が
少なくとも1つの相補的ではない塩基対を含む時、この二本鎖をヘテロ二本鎖と
呼ぶ。ヘテロ二本鎖は、DNAポリメラーゼ酵素により誤りが作られ、そして非
相補的な塩基が複製しているポリヌクレオチド鎖に付加される時に形成される。
さらにヘテロ二本鎖の複製は、理想的にはヘテロ接合性のホモ二本鎖を生成し、
すなわちこのようなホモ二本鎖は元のDNA鎖と比べると変化した配列を有する
だろう。元のDNAが自然の集団中で優勢である配列を有する時、これを一般的
に「野生型」と呼ぶ。
[0005] In the present invention, double-stranded DNA is referred to as "duplex". A duplex is called a homoduplex when the base sequence of one strand is completely complementary to the base sequence of the other strand. When a duplex contains at least one non-complementary base pair, the duplex is called a heteroduplex. Heteroduplexes are formed when errors are made by the DNA polymerase enzyme and non-complementary bases are added to the replicating polynucleotide strand.
In addition, heteroduplex replication ideally produces a heterozygous homoduplex,
That is, such a homoduplex will have an altered sequence as compared to the original DNA strand. When the original DNA has a sequence that predominates in the natural population, it is commonly referred to as "wild-type."

【0006】 多数の異なる種類のDNA突然変異が知られている。DNA突然変異の例には
限定するわけではないが、「点突然変異」または「単一塩基対突然変異」を含み
、ここでは不正確な塩基対合が起こる。最も多い点突然変異は、1つのプリンま
たはピリミジン塩基が別の塩基に置き換わる「トランジッション」、およびプリ
ンがピリミジンに置換される(およびその逆)「トランスバージョン」を含んで
成る。点突然変異も、塩基が付加またはDNA鎖から欠失する突然変異を含んで
成る。そのような「挿入」または「欠失」も、「フレームシフト突然変異」とし
ても知られている。それらは点突然変異よりは低い頻度で起こるが、多数の塩基
対に影響を及ぼすより大きな突然変異も起こり、そして重要である。突然変異に
関するより詳細な検討は、Modrich(1995)への米国特許第5,459,039号明細書およ
びCotton(1997)への米国特許第5,698,400号明細書に見いだすことができる。こ れらの参考文献およびそこに含まれる参考文献は全部、引用により本明細書に編
入する。
[0006] Many different types of DNA mutations are known. Examples of DNA mutations include, but are not limited to, "point mutations" or "single base pair mutations", where incorrect base pairing occurs. The most common point mutations comprise "transitions" in which one purine or pyrimidine base is replaced by another, and "transversions" in which purines are replaced by pyrimidines (and vice versa). Point mutations also comprise mutations in which bases are added or deleted from the DNA strand. Such "insertions" or "deletions" are also known as "frameshift mutations". Although they occur less frequently than point mutations, larger mutations affecting multiple base pairs also occur and are important. A more detailed discussion of mutations can be found in US Pat. No. 5,459,039 to Modrich (1995) and US Pat. No. 5,698,400 to Cotton (1997). All of these references and the references contained therein are incorporated herein by reference.

【0007】 DNA中の塩基対の配列がタンパク質の生産をコードする。特にDNA鎖のエ
キソン部分のDNA配列は、タンパク質中の対応するアミノ酸配列をコードする
。したがって、DNA配列中の突然変異がタンパク質のアミノ酸配列に変化をも
たらし得る。そのようなアミノ酸配列中の変化は完全に良性であるかもしれない
し、またはタンパク質を不活性化するかもしれないし、あるいはタンパク質の機
能を変化させて生命を脅かし、または致死的なものにするかもしれない。他方で
は、DNA鎖のイントロン部分の突然変異は、イントロン区分がタンパク質生産
のコードを含まないので生物学的効果を有するとは予期されないだろう。これに
もかかわらず、イントロン区分での突然変異の検出は、例えば科学捜査で重要で
ある。
[0007] The sequence of base pairs in DNA encodes protein production. In particular, the DNA sequence of the exon part of the DNA chain encodes the corresponding amino acid sequence in the protein. Thus, mutations in the DNA sequence can cause changes in the amino acid sequence of the protein. Such changes in the amino acid sequence may be completely benign, or inactivate the protein, or alter the function of the protein to be life-threatening or lethal. Absent. On the other hand, mutations in the intron portion of the DNA strand would not be expected to have a biological effect because the intron segment does not contain the code for protein production. Despite this, the detection of mutations in intron segments is important, for example, in forensics.

【0008】 したがって突然変異の検出は、病気の診断に、病原の解明に、そして有力な処
置の開発にとって大変興味深く、かつ重要である。突然変異の検出およびDNA
試料中の類似性または差異の同定も、病気への抵抗かつ/またはより収量の高い
作物種を開発することにより世界的な食料供給の増大に、科学捜査に、進化と集
団の研究に、そして一般的な科学研究において極めて重要である(Guyerら、Pro c.Natl.Acad.Sci.USA 92:10841(1995);Cotton,TIG 13:43(1997))。これらの参 考文献およびそこに含まれる参考文献は全部、引用により本明細書に編入する。
[0008] The detection of mutations is therefore of great interest and importance in diagnosing disease, elucidating the pathogenesis and developing potential treatments. Mutation detection and DNA
The identification of similarities or differences in samples can also be used to increase global food supply by developing disease resistant and / or higher yielding crop species, forensics, evolution and population studies, and it is very important in the general scientific research (Guyer et al., Pro c.Natl.Acad.Sci.USA 92: 10841 (1995 ); Cotton, TIG 13:43 (1997)). All of these references and the references contained therein are hereby incorporated by reference.

【0009】 良性または悪い結果をもたらさないDNA配列中の変化は、「多型」と呼ばれ
ることが多い。本発明では、DNA配列中の変化が悪い結果を持とうと持つまい
と、「突然変異」と称する。本発明の方法は、生物的効果またはそれらの損失に
かかわらず突然変異を検出するための能力を持つと理解されるべきである。簡明
にするために、「突然変異」という用語は、本明細書を通して参考鎖と比べてD
NA鎖の塩基配列中の変化を意味するために使用する。本発明の内容では、「突
然変異」という用語は「多型」または他の同様なまたは均等な技術用語を含むと
理解するべきである。
[0009] Changes in a DNA sequence that do not produce benign or bad results are often referred to as "polymorphisms." In the present invention, whether a change in the DNA sequence has or does not have a bad result is referred to as "mutation". It should be understood that the methods of the present invention have the ability to detect mutations regardless of biological effect or their loss. For simplicity, the term “mutation” is used throughout this specification to
It is used to mean a change in the base sequence of the NA chain. In the context of the present invention, the term "mutation" should be understood to include "polymorphism" or other similar or equivalent technical terms.

【0010】 実行するのに容易な、正確かつ再現性のある突然変異を検出するための分析法
の必要性が存在する。自動化され、そして操作者が最少の注意を払い高い試料ス
クリーニング処理量を提供することができるそのような方法も強く望まれている
[0010] There is a need for an analytical method for detecting accurate and reproducible mutations that is easy to implement. There is also a strong need for such a method that is automated and that allows an operator to provide high sample screening throughput with minimal care.

【0011】 DNA試料の分析は、歴史的にはゲル電気泳動法を使用してなされてきた。キ
ャピラリー電気泳動法は、DNAの混合物を分離し、そして分析するために使用
された。しかしこれらの方法は同じ塩基対長を有するホモ二本鎖から点突然変異
を識別することができない。
[0011] The analysis of DNA samples has historically been performed using gel electrophoresis. Capillary electrophoresis was used to separate and analyze a mixture of DNA. However, these methods cannot distinguish point mutations from homoduplexes having the same base pair length.

【0012】 「ヘテロ二本鎖部位分離温度」とは、本明細書ではヘテロ二本鎖DNA断片中
の塩基対誤対合の部位で1個以上の塩基対が変性する、すなわち分離する温度を
意味する。ヘテロ二本鎖中では少なくとも1個の塩基対が相補的ではないので、
ホモ二本鎖中の完全に相補的な塩基対類似体に比べて、その部位で塩基が分離す
るには少ないエネルギーを要する。これによりホモ二本鎖に比べてヘテロ二本鎖
の低い融解温度をもたらす。部分的な変性により一般的にいわゆる「バブル」が
塩基対誤対合の部位で生じる。このバブルは同じ塩基対長の完全に相補的なホモ
二本鎖に比べて、DNA断片の構造をゆがめる。部分的変性条件下でのこの構造
的ひずみが、過去には変性ゲル電気泳動および変性キャピラリー電気泳動により
ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖を分離するために使用された。しかしこのような
技法は、実行するには操作が難しく、しかも高度に熟練した技術者が必要である
。さらに分析は長時間にわたり、そして準備に大変時間がかかる。90塩基対断片
の変性キャピラリーゲル電気泳動分析には30分以上、そして変性ゲル電気泳動分
析には5時間以上かかる。ゲル技法の長い分析時間は、ゲル中のDNA断片の移
動が断片の長さに逆比例するという事実によってもさらに悪化する。
As used herein, the term “heteroduplex site separation temperature” refers to the temperature at which one or more base pairs are denatured, ie, separated, at a site of base pair mismatch in a heteroduplex DNA fragment. means. Since at least one base pair is not complementary in a heteroduplex,
Separation of bases at that site requires less energy than a completely complementary base pair analog in a homoduplex. This results in a lower melting temperature of the heteroduplex compared to the homoduplex. Partial denaturation generally results in so-called "bubbles" at sites of base pair mismatch. These bubbles distort the structure of the DNA fragment as compared to a perfectly complementary homoduplex of the same base pair length. This structural distortion under partially denaturing conditions has previously been used to separate heteroduplexes and homoduplexes by denaturing gel electrophoresis and denaturing capillary electrophoresis. However, such techniques are difficult to operate and require highly skilled technicians. In addition, the analysis is long-running and very time-consuming to prepare. Denaturing capillary gel electrophoresis analysis of 90 base pair fragments takes more than 30 minutes and denaturing gel electrophoresis analysis takes more than 5 hours. The long analysis times of the gel technique are further exacerbated by the fact that the movement of DNA fragments in the gel is inversely proportional to the length of the fragments.

【0013】 上述の変性ゲル法の欠点に加えて、これらの技法はゲルの調製および1回の分
析泳動が操作者毎に変動するので常に再現性があるわけではなく、または正確で
あるわけでもない。
In addition to the disadvantages of the denaturing gel method described above, these techniques are not always reproducible or even accurate because the gel preparation and single run run vary from operator to operator. Absent.

【0014】 最近、マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(Matched Ion Po
lynucleotide Chromatography:MIPC)というクロマトグラフィー法が導入されて
、効果的に二本鎖ポリヌクレオチド、一般的に、そして特にDNAの混合物が分
離され、ここで分離は塩基対の長さに基づく(Bonn(1996)への米国特許第5,585,
236号明細書;Huberら、Chromatographia 37:653(1993);Huberら、Anal.Bioche m .212:351(1993))。これらの参考文献およびそこに含まれる参考文献は全部、 引用により本明細書に編入する。MIPCはゲルに基づく分離法に付随するいかなる
欠点によっても制限されることはない。
Recently, matched ion polynucleotide chromatography (Matched Ion Po
A chromatographic method called lynucleotide Chromatography (MIPC) has been introduced to effectively separate mixtures of double-stranded polynucleotides, generally, and especially DNA, where the separation is based on base pair length (Bonn ( U.S. Pat.
236 Pat; Huber et al., Chromatographia 37: 653 (1993) ; Huber et al., Anal.Bioche m .212: 351 (1993 )). All of these references and the references contained therein are incorporated herein by reference. MIPC is not limited by any disadvantages associated with gel-based separation methods.

【0015】 本明細書で使用する「マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー」
という用語は、非−極性の分離媒質を使用して、一本および二本鎖のポリヌクレ
オチドを分離するための方法を意味し、ここでこの方法はカウンターイオン剤お
よび分離媒質からポリヌクレオチドを放出するための有機溶媒を使用する。MIPC
分離は10分未満、そしてしばしば5分未満で完了する。MIPCシステム(WAVE(商 標)DNA断片分析システム、トランスゲノミック社:Transgenomic,Inc.、サン ジ
ョーズ、カルフォルニア州)は、カラムおよびカラム入口領域を囲うコンピュー
ター制御オーブンを備えている。
“Matched ion polynucleotide chromatography” as used herein
The term refers to a method for separating single and double stranded polynucleotides using a non-polar separation medium, wherein the method releases the polynucleotides from the counter-ionic agent and the separation medium. Use an organic solvent to perform MIPC
Separation is completed in less than 10 minutes, and often in less than 5 minutes. The MIPC system (WAVE ™ DNA fragment analysis system, Transgenomic, Inc., San Jose, CA) has a computer controlled oven surrounding the column and column inlet area.

【0016】 開発されたMIPCを使用および理解すると、MIPCが部分的変性温度、すなわち塩
基対のミスマッチ部位でヘテロ二本鎖を変性させるために十分な温度で行われる
時、ホモ二本鎖が同じ塩基対長を有するヘテロ二本鎖から分離できることが明ら
かになった(Hayward-Lesterら、Genome Research 5:494(1995);Underhillら、 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:193(1996);Dorisら、DHPLC Workshop、スタンフォ
ード大学、(1997))。これらの参考文献およびそこに含まれる参考文献は全部、
引用により本明細書に編入する。このようにDHPLCの使用は、突然変異の検出に 応用された(Underhillら、Genome Research 7:996(1997);Liuら、Nucleic Aci ds Res .,26:1396(1988))。
[0016] Using and understanding the developed MIPC, the MIPC has a partial denaturation temperature,
Performed at a temperature sufficient to denature the heteroduplex at the mismatched site of the base pair
It has been shown that homoduplexes can be separated from heteroduplexes with the same base pair length.
(Hayward-Lester et al.Genome Research 5: 494 (1995); Underhill et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93: 193 (1996); Doris et al.DHPLC Workshop, Stanfo
University of Ward, (1997)). All of these references and the references contained therein,
The specification is incorporated herein by reference. Thus, the use of DHPLC has been applied to mutation detection (Underhill et al.,Genome Research 7: 996 (1997); Liu et al.Nucleic Aci ds Res ., 26: 1396 (1988)).

【0017】 DHPLCはわずか1塩基対異なるヘテロ二本鎖を分離することができる。しかし ホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の分離は、十分に解像できない。アーティファク
トおよび不純物は、アーティファクトまたは不純物と推定される突然変異との間
を識別することが難しいかもしれないという意味で、DHPLC分離クロマトグラム
の解釈を妨害し得る(Underhillら、Genome Res.7:996(1997))。突然変異の存 在は、全く見逃されるかもしれない(Liuら、Nucleic Acids Res.26:1396(1988)
)。引用した参考文献およびそこに含まれる参考文献は全部、本明細書に編入す
る。
DHPLC can separate heteroduplexes that differ by as little as one base pair. However, the separation of homoduplexes and heteroduplexes cannot be fully resolved. Artifacts and impurities may interfere with the interpretation of the DHPLC separation chromatogram in the sense that it may be difficult to distinguish between putative mutations as artifacts or impurities (Underhill et al., Genome Res . 7: 996. (1997)). The presence of the mutation may be completely overlooked (Liu et al., Nucleic Acids Res. 26: 1396 (1988)
). All references cited and the references contained therein are hereby incorporated by reference.

【0018】 DHPLCに基づく突然変異の検出アッセイの正確さおよび再現性は、2つの主な
理由のためにこれまで妥協されてきた:DHPLCにシステムに関連する問題およびP
CRに関連する問題。
The accuracy and reproducibility of DHPLC-based mutation detection assays have been compromised for two main reasons: system-related problems with DHPLC and P
Issues related to CR.

【0019】 部分的変性条件下で使用する時、本明細書ではMIPCを変性マッチドイオンポリ
ヌクレオチドクロマトグラフィー(DMIPC)と定義する。
When used under partially denaturing conditions, MIPC is defined herein as denatured matched ion polynucleotide chromatography (DMIPC).

【0020】 突然変異の存在または不在について分析すべき試料は、含まれる材料が少なす
ぎて検出できないことが多い。それゆえに突然変異検出アッセイの第1工程は、
PCR法を使用する試料の増幅である。PCR増幅はプライマーの設計、DNAポリメラ ーゼ酵素、増幅サイクルの数および試薬濃度の選択のような工程を含んで成る。
これらの各工程ならびにPCR法に含まれる他の工程は、増幅された生成物の純度 に影響を及ぼす。PCR法および複製の再生度および生成物の純度に影響をおよぼ す因子は、PCRの分野では周知であるが、MIPCを使用する突然変異の検出との関 連でこれらの因子に取り組んだことはこれまでにない。その結果、PCRが誘導し た突然変異(ここで非相補的な塩基が鋳型に加えられる)が、しばしば試料の増幅
中に形成される。そのようなPCRが誘導する突然変異は、検出された突然変異が 試料中に存在するのか、またはPCR法を行う間に形成されたのかが明瞭でないた めに、突然変異の検出結果をあいまいにする。不幸なことには、PCRおよび突然 変異の検出分野に従事する多くの人が、PCR複製は完璧または完璧に近いという 誤った仮定をし、そして突然変異の検出分析においてPCRが誘導する突然変異を 一般的に考慮しない。この取り組みは偽陽性を生じる。出願人は、PCRが誘導す る突然変異の形成を最少とし、推定される突然変異を含有する試料の正確かつ明
白な分析を確実にするために、PCR試料増幅の至適化の重要性を認識した。PCR複
製の再生度に影響を及ぼす因子を同定し、そして至適化するために、出願人によ
りMIPCの使用が詳細な説明で検討されている。
Samples to be analyzed for the presence or absence of a mutation often contain too little material to be detected. Therefore, the first step in the mutation detection assay is
Amplification of a sample using the PCR method. PCR amplification comprises steps such as selection of primer design, DNA polymerase enzyme, number of amplification cycles and reagent concentration.
Each of these steps, as well as other steps involved in the PCR method, will affect the purity of the amplified product. Factors that affect the degree of PCR and the reproducibility of replication and product purity are well known in the field of PCR, but have been addressed in the context of detecting mutations using MIPC. Never before. As a result, PCR-induced mutations, where non-complementary bases are added to the template, are often formed during sample amplification. Such PCR-induced mutations obscure the results of mutation detection because it is not clear whether the detected mutation was present in the sample or formed during the PCR procedure. I do. Unfortunately, many people in the field of PCR and mutation detection make the wrong assumption that PCR replication is perfect or near-perfect, and in PCR mutation analysis, Generally not considered. This approach produces false positives. Applicants have emphasized the importance of optimizing PCR sample amplification to minimize PCR-induced mutation formation and to ensure accurate and unambiguous analysis of samples containing putative mutations. Recognized. The use of MIPC is being reviewed by the applicant in the detailed description to identify and optimize factors that affect the degree of reproduction of PCR replication.

【0021】 これまでに扱われなかったMIPCによる突然変異検出の他の観点は、クロマトグ
ラフィー系部材の処理およびそれを含んで成る材料、ならびに分離媒体の処理お
よびそれを含んで成る材料、方法の展開時間を最少にするための溶媒の前−選択
、MIPC中のヘテロ二本鎖の部分変性を行うための最適温度の前選択、ならびに自
動化された高処理量の突然変異検出スクリーニングアッセイを含んで成る。これ
らの因子は、MIPCを使用して明白で正確しかも再現性のある突然変異検出を達成
するために必須である。
[0021] Other aspects of mutation detection by MIPC, which have not been addressed hitherto, are the treatment of chromatographic components and the materials comprising them, and the treatment of separation media and the materials comprising them, the methods of the methods. Includes solvent pre-selection to minimize development time, optimal temperature preselection to perform partial denaturation of the heteroduplex in MIPC, and automated high-throughput mutation detection screening assays Become. These factors are essential to achieve clear, accurate and reproducible mutation detection using MIPC.

【0022】 突然変異を含むと推定される試料のアーティファクトを最少にし、そして分析
から不明瞭さを除くために、MIPC法のすべての観点を確認し、そして至適化する
ことが必要である。
It is necessary to identify and optimize all aspects of the MIPC method in order to minimize artifacts in the sample suspected of containing the mutation and remove ambiguity from the analysis.

【0023】 発明の要約 したがって本発明の1つの目的は、正確で、すなわち誤った結果を導かず(例
えば「偽陽性」)、便利に使用でき、結果を迅速に得るにとが可能であり、操作
に信頼性があり、簡単で、操作が便利かつ経費がかからない核酸中の突然変異を
検出する方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to be able to obtain accurate, ie, not incorrect, results (eg, “false positives”), convenient to use, and quick to obtain results, It is to provide a method for detecting mutations in nucleic acids that is reliable, simple, convenient and inexpensive to operate.

【0024】 本発明の別の目的は、向上した、そして予測できる分離および効率でポリヌク
レオチドを分離するためのクロマトグラフィー法を使用する突然変異の検出法を
提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for detecting mutations using chromatographic methods to separate polynucleotides with improved and predictable separation and efficiency.

【0025】 本発明のさらなる目的は、突然変異の分析前に核酸(例えばDNAまたはRN
A)の改良された試料調製法を提供することである。
It is a further object of the present invention that the nucleic acid (eg, DNA or RN
It is to provide an improved sample preparation method of A).

【0026】 本発明のさらに別の目的は、突然変異の検出に使用するためのPCRの至適化法 を提供することである。It is yet another object of the present invention to provide a method for optimizing PCR for use in detecting mutations.

【0027】 さらに本発明の別の目的は、突然変異を検出するための核酸のクロマトグラフ
ィー分離を行うために、温度を選択する改良された方法を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide an improved method of selecting temperature for performing a chromatographic separation of nucleic acids to detect mutations.

【0028】 本発明のさらなる目的は、突然変異のスクリーニングにおいて、核酸を溶出す
るための最適な移動相を決定するための改良された方法を提供することである。
[0028] It is a further object of the present invention to provide an improved method for determining the optimal mobile phase for eluting nucleic acids in mutation screening.

【0029】 本発明のさらに別の目的は、自動化できる方法を提供することである。Yet another object of the present invention is to provide a method that can be automated.

【0030】 本発明のさらなる目的は、未知の突然変異を試験するするための基本的調査に
使用でき、しかも既知の突然変異について多数の試料を迅速にスクリーニングす
るために使用することができる方法を提供することである。
A further object of the present invention is to provide a method that can be used for basic investigations to test for unknown mutations and that can be used to rapidly screen large numbers of samples for known mutations. To provide.

【0031】 これらの、および他の目的は、本発明によりなされた以下の明細書から明らか
になるだろう。
[0031] These and other objects will become apparent from the following specification made in accordance with the present invention.

【0032】 1つの観点では、本発明はマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィ
ーによるポリヌクレオチドの試料混合物を分離するための改良された方法であり
、ここで試料混合物中のポリヌクレオチド(例えば二本鎖DNA)の濃度は、決
定されたしきい濃度(例えばポリヌクレオチドの検出下限)未満である。この改
良には、試料をカラムに添加し、これによりポリヌクレオチドがカラムに蓄積さ
れることを含む。好適な態様では、この方法には混合物中のポリヌクレオチドを
溶出するために必要な濃度未満の有機溶媒濃度を有する移動相中で試料を添加す
ることを含んで成る。移動相は好ましくは、カウンターイオン剤も含む。特別な
態様では、この方法はさらに混合物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマト
グラフィーカラムに添加し、そして該カラムにイソクラティク条件下で水性の移
動相を流し、ここで不純物は該混合物から除去される。試料混合物を10μLより 大きいアリコートでカラムに添加するならば、溶媒混合物には好ましくはカウン
ターイオン剤が含まれる。
In one aspect, the invention is an improved method for separating a sample mixture of polynucleotides by matched ion polynucleotide chromatography, wherein the polynucleotides (eg, double-stranded DNA) in the sample mixture are separated. Is below the determined threshold concentration (eg, the lower limit of detection of polynucleotides). This improvement includes adding the sample to the column, which causes the polynucleotide to accumulate on the column. In a preferred embodiment, the method comprises adding the sample in a mobile phase having an organic solvent concentration below that required to elute the polynucleotide in the mixture. The mobile phase preferably also contains a counter-ionic agent. In a particular embodiment, the method further comprises adding the mixture to a matched ion polynucleotide chromatography column and flowing the column under isocratic conditions with an aqueous mobile phase, where impurities are removed from the mixture. If the sample mixture is added to the column in an aliquot greater than 10 μL, the solvent mixture preferably includes a counter-ionic agent.

【0033】 重要な観点では、本発明は突然変異検出のための二本鎖DNA断片の調製法お
よびまた二本鎖DNA断片の突然変異の検出法であり、ここで各方法は変性マッ
チドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(DMIPC)を使用する。DMIPCはM
IPCであるが、試料配列の別の部分を変性させずに任意の突然変異部位(すなわ ち塩基対誤対合部位)で変性を引き起こす温度で行われる。これらの各方法につ
いて、二本鎖DNA断片は既知のヌクレオチド配列を有する野生型の二本鎖DN
A断片に相当する。この方法の工程には、(a)野生型の二本鎖DNA断片の配
列を分析して二本鎖DNA断片を約15度C未満の融解点範囲を有するヌクレオチ
ドの試料配列(例えば定常融解ドメイン)に分け、各試料配列は反対の位置に第
1および第2末端を有し;(b)この試料配列の第1および第2末端に隣接する
1組のプライマーを使用するPCRにより、このような試料配列の1つを増幅させ ;そして(c)MIPCにより増幅した試料を分析することを含む。PCR増幅は、dGT
Pの類似体、例えば2,6-アミノプリンを含むことができ、そしてプライマー中に 最高40塩基のG-Cクランプを含むことができる。好適な態様では、増幅した試料 配列および対応する野生型二本鎖DNAセグメントの混合物をハイブリダイゼー
ション法に供し、ここで混合物を鎖が完全に変性する温度まで加熱し、そして次
に鎖が完全にアニーリングするまで冷却し、これにより試料配列が突然変異を含
むならば2つのホモ二本鎖および2つのヘテロ二本鎖を含んで成る混合物が形成
される。
In an important aspect, the invention is a method for preparing a double-stranded DNA fragment for the detection of a mutation and also for detecting a mutation in a double-stranded DNA fragment, wherein each method comprises the steps of: Use nucleotide chromatography (DMIPC). DMIPC is M
IPC, but performed at a temperature that causes denaturation at any mutation site (ie, a base pair mismatch site) without denaturing another portion of the sample sequence. For each of these methods, the double-stranded DNA fragment is a wild-type double-stranded DN having a known nucleotide sequence.
Corresponds to fragment A. The steps of this method include: (a) analyzing the sequence of the wild-type double-stranded DNA fragment to convert the double-stranded DNA fragment to a sample sequence of nucleotides having a melting point range of less than about 15 ° C. (eg, a constant melting domain) ), Each sample sequence has first and second ends at opposite positions; (b) such a sequence is obtained by PCR using a set of primers adjacent to the first and second ends of the sample sequence. Amplifying one of the sample sequences; and (c) analyzing the amplified sample by MIPC. PCR amplification, dGT
Analogs of P can be included, for example, 2,6-aminopurine, and can include a GC clamp of up to 40 bases in the primer. In a preferred embodiment, a mixture of the amplified sample sequence and the corresponding wild-type double-stranded DNA segment is subjected to a hybridization procedure, wherein the mixture is heated to a temperature at which the strands are completely denatured, and Cool until annealing, which forms a mixture comprising two homoduplexes and two heteroduplexes if the sample sequence contains a mutation.

【0034】 二本鎖DNA断片が既知のヌクレオチド配列を有する野生型の二本鎖DNA断
片に対応する、変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーによる
突然変異の検出用に、二本鎖DNA断片を調製するための別の態様では、この方
法の工程には野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を高
い融解ドメインおよび突然変異部位が位置する低い融解ドメインを有するヌクレ
オチドの試料配列に分割し:そして該試料配列の第1および第2末端に隣接する
1組のプライマーを使用するPCRにより該試料配列の1つを増幅することが含ま れる。
A double-stranded DNA fragment is prepared for detection of a mutation by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography in which the double-stranded DNA fragment corresponds to a wild-type double-stranded DNA fragment having a known nucleotide sequence. In another embodiment, the method comprises analyzing the sequence of a wild-type double-stranded DNA fragment to convert the double-stranded DNA fragment into nucleotides having a high melting domain and a low melting domain in which the mutation site is located. Dividing into sample sequences: and amplifying one of the sample sequences by PCR using a set of primers flanking the first and second ends of the sample sequence.

【0035】 二本鎖DNA断片が既知のヌクレオチド配列を有する野生型の二本鎖DNA断
片に対応する、変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーによる
突然変異の検出用に、二本鎖DNA断片を調製するためのさらに別の態様では、
この方法は、野生型の二本鎖DNA断片を分析して、突然変異部位が断片の末端
から塩基総数の25パーセント以内であるヌクレオチドの試料配列に二本鎖DNA
を分割し;そして該試料配列の第1および第2末端に隣接する1組のプライマー
を使用するPCRにより該試料配列の1つを増幅する工程を含んで成る。
A double-stranded DNA fragment is prepared for detection of a mutation by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography in which the double-stranded DNA fragment corresponds to a wild-type double-stranded DNA fragment having a known nucleotide sequence. In yet another aspect for
This method analyzes a wild-type double-stranded DNA fragment and adds the double-stranded DNA to a sample sequence of nucleotides whose mutation site is within 25 percent of the total number of bases from the end of the fragment.
And amplifying one of the sample sequences by PCR using a set of primers flanking the first and second ends of the sample sequence.

【0036】 別の観点では、本発明はPCR法が突然変異を誘導するのかを決定するためのPCR
法の評価法を提供する。この方法には、(a)複数のPCR法サイクルを行うこと によりポリヌクレオチドを増幅してPCR増幅産物を得、(b)好ましくはPC
R増幅産物をMIPCにより分析して、PCRが生成した突然変異により作成された任 意の突然変異のプロフィールを始めとするPCR増幅産物プロフィールを得る工
程を含む。そのようなプロフィールの例は、変性マッチドイオンポリヌクレオチ
ドクロマトグラフィー法から得られる溶出プロフィールである。好適な態様では
、生成物プロフィールを参照プロフィールと比較して、PCR増幅産物中にPCR に誘導された突然変異の存在を決定する。関連する観点では、本発明は予め決定
した参照プロフィールからPCR法の偏りを同定するための方法である。この方法 の工程には、複数のPCR法サイクルを行うことによりポリヌクレオチドを増幅し てPCR増幅産物を得、そしてPCR増幅産物をMIPCにより分析して、任意のPC
Rが誘導した突然変異のプロフィールを始めとするPCR増幅産物プロフィール を得る。PCR増幅産物のプロフィールを参照プロフィールと比較して、予め決
定した参照プロフィールから、PCRが誘導した突然変異を始めとするPCR反応生成
物の偏りを同定することができる。好適な態様では、PCRが誘導した突然変異は 最終サイクル後の反応物をハイブリダイズさせ、そしてMIPCにより反応を分析す
ることにより検出される。
In another aspect, the present invention relates to a method for determining whether a PCR method induces a mutation.
Provides an evaluation method for the law. This method includes: (a) amplifying the polynucleotide by performing a plurality of PCR cycles to obtain a PCR amplification product;
Analyzing the R amplification product by MIPC to obtain a PCR amplification product profile, including the profile of any mutations created by the PCR generated mutations. An example of such a profile is an elution profile obtained from a denatured matched ion polynucleotide chromatography method. In a preferred embodiment, the product profile is compared to a reference profile to determine the presence of a PCR-induced mutation in the PCR amplification product. In a related aspect, the invention is a method for identifying a bias in a PCR method from a predetermined reference profile. The steps of this method include amplifying the polynucleotide by performing multiple PCR cycles to obtain a PCR amplification product, and analyzing the PCR amplification product by MIPC to obtain any PC
A PCR amplification product profile is obtained, including the profile of the R-induced mutation. The profile of the PCR amplification product can be compared to a reference profile to identify biases in the PCR reaction product, including PCR-induced mutations, from the predetermined reference profile. In a preferred embodiment, PCR-induced mutations are detected by hybridizing the reaction after the last cycle and analyzing the reaction by MIPC.

【0037】 重要な観点では、本発明はPCRが誘導する突然変異を減らす方法であり、この 方法は(a)複数のPCR増幅法サイクルを行うことによりポリヌクレオチドを増 幅して第1PCR増幅産物を得、(b)MIPCにより第1PCR増幅産物を分析し
てPCR増幅産物プロフィールを得、(c)PCR増幅産物プロフィールを参照
プロフィールと比較してPCRが誘導した突然変異の存在を決定し、そして(d) 1以上の方法の変数を調整して複数のPCR増幅法サイクルを行うことによりポリ ヌクレオチドを増幅させてPCRが誘導した突然変異が減った第2PCR増幅産物 を形成することを含む。
In an important aspect, the invention is a method of reducing PCR-induced mutations, comprising: (a) amplifying a polynucleotide by performing multiple PCR amplification cycles to produce a first PCR amplification product; (B) analyzing the first PCR amplification product by MIPC to obtain a PCR amplification product profile, (c) comparing the PCR amplification product profile to a reference profile to determine the presence of a PCR-induced mutation, and (D) amplifying the polynucleotide by performing a plurality of PCR amplification cycles with adjusting one or more method variables to form a second PCR amplification product having reduced PCR-induced mutations.

【0038】 この方法はMIPCにより工程(d)で得たPCR反応生成物を分析して第2の反応 生成物プロフィールを得、続いて(f)第2の反応生成物プロフィールを1組の
標準的プロフィールと比較して、予め定めた標準からPCR法の偏りを決定し;そ して(g)1以上の方法の変数を調整して複数のPCR法サイクルを行い、予め決 定した標準から減少したPCR法の偏りを有する第3のPCR産物を形成するさら なる工程を含む。方法の変数の例には、マグネシウム濃度、dNTP濃度、酵素濃度
、温度およびDNAポリメラーゼの起源を含む。例えば非プルーフリーディング
DNAポリメラーゼを、プルーフリーディングポリメラーゼに置き換えることが
できる。PCR産物の分析は、プライマーを評価し、そしてプライマーを再設計
してプライマーの二量体形成のようなアーティファクトを最少とするために使用
することができる。
The method comprises analyzing the PCR reaction product obtained in step (d) by MIPC to obtain a second reaction product profile, followed by (f) combining the second reaction product profile with a set of standards. Determining the bias of the PCR method from the predetermined standard in comparison with the predetermined profile; and (g) performing multiple PCR cycles by adjusting one or more method variables to determine the bias from the predetermined standard. An additional step of forming a third PCR product with reduced PCR bias. Examples of method variables include magnesium concentration, dNTP concentration, enzyme concentration, temperature and source of DNA polymerase. For example, a non-proofreading DNA polymerase can be replaced with a proofreading polymerase. Analysis of PCR products can be used to evaluate primers and redesign primers to minimize artifacts such as primer dimer formation.

【0039】 MIPCによるPCR法の評価も、生成物収量を増加し、そして副産物を最少にする ために使用することができる。PCR産物プロフィールは、予め定めた標準プロ
フィールと比較される。PCRは1以上のヌクレオチド、マグネシウムイオンまた は酵素濃度の増加、あるいは温度の低下あるいはそれらの組み合わせを用いて繰
り返される。PCRにおけるさらなる改良は、過剰なレベルの副産物が観察される 時にはPCR法サイクルの数を減らすことによりなされ得る。
Evaluation of the PCR method by MIPC can also be used to increase product yields and minimize by-products. The PCR product profile is compared to a predefined standard profile. PCR is repeated with increasing concentrations of one or more nucleotides, magnesium ions or enzymes, or decreasing temperature, or a combination thereof. Further improvements in PCR can be made by reducing the number of PCR cycles when excessive levels of by-products are observed.

【0040】 予め定めた標準プロフィールからの偏りは、反応の変数を調整した後に、MIPC
を使用して得られたPCR反応の第2反応生成物プロフィールを分析することによ りさらに減少させることができる。第2プロフィールを1組の標準的なプロフィ
ールと比較して、予め定めた標準からPCR法の偏りを決定する。次に別の組のPCR
サイクルを、1以上の方法の変数を調整して行い、PCR産物において予め定め
た標準からの偏りが減少した第3のPCR反応生成物プロフィールを得る。
Deviations from the predefined standard profile are due to the MIPC
Can be further reduced by analyzing the second reaction product profile of the PCR reaction obtained using The second profile is compared to a set of standard profiles to determine the bias of the PCR method from predetermined standards. Then another set of PCR
The cycle is performed adjusting one or more method variables to obtain a third PCR reaction product profile with reduced bias from predetermined standards in the PCR product.

【0041】 本発明のこの観点の別の好適な態様では、反応物のMIPC分析中にPCR産物を
反応不純物から分離し、そして集めることができる。この様式では、精製された
PCR産物を別の一連のPCRサイクルで増幅させることができる。精製したPC R産物は、宿主系でのクローニングにより増幅することもできる。
In another preferred embodiment of this aspect of the invention, PCR products can be separated from reaction impurities and collected during MIPC analysis of the reaction. In this manner, the purified PCR product can be amplified in another series of PCR cycles. Purified PCR products can also be amplified by cloning in a host system.

【0042】 さらに別の重要な観点では、本発明はヘテロ突然変異体部位分離温度を決定す
るための方法を提供する。この方法は、(a)試料の二本鎖DNAセグメントお
よび対応する野生型の二本鎖DNAセグメントの混合物を鎖が完全に変性する温
度まで加熱し;(b)工程(a)の生成物を鎖が完全にアニーリングするまで冷
却し、これにより試料セグメントが突然変異を含むならば2つのホモ二本鎖およ
び2つのヘテロ二本鎖を含んで成る混合物が形成され;(c)ヘテロ突然変異体
部位分離温度を決定し;(d)工程(b)の生成物をヘテロ突然変異体部位分離
温度でMIPCを用いて分析して、そこにヘテロ突然変異体部位が分離した成分の存
在を同定する工程を含んで成る。1つの態様では、正常な二本鎖DNAの配列が
既知であれば、ヘテロ突然変異体部位分離温度は、次の式により決定される:T
(hsst)=X+m・T(w)、式中、T(hsst)はヘテロ突然変異体部位分離温度であ り、T(w)はソフトウェアにより算出された、または実験的に定められた温度で あり、この温度で正常な二本鎖DNAの変性と非変性状態の間の選択された平衡
(例えば、50/50または25/75の変性 対 非 変性の割合)が選択され、mは荷重因
子であり、そしてXはDMIPC検出因子である。関連する態様では、上述のヘテロ 突然変異体部位分離、温度は、工程(b)の生成物をMIPCにより一連の増分MIPC
分離で突然変異分離温度範囲で分析することにより決定され、各々の連続する分
離では突然変異分離プロフィールが観察されるか、または突然変異分離温度範囲
で突然変異の分離プロフィールが存在しないことが観察されるまで直前の分離よ
りも高い温度を有し、ここで突然変異分離プロフィールは突然変異の存在を同定
し、そして突然変異分離プロフィールの不在は試料中に突然変異が存在しないこ
とを示す。同様にヘテロ突然変異体部位分離温度は、突然変異分離温度範囲で一
連の増分MIPC分離を行うことにより決定することができ、各々の連続する分離で
は突然変異分離プロフィールが観察されるか、または突然変異分離温度範囲で突
然変異分離プロフィールが存在しないことが観察されるまで直前の分離よりも低
い温度を有し、ここで突然変異分離プロフィールは突然変異の存在を同定し、そ
して突然変異分離プロフィールの不在は試料中に突然変異が存在しないことを示
す。好適な態様では、MIPCによるT(hsst)の決定は、一連のMIPC分離が増分的に
高い、または増分的に低い温度で行われても、コンピューター制御および自動化
される。
In yet another important aspect, the invention provides a method for determining a heteromutant site separation temperature. The method comprises the steps of (a) heating a mixture of a sample double-stranded DNA segment and a corresponding wild-type double-stranded DNA segment to a temperature at which the strands are completely denatured; Cooling until the strands have completely annealed, thereby forming a mixture comprising two homoduplexes and two heteroduplexes if the sample segment contains a mutation; (c) the heteromutant Determining the site separation temperature; (d) analyzing the product of step (b) at the heteromutant site separation temperature using MIPC to identify the presence of the component in which the heteromutant site was separated. Comprising the steps of: In one embodiment, given the sequence of the normal double-stranded DNA, the heteromutant site separation temperature is determined by the following equation: T
(hsst) = X + m · T (w), where T (hsst) is the heteromutant site separation temperature and T (w) is the temperature calculated by software or determined experimentally. At this temperature, a selected equilibrium between the denatured and non-denatured state of normal double-stranded DNA (eg, a 50/50 or 25/75 denaturation to non-denaturation ratio) is selected, where m is And X is the DMIPC detector. In a related embodiment, the heteromutant site isolation, temperature, as described above, is performed by subjecting the product of step (b) to a series of incremental MIPC by MIPC.
Separation is determined by analyzing in the mutation segregation temperature range, with each successive segregation either observing a mutation segregation profile or observing the absence of a mutation segregation profile in the mutation segregation temperature range. Have a higher temperature than the previous separation, where the mutation separation profile identifies the presence of the mutation, and the absence of the mutation separation profile indicates the absence of the mutation in the sample. Similarly, the heteromutant site separation temperature can be determined by performing a series of incremental MIPC separations over the mutation separation temperature range, with a mutation separation profile observed or suddenly Has a lower temperature than the previous segregation until the absence of a mutation segregation profile in the mutation segregation temperature range, where the mutation segregation profile identifies the presence of a mutation and Absence indicates that no mutation is present in the sample. In a preferred embodiment, the determination of T (hsst) by MIPC is computer controlled and automated, even if a series of MIPC separations are performed at incrementally higher or incrementally lower temperatures.

【0043】 さらに本発明の観点では、DNAの遺伝子突然変異を検出するための好適な方
法を提供し、この方法は、(a)算出されたヘテロ突然変異体部位分離温度を得
るための計算工程;(b)予想されるヘテロ突然変異体部位分離温度を得るため
の予測工程;(c)試料の二本鎖DNAセグメントおよび対応する野生型の二本
鎖DNAセグメントの混合物を、予測されるヘテロ突然変異体部位分離温度まで
加熱し;(d)工程(c)の生成物を予測されたヘテロ突然変異体部位分離温度
でMIPCを用いて分析して、そこにヘテロ突然変異体部位が分離した成分の存在を
同定する工程を含んで成る。好適な態様では、計算工程は第1の数学モデルに従
い算出されたヘテロ突然変異体部位分離温度を計算することを含んで成る。また
好適な態様では、予測工程は第2の数学モデルに従い算出されたヘテロ突然変異
体部位分離温度を調整することを含んで成る。この第2の数学モデルは、経験的
に決定されたヘテロ突然変異体部位分離温度と算出されたヘテロ突然変異体部位
分離温度との比較に基づくことができる。算出されるヘテロ突然変異体部位分離
温度は、第1の数学モデルを使用して計算できる。好適な態様では、MIPCによる
T(hsst)の決定は、コンピューター制御および自動化される。
In a further aspect of the present invention, there is provided a preferred method for detecting a gene mutation in DNA, comprising: (a) a calculating step for obtaining a calculated heteromutant site separation temperature; (B) a prediction step to obtain an expected heteromutant site separation temperature; (c) a mixture of the sample double-stranded DNA segment and the corresponding wild-type double-stranded DNA segment Heating to the mutant site isolation temperature; (d) analyzing the product of step (c) using MIPC at the expected heteromutant site isolation temperature where the heteromutant site was isolated Identifying the presence of the component. In a preferred embodiment, the calculating step comprises calculating a calculated heteromutant site separation temperature according to a first mathematical model. In a further preferred embodiment, the predicting step comprises adjusting the heteromutant site separation temperature calculated according to the second mathematical model. This second mathematical model can be based on a comparison between the empirically determined heteromutant site separation temperature and the calculated heteromutant site separation temperature. The calculated heteromutant site separation temperature can be calculated using a first mathematical model. In a preferred embodiment, the determination of T (hsst) by MIPC is computer controlled and automated.

【0044】 本発明の別の重要な観点では、最初に溶出するDNA分子および最後に溶出す
るDNA分子を含むヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖DNA分子の混合物を、ヘテ
ロ二本鎖DNA分子中に存在する突然変異部位を選択的に変性させる条件下で分
離するためのクロマトグラフィー法を提供し、この方法は:(a)混合物をマッ
チドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラムに添加し、(b)カウン
ターイオン試薬および予め選択した断片を一括する(fragment bracketing)有機
溶媒の濃度範囲を含んで成る移動相を使用して混合物の分子を溶出する工程を含
んで成り、この範囲は有機溶媒の初期濃度および最終濃度を含んで成り、初期濃
度は混合物中の最初に溶出するDNA分子を溶出するために必要な量までを含み
、そして最終濃度は混合物中の最後に溶出するDNA分子が溶出するために十分
な濃度の有機溶媒を含む。
In another important aspect of the present invention, a mixture of heteroduplex and homoduplex DNA molecules, including first and last eluting DNA molecules, is used in a heteroduplex DNA molecule. Provides a chromatographic method for separating under mutating conditions that selectively denatures the mutation site present in: (a) adding the mixture to a matched ion polynucleotide chromatography column; Eluting the molecules of the mixture using a mobile phase comprising a concentration range of an ionic reagent and a pre-selected fragment in an organic solvent, the range comprising the initial concentration of the organic solvent and The final concentration comprises up to the amount required to elute the first eluting DNA molecule in the mixture, and the final concentration Finally elute the DNA molecule in the mixture comprises an organic solvent in a concentration sufficient to elute.

【0045】 好適な態様では、予め選択した断片を一括する範囲は、種々の塩基対長および
塩基対長のDNA分子を溶出するために必要な有機溶媒濃度に関する参考から得
られる。特定の態様では、具体的な塩基対長のDNA分子を溶出できる予備の有
機溶媒濃度を、種々の塩基対長および塩基対長のDNA分子を溶出するために必
要な関連する有機溶媒濃度の参照から得、そして予備的な溶媒濃度を使用して断
片を一括する範囲を選択する。ヘテロ二本鎖分子およびホモ二本鎖分子は、同じ
塩基対長であることができる。ヘテロ二本鎖分子は少なくとも2つの異なるヘテ
ロ二本鎖から成ることができ、そしてホモ二本鎖分子は少なくとも2つの異なる
ホモ二本鎖であることができる。カラムから溶出した後に、このような分子を検
出する(例えばUV吸収による)。本発明のこの観点で使用する有機溶媒は、メ
タノール、エタノール、アセトニトリル、酢酸エチルおよび2-プロパノールから
成る群から選択される。好適な有機溶媒はアセトニトリルである。本発明のこの
観点でカウンターイオン剤は、低級アルキル第1級、第2級および第3級アミン
、低級トリアルキルアンモニウム塩および低級第4級アンモニウム塩から成る群
から選択される。カウンターイオン剤の例には、オクチルアンモニウムアセテー
ト、デシルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセテート、ピ
リジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート、
ジエチルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、ブ
チルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート、
テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、
テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート
、ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテー
ト、トリプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテート
、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテー
ト、テトラブチルアンモニウムアセテート、カーボネート、ホスフェート、スル
フェート、ニトレート、プロピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミド、
および上記の1種以上の混合物を含む。しかし最も好適なカウンターイオン剤は
、トリエチルアンモニウムアセテートである。
In a preferred embodiment, the range of batches of preselected fragments is obtained from references regarding the organic solvent concentration required to elute DNA molecules of various base pair lengths and base pair lengths. In certain embodiments, a reserve organic solvent concentration capable of eluting a specific base pair length of DNA molecule is referred to as a reference to the relevant organic solvent concentration required to elute various base pair lengths and base pair length DNA molecules. From and use preliminary solvent concentrations to select the area to bracket the fragments. Heteroduplex and homoduplex molecules can be the same base pair length. A heteroduplex molecule can be composed of at least two different heteroduplexes, and a homoduplex molecule can be at least two different homoduplexes. After elution from the column, such molecules are detected (eg, by UV absorption). The organic solvent used in this aspect of the invention is selected from the group consisting of methanol, ethanol, acetonitrile, ethyl acetate and 2-propanol. A preferred organic solvent is acetonitrile. In this aspect of the invention, the counter ionic agent is selected from the group consisting of lower alkyl primary, secondary and tertiary amines, lower trialkyl ammonium salts and lower quaternary ammonium salts. Examples of counter ionic agents include octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate, cyclohexylammonium acetate,
Diethylammonium acetate, propylethylammonium acetate, butylethylammonium acetate, methylhexylammonium acetate,
Tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate,
Tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, Propionate, formate, chloride, bromide,
And mixtures of one or more of the foregoing. However, the most preferred counter-ionic agent is triethylammonium acetate.

【0046】 関連する観点では、上記の工程(a)の直前に、:(a)種々の塩基対長のD
NA分子を塩基長の関数としてカラムから溶出させるために必要な移動相中の有
機溶媒濃度間の関係を得、そして(b)この得られた関係から有機溶媒の予め選
択される断片を一括する濃度と、予備的な有機溶媒濃度を決定する予備工程を含
む。
In a related aspect, immediately prior to step (a) above: (a) D of various base pair lengths
Obtain the relationship between the organic solvent concentrations in the mobile phase required to elute the NA molecule from the column as a function of base length, and (b) batch up the preselected fragments of the organic solvent from this obtained relationship And a preliminary step of determining a preliminary organic solvent concentration.

【0047】 本発明の重要な観点は、カラムで分離される二本鎖DNA断片の解像度を向上
させるためのマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラムの処理
法であり、この方法は多価カチオン結合剤を含有する溶液をカラムに流すことを
含んで成り、ここで該溶液は約50℃〜90℃の温度を有する。好適な温度は、約70
℃〜80℃である。好適な態様では、多価カチオン結合試薬は配位化合物であり、
その例には水溶性のキレート剤およびクラウンエーテルを含む。具体的な例には
、アセチルアセトン、アリザリン、アルミノン、クロラニル酸、コウジ酸、モリ
ン、ロジゾン酸、チオナリド、チオウレア、α-フリルジオキシム、ニオキシム 、サリチルアルドキシム、ジメチルグリオキシム、α-フリルジオキシム、クペ ロン、α-ニトロソ-β-ナフトール、ニトロソ-R-塩、ジフェニルチオカルバゾン
、ジフェニルカルバゾン、エリオクロム ブラックT、PAN、SPADNS、グリオキサ
ル-ビス(2-ヒドロキサニル)、ムレキシド、α-ベンゾインオキシム、マンデル酸
、アントラニル酸、エチレンジアミン、グリシン、トリアミノトリエチルアミン
、チオナリド、トリエチレンテトラアミン、EDTA、メタルフタレイン、アルソニ
ン酸、α,α'-ビピリジン、4-ヒドロキシベンゾチアゾール、β-ヒドロキシキナ
ルジン、β-ヒドロキシキノリン、1,10-フェナントロリン、ピコリン酸、キナル
ジ酸、α,α',α''-テルピリジル、9-メチル-2,3,7-トリヒドロキシ-6-フルオロ
ン、ピロカテコール、ロジゾン酸、サリチルアルドキシム、サリチル酸、チロン
、4-クロロ-1,2-ジメルカプトベンゼン、ジチオール、メルカプトベンゾチアゾ ール、ルベアン酸、シュウ酸、ジエチルジチオカルバメートナトリウムおよびジ
ベンジルジチオカルバメート亜鉛を含む。しかし最も好適なキレート剤はEDTAで
ある。本発明のこの観点では、溶液は好ましくはアルコール、ニトリル、ジメチ
ルホルムアミド、テトラヒドロフラン、エステルおよびエーテルにより例示され
るような有機溶媒を含む。最も好適な有機溶媒はアセトニトリルである。1つの
態様では、溶液は低級第1級、第2級および第3級アミン、および低級トリアル
キルアンモニウム塩、または4級アンモニウム塩のようなカウンターイオン剤を
含むことができる。
An important aspect of the present invention is a method for treating a matched ion polynucleotide chromatography column for improving the resolution of a double-stranded DNA fragment separated by the column, which method uses a polyvalent cation binding agent. Flowing the containing solution through a column, wherein the solution has a temperature of about 50C to 90C. A suitable temperature is about 70
C. to 80C. In a preferred embodiment, the multivalent cation binding reagent is a coordination compound,
Examples include water-soluble chelators and crown ethers. Specific examples include acetylacetone, alizarin, aluminone, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, thionalide, thiourea, α-furyldioxime, nioxime, salicylaldoxime, dimethylglyoxime, α-furyldioxime, Cupron, α-nitroso-β-naphthol, nitroso-R-salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, eriochrome black T, PAN, SPADNS, glyoxal-bis (2-hydroxanyl), murexide, α-benzoinoxime, Mandelic acid, anthranilic acid, ethylenediamine, glycine, triaminotriethylamine, thionalide, triethylenetetraamine, EDTA, metalphthalein, arsonic acid, α, α'-bipyridine, 4-hydroxybenzothiazole, β-hydroxyquinaldine, β -Hydroxyki Norin, 1,10-phenanthroline, picolinic acid, quinaldiic acid, α, α ', α''-terpyridyl, 9-methyl-2,3,7-trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonic acid, salicylald Includes xime, salicylic acid, thyrone, 4-chloro-1,2-dimercaptobenzene, dithiol, mercaptobenzothiazole, rubeanic acid, oxalic acid, sodium diethyldithiocarbamate and zinc dibenzyldithiocarbamate. However, the most preferred chelating agent is EDTA. In this aspect of the invention, the solution preferably contains an organic solvent such as exemplified by alcohols, nitriles, dimethylformamide, tetrahydrofuran, esters and ethers. The most preferred organic solvent is acetonitrile. In one aspect, the solution can include a lower primary, secondary and tertiary amine, and a counter ionic agent such as a lower trialkyl ammonium salt or a quaternary ammonium salt.

【0048】 より具体的には、カウンターイオン剤はオクチルアンモニウムアセテート、デ
シルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセテート、ピリジニ
ウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート、ジエチ
ルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、ブチルエ
チルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート、テトラ
メチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラ
プロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート、ジメ
チルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテート、ト
リプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテート、テト
ラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テ
トラブチルアンモニウムアセテート、カーボネート、ホスフェート、スルフェー
ト、ニトレート、プロピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミドおよび上
記の任意の1種以上の混合物であることができる。しかし最も好適なカウンター
イオン剤は、トリエチルアンモニウムアセテートである。
More specifically, the counter ionic agent is octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate, cyclohexyl ammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propyl ethyl ammonium acetate, butyl ethyl ammonium acetate, methyl hexyl ammonium Acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethyl It can be ammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, propionate, formate, chloride, bromide and mixtures of any one or more of the foregoing. However, the most preferred counter-ionic agent is triethylammonium acetate.

【0049】 さらなる観点では、本発明はカラムで分離する二本鎖DNA断片の解像度を向
上するために、マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラムの保
存法を提供する。好適な方法は、多価カチオン結合剤を含有する溶液をカラムの
保存前にカラムに流すことを含む。好適な態様では、この多価カチオン結合剤は
配位化合物であり、その例には水溶性のキレート剤およびクラウンエーテルを含
む。具体的な例には、アセチルアセトン、アリザリン、アルミノン、クロラニル
酸、コウジ酸、モリン、ロジゾン酸、チオナリド、チオウレア、α-フリルジオ キシム、ニオキシム、サリチルアルドキシム、ジメチルグリオキシム、α-フリ ルジオキシム、クペロン、α-ニトロソ-β-ナフトール、ニトロソ-R-塩、ジフェ
ニルチオカルバゾン、ジフェニルカルバゾン、エリオクロム ブラックT、PAN、
SPADNS、グリオキサル-ビス(2-ヒドロキサニル)、ムレキシド、α-ベンゾインオ
キシム、マンデル酸、アントラニル酸、エチレンジアミン、グリシン、トリアミ
ノトリエチルアミン、チオナリド、トリエチレンテトラアミン、EDTA、メタルフ
タレイン、アルソニン酸、α,α'-ビピリジン、4-ヒドロキシベンゾチアゾール 、β-ヒドロキシキナルジン、β-ヒドロキシキノリン、1,10-フェナントロリン 、ピコリン酸、キナルジ酸、α,α',α''-テルピリジル、9-メチル-2,3,7-トリ ヒドロキシ-6-フルオロン、ピロカテコール、ロジゾン酸、サリチルアルドキシ ム、サリチル酸、チロン、4-クロロ-1,2-ジメルカプトベンゼン、ジチオール、 メルカプトベンゾチアゾール、ルベアン酸、シュウ酸、ジエチルジチオカルバメ
ートナトリウムおよびジベンジルジチオカルバメート亜鉛を含む。しかし最も好
適なキレート剤はEDTAである。本発明のこの観点では、溶液は好ましくはアルコ
ール、ニトリル、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、エステルおよび
エーテルにより例示されるような有機溶媒を含む。最も好適な有機溶媒はアセト
ニトリルである。1つの態様では、溶液は低級第1級、第2級および第3級アミ
ン、および低級トリアルキルアンモニウム塩、または4級アンモニウム塩のよう
なカウンターイオン剤を含むことができる。より具体的には、カウンターイオン
試薬はオクチルアンモニウムアセテート、デシルアンモニウムアセテート、オク
タデシルアンモニウムアセテート、ピリジニウムアンモニウムアセテート、シク
ロヘキシルアンモニウムアセテート、ジエチルアンモニウムアセテート、プロピ
ルエチルアンモニウムアセテート、ブチルエチルアンモニウムアセテート、メチ
ルヘキシルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テ
トラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、
テトラブチルアンモニウムアセテート、ジメチルジエチルアンモニウムアセテー
ト、トリエチルアンモニウムアセテート、トリプロピルアンモニウムアセテート
、トリブチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、
テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート
、カーボネート、ホスフェート、スルフェート、ニトレート、プロピオネート、
ホルメート、クロライド、ブロミドおよび上記の任意の1種以上の混合物である
ことができる。しかし最も好適なカウンターイオン試薬は、トリエチルアンモニ
ウムアセテートである。
In a further aspect, the present invention provides a method for storing a matched ion polynucleotide chromatography column to improve the resolution of double-stranded DNA fragments separated on the column. A preferred method involves flowing the solution containing the multivalent cation binding agent through the column before storage of the column. In a preferred embodiment, the multivalent cation binder is a coordination compound, examples of which include water-soluble chelators and crown ethers. Specific examples include acetylacetone, alizarin, aluminone, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, thionalide, thiourea, α-furildioxime, nioxime, salicylaldoxime, dimethylglyoxime, α-furyldioxime, cupperon, α-nitroso-β-naphthol, nitroso-R-salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, eriochrome black T, PAN,
SPADNS, glyoxal-bis (2-hydroxanyl), murexide, α-benzoin oxime, mandelic acid, anthranilic acid, ethylenediamine, glycine, triaminotriethylamine, thionalide, triethylenetetraamine, EDTA, metalphthalein, arsonic acid, α, α'-bipyridine, 4-hydroxybenzothiazole, β-hydroxyquinaldine, β-hydroxyquinoline, 1,10-phenanthroline, picolinic acid, quinaldiic acid, α, α ', α''-terpyridyl, 9-methyl-2 , 3,7-Trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonic acid, salicylaldoxime, salicylic acid, thyrone, 4-chloro-1,2-dimercaptobenzene, dithiol, mercaptobenzothiazole, rubeanic acid, oxalic acid , Sodium diethyldithiocarbamate and dibenzyldithiocarbamate Including the over door zinc. However, the most preferred chelating agent is EDTA. In this aspect of the invention, the solution preferably contains an organic solvent such as exemplified by alcohols, nitriles, dimethylformamide, tetrahydrofuran, esters and ethers. The most preferred organic solvent is acetonitrile. In one aspect, the solution can include a lower primary, secondary and tertiary amine, and a counter ionic agent such as a lower trialkyl ammonium salt or a quaternary ammonium salt. More specifically, the counter ion reagent is octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate, cyclohexyl ammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propyl ethyl ammonium acetate, butyl ethyl ammonium acetate, methyl hexyl ammonium acetate, tetra Methylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate,
Tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethylammonium acetate,
Tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, propionate,
It can be formate, chloride, bromide and a mixture of any one or more of the above. However, the most preferred counter ion reagent is triethylammonium acetate.

【0050】 発明の詳細な記述 最も一般的な形態では、本発明の主題は主に同じ塩基対(bp)長を有するホモ
二本鎖およびヘテロ二本鎖DNA断片の混合物を、MIPCを使用して分離するため
の改良された方法に関する。そのような分離は部分的変性条件下、すなわちbp誤
対合でヘテロ二本鎖を変性させるために十分な上げた温度で行われ、この分離法
を本明細書では変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(DMIP
C)と呼ぶ。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In its most general form, the subject of the present invention is to use MIPC to produce a mixture of predominantly homoduplex and heteroduplex DNA fragments having the same base pair (bp) length. And improved methods for separation. Such separations are performed under partial denaturing conditions, i.e., at elevated temperatures sufficient to denature the heteroduplex with bp mismatches, and this separation method is referred to herein as denaturing matched ion polynucleotide chromatography. (DMIP
Call it C).

【0051】 「変性HPLC(DHPLC)」と呼ばれる分離法は、同じbp長を有するヘテロ二本鎖(
突然変異の存在から生じる)およびホモ二本鎖を分離することにより、突然変異
を検出するために使用されてきた。この分離はヘテロ二本鎖がホモ二本鎖よりも
低い融解温度(Tm)を有するという事実に基づく。DHPLCが部分的変性温度( すなわち、塩基対誤対合の部位でヘテロ二本鎖を変性させるのに十分な温度)で
行われる時、ホモ二本鎖は同じ塩基対長を有するヘテロ二本鎖から分離すること
ができる(Hayward-Lesterら、Genome Research,5:494(1995);Underhillら、Pr oc.Natl.Acad.Sci.USA 93:193(1996);Dorisら、DHPLC Workshop、スタンフォ ード大学、(1997))。これらの参考文献およびそこに引用されている参考文献は
全部、引用により本明細書に編入する。このようにDHPLCの使用が突然変異の検 出に応用された(Underhillら、Genome Research 7:966(1977);Liuら、Nucleic Acids Res .,26:1396(1998))。
A separation method called “denaturing HPLC (DHPLC)” uses heteroduplexes with the same bp length (
(Resulting from the presence of mutations) and homoduplexes have been used to detect mutations. This separation is based on the fact that heteroduplexes have a lower melting temperature (Tm) than homoduplexes. When DHPLC is performed at a partial denaturation temperature (ie, a temperature sufficient to denature the heteroduplex at the site of the base pair mismatch), the homoduplex has a heteroduplex having the same base pair length. can be separated from (Hayward-Lester, et al., Genome Research, 5: 494 ( 1995); Underhill et al., Pr oc.Natl.Acad.Sci.USA 93: 193 (1996 ); Doris , et al., DHPLC Workshop, Sutanfo chromatography De University, (1997)). All of these references and references cited therein are hereby incorporated by reference. Thus, the use of DHPLC has been applied to mutation detection (Underhill et al., Genome Research 7: 966 (1977); Liu et al., Nucleic Acids Res ., 26: 1396 (1998)).

【0052】 DHPLCはわずか1塩基対異なるヘテロ二本鎖を特定の条件下で分離することが できる。しかしホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の分離はよく分けることができな
い。アーティファクトおよび不純物も、アーティファクトまたは不純物と推定さ
れる突然変異との間を識別することが難しいかもしれないという意味で、DHPLC 分離クロマトグラムの解釈を妨害する(Underhillら、Genome Research 7:966(1
977))。このようなおよびすぐに明らかになる他の理由から、突然変異の存在は
完全に見逃されるかもしれない(Liuら、Nucleic Acids Res.,26:1396(1998)) 。例えば突然変異がDNA断片の高融解ドメインに位置するならば、既知の技術
を使用して突然変異を検出することは可能でないかもしれない。上記に引用した
参考文献およびそこに引用されている参考文献は全部、本明細書に編入する。
DHPLC can separate heteroduplexes that differ by as little as one base pair under certain conditions. However, the separation of homoduplex and heteroduplex cannot be separated well. Artifacts and impurities also interfere with the interpretation of DHPLC separation chromatograms in the sense that it may be difficult to distinguish between putative artifacts or impurities (Underhill et al., Genome Research 7: 966 (1
977)). For these and other reasons that will soon become apparent, the presence of the mutation may be completely overlooked (Liu et al., Nucleic Acids Res ., 26: 1396 (1998)). For example, if the mutation is located in the high melting domain of the DNA fragment, it may not be possible to detect the mutation using known techniques. All references cited above and the references cited therein are hereby incorporated by reference.

【0053】 出願人は、クロマトグラフィーを非変性温度、典型的には50℃以下で行う時に
、10〜500塩基対を含んで成るDNA断片を断片のサイズに基づき分離すること ができるマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(MIPC)と呼ばれ
る方法を見いだした。「マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー」
という用語は、本明細書では非極性の分離媒体を使用して一本鎖および二本鎖ポ
リヌクレオチドを分離する方法と定義し、ここでこの方法はカウンター−イオン
剤およびポリヌクレオチドを分離媒体から放出する有機溶媒を使用する。MIPCを
部分的変性温度(すなわち塩基対誤対合の部位でヘテロ二本鎖を変性させるため
に十分な温度)で行う時、この方法は本明細書では「変性マッチドイオンポリヌ クレオチドクロマトグラフィー(DMIPC)」と呼ぶ。DMIPCは野生型とわずか1塩基
対異なる突然変異を検出するために使用できる。出願人は、これまで認識されな
かったMIPCによる突然変異の検出分析の多くの観点を見いだし、そしてそれを取
り扱うことにより彼らの突然変異検出法をDHPLCとは区別した。
Applicants have discovered that when chromatography is carried out at a non-denaturing temperature, typically below 50 ° C., a matched ionic polysaccharide capable of separating DNA fragments comprising 10-500 base pairs based on fragment size. A method called nucleotide chromatography (MIPC) has been found. "Matched ion polynucleotide chromatography"
The term is defined herein as a method of separating single- and double-stranded polynucleotides using a non-polar separation medium, wherein the method comprises separating the counter-ionic agent and the polynucleotide from the separation medium. Use the organic solvent that releases. When MIPC is carried out at a partial denaturation temperature (ie, a temperature sufficient to denature the heteroduplex at the site of base pair mismatch), the method is referred to herein as "denaturing matched ion polynucleotide chromatography (denaturing). DMIPC) ". DMIPC can be used to detect mutations that differ by only one base pair from the wild type. Applicants have found many aspects of the previously unrecognized analysis of mutations by MIPC, and by handling them distinguished their mutation detection methods from DHPLC.

【0054】 MIPCは有機ポリマー、被覆した、または共有結合した有機ポリマーまたは共有
結合したアルキルおよび/もしくはアリール基を含んで成る非−極性表面を有す
るシリカ媒体、連続的な非−極性分離媒体、非−極性シリカゲルおよび有機ポリ
マーを含んで成るいわゆるモノリスもしくはロッドカラムを含んで成る独自な非
−極性分離媒体を使用する。MIPCに使用する分離媒体は、多孔質または非孔質で
あることができる。MIPC分離法、MIPC分離媒体およびMIPCシステムの詳細な記載
は、Gejerdeへの米国特許第5,772,889号明細書(1998)および同時係属出願であ
る1998年4月10日に出願された米国特許出願第09/058,580号:1998年4月10日に出
願された同第09/058,337号:1998年4月24日に出願された同第09/065,913号:199
8年5月18日に出願された同09/081,040号:1998年5月18日に出願された同第09/08
1,039号:および1998年5月18日に出願された同09/080,547号明細書に見いだされ
る。MIPCシステムおよび分離媒体は、市販されている(トランスゲノミック社、
サンジョーズ、カリフォルニア州)。
MIPC is a silica medium having a non-polar surface comprising an organic polymer, a coated or covalently bonded organic polymer or a covalently bonded alkyl and / or aryl group, a continuous non-polar separation medium, Using a unique non-polar separation medium comprising a so-called monolith or rod column comprising polar silica gel and an organic polymer. The separation medium used for MIPC can be porous or non-porous. A detailed description of MIPC separation methods, MIPC separation media and MIPC systems is provided in US Pat. No. 09 / 058,337 filed on Apr. 10, 1998: No. 09 / 065,913 filed on Apr. 24, 1998: 199
No. 09 / 081,040 filed on May 18, 1998: No. 09/08 filed on May 18, 1998
1,039: and 09 / 080,547, filed May 18, 1998. MIPC systems and separation media are commercially available (Transgenomic,
San Jose, California).

【0055】 DNA断片のMIPC分離の質は、溶媒および試料の流路の至るところに存在する
多価カチオンの存在に大変感受性である。それゆえにMIPC分離媒体はカラムパッ
キングの前に酸で洗浄する。さらに新しくパッキングしたカラムは、0.1M EDTA 溶液を用いて少なくとも50℃、そして好ましくは少なくとも70℃で洗浄して、分
離媒体およびカラムの内部から多価イオンの痕跡を除去する。MIPCシステムのカ
ラムおよび溶液接触面は、多価カチオンを遊離しない材料、例えば被覆されたス
テンレス鋼、チタン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)またはそれらの任意
の組み合わせのような材料を含んで成る。さらに長いカラム使用期間および何回
も使用した後でも効果的な分離を確実とするにために、カラムおよび試料は溶媒
リザーバーとカラムおよび/または注入口との間に多価カチオンを補足する樹脂
をインラインで含むガードカートリッジを配置することにより偶発的な多価カチ
オンからさらに保護される。
The quality of MIPC separation of DNA fragments is very sensitive to the presence of polyvalent cations throughout the solvent and sample flow path. Therefore, the MIPC separation media is washed with acid before column packing. Further, the newly packed column is washed with a 0.1 M EDTA solution at least 50 ° C., and preferably at least 70 ° C., to remove traces of polyvalent ions from the separation medium and the interior of the column. The columns and solution contact surfaces of the MIPC system comprise materials that do not release polyvalent cations, such as coated stainless steel, titanium, polyetheretherketone (PEEK), or any combination thereof. To ensure longer column life and effective separation even after multiple uses, the column and sample should have a resin that captures polyvalent cations between the solvent reservoir and the column and / or inlet. Placing guard cartridges that include in-line provides additional protection from accidental multivalent cations.

【0056】 驚くべきことには出願人は、MIPCを突然変異の検出に使用する時、この方法は
分離媒体の純度、多価カチオンの痕跡レベルの存在および他の分離パラメーター
に一層感受性であることを見いだした。MIPCでよく作用するカラムは、さらにク
リーニングを行わなければDMIPCで操作することはできない;このクリーニング 法は混入物を除去するために有機溶媒および/またはキレート剤を用いて流水す
ることを含む。このように多価カチオンの混入を防止するための要件は、DMIPC を使用して突然変異の検出を行うためよりも一層厳しい。
Surprisingly, when using MIPC for the detection of mutations, the Applicant has found that this method is more sensitive to the purity of the separation medium, the presence of trace levels of polyvalent cations and other separation parameters. Was found. Columns that work well with MIPC cannot be operated with DMIPC without further cleaning; this cleaning method involves flushing with organic solvents and / or chelating agents to remove contaminants. The requirements for preventing multivalent cation contamination are even more stringent than for using DMIPC to detect mutations.

【0057】 突然変異の有無について分析する試料は、少量すぎて検出できない量の材料を
含むことが多い。突然変異の検出アッセイで有用な第1工程は、したがってPCR 法を使用する試料の増幅である。PCR増幅にはプライマー設計、DNAポリメラ ーゼ酵素、増幅サイクルの数および試薬濃度の選択のような工程を含んで成る。
これらの工程の各々、ならびにPCR法に関与する他の工程が、増幅生成物の純度 に影響を及ぼす。PCR法および複製の再生度に影響を及ぼす因子および生成物純 度は、PCR技法において周知であるが、これまでにMIPCを使用する突然変異の検 出と関連してこれらの因子が取り扱われたことはなかった。その結果、PCRが誘 導する突然変異(ここでは非相補的塩基が鋳型に加えられる)が、しばしば試料
増幅中に形成される。そのようなPCRが誘導する突然変異は、検出された突然変 異が試料中に存在したのか、またはPCR中に生成したのかが明らかではないので 突然変異の検出をあいまいにする。不幸なことには、PCRおよび突然変異の検出 分野に従事する多くの人が、PCR複製は本質的に「完璧」な再生度を有し、そし てPCRが誘導した突然変異は一般的には突然変異の検出分析で考慮しないという 誤った仮定をしている。この方法では偽陽性を生じる。出願人はPCRが誘導する 突然変異を最小とし、そして推定される突然変異を含む試料の正確かつ明白な分
析を確実とするために、PCR試料増幅の至適化が重要であると認識した。PCR複製
の再生度に影響を及ぼす因子を同定し、そして至適化するための、出願人による
MIPCの使用を以下に検討する。
Samples analyzed for the presence or absence of a mutation often contain undetectable amounts of material that are too small. A first step useful in mutation detection assays is therefore amplification of a sample using PCR methods. PCR amplification involves steps such as selection of primer design, DNA polymerase enzyme, number of amplification cycles and reagent concentration.
Each of these steps, as well as other steps involved in the PCR method, affects the purity of the amplification product. Factors and product purity that affect PCR and replication reproducibility are well known in PCR technology, but these factors have been addressed in the past in connection with the detection of mutations using MIPC. It never happened. As a result, PCR-induced mutations (where non-complementary bases are added to the template) are often formed during sample amplification. Such PCR-induced mutations obscure the detection of mutations because it is not clear whether the detected mutation was present in the sample or generated during PCR. Unfortunately, many people in the field of PCR and mutation detection find that PCR replication has an inherently “perfect” degree of reproduction, and that PCR-induced mutations are generally They make the wrong assumption that they are not taken into account in mutation detection analysis. This method produces false positives. Applicants have recognized that optimization of PCR sample amplification is important to minimize PCR-induced mutations and ensure accurate and unambiguous analysis of samples containing putative mutations. Applicants to identify and optimize factors affecting the reproducibility of PCR replication
Consider the use of MIPC below.

【0058】 これまでに取り扱われなかったMIPCによる突然変異検出の他の観点は、クロマ
トグラフィーシステム成分を含んで成る材料の改良された処理法、分離媒体の改
良された処理法、方法の展開時間を最少にするための溶媒前選択法、DMIPC中に ヘテロ二本鎖の部分的変性を行うための至適温度前−選択法、および自動化され
た高処理量の突然変異検出スクリーニングアッセイを使用する迅速なDMIPC分析 のための至適化を含んで成る。出願人による別の重要な知見は、MIPCカラム上に
複数回添加することにより試料中のポリヌクレオチドを濃縮するMIPCの独特なメ
カニズムを利用する。この新規方法は、試料の分解または混入物の導入を引き起
こすかもしれない溶媒蒸発により試料を濃縮する必要性を回避する。
Other aspects of MIPC mutation detection that have not been addressed previously include improved processing of materials comprising the components of a chromatography system, improved processing of separation media, and development time of the method. Using a solvent preselection method to minimize DNA, an optimal temperature pre-selection method for performing partial denaturation of the heteroduplex in DMIPC, and an automated high-throughput mutation detection screening assay Comprising optimization for rapid DMIPC analysis. Another important finding by the Applicant takes advantage of MIPC's unique mechanism of concentrating polynucleotides in a sample by multiple loadings on a MIPC column. This new method avoids the need to concentrate the sample by solvent evaporation, which may cause sample degradation or introduction of contaminants.

【0059】 したがって出願人は、上記の従来技術の問題を取り扱う新規かつわかりよいプ
ロトコールを考案した。このプロトコールは、MIPCを使用する突然変異の検出の
正確さ、再現性およびスピードを確実にするために必要なすべての工程を含んで
成る。そのようなMIPCを使用する突然変異の検出に対するわかりよい取り組みは
、これまでに記載されたことはなかった。明瞭にするために、本発明のプロトコ
ールの様々な観点を、それらの個別の見出しに記載する。本発明の至適な態様に
は、明白、正確かつ再現性のある突然変異の検出結果をMIPCを使用して達成する
ために、本明細書に記載したすべての観点の実行を含む。
Applicants have therefore devised a new and straightforward protocol that addresses the above-mentioned problems of the prior art. This protocol comprises all steps necessary to ensure the accuracy, reproducibility and speed of mutation detection using MIPC. A straightforward approach to detecting such mutations using MIPC has not been described before. For clarity, various aspects of the protocols of the present invention are set forth in their respective headings. Optimal embodiments of the present invention include the implementation of all aspects described herein to achieve clear, accurate and reproducible mutation detection results using MIPC.

【0060】 構成として、以下を章に分ける:試料調製;プライマーの設計;PCRの至適化 ;温度の選択;移動相の選択;カラムの調製およびメンテナンス。The components are divided into the following sections: sample preparation; primer design; PCR optimization; temperature selection; mobile phase selection; column preparation and maintenance.

【0061】 ポリヌクレオチドの分析は、ポリヌクレオチドの濃度が低すぎて検出できない
か、または試料容量が大きすぎて希釈された試料により妨害されることが多い。
試料は、ポリヌクレオチド濃度が検出するのに十分となるまで、容量を減らす工
程に供される。1例は溶液を加熱して、またはせずに蒸発させることである。あ
るいは試料を沈殿剤、例えばエタノール、アセトニトリルまたは他の有機溶媒を
用いて処理することができる。これらはまた、イオン交換体(例えば、キアジェ
ン:Qiagen、バレンシア、カリフォルニア州から市販されている)、シリカゲル
(例えばCPG社、リンカーンパーク、ニュージャージー州から販売されている) 、およびポリマー(例えばハミルトン社:Hamilton,Inc、レノ、ネバダ州から販
売されている)に基づくような固体媒体の使用に基づく方法もある。試料を濃縮
するためのこのような方法は不便であり、そして時間がかかり、しかも試料を不
正確な回収、混入、分解または偶然の損失の可能性に供することになる。
The analysis of polynucleotides is often undetectable because the concentration of the polynucleotide is too low or the sample volume is too large to be disturbed by diluted samples.
The sample is subjected to a volume reduction step until the polynucleotide concentration is sufficient to be detected. One example is to evaporate the solution with or without heating. Alternatively, the sample can be treated with a precipitant, for example, ethanol, acetonitrile or other organic solvents. They also include ion exchangers (eg, commercially available from Qiagen, Valencia, Calif.), Silica gel (eg, sold by CPG, Lincoln Park, NJ), and polymers (eg, Hamilton: (Sold by Hamilton, Inc., Reno, Nevada). Such methods for concentrating a sample are inconvenient and time consuming, and subject the sample to possible inaccurate collection, contamination, degradation or accidental loss.

【0062】 したがって迅速な試料濃縮法が必要である。出願人は驚くべきことには、マッ
チドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(MIPC)ではポリヌクレオチド
が固相に結合し、そして移動相中の有機溶媒濃度が対応する塩基対長の断片を放
出するために十分である時、塩基対長のみの順序で、すべてが一回に強力なバン
ドで放出される。「放出」という用語は、液体クロマトグラフィーで通常使用さ
れるものではない。この用語は、DNAが分離媒体に結合し、しかも移動相中に
完全に溶解する条件が、(1)十分に限定され、しかも(2)種々の断片長を分
離するために必要な条件に関して小さい差異を有するので、MIPCに使用される。
例えば、102bpのDNA断片の分離媒体への完全な吸着から、完全な脱離までの バルクアセトニトリルの濃度変化は2%未満である。大きな断片にはより大きな
範囲が必要であるが、100〜600bpの範囲のDNAの分離にはアセトニトリル変化
の全範囲は7.5%アセトニトリルであり、これは5分間の勾配で達成できる。
Therefore, a rapid sample concentration method is needed. Applicants have surprisingly found that in matched ion polynucleotide chromatography (MIPC) the polynucleotide binds to the solid phase and that the organic solvent concentration in the mobile phase is sufficient to release fragments of the corresponding base pair length. When, all are released in a strong band at once, in order of base pair length only. The term "release" is not what is commonly used in liquid chromatography. This term means that the conditions under which the DNA binds to the separation medium and is completely dissolved in the mobile phase are (1) sufficiently limited and (2) small in terms of the conditions required to separate different fragment lengths. Used for MIPC because it has differences.
For example, the change in the concentration of bulk acetonitrile from complete adsorption of a 102 bp DNA fragment to a separation medium to complete desorption is less than 2%. Larger fragments require a larger range, but for the separation of DNA in the 100-600 bp range, the entire range of acetonitrile change is 7.5% acetonitrile, which can be achieved with a 5 minute gradient.

【0063】 いかなる理論にも拘束されることを望まないが、MIPCで行うような勾配中にD
NAがカラムの頂点から放出されると考えられる。この放出は漸次的であるが、
アセトニトリルの濃度を勾配溶出工程中に上げると、断片は移動相の線速度で移
動するまで速く移動するだろう。1cmおよび5cm長のカラムを比較する実験に基
づき、これらの例で報告された条件を用いた放出法は、放出の長さは1cm以下で
ある。すなわち断片の分離はほとんどが5cmカラムの頂点の20%に基づき、そし
て特にカラムベットの頂点の薄い区分に基づく。これは高解像分離を行うために
は、カラムベットの頂点の完全性または均一性がカラム長よりも重要であること
を意味する。溶出条件を小さい勾配または単一分離条件に変える時、カラムの長
さが重要になると言える。
While not wishing to be bound by any theory, it is important that D
It is believed that NA is emitted from the top of the column. This release is gradual,
As the concentration of acetonitrile is increased during the gradient elution step, the fragments will move faster until they move at the linear velocity of the mobile phase. Based on experiments comparing 1 cm and 5 cm long columns, the release method using the conditions reported in these examples has a release length of 1 cm or less. That is, fragment separation is mostly based on 20% of the top of the 5 cm column, and especially on the thinner section of the top of the column bed. This means that in order to perform high-resolution separation, the completeness or uniformity of the column bed vertex is more important than the column length. When changing elution conditions to small gradients or single separation conditions, it can be said that the length of the column is important.

【0064】 本明細書で使用する「マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー」
という用語は、非極性分離媒体を使用して、一本および二本鎖のポリヌクレオチ
ドを分離する方法と定義し、ここでこの方法はカウンターイオン剤、および分離
媒体からポリヌクレオチドを放出するために有機溶媒を使用する。MIPCは非−変
性条件下、すなわち約50℃未満の温度でサイズに基づきポリヌクレオチドを分離
する。本明細書で使用するように、既知の塩基対長をポリヌクレオチドを溶出す
るのに十分な移動相中の有機溶媒濃度は、有機溶媒濃度および塩基対長に関連す
る参照から予め決定することができる。移動相中の有機溶媒の選択した濃度につ
いて、1つの塩基長のポリヌクレオチド(およびすべての短いポリヌクレオチド
)のみがカラムから強いバンドで溶出するだろう。説明として、100bpおよび400
bpの断片を含有するポリヌクレオチド混合物をMIPCカラムに添加すると、カラム
を100bp断片を溶出するために十分であるが、400bp断片を溶出するには不十分な
有機溶媒濃度を含有する移動相を用いて溶出する時、たとえ大容量の移動相また
は多回の注入をカラムに通した後でも後者はカラムの頂点に留まる。この結果は
、1つの混合物成分を溶出するために十分な移動相中の有機溶媒の量が、一般的
には部分的に他の目的とする混合物成分を溶出させ、ゆっくりと作用する通例の
逆相クロマトグラフィーとは大変異なる。そのような場合は、後で溶出する成分
は一般的に広く、十分には定まらないピークとなるだろう。対照的に、MIPC中で
は後で溶出する混合成分は移動相に十分な有機溶媒濃度を加えれは直ちに鋭いピ
ークとして溶出する。
As used herein, “matched ion polynucleotide chromatography”
The term is defined as a method of separating single and double stranded polynucleotides using a non-polar separation medium, wherein the method comprises releasing a polynucleotide from the counter ionic agent and the separation medium. Use an organic solvent. MIPC separates polynucleotides based on size under non-denaturing conditions, ie, at temperatures below about 50 ° C. As used herein, the concentration of organic solvent in the mobile phase sufficient to elute a polynucleotide of known base pair length can be predetermined from references relating to organic solvent concentration and base pair length. it can. For a selected concentration of organic solvent in the mobile phase, only one base length of polynucleotide (and all short polynucleotides) will elute in a strong band from the column. As an explanation, 100bp and 400
When a polynucleotide mixture containing bp fragments is added to a MIPC column, the column uses a mobile phase containing an organic solvent concentration sufficient to elute the 100 bp fragment, but not enough to elute the 400 bp fragment. When eluting, the latter remains at the top of the column, even after passing a large volume of mobile phase or multiple injections through the column. The result is that the amount of organic solvent in the mobile phase sufficient to elute one mixture component generally elutes partially the other desired mixture component, and the slowly acting customary reverse Very different from phase chromatography. In such cases, the later eluting components will generally be broad and poorly defined peaks. In contrast, mixed components that later elute in MIPC immediately elute as sharp peaks when sufficient organic solvent concentration is added to the mobile phase.

【0065】 本発明の主な観点では、出願人はこのMIPC法の特性を有利に使用して、クロマ
トグラフィー分析前に高度に希釈された試料の従来の処理法を回避する。本発明
は、MIPCによるポリヌクレオチドの試料混合物を分離する改良された方法であり
、ここで試料混合物中のポリヌクレオチド濃度は、試料濃度が決定されたしきい
濃度未満である大容量中に含まれる。そのようなしきいの例は、バックグラウン
ド シグナル以下であるUV吸収シグナルの検出限界である。特定の例は、約0.3ng
未満のDNAを含有する3μLの注入である。
In a main aspect of the present invention, Applicants advantageously use the properties of this MIPC method to circumvent conventional processing of highly diluted samples prior to chromatographic analysis. The present invention is an improved method for separating a sample mixture of polynucleotides by MIPC, wherein the polynucleotide concentration in the sample mixture is contained in a large volume where the sample concentration is less than the determined threshold concentration. . An example of such a threshold is the detection limit of a UV absorption signal that is below the background signal. A specific example is about 0.3ng
Injection of 3 μL containing less than DNA.

【0066】 改良は、試料をMIPCカラムに1より多くのアリコートまたは大きなアリコート
(例えば約20μLより大きい)で添加することを含んで成り、これにより試料が 蓄積され、そしてカラム上で濃縮される。ポリヌクレオチド試料、一般的には二
本鎖DNAは、MIPCカラムからポリヌクレオチドを溶出するために必要な濃度よ
りも低い有機成分の濃度を有する溶媒中または移動相中で添加する。移動相中の
有機溶媒濃度はポリヌクレオチドを溶出するには十分ではないので、複数のアリ
コートからカラムに添加したポリヌクレオチドはカラムの頂点で単に蓄積および
濃縮する。この改良により、蒸発により試料を濃縮することの必要性が回避され
、したがって試料が分解され得る工程を排除する。試料を分解し得る工程を排除
することは同時に分析の曖昧さのもとを排除するので、このことは極めて重要で
ある。
The improvement comprises adding the sample to the MIPC column in more than one aliquot or a larger aliquot (eg, greater than about 20 μL), whereby the sample accumulates and is concentrated on the column. A polynucleotide sample, typically a double-stranded DNA, is added in a solvent or mobile phase having a concentration of organic components lower than that required to elute the polynucleotide from the MIPC column. Polynucleotides added to the column from multiple aliquots simply accumulate and concentrate at the top of the column because the organic solvent concentration in the mobile phase is not sufficient to elute the polynucleotide. This improvement avoids the need to concentrate the sample by evaporation and thus eliminates steps where the sample can be degraded. This is extremely important since eliminating steps that can degrade the sample also eliminates sources of analytical ambiguity.

【0067】 大変大きな注入容量(すなわち約20μLより大きい)には、カウンターイオン剤
(例えばTEAA)を注入前の試料に添加することが必要かもしれない。
For very large injection volumes (ie, greater than about 20 μL), use a counter ionic agent.
It may be necessary to add (eg, TEAA) to the sample before injection.

【0068】 好適な態様では、複数の試料アリコートをMIPCカラムに試料インジェクターに
より自動的に添加する。別の好適な態様では、大量の試料(例えば約20μLより 大きい)を注入し、そしてカラム上で前濃縮する。試料は試料をカラムに結合し 易くするTEAAのようなカウンターイオン剤を含む。
In a preferred embodiment, multiple sample aliquots are automatically added to a MIPC column by a sample injector. In another preferred embodiment, a large sample (eg, greater than about 20 μL) is injected and pre-concentrated on the column. The sample contains a counter-ionic agent, such as TEAA, that facilitates binding of the sample to the column.

【0069】 本発明の別の観点では、試料の多数のアリコートを添加した時、カラムは水性
の移動相が目的とするポリヌクレオチドを溶出するには不十分な固定された濃度
の有機溶媒を含む単一条件下での洗浄工程に供することができる。この工程は、
塩、ヌクレオチド塩基、緩衝剤および他の屑のような不純物を洗浄して出すが、
ポリヌクレオチド試料はカラムの頂点に濃縮したバンドで残す。
In another aspect of the invention, when multiple aliquots of the sample are added, the column contains a fixed concentration of organic solvent that is insufficient for the aqueous mobile phase to elute the polynucleotide of interest. It can be subjected to a washing step under a single condition. This step is
Wash out impurities such as salts, nucleotide bases, buffers and other debris,
The polynucleotide sample is left in a concentrated band at the top of the column.

【0070】 移動相は好ましくはカウンターイオン剤およびアセトニトリル、エタノール、
メタノール、2-プロパノールおよび酢酸エチルから成る群から選択される有機溶
媒を含んで成る。移動相中の好適な有機溶媒はアセトニトリルである。単一移動
相中のアセトニトリルの濃縮は、好ましくは2%以上である。
The mobile phase is preferably a counter ionic agent and acetonitrile, ethanol,
Comprising an organic solvent selected from the group consisting of methanol, 2-propanol and ethyl acetate. The preferred organic solvent in the mobile phase is acetonitrile. The concentration of acetonitrile in a single mobile phase is preferably greater than 2%.

【0071】 移動相中のカウンターイオン剤は、低級アルキル第1級、第2級および第3級
アミン、低級トリアルキルアンモニウム塩、および低級第4級アンモニウム塩か
ら成る群から選択される。好適なカウンターイオン剤は、その揮発性からトリエ
チルアンモニウムアセテートである。
The counter ionic agent in the mobile phase is selected from the group consisting of lower alkyl primary, secondary and tertiary amines, lower trialkyl ammonium salts, and lower quaternary ammonium salts. A preferred counter ionic agent is triethylammonium acetate due to its volatility.

【0072】 上記の複数の試料アリコートの添加そして単一溶出の後に、試料は勾配溶出を
使用して分離され、ここで移動相中の有機溶媒の濃度は試料中の最長のポリヌク
レオチド断片を溶出するために十分な最終濃度まで増加させる。特定のサイズの
範囲のDNA断片に適する溶媒および勾配条件は、本明細書に記載するように予
め選択することができる。実施例1および図1、2および3は、本発明のこの観
点の概念および応用を示している。図1は標準的なpUC18 DNA-HaeIII消化物のMI
PCクロマトグラムである。0.22μgのDNAを含有する5μLの試料をカラムに添
加し、そして混合物を勾配溶出を使用して分離した。
After the addition and single elution of the multiple sample aliquots described above, the samples are separated using gradient elution, wherein the concentration of organic solvent in the mobile phase elutes the longest polynucleotide fragment in the sample Increase to a final concentration sufficient to Suitable solvents and gradient conditions for DNA fragments in a particular size range can be preselected as described herein. Example 1 and FIGS. 1, 2 and 3 illustrate the concept and application of this aspect of the invention. Figure 1 shows the MI of a standard pUC18 DNA- Hae III digest.
It is a PC chromatogram. A 5 μL sample containing 0.22 μg of DNA was added to the column and the mixture was separated using gradient elution.

【0073】 別の実験では、別に5μLのpUC18 DNA-HaeIII消化物試料をMIPCカラムに添加
し、そして35%B(ここでBは25%アセトニトリルに0.1M TEAAを加えた)を用 いた単一様式で10分間洗浄した。図2ではクロマトグラムの平らなベースライン
に表されるように、DNA断片が溶出しなかったことを示している。図3では、
2回目の5μLのpUC18 DNA-HaeIII消化物を同じMIPCカラムに注入し、そしてカ
ラムを35%B続いて上記の図1に関連して記載した勾配により溶出した。図3か
ら分かるように、ピークは図1に示される参照クロマトグラムと本質的に同一の
保持時間、および2倍の高さを有した。保持時間におけるずれもピークの広がり
も無かったという事実は、図2の10分間の単一洗浄および続く第2試料の添加に
もかかわらず、第1の試料注入がカラムの頂点で強固に留まったことを実証して
いる。
In another experiment, another 5 μL of the pUC18 DNA- Hae III digest sample was added to the MIPC column, and a single addition using 35% B (where B was 25% acetonitrile plus 0.1 M TEAA). Washed in one mode for 10 minutes. FIG. 2 shows that no DNA fragments eluted, as indicated by the flat baseline in the chromatogram. In FIG.
A second 5 μL pUC18 DNA- Hae III digest was injected onto the same MIPC column and the column was eluted with 35% B followed by the gradient described in connection with FIG. 1 above. As can be seen from FIG. 3, the peak had essentially the same retention time and twice the height as the reference chromatogram shown in FIG. The fact that there was no shift in retention time or broadening of the peaks indicates that the first sample injection remained strong at the top of the column, despite the 10 minute single wash and subsequent addition of the second sample in FIG. Demonstrate that.

【0074】 本方法は例えば約1μL未満のような少なすぎてMIPCカラムに正確に注入でき ない容量中に含まれる試料の場合に使用できると考えられる。このような状況で
は、試料を希釈し、そして上記のように多数のアリコートで注入することができ
る。大容量の試料も、1回の連続的な注入として(例えばポンプまたはシリンジ
の使用により)MIPCカラムに添加することができる。
The method could be used for samples contained in volumes too small to be accurately injected into the MIPC column, eg, less than about 1 μL. In such a situation, the sample can be diluted and injected in multiple aliquots as described above. Large volumes of sample can also be added to the MIPC column as one continuous injection (eg, by using a pump or syringe).

【0075】 未知の突然変異の検出には感受性が高く、再現性があり、しかも正確な分析法
が必要である。突然変異の存在について分析されるDNA試料を増幅するために
使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライマーの設計は、突然変異の検出の 正確さ、感受性および信頼性に貢献する重要な因子である。MIPCによる突然変異
検出を強化し、そして至適化する目的のための特別なプライマーの設計は、これ
までに報告されておらず、そして本発明の重要な特徴である。
The detection of unknown mutations requires sensitive, reproducible and accurate analytical methods. The design of polymerase chain reaction (PCR) primers used to amplify DNA samples that are analyzed for the presence of a mutation is an important factor contributing to the accuracy, sensitivity, and reliability of mutation detection. The design of special primers for the purpose of enhancing and optimizing mutation detection by MIPC has not been previously reported and is an important feature of the present invention.

【0076】 一般的に、エキソンのような断片は種々の融解温度を有する試料配列を含むが
、任意の1つの試料配列内の変動範囲は狭い。試料配列は約150〜450塩基対であ
ることができる。長い断片(例えば1.5k塩基)中の単一塩基の突然変異を検出す
ることが可能である。しかしそのような断片中で突然変異が高い融解点(例えば
G−Cリッチ領域)を有する試料配列中にあれば、高温で突然変異部位を部分的
に変性させる必要があり、そしてすべての他の低い融解配列は最初に変性するの
で検出できないかもしれない。
In general, fragments such as exons contain sample sequences with different melting temperatures, but the variability within any one sample sequence is small. The sample sequence can be about 150-450 base pairs. It is possible to detect single base mutations in long fragments (eg 1.5k bases). However, if the mutation in such a fragment is in a sample sequence having a high melting point (eg, a GC-rich region), the mutation site will need to be partially denatured at elevated temperatures, and all other Low melting sequences may be undetectable because they denature first.

【0077】 本発明の1態様では、MIPCを使用して1.5kb断片中の単一塩基の突然変異を検 出したという事実にもかかわらず、出願人は要求される正確さの程度はエキソン
を好ましくは150〜600bp区分に、そしてより好ましくは150〜400bp区分に分割す
ることにより最高に達成されることを見いだした。
In one embodiment of the present invention, despite the fact that MIPC was used to detect single base mutations in the 1.5 kb fragment, applicants have determined that the degree of accuracy required is for exons. It has been found that this is best achieved by dividing preferably into 150-600 bp segments, and more preferably into 150-400 bp segments.

【0078】 本発明の1観点では、出願人は突然変異が狭い融解点範囲を有する試料配列内
に位置するならば、MIPCを使用するdsDNAの突然変異検出がより信頼性があり
、そして正確であることを見いだした。約20℃未満の範囲が本発明では好適であ
り、すなわち試料配列中の任意の1塩基は配列中の任意の別の塩基の約±10℃内
にある融解点を有する。より好適な態様では、この範囲は約15℃である。試料配
列の例はLermanらにより記載された定常融解ドメイン(constant melting domai
n)である(Meth.Enzymol.155:482(1987))。
In one aspect of the invention, Applicants have determined that mutation detection of dsDNA using MIPC is more reliable and accurate if the mutation is located in a sample sequence having a narrow melting point range. I found something. A range of less than about 20 ° C. is preferred in the present invention, ie, any one base in the sample sequence has a melting point within about ± 10 ° C. of any other base in the sequence. In a more preferred embodiment, this range is about 15 ° C. An example of a sample sequence is the constant melting domain described by Lerman et al.
n) ( Meth. Enzymol. 155: 482 (1987)).

【0079】 部分的変性温度で、試料配列中に塩基対のミスマッチを有する来ヘテロ二本鎖
はミスマッチの部位で変性し、一方試料配列の残りは完全なままであろう。部分
的に変性したヘテロ二本鎖はDMIPCを使用して分離および検出することができる 。
At the partial denaturation temperature, heteroduplexes that have base pair mismatches in the sample sequence will denature at the site of the mismatch, while the rest of the sample sequence will remain intact. Partially denatured heteroduplexes can be separated and detected using DMIPC.

【0080】 別の観点では、本発明は正常なdsDNA断片の配列をゼクメントへ調製する方
法であり、すなわちdsDNA断片を約15℃未満の範囲の融解点を有するヌクレオ
チド配列の試料配列に区画し、各試料配列は反対側に位置する第1末端および第
2末端を有する。選択した試料配列は、配列の第1および第2末端に隣接する前
部および逆プライマーの両方を使用してPCRにより増幅する。
In another aspect, the invention is a method of preparing a sequence of a normal dsDNA fragment into a segment, ie, partitioning the dsDNA fragment into a sample sequence of nucleotide sequences having a melting point in the range of less than about 15 ° C. Each sample sequence has opposing first and second ends. The selected sample sequence is amplified by PCR using both front and reverse primers flanking the first and second ends of the sequence.

【0081】 本発明の重要な観点では、PCRにより増幅されるDNA断片の配列が既知であ る時、市販されているソフトウェアを使用して全断片または断片内の任意の試料
配列のいずれかを生成するプライマーを設計するために使用することができる。
断片の融解プロフィールは、MacMelt(商標)(バイオラッド ラボラトリーズ:BioR
ad Laboratories、ヘリキュルス、カリフォルニア州)、MELT(Lermanら、Meth. Enzymol .155:482(1987))またはWinMelt(商標)(バイオラッド ラボラトリー ズ)のようなソフトウェアを使用して構築することができる。
In an important aspect of the present invention, when the sequence of a DNA fragment to be amplified by PCR is known, either the whole fragment or any sample sequence within the fragment is analyzed using commercially available software. It can be used to design the resulting primer.
The melting profile of the fragment was determined using MacMeltTM (BioRad Laboratories: BioR
ad Laboratories, Hercules, Calif . , MELT (Lerman et al . , Meth. Enzymol . 155: 482 (1987)) or software such as WinMelt ™ (Bio-Rad Laboratories).

【0082】 さらに別の観点では、本発明はMIPCによるPCRで増幅させた配列(アンプリコ ン:amplicon)を分析するための方法である。MIPCによる分析の前に、試料を野
生型のホモ二本鎖DNAのような標準と混合し、そして混合物を混合物が加熱さ
れそして再アニールされてホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖を形成するハイブリダ
イゼーション法に供する。
In still another aspect, the present invention is a method for analyzing a sequence (amplicon) amplified by PCR using MIPC. Prior to analysis by MIPC, the sample is mixed with a standard, such as wild-type homoduplex DNA, and the mixture is heated and reannealed to form a high duplex that forms homoduplexes and heteroduplexes. Provide for the hybridization method.

【0083】 さらに別の観点では、本発明はMIPCによる突然変異の検出のための改良された
プライマーの設計法に関する。全体的な設計工程の設計は、長い範囲および短い
範囲のプライマーデザインの両方から成る。長い範囲のプライマーデザインでは
、この目的は良い品質のPCR産物を生じるプライマーを設計することである。
「良い品質」のPCR産物は、本明細書では高収量で生成され、そしてプライマ
ー二量体およびPCRが誘導した突然変異のような不純物の量が少ないPCR産物 を意味する。良い品質のPCRはまた、使用する酵素、PCRサイクルの数、使用する
緩衝液の濃度および種類、温度の熱的サイクル手順およびゲノム鋳型の質のよう
な他の反応パラメーターにより影響され得る。良い品質のPCR産物を調製する
方法は、Eckertら、(PCR:実践的研究(A Practical Approach)、McPherson,Qui
rkeおよびTaylor編集、IRL出版、オックスフォード、第1巻、第225〜244頁、19
91)に検討されている。この参考文献およびその中の参考文献は全部、引用によ
り本明細書に編入する。
In yet another aspect, the present invention relates to improved primer design methods for detecting mutations by MIPC. The design of the overall design process consists of both long-range and short-range primer designs. For long range primer design, the purpose is to design primers that yield good quality PCR products.
A “good quality” PCR product herein refers to a PCR product that is produced in high yield and has a low amount of impurities such as primer dimers and PCR-induced mutations. Good quality PCR can also be influenced by other reaction parameters such as the enzyme used, the number of PCR cycles, the concentration and type of buffer used, the thermal cycling procedure of the temperature and the quality of the genomic template. Methods for preparing good quality PCR products are described in Eckert et al., ( PCR : A Practical Approach ), McPherson, Qui
edited by rke and Taylor, IRL Publishing, Oxford, Vol. 1, pp. 225-244, 19
91). This reference and all references therein are incorporated herein by reference.

【0084】 短い範囲のプライマーデザインは、2つの要件を満たさなければならない。第
1に長い範囲のプライマーデザインのすべての要件を満たし、そして良い品質の
PCR産物を与えなければならない。さらにMIPC法で増幅された断片内の突然変
異または多型の位置にかかわらず突然変異または多型の検出を可能とする断片を
生成しなければならない。例えば最高数千塩基対を有する大きいDNA断片を、
PCRにより増幅することができる。増幅の目的が所望の断片を複製するだけなら ば、この目的に使用できるプライマーの設計には大きな許容範囲がある。しかし
PCR増幅の目的がDMIPCによる突然変異検出の分析用のDNA断片を生成すること
であるならば、プライマーはPCR法で生成される断片が検出され、そしてDMIPCに より分析した時にシグナルを生成することができるように設計しなければならな
い。本発明の好適な態様では、この断片長は150〜600bpである。最も好適な態様
では、DMIPC突然変異検出分析用のこの断片長は150〜400bpである。
A short range primer design must meet two requirements. First, it must meet all the requirements of a long range primer design and give good quality PCR products. In addition, a fragment must be generated that allows detection of the mutation or polymorphism regardless of the location of the mutation or polymorphism in the fragment amplified by the MIPC method. For example, a large DNA fragment with up to several thousand base pairs
It can be amplified by PCR. If the purpose of amplification is only to replicate the desired fragment, there is great latitude in designing primers that can be used for this purpose. However
If the purpose of the PCR amplification is to generate a DNA fragment for analysis of mutation detection by DMIPC, the primers should detect the fragment generated by the PCR method and generate a signal when analyzed by DMIPC. Must be designed to be able to In a preferred embodiment of the invention, the fragment length is between 150 and 600 bp. In a most preferred embodiment, the fragment length for DMIPC mutation detection analysis is 150-400 bp.

【0085】 短い範囲のプライマーデザインには2つの目的がある。プライマー設計の1つ
の目的は、分析が「スクリーニング」試験として使用される場合である。別の目
的は、研究または診断目的用の分析における場合である。「スクリーニング」と
は、本明細書では断片が集団中で変異(多型)を含み、そしてその変異が病気と
関連しているかを決定するDNA断片の研究または分析と定義する。本発明の内
容では、用語「突然変異」は多型も含むと考える。DMIPCがスクリーニング技法 として使用される時、本発明の重要な観点は、突然変異部位が断片内のどこに位
置しているかにかかわらず、推定される突然変異が検出できる断片を生成するプ
ライマーの設計法である。一方、突然変異が知られていれば、プライマーの設計
は分析が至適化されるように、すなわちホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の解像の
ピークが最大になるように、さらに洗練させることができる。既知の突然変異の
分析の解像度を改良することにより、分析の正確さが達成される。向上した解像
度は、診断的な突然変異の応用に必要とされる。さらに向上した解像度で、突然
変異の陽性の存在の自動的な同定は、野生型と突然変異のDNA試料のピークを
重ね、そして比較して測定する適切なソフトウェアおよびアルゴリズムを用いて
より容易に実行できる。
The short range primer design has two purposes. One purpose of primer design is when the assay is used as a "screening" test. Another purpose is in analysis for research or diagnostic purposes. “Screening” is defined herein as the study or analysis of DNA fragments in which the fragment contains a mutation (polymorphism) in the population and the mutation is associated with a disease. In the context of the present invention, the term "mutation" is considered to also include polymorphism. When DMIPC is used as a screening technique, an important aspect of the present invention is a method of designing primers that generate fragments in which putative mutations can be detected, regardless of where the mutation site is located within the fragment. It is. On the other hand, if the mutation is known, primer design further refines the analysis so that it is optimized, i.e., maximizing the homoduplex and heteroduplex resolution peaks. be able to. By improving the resolution of the analysis of known mutations, accuracy of the analysis is achieved. Improved resolution is needed for diagnostic mutation applications. With even higher resolution, automatic identification of the presence of positive mutations is easier to perform using appropriate software and algorithms to overlay, compare and measure peaks of wild-type and mutant DNA samples it can.

【0086】 重要な観点では、本発明の方法は増幅した断片が中に推定される突然変異の検
出が難しい領域を含むかどうかを決定する。出願人はたとえ突然変異が他の方法
により検出し難い断片内の位置、例えば断片の中央または高融解ドメイン中に位
置しても、DMPICにより突然変異ば検出できることを見いだした。そのように位 置する突然変異は、3つの方法でDMIPCにより検出され得る。本発明の観点の1 態様では、「ピーク重複」法を使用することができ、ここでは野生型の標準ピー
クを部分的に解離した突然変異を含有する試料のピークと重ねる。標準ピークの
面積を試料ピークの面積から引く。面積の差が標準の10%以上ならば、試料は突
然変異を含むと考えられる。本発明のこの観点の第2態様では、断片が融解が高
い領域を含むならば、DMIPC分析は2以上の温度で行うことができ、各温度は以 下にさらに記載するような異なる融解ドメインに対応する。驚くべきことには出
願人は、多ドメインの断片について、プライマーの選択を変えることがソフトウ
ェアプログラムにより予測された増幅配列の融解プロフィールに劇的な効果を及
ぼすことを見いだした。この観察は本発明の観点の第3態様で有利に使用され、
ここでプライマーは目的断片の融解プロフィールを、断片中のドメインのTm's間
の差を下げるように変化させるために再選択される。上述のように、短い範囲の
プライマーが選択される2つの状況がある。1つは突然変異がゲノム中の変異を
スクリーニングするために使用される場合である。もう1つは1組の試料中に特
定の突然変異の存在が測定される診断的または臨床的応用である。以下はこのよ
うな各状況において、好適な短い範囲のプライマー選択の選択肢を要約する。
In an important aspect, the method of the present invention determines whether the amplified fragment contains a region in which the putative mutation is difficult to detect. Applicants have found that mutations can be detected by DMPIC, even if the mutation is located in a fragment that is otherwise difficult to detect, such as in the middle of the fragment or in the high melting domain. Mutations so located can be detected by DMIPC in three ways. In one aspect of this aspect of the invention, a "peak overlap" method can be used, wherein the wild-type standard peak is overlapped with the peak of a sample containing a partially dissociated mutation. Subtract the area of the standard peak from the area of the sample peak. If the area difference is greater than 10% of the standard, the sample is considered to contain the mutation. In a second aspect of this aspect of the invention, if the fragment contains a region with high melting, DMIPC analysis can be performed at two or more temperatures, each temperature being associated with a different melting domain, as further described below. Corresponding. Surprisingly, Applicants have found that for multidomain fragments, changing the choice of primers has a dramatic effect on the melting profile of the amplified sequence predicted by the software program. This observation is advantageously used in the third aspect of the present invention,
Here the primers are reselected to change the melting profile of the fragment of interest to reduce the differences between the Tm's of the domains in the fragment. As mentioned above, there are two situations where a short range of primers is selected. One is when the mutation is used to screen for mutations in the genome. Another is a diagnostic or clinical application in which the presence of a particular mutation in a set of samples is determined. The following summarizes suitable short-range primer selection options in each of these situations.

【0087】 スクリーニングの応用には、突然変異が断片に位置するかどうかにかかわらず
、突然変異を検出できることが必要である。この状況では、突然変異は断片の中
央またはより高い融解ドメインに位置するかもしれず、両方の場合で検出が難し
い。断片の融解変動の範囲は10℃以下が好ましく、そして最も好ましくは変動の
範囲は5℃以下である。
[0087] Screening applications require the ability to detect mutations, whether or not they are located in fragments. In this situation, the mutation may be located in the middle or higher melting domain of the fragment and is difficult to detect in both cases. The range of melting variation of the fragments is preferably 10 ° C or less, and most preferably the range of variation is 5 ° C or less.

【0088】 スクリーニングに応用するための別のプライマー設計法は、目的の領域が断片
中のより低い融解ドメインとなるようにプライマーを設計することである。この
場合は、分析がエキソンを下に移動しながら行われる時に、プライマーは好まし
くは測定される断片が目的の領域と重なるように設計する。この場合は、より高
い融解ドメインとより低い融解ドメインとの間の温度差が5℃より大きく、そし
て最も好ましくは10℃より大きい。
Another primer design method for screening applications is to design primers so that the region of interest is the lower melting domain in the fragment. In this case, the primers are preferably designed so that the fragment to be measured overlaps the region of interest when the analysis is performed moving down exons. In this case, the temperature difference between the higher and lower melting domains is greater than 5 ° C, and most preferably greater than 10 ° C.

【0089】 いったん目的の突然変異が同定されれば、プライマーをR&D診断または臨床
応用のために再設計することができる。このような場合、突然変異は好ましくは
末端の25%以内または25塩基に位置し、いずれにせよ末端に近い。断片の他の末
端は突然変異が位置するより低いドメインよりも好ましくは5℃、より好ましく
は10℃高い、そして最も好ましくは15℃高い高融解ドメインを含む。プライマー
の選択で高い融解ドメインを断片の反対側に生じないないならば、G−Cクラン
プを適用することができる。このクランプのサイズは最高40bpであることができ
るが、わずか4〜5bpであることもでき、そして10〜20bpが最も好適である。
Once the mutation of interest has been identified, the primers can be redesigned for R & D diagnostic or clinical applications. In such cases, the mutation is preferably located within 25% of the terminus or 25 bases and is near the terminus in any case. The other end of the fragment contains a high melting domain that is preferably 5 ° C, more preferably 10 ° C, and most preferably 15 ° C higher than the lower domain where the mutation is located. If the choice of primer does not result in a high melting domain on the other side of the fragment, a GC clamp can be applied. The size of this clamp can be up to 40 bp, but can be as small as 4-5 bp, and 10-20 bp is most preferred.

【0090】 PCRの増幅に際して、断片内にTmに十分に近い定常融解範囲またはドメインを 有するドメインを生成することが可能でないならば、DMIPCにより成功裏に突然 変異を検出するために、目的ドメインのTmを下げることが必要かもしれない。こ
れはdGTPを、G−C塩基対の融解温度を効果的に下げると知られている類似体で
ある7-デアザ-2'-dGTPに置換することにより行える(Dierickら、Nucleic Acids Res .21:4427(1993))。ドメインのTmを上げる必要があるならば、PCR増幅で2,6
-アミノプリンをdGTPの代わりに使用することができる。
If it is not possible to generate a domain with a constant melting range or domain close enough to the Tm in the fragment during PCR amplification, in order to successfully detect the mutation by DMIPC, It may be necessary to lower Tm. This can be accomplished by replacing dGTP with 7-deaza-2'-dGTP, an analog known to effectively lower the melting temperature of GC base pairs (Dierick et al., Nucleic Acids Res. 21). : 4427 (1993)). If it is necessary to increase the Tm of the domain,
-Aminopurine can be used instead of dGTP.

【0091】 いったん目的の突然変異を同定すれば、診断または臨床的応用に研究開発する
ために再設計することができる。本発明の好適な態様では、プライマーを選択し
て末端の1つに近い突然変異を有する断片を生成する。これは本明細書に記載す
る例に類似する長さを有する断片については1つの末端の約25塩基内であるか、
またはこれはいずれかの末端から全長の25%内にあることができる。また本発明
の好適な態様では、プライマーを選択して突然変異を含有する末端とは反対の末
端で少なくとも5℃高いTmを有するドメインを持つ断片を生成する。
[0091] Once the mutation of interest has been identified, it can be redesigned for research and development for diagnostic or clinical applications. In a preferred embodiment of the invention, a primer is selected to generate a fragment having a mutation near one of the termini. This is within about 25 bases at one end for fragments having a length similar to the examples described herein, or
Or it can be within 25% of the total length from either end. Also, in a preferred embodiment of the invention, a primer is selected to generate a fragment having a domain having a Tm at least 5 ° C. higher at the end opposite to the end containing the mutation.

【0092】 最も好適な態様では、プライマーを突然変異が断片の「低融解」ドメインに位
置するように選択する。しかし突然変異は、高融解ドメインが断片中の他のドメ
インとは異なりすぎる融解温度を持たないか、あるいは断片のより高融解ドメイ
ンに至適化されたより高いカラム温度を使用するいずれかならば、断片の高融解
ドメイン中でDMIPCにより検出することができる。
In a most preferred embodiment, the primers are chosen such that the mutation is located in the “low melting” domain of the fragment. However, mutations may occur if the high melting domain does not have a melting temperature that is too different from the other domains in the fragment, or if a higher column temperature optimized for the higher melting domain of the fragment is used, It can be detected by DMIPC in the high melting domain of the fragment.

【0093】 プライマーを設計するための本発明の方法は、実施例2に説明する。突然変異
を含有するp53 DNA鋳型を、3組の異なるプライマーを使用するPCR法により増幅
した。各プライマーの組は異なる融解ドメインに位置する突然変異を有するアン
プリコン断片を生成するように設計した。WinMelt(商標)を使用して算出した融 解プロフィールは、同じサイズの3つのアンプリコン断片の融解ドメインおよび
図4に示す断片内の突然変異の相対的位置を示す。図5、6および7は、3つの
選択したアンプリコン断片のDMIPC突然変異検出分析の結果に及ぼすプライマー デザインの効果を示す。4つの明確なピークを示すホモ二本鎖およびヘテロ二本
鎖の最高の分離が図5で見られ、突然変異は定常融解ドメイン中の断片の末端近
くに位置する断片1を示す。広いピークを示す最も悪い分離は図7に見られ、突
然変異は断片の中央付近に位置する断片3を示す。
The method of the present invention for designing primers is described in Example 2. The p53 DNA template containing the mutation was amplified by PCR using three different sets of primers. Each primer set was designed to generate amplicon fragments with mutations located in different melting domains. The melting profiles calculated using WinMelt ™ show the melting domains of three amplicon fragments of the same size and the relative positions of the mutations within the fragments shown in FIG. FIGS. 5, 6 and 7 show the effect of primer design on the results of DMIPC mutation detection analysis of three selected amplicon fragments. The highest separation of homoduplexes and heteroduplexes showing four distinct peaks can be seen in FIG. 5, where the mutation indicates fragment 1 located near the end of the fragment in the constant melting domain. The worst separation showing a broad peak is seen in FIG. 7 and the mutation indicates fragment 3 located near the middle of the fragment.

【0094】 実施例3は、本発明の方法の使用をさらに説明する。突然変異がいずれかの末
端の約20%内の位置するプライマーデザインは、DMIPC分析で最高の分離を与え た。定常融解ドメインに位置する突然変異を有する断片1(図8)は、最高の解
像を与えたが(図9)、最も悪い解像は突然変異が断片の中央付近に位置した時
(図8の断片4)に見られた(図12)。
Example 3 further illustrates the use of the method of the present invention. Primer designs in which the mutation was located within about 20% of either end gave the best separation in DMIPC analysis. Fragment 1 with the mutation located in the constant melting domain (FIG. 8) gave the best resolution (FIG. 9), but the worst resolution was when the mutation was located near the middle of the fragment (FIG. 8). Fragment 4) (FIG. 12).

【0095】 PCR増幅で高融解ドメインを断片の反対の末端に生成するプライマーを設計す ることが不可能ならば、本発明の態様では所望の末端で融解温度を上げるために
G−Cクランプを適用することができる(Myersら、Nucleic Acids Res.13:3111
(1985))。G−Cクランピングは、1つのまたは両方のプライマーの5'末端に さらなるGまたはC塩基を含ませる技法である。ポリメラーゼ酵素はこのような
付加した塩基上を延長してそれらを増幅した断片に包含し、これにより断片の末
端(1つまたは複数)の融解温度を突然変異付近に対して上げる。G−Cクラン
プのサイズは最高40bp、そしてわずか4または5bpであることができる。DMIPC による突然変異の検出に最も好適なG−Cクランプは10〜20bpである。
If it is not possible to design a primer that generates a high melting domain at the opposite end of the fragment in a PCR amplification, an embodiment of the invention employs a GC clamp to increase the melting temperature at the desired end. (Myers et al., Nucleic Acids Res. 13: 3111
(1985)). GC clamping is a technique to include an additional G or C base at the 5 'end of one or both primers. The polymerase enzyme extends on such added bases to include them in the amplified fragment, thereby raising the melting temperature at the end (s) of the fragment to near the mutation. The size of the GC clamp can be up to 40 bp, and only 4 or 5 bp. The most preferred GC clamp for detecting mutations by DMIPC is 10-20 bp.

【0096】 変性勾配ゲル電気泳動では、ほとんどすべての断片の突然変異分析にG−Cク
ランプが必要であるが(Sheffieldら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:232(1989))
、DMIPCではG−Cクランプが必要とされるのは稀である。この例外はおそらく 突然変異が断片の中央にあり、そして長さが100bp未満であり、そして融解プロ フィールが平らである場合、あるいは断片の高融解領域中の突然変異およびより
高い融解領域は実際にG−Cクランプである。このような場合は、適切なプライ
マーの選択が突然変異を検出できる断片をもたらすだろう。
In denaturing gradient gel electrophoresis, a GC clamp is required for mutation analysis of almost all fragments (Sheffield et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 232 (1989)).
, DMIPCs rarely require GC clamps. The exception is probably when the mutation is in the middle of the fragment and is less than 100 bp in length and the melting profile is flat, or mutations in the high melting region of the fragment and higher melting regions are actually It is a GC clamp. In such cases, selection of appropriate primers will result in a fragment in which the mutation can be detected.

【0097】 上記の長い範囲のプライマーデザインは、部分的なプライマーデザインにより
さらに洗練させることができ、ここでは幾つかの他の因子が考慮されるべきであ
る。例えばユニバーサルシークエンシングプライマーまたはT7プロモーターの
ような非鋳型テイルを持たないプライマーは避けるべきである。好適なプライマ
ーは約56℃のTmを有する。前部および逆プライマーの間のTmの差異は、好まし
くは約1℃である。プライマーと鋳型の間のTmの差異は、好ましくは約25℃で
ある。各プライマーの3'-ペントマーは、ΔG゜=-6キロカロリー/モルよりも 安定であるべきである(すなわちよりネガティブ)。任意の可能なプライマー二
量体は、3'-ペントマーよりも少なくとも5キロカロリー/モル安定性が低い( すなわち5キロカロリー以上ポジティブ)。任意のプライマーセルフアニーリン
グループは、12℃よりも低いTmを有するべきである。プライマーは誤った配列を
含まず高純度であるべきである。分解を回避するためには、Tris-HCl(pH8.0)バ ッファー中での保存が純水よりも好ましい。
The above-described long-range primer design can be further refined by partial primer design, where several other factors should be considered. Primers without non-template tails, such as universal sequencing primers or the T7 promoter, should be avoided. Preferred primers have a Tm of about 56 ° C. The difference in Tm between the front and reverse primer is preferably about 1 ° C. The difference in Tm between the primer and the template is preferably about 25 ° C. The 3′-pentomer of each primer should be more stable than ΔG ゜ = −6 kcal / mol (ie, more negative). Any possible primer dimer is at least 5 kcal / mole less stable than the 3'-pentomer (ie, 5 kcal or more positive). Any primer self-annealing group should have a Tm of less than 12 ° C. Primers should be of high purity with no incorrect sequences. To avoid degradation, storage in a Tris-HCl (pH 8.0) buffer is preferred over pure water.

【0098】 場合によっては最高1.5kbの長い断片、例えばエキソンを突然変異について直 接スクリーニングすることがより便利である。そのような長い断片は一般的に多
数の融解温度ドメインを含む。二本鎖DNA断片は、種々の領域が温度上昇に反
応して変性する異なる熱安定性を持つので、一連の非連続的段階で融解する。こ
れらの異なる熱安定性領域を「ドメイン」と称し、そして各ドメインは約50〜30
0bp長である。各ドメインは独特なそれぞれのTmを有し、そして各Tmと関連する 熱力学的挙動を表すだろう。ドメイン中の塩基誤対合はこれを不安定化し、ホモ
二本鎖中で見いだされる完全に水素結合したその対に対してヘテロ二本鎖中のド
メインのTmの減少をもたらす。一般的に塩基誤対合の存在はTmを約1〜2℃下げ
る。図13は概略的形態の理論的な3つのドメイン断片の融解を説明する。
In some cases, it is more convenient to directly screen long fragments, up to 1.5 kb, eg, exons, for mutations. Such long fragments generally contain a number of melting temperature domains. Double-stranded DNA fragments melt in a series of discrete steps because the different regions have different thermal stability, denaturing in response to elevated temperatures. These different thermostable regions are termed "domains" and each domain is about 50-30
It is 0 bp long. Each domain has a unique respective Tm and will exhibit the thermodynamic behavior associated with each Tm. Base mismatches in the domain destabilize it, resulting in a decrease in the Tm of the domain in the heteroduplex relative to the fully hydrogen bonded pair found in the homoduplex. Generally, the presence of base mismatch reduces Tm by about 1-2 ° C. FIG. 13 illustrates the melting of a theoretical three domain fragment in schematic form.

【0099】 上記のように、各々のDNA断片は1以上の独立した熱安定性の領域またはド
メインから成る。ドメインのTmは熱力学的な特性(signature)として役立ち、 そしてドメインの熱力学的挙動を決定する。図13に説明するように、温度が次
第に上がると、ドメインAはそのTmがBまたはCのTmよりも低いので最初に変性
するだろう。ドメインBは中間的なTmを有し、そして次に融解し、そしてCはド
メインがこの断片内に最高のTmを有するので最後に融解するだろう。
As described above, each DNA fragment consists of one or more independent thermostable regions or domains. The Tm of a domain serves as a thermodynamic signature and determines the thermodynamic behavior of the domain. As illustrated in FIG. 13, as temperature increases, domain A will first denature because its Tm is lower than that of B or C. Domain B has an intermediate Tm and then melts, and C will melt last because the domain has the highest Tm within this fragment.

【0100】 1端から他の1端に次第に「ジッパーを開く」というよりも、ドメイン中の塩
基対は大変狭い温度範囲にわたり同時に(in unison)融解する。ドメインの変性
はドメインを含んで成る塩基対の間で「協同性」を示すシグモイドプロフィール
(図14)が特徴である。変曲の中点(傾き)がTmであり、そしてドメインが一
本鎖と二本鎖状態の間で平衡が存在する温度に対応する。Tmを越えて温度を上げ
ると、全ドメインは急速に完全に一本鎖構造に転換するだろう。
Rather than progressively “opening the zipper” from one end to the other, base pairs in the domain melt in unison over a very narrow temperature range. Denaturation of the domain is characterized by a sigmoid profile (FIG. 14) that shows "cooperativity" between the base pairs comprising the domain. The midpoint of the inflection (slope) is the Tm, and the domain corresponds to the temperature at which equilibrium exists between the single- and double-stranded states. Increasing the temperature above the Tm will rapidly convert all domains to a completely single-stranded structure.

【0101】 図13で説明する3つのドメイン分子では、推定される点突然変異が任意のド
メイン:A、BまたはCに存在し得る。多型突然変異またはこれまでに特徴つけ
られなかったDNA断片中の突然変異を検出する高い確率を確立するためには、
断片の分析がDMIPCにより行われる1以上の温度を注意深く選択することが必要 である。
In the three domain molecule described in FIG. 13, the putative point mutation may be in any domain: A, B or C. To establish a high probability of detecting a polymorphic mutation or a mutation in a previously uncharacterized DNA fragment,
It is necessary to carefully select one or more temperatures at which fragment analysis is performed by DMIPC.

【0102】 MIPCシステムは全体的に好ましい変性範囲(例えば50゜〜70℃)にわたり増分的 に温度を増加して、一連の分離を行うことによりDNA断片の融解挙動を自動的
にプロファイリングすることができる。
The MIPC system can automatically profile the melting behavior of DNA fragments by performing a series of separations with incremental increases in temperature over an overall preferred denaturation range (eg, 50 ° -70 ° C.). it can.

【0103】 図14は4つの関連するDNA断片のホモ−およびヘテロ−二本鎖形態を表す
(ホモ二本鎖は破線により表される)。これらの融解プロフィールは、ヘテロ二
本鎖の変曲がいかに左にずれるかを説明し、低いTmおよびホモ二本鎖に比べてMI
PCカラムから速く溶出することを示している。またヘテロ二本鎖のTmはおよそ1
゜〜2℃ホモ二本鎖よりも低いことも明らかである。
FIG. 14 depicts the homo- and hetero-duplex forms of the four related DNA fragments (homoduplexes are represented by dashed lines). These melting profiles explain how heteroduplex inflection shifts to the left, lower Tm and MI compared to homoduplexes.
This indicates that elution is fast from the PC column. The Tm of the heteroduplex is about 1
It is also clear that the temperature is lower than ゜ -2 ° C. homoduplex.

【0104】 図15は、sY81と命名された230bpの制限断片の融解プロフィールを表す。こ の断片中に存在する任意のドメインはここで、約54゜〜59℃の間に広がるシグモ イド曲線により表されている。この変曲の中点での温度は、ホモ二本鎖の融解プ
ロフィールのTmすなわちTmhomoである。融解プロフィールからTmhomoの決定は、
突然変異スクリーニングを行うための適切な温度の選択に必要である。塩基誤対
合の存在は調べた対応するヘテロ二本鎖ドメインのTmを約1゜〜2℃まで下げる ので、各々のヘテロ二本鎖断片、TmheteroのTmのかなり正確な予測をすることが
できる(ここでTmhetero=Tmhomo-1℃)。
FIG. 15 shows the melting profile of the 230 bp restriction fragment designated sY81. Any domains present in this fragment are represented here by a sigmoid curve extending between about 54 ° -59 ° C. The temperature at the midpoint of this inflection is the Tm, or Tm homo , of the melting profile of the homoduplex. The determination of Tm homo from the melting profile
It is necessary to select an appropriate temperature for performing the mutation screen. Since the presence of base mismatch reduces the Tm of the corresponding heteroduplex domain examined to about 1 ° C to 2 ° C, a fairly accurate prediction of the Tm of each heteroduplex fragment, Tmhetero , can be made. Yes (where Tm hetero = Tm homo -1 ° C).

【0105】 上に示したように、融解プロフィールの出現によりTmhomoが約56℃であること
が示される。したがってこの断片内の突然変異についてスクリーニングするため
の好適な温度は、Tmhetero=Tmhomo-1℃、すなわち55℃である。しかし両ドメイ
ンの変曲により作られる傾きの鋭さ、および2つのドメインのTmの接近を考慮す
ると、この断片内に存在する任意のドメインがこの温度で一部変性することが分
かる。2つの異なるドメインのTmが一方の5℃内である時、1つの分析温度を選
択することにより両方のドメイン中の突然変異を同時にスクリーニングすること
が可能である。しかし選択する温度は低いTmを有するドメインのTm以下でなけれ
ばならない。もし中間の値を選択すると、両ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖断片
中の低いTmドメインが変性し、そしてドメイン中の突然変異を検出する能力が失
われるだろう。DNA断片が5℃よりも大きい温度範囲で融解するならば、断片
をスクリーニングするために1より多くの温度を使用しなければならない。
As indicated above, the appearance of the melting profile indicates that the Tm homo is about 56 ° C. Therefore, the preferred temperature for screening for mutations in this fragment is Tm hetero = Tm homo -1 ° C, ie 55 ° C. However, given the sharpness of the slope created by the inflection of both domains, and the closeness of the Tm of the two domains, it can be seen that any domain present within this fragment will be partially denatured at this temperature. When the Tm of two different domains is within 5 ° C of one, it is possible to simultaneously screen for mutations in both domains by selecting one analysis temperature. However, the temperature chosen must be below the Tm of the domain with the lower Tm. If an intermediate value is chosen, the low Tm domain in both heteroduplex and homoduplex fragments will be denatured and the ability to detect mutations in the domain will be lost. If a DNA fragment melts in a temperature range greater than 5 ° C., more than one temperature must be used to screen the fragment.

【0106】 例えば、DNA断片がそれぞれ55℃、60℃および65℃のTmを有する3つのドメ
インA、BおよびCを含むならば、融解プロフィールの傾斜は、10℃の範囲にわ
たって広がり、図15に示すプロフィールよりも広くなるだろう。これは突然変
異の存在についてこの断片中のすべてのドメインを広範囲にスクリーニングする
ために、1より多くのスクリーニング温度が使用されなければならないことを示
す。ドメインAおよびBは、54℃の温度で同時にスクリーニングすることができ
、そしてドメインBおよびCは59℃で同時にスクリーニングすることができる。
しかし、3つのすべてのドメインの同時スクリーニングを可能とする1つの温度
は無い。図16は55℃、60℃および65℃のTmを持つ3つのドメイン断片に関する
理論的融解プロフィールを表す。
For example, if the DNA fragment contains three domains A, B and C with Tm of 55 ° C., 60 ° C. and 65 ° C. respectively, the slope of the melting profile extends over a range of 10 ° C., as shown in FIG. It will be wider than the profile shown. This indicates that more than one screening temperature must be used to extensively screen all domains in this fragment for the presence of the mutation. Domains A and B can be screened simultaneously at a temperature of 54 ° C, and domains B and C can be screened simultaneously at 59 ° C.
However, there is no one temperature that allows simultaneous screening of all three domains. FIG. 16 shows the theoretical melting profiles for three domain fragments with Tm of 55 ° C., 60 ° C. and 65 ° C.

【0107】 約5℃よりも広い温度範囲にわたり広がる融解プロフィールである時、以下の
工程を使用して図16に示すような広範囲の突然変異スクリーニングを行うこと
ができる。 1.変曲の傾きを4分割する。 2.0.25および0.75の位置で温度から1℃を引く。 3.0.25の位置に対応する温度より1℃低い温度で第1分析を行う。 4.0.75の位置に対応する温度より1℃低い温度で第2分析を行う。
When the melting profile extends over a temperature range greater than about 5 ° C., a wide range of mutation screens as shown in FIG. 16 can be performed using the following steps. 1. Divide the slope of the inflection into four parts. 2. Subtract 1 ° C from temperature at 0.25 and 0.75. 3. Perform the first analysis at 1 ° C. below the temperature corresponding to the 0.25 position. 4. Perform a second analysis at a temperature 1 ° C. below the temperature corresponding to the position of 0.75.

【0108】 Mullisへの米国特許第4,683,202号明細書に記載されたポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)は、バイオテクノロジー分野における革新的発明であった。PCRは、任意
の塩基対長(サイズ)のDNAまたは他のポリヌクレオチドの微細な試料の増幅
(複製)を、DNAポリメラーゼと呼ばれる高度に感受性の酵素を利用して、「
プライマー」と呼ばれる小さいDNA鎖を「鋳型」に沿って延長させることを可
能とする。微細なDNA試料は鋳型として役立つ。PCRは鋳型中またはそれらの 任意の部分に存在するデオキシヌクレオチドトリフォスフェート(dNTP)塩基の
相補的配列を再生する。PCRは診断技法と関連して使用することができ、ここで 例えば検出限界未満の濃度を有するDNA試料をPCR法により増幅させ、そして そのようにして得られたより大量の試料を続いて分析する。同様な様式で、遺伝
材料から得たDNA試料を増幅させ、そして配列決定し、またはその生物的効果
を決定するために研究することができる。
The polymerase chain reaction (PCR) described in US Pat. No. 4,683,202 to Mullis was an innovative invention in the field of biotechnology. PCR utilizes the amplification (replication) of a small sample of DNA or other polynucleotide of any base pair length (size) using a highly sensitive enzyme called DNA polymerase,
It allows a small DNA strand, called a "primer", to be extended along a "template". Fine DNA samples serve as templates. PCR regenerates the complementary sequence of deoxynucleotide triphosphate (dNTP) bases present in the template or at any part thereof. PCR can be used in conjunction with diagnostic techniques, wherein, for example, a DNA sample having a concentration below the limit of detection is amplified by PCR, and a larger sample so obtained is subsequently analyzed. In a similar manner, a DNA sample obtained from genetic material can be amplified and sequenced or studied to determine its biological effect.

【0109】 PCR増幅を行うための装置、例えばAir Thermo Cycler(アイダホ テクノロジ ーズ:Idaho Technologies)および試薬は、多数の供給元から市販されている( 例えば、パーキン−エルマーカタログ「PCRシステム、試薬および消耗品」、パー
キン−エルマー アプライド バイオシステムズ:Perkin-Elmer Applied Biosyst
ems、フォスター市、カリフォルニア州)。
Equipment for performing PCR amplification, such as the Air Thermo Cycler (Idaho Technologies) and reagents, are commercially available from a number of sources (eg, the Perkin-Elmer catalog “PCR Systems, Reagents and Consumables ”, Perkin-Elmer Applied Biosyst
ems, Foster City, California).

【0110】 PCRは典型的にはpH5〜8のバッファー中で行われる。バッファーは増幅する 二本鎖DNA試料、第1プライマー、第2プライマー、塩化マグネシウム(MgCl 2 )、および一般的には「塩基」と呼ばれるDNAの構成単位である4種のデオキ
シヌクレオチドトリフォスフェート(dATP、dTTP、dCTPおよびdGTP)を含む。反 応混合物はDNA試料が変性するのに十分な温度(典型的には90℃)で加熱され
、これによりその2つの相補的ポリヌクレオチド鎖が分離する。あるいはDNA
はヘリカーゼ酵素を使用して周囲温度にて酵素的に変性させることができる。変
性が加熱により行われ、そして熱安定性DNAポリメラーゼを使用するならば、
DNAポリメラーゼは反応が始まる前に加える。変性が熱により行われ、そして
熱安定性DNAポリメラーゼを使用するならば、DNAポリメラーゼは変性工程
の後に加える。変性が周囲温度でヘリカーゼにより行われるならば、熱安定性D
NAポリメラーゼは反応が始まる前に他の試薬に含ませてもよい。他の変性条件
は当業者には周知であり、そしてCottonへの米国特許第5,698,400号明細書(1997
)に記載されている。この特許明細書およびそこに引用されている参考文献は全 部、本明細書に編入する。DNAポリメラーゼは様々な供給元から市販されてお
り、例えばパーキン−エルマー アプライド バイオシステムズ(フォスター市、
カリフォルニア州)およびストラタジーン(ラジョラ、カリフォルニア州)。
[0110] PCR is typically performed in a buffer of pH 5-8. The buffer is a double-stranded DNA sample to be amplified, the first primer, the second primer, magnesium chloride (MgCl Two ), And four types of deoxy, which are units of DNA generally called "bases"
Includes trinucleotide triphosphates (dATP, dTTP, dCTP and dGTP). The reaction mixture is heated at a temperature sufficient to denature the DNA sample (typically 90 ° C).
This separates the two complementary polynucleotide strands. Or DNA
Can be denatured enzymatically at ambient temperature using a helicase enzyme. Strange
If the properties are performed by heating and using a thermostable DNA polymerase,
DNA polymerase is added before the reaction starts. Denaturation is performed by heat, and
If a thermostable DNA polymerase is used, the DNA polymerase will undergo a denaturing step.
Add after If denaturation is performed by helicase at ambient temperature, the thermostability D
NA polymerase may be included in other reagents before the reaction starts. Other denaturing conditions
Are well known to those skilled in the art, and U.S. Patent No. 5,698,400 to Cotton (1997
)It is described in. This patent specification and the references cited therein are hereby incorporated by reference in their entirety. DNA polymerases are commercially available from various sources.
For example, Perkin-Elmer Applied Biosystems (Foster City,
California) and Stratagene (La Jolla, California).

【0111】 プライマーは、典型的には7〜25ヌクレオチド塩基から成るオリゴヌクレオチ
ド配列である。プライマーは通常、予め決定した規定された配列に化学的に合成
される。プライマー配列は、PCRにより複製される変性DNA鎖の同定された部 分と相補的になるように設計される。プライマーは様々な供給元、例えばシンセ
ティック ジェネティックス(Synthetic Genetics)(サンディエゴ、カリフォ ルニア州) から市販されている。反応を約50℃に冷却すると、各プライマーは 複製される変性DNA試料の各鎖中の相補的塩基配列にアニールする。DNAポ
リメラーゼ、4種のdNTPsおよびMg++の存在下で約70℃に加熱することにより、 複製はそれらの3'-末端から相補的なdNTPsを鎖の長さに沿って加えることによ りプライマーを延ばす。dNTPsは様々な供給元、例えばファルマシア(Pharmacia
)(ピスカタウェイ、ニュージャージー州)から市販されている。この工程を多 数回繰り返すことにより、所望のDNA鎖の数に幾何級数的増加が反応の初期段
階で、または十分に過剰な試薬が反応媒質に存在するかぎり達成できる。
A primer is an oligonucleotide sequence, typically consisting of 7 to 25 nucleotide bases. Primers are typically chemically synthesized to a predetermined sequence that is predetermined. The primer sequence is designed to be complementary to the identified portion of the denatured DNA strand that is replicated by PCR. Primers are commercially available from various sources, for example, Synthetic Genetics (San Diego, Calif.). When the reaction is cooled to about 50 ° C., each primer anneals to a complementary base sequence in each strand of the denatured DNA sample to be replicated. By heating to about 70 ° C. in the presence of DNA polymerase, four dNTPs and Mg ++ , replication is achieved by adding complementary dNTPs from their 3′-end along the length of the strand. Extend primer. dNTPs are available from a variety of sources, such as Pharmacia.
) (Piscataway, NJ). By repeating this process many times, a geometrical increase in the number of desired DNA strands can be achieved at an early stage of the reaction or as long as a sufficient excess of reagents is present in the reaction medium.

【0112】 PCRはバイオテクノロジー分野では周知であり、そしてMullisへの米国特許第4
,683,202号明細書(1987):Eckertら、ポリメラーゼ連鎖反応に使用されるDNA
ポリメラーゼの再生度(The Fidelity of DNA Polymerase Used In The Polymer
ase Chain Reactions)、McPherson、QuirkeおよびTaylor(編集)、「PCR:実 践的研究(Practical Approach)」、IRL出版、オックスフォード、第1巻、第22
5〜244頁;Andreら、ゲノム リサーチ(GENOME RESEARCH)、コールドスプリン グハーバーラボラトリー出版(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、第843 〜852(1977)に詳細に記載されている。このような参考文献およびそこに引用さ れている参考文献は、引用により全部、本明細書に編入する。
[0112] PCR is well known in the biotechnology art and is described in US Pat.
No., 683,202 (1987): Eckert et al., DNA used for polymerase chain reaction.
Polymerase regeneration (The Fidelity of DNA Polymerase Used In The Polymer
ase Chain Reactions), McPherson, Quirke and Taylor (Editor), “PCR: Practical Approach”, IRL Publishing, Oxford, Volume 1, Volume 22
Pages 5-244; Andre et al., GENOME RESEARCH, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 843-852 (1977). All such references and references cited therein are hereby incorporated by reference.

【0113】 PCR法は使用するDNAポリメラーゼの特異性、ならびに反応の他の特徴によ りDNA鎖を複製する能力に限界がある。例えばプライマーは、部分的に相補的
なDNA鎖の部分にのみに結合するかもしれない。そのような非特異的プライマ
ーの結合は、望ましくない配列を含む生成物を生成するだろう。さらに第1およ
び第2プライマーも互いに相補的な部分に結合し、プライマーの二量体を形成す
る。DNAポリメラーゼの特異性は使用する反応条件ならびに使用する酵素の種
類により変動する。完全に間違え無くプライマーを延長させる酵素は無い。非相
補的塩基が、時々取り込まれる。間違えに関連するそのような酵素は、元のDN
A試料の正確なコピーではない二本鎖DNA生成物を生じ、すなわちこの生成物
はPCRが誘導した突然変異を含む。正確さ、またはDNA複製の再生度を下げる 他のPCR法の変数は、反応温度、プライマーのアニーリング温度、酵素濃度、dNT
P濃度、Mg++濃度、酵素の起源およびそれらの組み合わせを含む。
[0113] The PCR method is limited by the specificity of the DNA polymerase used, as well as the ability to replicate the DNA strand due to other characteristics of the reaction. For example, a primer may bind only to a portion of the DNA strand that is partially complementary. Binding of such non-specific primers will produce a product containing the undesired sequence. In addition, the first and second primers also bind to complementary portions and form a primer dimer. The specificity of DNA polymerase varies depending on the reaction conditions used and the type of enzyme used. No enzyme can extend the primer without any mistake. Non-complementary bases are sometimes incorporated. Such an enzyme that is associated with a mistake is the original DN
A double-stranded DNA product that is not an exact copy of the A sample is generated, ie, this product contains a PCR-induced mutation. Other PCR variables that reduce accuracy or the degree of DNA replication regeneration include reaction temperature, primer annealing temperature, enzyme concentration, dNT
Including P concentration, Mg ++ concentration, origin of enzyme and combinations thereof.

【0114】 PCRのほとんどの応用に、達成できる最高レベルの複製再生度が要求される。 特に、突然変異体遺伝子の検出、遺伝子操作したモノクローナル抗体の構築、T
−細胞レセプター対立遺伝子多型の分析、インビボでのHIV変異の研究およびPCR
で増幅した群から個々のDNA分子のクローニングは、それらの成功が再生度の
高い増幅に依存している。
Most applications of PCR require the highest level of replication reproducibility that can be achieved. In particular, detection of mutant genes, construction of genetically engineered monoclonal antibodies,
-Analysis of cell receptor allele polymorphisms, study of HIV mutations in vivo and PCR
The cloning of individual DNA molecules from the group amplified in step 1 depends on their successful regeneration.

【0115】 本発明以前には、PCR産物および方法はゲル電気泳動またはキャピラリー電
気泳動により監視された。このような方法はDNA断片をサイズにより分けるが
、PCRが誘導した突然変異を検出することはできない。本明細書で使用する「PCR
が誘導した突然変異」という用語は、PCR法中に鋳型中の対応する塩基とは相補 的でない1以上の塩基の挿入を意味すると定義する。すなわちPCRが誘導する突 然変異は複製再生度からの偏りである。そのような突然変異は、これまではそれ
らの正常な対から勾配ゲル電気泳動または勾配キャピラリー電気泳動により分離
された。しかしこのような技法は行うことが難しく、時間がかかり、膨大な技術
力を必要とし、そして常に再現性があるわけではない。キャピラリー電気泳動分
析は、少なくとも30分間かかる。ゲル電気泳動分析は数時間かかる。このような
分析法は、すぐに準備でき、使用が容易で、高い処理量、高い再現性および定量
的な結果が必要なPCR法の日常的な分析には最適ではない。
Prior to the present invention, PCR products and methods were monitored by gel electrophoresis or capillary electrophoresis. Although such methods separate DNA fragments by size, they do not detect PCR-induced mutations. As used herein, "PCR
The term "induced mutation" is defined as meaning the insertion of one or more bases that are not complementary to the corresponding bases in the template during the PCR method. That is, the sudden mutation induced by PCR is a deviation from the degree of replication regeneration. Such mutations have hitherto been separated from their normal pairs by gradient gel electrophoresis or gradient capillary electrophoresis. However, such techniques are difficult to perform, time consuming, require enormous skill, and are not always reproducible. Capillary electrophoresis analysis takes at least 30 minutes. Gel electrophoresis analysis takes several hours. Such an assay is readily available, easy to use, and not optimal for routine analysis of PCR methods that require high throughput, high reproducibility and quantitative results.

【0116】 したがって、完全な複製からの偏りを最小にするために、PCR法を分析でき、 そして予測可能な様式でPCR法を至適化できる、容易に使用できる分析法の必要 性が存在する。またPCRが誘導した突然変異およびプライマー二量体のようなア ーティファクトから純粋なPCR産物を容易に分離し、そして集めるための方法
の必要性が存在する。
Thus, there is a need for an easy-to-use assay that can analyze a PCR method and minimize the bias from perfect replication and optimize the PCR method in a predictable manner. . There also exists a need for a method for easily separating and collecting pure PCR products from artifacts such as PCR-induced mutations and primer dimers.

【0117】 PCR複製法において偏りを最小にすることは、偏りの原因が同定できれば偏り を生じる反応条件または試薬を変更することにより達成することができる。本発
明の1観点は、マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(MIPC)法
をPCR反応生成物に応用することより得た生成物プロフィールが、正確な複製か らの偏りの原因を同定するために使用できるという知見に基づく。
Minimizing the bias in the PCR replication method can be achieved by changing the reaction conditions or reagents that cause the bias, if the cause of the bias can be identified. One aspect of the invention is that the product profile obtained by applying the matched ion polynucleotide chromatography (MIPC) method to PCR reaction products can be used to identify sources of bias from accurate replication. Based on the knowledge that.

【0118】 本明細書で使用する「マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー」
と言う用語は、非−極性分離媒体を使用して一本鎖および二本鎖ポリヌクレオチ
ドを分離する方法と定義し、ここでこの方法はカウンターイオン剤、および分離
媒体からポリヌクレオチドを放出するための有機溶媒を使用する。条件に依存し
て、MIPCは二本鎖ポリヌクレオチドをサイズにより、または塩基対配列により分
離し、したがってPCRを評価そして分析するための好適な分離技法である。DN A断片の混合物がMIPCカラムに添加される時、それらはサイズにより分離され、
より小さい断片がカラムから最初に溶出する。ヘテロ二本鎖を部分的に変性させ
るのに十分な温度で行う時、MIPCは「変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロ
マトグラフィー(DMIPC)」と呼ぶ。典型的にはDMIPC中、ヘテロ二本鎖は対応す
るホモ二本鎖よりも速くカラムから溶出する。
“Matched-ion polynucleotide chromatography” as used herein
The term is defined as a method of separating single- and double-stranded polynucleotides using a non-polar separation medium, where the method comprises releasing a polynucleotide from the counter-ionic agent and the separation medium. Using an organic solvent. Depending on the conditions, MIPC separates double-stranded polynucleotides by size or by base-pairing sequence, and is therefore a preferred separation technique for evaluating and analyzing PCR. When the mixture of DNA fragments is added to the MIPC column, they are separated by size,
Smaller fragments elute first from the column. When performed at a temperature sufficient to partially denature the heteroduplex, MIPC is referred to as "denatured matched ion polynucleotide chromatography (DMIPC)." Typically, in DMIPC, heteroduplexes elute from the column faster than the corresponding homoduplexes.

【0119】 PCRの複製再生度または収量を至適化するパラメーターは、PCR産物プロフ ィールを作成そして分析し、そしてそのプロフィールを標準的な生成物プロフィ
ールと比較して、DNA複製の再生度および収量の至適化を達成するために、多
くのどの可能なパラメーターを調整する必要があるかを予測することにより予想
することができる。PCR法を分析し、そして反応生成物のプロフィール中の望ま しくない生成物を同定することにより、望ましくない生成物を生じる原因の反応
パラメーターを決定し、そして続くPCR法ではそのような望ましくない生成物を 排除または最少とするために変更することができる。
The parameters that optimize the PCR replication reproducibility or yield are the PCR product profiles created and analyzed, and the profiles compared to standard product profiles to determine the reproducibility and yield of DNA replication. Can be predicted by predicting which of many possible parameters may need to be adjusted in order to achieve optimality. By analyzing the PCR method and identifying the undesired products in the reaction product profile, the reaction parameters responsible for the undesired products are determined, and the subsequent PCR method is used to determine such undesired products. Can be changed to eliminate or minimize things.

【0120】 本明細書で使用する「PCR産物プロフィール」という用語は、PCR法の生成 物に適用した時にMIPCにより作られるデータを意味すると定義する。このMIPCデ
ータは期待される生成物と反応混合物の他の成分とを互いに識別することができ
る。このような成分は、所望する生成物(1つまたは複数)、副産物および反応
アーティファクトを含んで成る。PCR産物プロフィールは、視覚的表示、デー
タの印字した表示、または元のデータの流れの状態であることができる。
The term “PCR product profile” as used herein is defined to mean data generated by MIPC when applied to the products of a PCR method. This MIPC data allows the expected product and other components of the reaction mixture to be distinguished from each other. Such components comprise the desired product (s), by-products and reaction artifacts. The PCR product profile can be a visual representation, a printed representation of the data, or a status of the original data stream.

【0121】 PCR産物プロフィールを作成するための本発明の好適な方法は、MIPCである
。好適な表示は、ビデオスクリーンまたは印字されたハードコピーまたはそれら
に対応するデータ流で見られるようなMIPC法の分離クロマトグラム出力である。
出願人は、MIPCが結果を定量するために必要な、正確で、再現性のある様式でPC
R法のすべての可能な生成物を分離することができる効率的な分析法であること を見いだした。さらにこの方法は実施が容易である。MIPCがPCR法を分析し、そ して至適化するためにこれまで使用されたことはなかった。
A preferred method of the invention for generating a PCR product profile is MIPC. A preferred display is a separate chromatogram output of the MIPC method as found in a video screen or printed hard copy or their corresponding data stream.
Applicants must submit the PC in the accurate and reproducible format required by MIPC to quantify the results.
It has been found that it is an efficient analytical method that can separate all possible products of the R method. Furthermore, this method is easy to implement. MIPC has never been used to analyze and optimize PCR methods.

【0122】 本明細書で使用する「標準プロフィール」という用語は、このMIPC法がPCR法 に関連して参照標準を分離するために使用される時、MIPC法により作成されたデ
ータを意味すると定義する。参照標準は、PCR法の期待される生成物、塩基対長 の表示を算出するために使用できる既知の塩基長のDNA断片、プライマー、プ
ライマー二量体、期待されるPCR産物のヘテロ二本鎖およびこのような1種以
上の組み合わせを含んで成る。標準プロフィールは、MIPCにより分離された実際
のPCR法も含むことができる。標準プロフィールは、データの視覚的表示、印字 表示または元のデータ流の状態であることができる。
As used herein, the term “standard profile” is defined to mean data generated by the MIPC method when the MIPC method is used to separate reference standards in connection with a PCR method. I do. The reference standard is the expected product of the PCR method, a DNA fragment of known base length, a primer, a primer dimer, and a heteroduplex of the expected PCR product that can be used to calculate the base pair length designation. And one or more such combinations. The standard profile can also include the actual PCR method separated by MIPC. The standard profile can be a visual representation of the data, a printed representation, or a state of the original data stream.

【0123】 MIPCは実施が容易で、再現性のある結果を提供し、そして一本および二本鎖の
ポリヌクレオチドをサイズおよび塩基配列の両方に基づき効果的に分離すること
ができる。DMIPCで使用するように、より高温でMIPCを操作することにより、所 望の生成物とわずか1塩基異なるPCRが誘導した突然変異から所望のDNA生成 物の分離が可能になる。これは複製再生度からの偏りを表すPCR法の任意の副産 物から所望する生成物を分離する。次に副産物はそれらの生成物プロフィールを
選択した標準プロフィールと上記のように比較することにより評価し、そして同
定することができる。MIPC以外の方法は、複製再生度からの偏りを分離そして検
出できず、かつ/または不正確で、不便で、時間がかかり、そして範囲に限界が
ある。MIPCは、一般的に一本および二本鎖ポリヌクレオチドおよび特にDNA断
片の混合物を分離でき、本質的に上記の既知のゲルに基づく方法の限界は無い。
MIPC分離は典型的には10分未満で完了し、そしてしばしば5分未満である。MIPC
システム(トランスゲノミック社、サン ジョーズ、カリフォルニア州)は、カ ラムおよび流体入口領域を囲むコンピューター制御オーブンを備えている。突然
変異の部位でDNAの部分的変性(融解)に必要な温度でPCR混合物の分離を行 うことは、したがって自動化され、そして容易に行うことができる。MIPC分離に
使用するこのシステムは堅固で(rugged)、そして再現性のある結果を提供する 。これをコンピューター制御し、そして多数の試料の全分析を自動化することが
できる。このシステムは自動的な試料注入、データ収集、分離する断片のサイズ
に基づき予め決定した溶出溶媒の選択、および分析する断片の塩基対配列に基づ
き選択したカラム温度を提供する。分離されたPCR混合物成分は、反応生成物プ ロフィールを提供し、これはゲルフォーマットで直線的なバンドの列として、ま
たはピークの列として表示され得る。この表示はコンピューター保存デバイスに
保存することができる。この表示は拡大することができ、そして検出しきいは生
成物プロフィール表示を至適化するように調整することができる。反応プロフィ
ールはリアルタイムで表示でき、または後で表示について保存デバイスから取り
出すことができる。生成物プロフィール表示は、ビデオ表示スクリーン上または
プリンターにより印字されたハードコピーとして見ることができる。
MIPC is easy to perform, provides reproducible results, and can effectively separate single and double stranded polynucleotides based on both size and base sequence. Operating MIPC at higher temperatures, as used in DMIPC, allows the separation of the desired DNA product from PCR-induced mutations that differ by only one base from the desired product. This separates the desired product from any by-products of the PCR method that represent a bias from the degree of replication regeneration. The by-products can then be evaluated and identified by comparing their product profiles with the selected standard profile as described above. Methods other than MIPC cannot separate and detect deviations from replication reproducibility and / or are inaccurate, inconvenient, time consuming, and have limited range. MIPC is generally capable of separating mixtures of single and double-stranded polynucleotides and especially DNA fragments, and has essentially no limitations of the known gel-based methods described above.
MIPC separations are typically completed in less than 10 minutes, and often in less than 5 minutes. MIPC
The system (Transgenomic, San Jose, CA) has a computer controlled oven surrounding the column and fluid inlet area. Performing a separation of the PCR mixture at the temperature required for partial denaturation (melting) of the DNA at the site of the mutation is thus automated and easily performed. The system used for MIPC separations is rugged and provides reproducible results. This can be computer controlled and the entire analysis of a large number of samples can be automated. The system provides automatic sample injection, data collection, selection of a pre-determined elution solvent based on the size of the fragments to be separated, and column temperature selection based on the base pairing sequence of the fragments to be analyzed. The separated PCR mixture components provide the reaction product profile, which can be displayed as a row of linear bands in gel format or as a row of peaks. This representation can be stored on a computer storage device. This display can be enlarged and the detection threshold can be adjusted to optimize the product profile display. The reaction profile can be displayed in real time, or later retrieved from the storage device for display. The product profile display can be viewed on a video display screen or as a hard copy printed by a printer.

【0124】 実施例9は、温度がヘテロ二本鎖(PCRが誘導した突然変異)およびホモ二本鎖
のMIPCによる分離に及ぼす効果を記載する。図18は、分離クロマトグラムの状
態でPCR法の生成物プロフィールとして(実施例4〜8に記載)、実施例9の結 果を示し、ここで分離はMIPCにより異なる3つの温度で行われた。生成物断片は
塩基対を含有した。62℃で、2つの良く分離されないピークが見られる。分離法
の温度を64℃に上げた時、PCRが誘導した突然変異から生じたヘテロ二本鎖を表 す広い肩が、主要な鋭いピークよりも低い保持時間で見られる。鋭いピークは所
望のPCR産物を表す。64℃のクロマトグラムでの出現は、生成物ピークから良
く分かれていない、広い、低い保持時間により証明されるように、ヘテロ二本鎖
が塩基対誤対合の部位(1つまたは複数)でちょうど変性し始めたことを示して
いる。分離温度を66℃に上げた時、より高い保持時間で現れる鋭い生成物ピーク
からPCRが誘導した突然変異が完全に分離されることにより証明されるように、 誤対合の部位で完全な変性が起こった。さらに低い保持時間のピークがここでは
一部、少なくとも2つのヘテロ二本鎖に分解されている。図18はまた、排除容
積に近い、大変低い保持時間でプライマー二量体のピークを示す。図18から分
かるように、全分離は6〜8分間で完了した。各実験の試料の注入および温度は
予めプログラムし、そしてコンピューター制御した試料の自動注入器およびコン
ピューター制御したカラムオーブンにより自動的に行われた。
Example 9 describes the effect of temperature on the separation of heteroduplexes (PCR-induced mutations) and homoduplexes by MIPC. FIG. 18 shows the results of Example 9 as product profiles of the PCR method (described in Examples 4-8) in the form of a separation chromatogram, where the separation was performed at three different temperatures by MIPC. . The product fragment contained base pairs. At 62 ° C., two poorly resolved peaks are seen. When the separation temperature is raised to 64 ° C, broad shoulders representing heteroduplexes resulting from PCR-induced mutations are seen with lower retention times than the main sharp peak. Sharp peaks represent the desired PCR product. The appearance in the 64 ° C. chromatogram indicates that the heteroduplex is at the site (s) of base pair mismatch as evidenced by a broad, low retention time that is not well separated from the product peak. This indicates that it has just begun to denature. Complete denaturation at the site of the mismatch, as evidenced by complete isolation of PCR-induced mutations from sharp product peaks that appear at higher retention times when the separation temperature is increased to 66 ° C Happened. The lower retention time peak is now partially resolved into at least two heteroduplexes. FIG. 18 also shows the primer dimer peak at very low retention times, close to the excluded volume. As can be seen from FIG. 18, the entire separation was completed in 6-8 minutes. Sample injection and temperature for each experiment were preprogrammed and performed automatically by a computer-controlled sample auto-injector and computer-controlled column oven.

【0125】 実施例4に記載した一連の工程は、PCR法の1サイクルを表す。このようなサ イクルは所望する量の生成物が得られるまで繰り返す。最終サイクル後、さらに
プライマーがそれらの個々の鋳型に結合する必要は無いので、混合物は通常、再
度変性されない。しかし最終的なPCR混合物を正確に分析するためには、すべて の成分の二本鎖は変性およびハイブリダイズする機会をもたなければならないの
で、相補鎖のすべての可能なホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の組み合わせを形成
する機会があり得る(実施例12)。
A series of steps described in Example 4 represents one cycle of the PCR method. Such a cycle is repeated until the desired amount of product is obtained. After the final cycle, the mixture is usually not denatured again, since no further primers need to bind to their individual templates. However, in order to accurately analyze the final PCR mix, all possible duplexes of the complementary strand must be free of denaturation and hybridization, since all component duplexes must have the opportunity to denature and hybridize. There may be an opportunity to form a duplex combination (Example 12).

【0126】 DNAポリメラーゼの特異性の程度は、使用する反応条件および使用する酵素
の種類により変動する。完全に誤りの無いプライマーの延長を可能にする酵素は
ない。したがって、非相補的塩基が時々、導入されるかもしれない。そのような
酵素が関連する誤りは、元のDNA試料の厳密なコピーではなが、PCRが誘導し た突然変異を含む二本鎖のDNA生成物を生じる。反応温度、プライマーアニー
リング温度、酵素濃度、dNTP濃度、Mg++濃度およびそれらの組み合わせのような
他のPCR法の特徴は、PCR法によるDNA複製の正確さ、または再生度を下げる原
因となる可能性を有する。
The degree of specificity of the DNA polymerase varies depending on the reaction conditions used and the type of enzyme used. No enzyme allows completely error-free primer extension. Thus, non-complementary bases may sometimes be introduced. The error associated with such an enzyme results in a double-stranded DNA product containing a PCR-induced mutation, but not an exact copy of the original DNA sample. Other PCR characteristics, such as reaction temperature, primer annealing temperature, enzyme concentration, dNTP concentration, Mg ++ concentration and combinations thereof, can cause a decrease in the accuracy of DNA replication by PCR or the degree of regeneration Has the property.

【0127】 PCRによるDNA断片の再生度の程度は、当該技術分野で長い間認識されてき た多くの因子に依存するだろう。それらの中の幾つかの因子は、1つの因子の量
または濃度を増加または減少させることにより生じるPCR産物プロフィール中
の変化を相殺するか、またはさらに異なる因子を変化させることにより逆にする
ことができるという意味で相互関係がある。例えば酵素濃度の増加は複製の再生
度を下げるかもしれないが、反応温度を下げると、複製の再生度を上げるかもし
れない。マグネシウムイオン濃度またはdTNP濃度を増加させると、反応速度が上
がり、これはPCR再生度を下げる効果を有するかもしれない。PCRの再生度に貢献
する因子に関する詳細な検討は、Eckertら、[PCR:実践的研究(PCR:Practical Approach )]、McPherson、QuirkeおよびTaylor(編集)、IRL出版、オックスフ ォード、第1巻、第225〜244頁(1991);およびAndreら、ゲノム リサーチ(GE
NOME RESEARCH)、コールドスプリングハーバーラボラトリー出版(Cold Spring
Harbor Laboratory Press)、第843〜852(1977)に詳細に記載されている。この ような参考文献およびそこに引用されている参考文献は全部、本明細書に編入す
る。このようにPCR法の生成物プロフィールの利用性は、高効率な様式で結果を 向上するためのPCR条件の至適化を可能とする。MIPC分析法と関連させたこの取 り組みは、これまでに報告されたことはない。
The degree of regeneration of a DNA fragment by PCR will depend on many factors that have been long recognized in the art. Some of the factors may offset changes in the PCR product profile caused by increasing or decreasing the amount or concentration of one factor, or may be reversed by further altering a different factor. They are interrelated in the sense that they can be done. For example, increasing the enzyme concentration may reduce the reproduction of the replica, while decreasing the reaction temperature may increase the reproduction of the replica. Increasing the magnesium ion concentration or dTNP concentration increases the rate of the reaction, which may have the effect of reducing the degree of PCR regeneration. A detailed discussion about the factors that contribute to the regeneration of the PCR is, Eckert et al., [PCR: Practical Research (PCR: Practical Approach)], McPherson, Quirke and Taylor (editing), IRL Press, Okkusufu Odo, Vol. 1, 225-244 (1991); and Andre et al., Genome Research (GE
NOME RESEARCH, Cold Spring Harbor Laboratory Publishing (Cold Spring)
Harbor Laboratory Press), 843-852 (1977). All such references and references cited therein are hereby incorporated by reference. Thus, the availability of a PCR product profile allows the optimization of PCR conditions to improve results in a highly efficient manner. This work in connection with the MIPC method has never been reported before.

【0128】 したがって本発明の別の観点では、MIPCにより作成されるPCR反応生成物プロ フィールを分析し、そして評価することができる。PCR反応生成物プロフィール を標準プロフィールと比較することにより、標準生成物プロフィールからの偏り
を同定し、そして観察された偏りを生じると知られている1以上のPCR法の変数 を調整することができる。調整された方法の変数を使用して複数のPCR法サイク ルを行い、続いて反応混合物をMIPCにより分析することで、今、予め定めた標準
からの生成物プロフィールの偏りの減少を表す。
Thus, in another aspect of the invention, a PCR reaction product profile generated by MIPC can be analyzed and evaluated. By comparing the PCR reaction product profile to the standard profile, one can identify deviations from the standard product profile and adjust for one or more PCR variables that are known to produce the observed bias. . Multiple PCR cycles using the adjusted method variables, followed by analysis of the reaction mixture by MIPC, now represent a reduction in product profile bias from a predetermined standard.

【0129】 本発明の操作例として、以下の検討は種々の条件下での500塩基対のDNA断 片のPCR増幅に関する。生成物断片の1または両末端で一本鎖の突き出し部、い わゆる「オーバーハング」は、普通である。MIPCの感度および分離力のために、
そのような生成物のオーバーハングは、生成物ピーク上で肩として現れ、そして
PCRが誘導する突然変異と見分けられなくなる。MIPCによる複製再生度の評価に おいて、いかなる曖昧さも排除するために、PCR反応生成物は日常的にHaeIIIエ ンドヌクレアーゼで処理されて、各末端付近の生成物断片を開裂し、実施例6に
記載し、そして図17に示すような平滑末端を有する405塩基対断片を作成する 。このようにMIPC分離を66℃で行う時に(部分的変性条件)、主要ピークから分
離した任意の生成物はPCRが誘導した突然変異を含むはずであり、そして端に「オ
ーバーハング」の結果ではない。以下に検討するように、405塩基対の生成物は 、500塩基対のPCR増幅産物をHaeIIIエンドヌクレアーゼで処理した後に得ら れた生成物を指す。
As an example of the operation of the present invention, the following discussion relates to PCR amplification of a 500 bp DNA fragment under various conditions. Single-stranded overhangs at one or both ends of the product fragment, so-called "overhangs", are common. Due to the sensitivity and separation power of MIPC,
Such a product overhang appears as a shoulder on the product peak, and
Indistinguishable from PCR-induced mutations. To eliminate any ambiguity in the assessment of the degree of replication by MIPC, the PCR reaction products were routinely treated with Hae III endonuclease to cleave the product fragments near each end, and A 405 base pair fragment is generated as described in FIG. 6 and having blunt ends as shown in FIG. Thus, when performing MIPC separation at 66 ° C. (partial denaturing conditions), any product separated from the main peak should contain a PCR-induced mutation, and the result of an “overhang” at the end Absent. As discussed below, 405 base pair product refers to the product obtained after treating a 500 base pair PCR amplification product with Hae III endonuclease.

【0130】 図19は、3つのPCR反応生成物のプロフィールを表し、これはPCR反応生成物
プロフィールを分析そして評価し、予め定めた標準プロフィールと比較してPCR 法の変数を所望する生成物の収量を至適化するように調整することにより、PCR 法により生成する所望の生成物の収量を至適化するためのMIPCの使用を示してい
る。
FIG. 19 depicts the profiles of the three PCR reaction products, which analyze and evaluate the PCR reaction product profiles and compare the PCR method variables to the predetermined standard profiles to determine the desired PCR product variables. It shows the use of MIPC to optimize the yield of the desired product generated by the PCR method by adjusting it to optimize the yield.

【0131】 図19の一番上の生成物プロフィールは、AmpliTaq(商標)DNAポリメラーゼ
(パーキン-エルマー アプライドバイオシステムズ、フォスター市、カリフォル ニア州)を使用して405塩基対のDNA断片を生成したPCR法(実施例4に記載)
を表す。MIPC分離は、全405塩基対DNA断片を変性させないが、PCRが誘導した
突然変異の部位(すなわち塩基対誤対合)で変性を引き起こすには十分な温度で
ある66℃で行った。PCRが誘導した突然変異を含有するそのような部分的に変性 した断片は、塩基対誤対合を含まない(したがって変性されていない)断片より
も低い保持時間を有するので、AmpliTaq(商標)が誘導したPCR法の複製再生度は 、反応混合物のMIPC分析により評価し、そして定量することができる。
The product profile at the top of FIG. 19 shows the AmpliTaq ™ DNA polymerase
PCR method using Perkin-Elmer Applied Biosystems, Foster City, CA, to generate a 405 base pair DNA fragment (described in Example 4)
Represents MIPC isolation was performed at 66 ° C., a temperature that did not denature the entire 405 base pair DNA fragment, but was sufficient to cause denaturation at the site of the PCR-induced mutation (ie, base pair mismatch). Such a partially denatured fragment containing a PCR-induced mutation has a lower retention time than a fragment that does not contain base pair mismatches (and therefore is not denatured), so that AmpliTaq ™ The degree of replication regeneration of the induced PCR method can be assessed and quantified by MIPC analysis of the reaction mixture.

【0132】 排除容積付近の大きなプライマー二量体ピークに加えて、図19の一番上のプ
ロフィールは、ちょうど6分の保持時間で405塩基対のホモ二本鎖生成物ピーク および6分未満の保持時間を有する広いピークを示す。より低い保持時間のピー
クは、PCRが誘導した突然変異をそれらの対応するホモ二本鎖から分離するため に既知のDMIPC条件下で得られた。この低い保持時間のピークは、PCRが誘導した
突然変異のヘテロ二本鎖である。既知の濃度の標準と比較して、ちょうど6分の
保持時間を有する405塩基対ピークの積分は、405塩基対生成物が10ng含まれるこ
とを示した。反応生成物プロフィール中の他のピークは、排除容積付近のプライ
マー二量体ピークおよびちょうど6分より下の保持時間を有するPCRが誘導した 突然変異のピークだけであった。
In addition to the large primer dimer peak near the exclusion volume, the top profile in FIG. 19 shows a 405 base pair homoduplex product peak with a retention time of just 6 minutes and a Shows a broad peak with retention time. Lower retention time peaks were obtained under known DMIPC conditions to separate PCR-induced mutations from their corresponding homoduplexes. This low retention time peak is the heteroduplex of the PCR-induced mutation. Integration of a 405 base pair peak with a retention time of just 6 minutes compared to a standard of known concentration indicated that 10 ng of the 405 base pair product was included. The only other peaks in the reaction product profile were the primer dimer peak near the exclusion volume and the peak of the PCR-induced mutation with a retention time just below 6 minutes.

【0133】 PCR反応生成物プロフィール中の大きなPCRが誘導した突然変異および大きなプ
ライマー二量体のピークを同定したら、所望する405塩基対生成物の収量を向上 させるために、どのように反応変数を調整できるかをこのプロフィールを評価し
て決定した。プライマーは鋳型に対して大変大過剰に存在したので、プライマー
二量体のアーティファクトは、生成物収量に影響を及ぼさなかった。したがって
複製の再生度の向上は、PCRが誘導した突然変異生成物のヘテロ二本鎖の量を減 少させ、しかも所望の405塩基対生成物の収量の向上ももたらすべきである。D NAポリメラーゼ酵素は複製の再生度に最大の影響を有するので、DNAポリメ
ラーゼの反応変数を調整した。この分析および評価の結果として、PCRサイクル はAmpliTaq(商標)ポリメラーゼを、実施例7および8に記載するようにピロコッ
カス フリオサス(Pyrococuus furiosus)(Pfu)(ストラタジーン社、ラ ジョラ、
カリフォルニア州)に代えることにより調整した後に繰り返した。すべての他の
反応条件は変化させなかった。Pfuはプルーフリーディング酵素であり、したが ってPCR法中に塩基誤対合を減らすと期待される。Pfuの存在下で行ったPCR法のD
MIPC分析は、図19の真ん中の反応生成物プロフィールを与えた。ちょうど6分
の保持時間の405塩基対のピークの積分を、既知の濃度の標準と比較し、405塩基
対の生成物が350%増加した35ngを示した。この改良はPCR反応生成物プロフィー
ル中の生成物の分析および同定、ならびに望ましくない生成物の形成の原因であ
ると知られている反応変数を調整することの結果として予測された。
Once the large PCR-induced mutations and the large primer dimer peak in the PCR reaction product profile have been identified, how can the reaction variables be adjusted to improve the yield of the desired 405 base pair product? This profile was evaluated to determine if it could be adjusted. The primer dimer artifact did not affect product yield, since the primer was in very large excess relative to the template. Thus, improved replication reproducibility should reduce the amount of heteroduplexes in the PCR-induced mutation product, while also increasing the yield of the desired 405 base pair product. Since the DNA polymerase enzyme has the greatest effect on the degree of replication regeneration, the reaction variables of the DNA polymerase were adjusted. As a result of this analysis and evaluation, the PCR cycle used AmpliTaq ™ polymerase as described in Examples 7 and 8 for Pyrococuus furiosus (Pfu) (Stratagene, La Jolla,
(California) and repeated after adjustment. All other reaction conditions were not changed. Pfu is a proofreading enzyme and is therefore expected to reduce base mismatches during PCR. D of PCR performed in the presence of Pfu
MIPC analysis gave the middle reaction product profile of FIG. The integration of the 405 base pair peak at a retention time of exactly 6 minutes was compared to a standard of known concentration, indicating a 350% increase in 405 base pair product at 35 ng. This improvement was expected as a result of analyzing and identifying the products in the PCR reaction product profile, and adjusting the reaction variables known to be responsible for the formation of undesirable products.

【0134】 実施例7および8に記載するPCR法のさらなる調整は、PFUよりもより大きなプ
ルーフリーディング能を有するDNAポリメラーゼであるPFUTurbo(商標)(スト
ラタジーン、ラ ジョラ、カリフォルニア州)を使用してPCR法を至適化するため
に行った。他のすべての反応条件は変化させなかった。PFUTurbo(商標)を含有す
るPCR法のDMIPCによる分析は、図19の下の反応生成物プロフィールを作り上げ
た。ちょうど6分の保持時間を有する405塩基対のピークの積分を、既知の濃度 の標準と比較し、405塩基対の生成物の収量がさらに増加した(265%)93ngを示 した。この改良はPCR反応生成物プロフィール中の生成物の分析および同定、な らびに望ましくない生成物の形成の原因であると知られている反応変数を調整す
ることの結果として予測された。
Further adjustment of the PCR method described in Examples 7 and 8 was performed using PFU Turbo ™ (Stratagene, La Jolla, CA), a DNA polymerase with greater proofreading capacity than PFU. Performed to optimize the PCR method. All other reaction conditions were not changed. Analysis of the PCR method containing PFUTurbo ™ by DMIPC created the reaction product profile below in FIG. The integration of the 405 base pair peak with a retention time of exactly 6 minutes was compared to a standard of known concentration and showed a further increase in yield of the 405 base pair product (265%), 93 ng. This improvement was expected as a result of analyzing and identifying the products in the PCR reaction product profile, and adjusting the reaction variables known to be responsible for the formation of undesired products.

【0135】 別の実施例では、図20で3つのPCR反応生成物プロフィールを示し、これはM
IPCを使用することにより反応生成物プロフィールの分析および評価ならびに予 め定めた標準プロフィールと比較した時に複製再生度からの偏りを最小にするPC
R法の変数を調整することにより、PCR再生度を至適化する手段を提供することを
証明している。
In another example, FIG. 20 shows three PCR reaction product profiles,
Analysis and evaluation of reaction product profiles by using IPC and a PC that minimizes deviations from replication reproducibility when compared to predetermined standard profiles
It has been demonstrated that adjusting the variables of the R method provides a means to optimize the degree of PCR regeneration.

【0136】 図20の一番上の生成物プロフィールは、AmpliTaq(商標)ポリメラーゼ(パー キン-エルマー アプライドバイオシステムズ、フォスター市、カリフォルニア州
)を使用して405塩基対のDNA断片を生成するPCR法を表す(実施例4および1
0に記載)。このMIPC分離は、全405塩基対DNA断片を変性させないが、PCRが
誘導した突然変異の部位(すなわち塩基対誤対合)で変性を引き起こすには十分
な温度である66℃で行った。PCRが誘導した突然変異を含有するそのような部分 的に変性した断片は、塩基対誤対合を含まない(したがって66℃で変性されてい
ない)断片よりも低い保持時間を有するので、AmpliTaq(商標)が誘導したPCR法 の複製再生度は、反応混合物のMIPC分析により評価し、そして定量することがで
きる。
The product profile at the top of FIG. 20 shows a PCR method using AmpliTaq ™ polymerase (Perkin-Elmer Applied Biosystems, Foster City, Calif.) To generate a 405 base pair DNA fragment. (Examples 4 and 1)
0). This MIPC separation was performed at 66 ° C., a temperature that did not denature the entire 405 base pair DNA fragment, but was sufficient to cause denaturation at the site of the PCR-induced mutation (ie, base pair mismatch). Such a partially denatured fragment containing a PCR-induced mutation has a lower retention time than a fragment that does not contain base pair mismatches (and thus is not denatured at 66 ° C.), and therefore, the AmpliTaq ( The degree of replication regeneration of the TM-induced PCR method can be assessed and quantified by MIPC analysis of the reaction mixture.

【0137】 排除容積付近の大きなプライマー二量体ピークに加えて、図20の一番上のプ
ロフィールは、ちょうど6分の保持時間で405塩基対の生成物ピークおよび6分 未満の保持時間を有する広いピークを示す。より低い保持時間のピークは、PCR が誘導した突然変異をそれらの対応するホモ二本鎖から分離するために既知のDM
IPC条件下で得られた。この低い保持時間のピークは、したがってPCRが誘導した
突然変異である。PCRが誘導した突然変異が存在することを示す生成物プロフィ ールの積分は、62%程度を示し、大変悪い複製再生度を示す。
In addition to the large primer dimer peak near the excluded volume, the top profile in FIG. 20 has a product peak of 405 base pairs with a retention time of just 6 minutes and a retention time of less than 6 minutes Shows a broad peak. The peak at the lower retention time is due to the known DM to separate PCR-induced mutations from their corresponding homoduplexes.
Obtained under IPC conditions. This low retention time peak is therefore a PCR-induced mutation. Integration of the product profile, which indicates the presence of a PCR-induced mutation, is of the order of 62%, indicating a very poor replication regeneration.

【0138】 PCR反応生成物プロフィール中に大きなPCRが誘導した突然変異を同定したら、
このプロフィールを同定されたPCRが誘導した突然変異の原因の可能性について 評価した。
Having identified large PCR-induced mutations in the PCR reaction product profile,
This profile was evaluated for possible causes of the PCR-induced mutations identified.

【0139】 プライマー二量体アーティファクトは複製再生度に影響を及ぼさないにとが知
られているので、無視できる。したがってこの問題の明らかな原因の可能性は、
反応成分が最も複製再生度に影響を及ぼすので、DNAポリメラーゼにちがいな
かった。この分析および評価の結果として、実施例7に記載するように、PCRサ イクルは酵素をピロコッカス フリオサス(Pyrococuus furiosus)(Pfu)(ストラ タジーン社、ラ ジョラ、カリフォルニア州)に調整した後に繰り返した。すべ ての他の反応条件は変化させなかった。Pfuはプルーフリーディング酵素であり 、したがってPCR法中に塩基誤対合を減らすと期待される。Pfuの存在下で行った
PCR法のDMIPC分析は、図20の真ん中の反応生成物プロフィールを与えた。生成
物プロフィールの定量は、望ましくないPCRが誘導した突然変異生成物の量を25 %まで大きく減少させたことを示した。この改良はPCR反応生成物プロフィール 中の生成物の分析および同定、ならびに望ましくない生成物の形成の原因である
と知られている反応変数、AmpliTaq(商標)を調整することの結果として予測され
た。
[0139] Primer dimer artifacts are known to have no effect on replication reproducibility and can be ignored. So the obvious cause of this problem is:
It must have been a DNA polymerase, since the reaction components most affected the degree of replication regeneration. As a result of this analysis and evaluation, the PCR cycle was repeated after adjusting the enzyme to Pyrococuus furiosus (Pfu) (Stratagene, La Jolla, Calif.) As described in Example 7. All other reaction conditions were not changed. Pfu is a proofreading enzyme and is therefore expected to reduce base mismatches during PCR. Performed in the presence of Pfu
DMIPC analysis of the PCR method gave the middle reaction product profile of FIG. Quantification of the product profile indicated that the amount of undesired PCR-induced mutagenesis was greatly reduced by 25%. This improvement was expected as a result of analyzing and identifying the products in the PCR reaction product profile, and adjusting the reaction variable, AmpliTaqTM, which is known to be responsible for the formation of unwanted products .

【0140】 PCR法のさらなる調整を行って(実施例7に記載する)、Pfuよりもより大きな
プルーフリーディング能を有するDNAポリメラーゼであるPFUTurbo(商標)(ス
トラタジーン、ラ ジョラ、カリフォルニア州)を使用することによりPCR法を至
適化した。他のすべての反応条件は変化させなかった。PFUTurbo(商標)を含有す
るPCR法のDMIPCによる分析は、図20の下の反応生成物プロフィールを作り上げ
た。生成物プロフィールの定量は、望ましくないPCRが誘導した突然変異生成物 を18%までさらに減少させたことを示した。この改良はPCR反応生成物プロフィ ール中の生成物の分析および同定、ならびに望ましくない生成物の形成の原因で
あると知られている反応変数を調整することの結果として予測された。
Further adjustment of the PCR method (described in Example 7) was performed using PFU Turbo ™ (Stratagene, La Jolla, CA), a DNA polymerase with greater proofreading capacity than Pfu. By doing so, the PCR method was optimized. All other reaction conditions were not changed. Analysis by PCR of the PCR method containing PFUTurbo ™ by DMIPC produced the lower reaction product profile in FIG. Quantification of the product profile indicated that unwanted PCR-induced mutation products were further reduced by 18%. This improvement was expected as a result of analyzing and identifying the products in the PCR reaction product profile, and adjusting the reaction variables known to be responsible for the formation of undesired products.

【0141】 これまでに検討したすべての405塩基対のPCR反応生成物は、最後のPCRサイク ルの後に反応後のハイブリダイゼーションを行うために加熱した後に分析された
。最後のハイブリダイゼーション手順は、実施例10に記載する。最後のハイブ
リダイゼーションは通常、最後PCRサイクル後には行なわない。しかし出願人は 最後のハイブリダイゼーション無しではPCRが誘導した突然変異について不正確 さ、および偽りの低値が得られることを見いだした。この観察は図21に示す。
図21の上のトレースは、反応後のハイブリダイゼーション前に、PCRが誘導し た突然変異の部位で変性を引き起こすのに十分な温度である66℃でMIPCによる40
5塩基対断片の分離を表すクロマトグラムを示す。ヘテロ二本鎖のPCRが誘導した
突然変異生成物が6よりわずかに下の保持時間を有する小さいピークとして見え
る。大きな鋭い405塩基対の生成物ピークがちょうど6分の保持時間で見える。 これらのピークの積分は、PCRが誘導した突然変異生成物が8%レべルで存在す ることを示す。
All the 405 base pair PCR reaction products studied so far were analyzed after the last PCR cycle and after heating for post-reaction hybridization. The final hybridization procedure is described in Example 10. The last hybridization is usually not performed after the last PCR cycle. However, Applicants have found that without the last hybridization, inaccuracies and spurious low values are obtained for PCR-induced mutations. This observation is shown in FIG.
The upper trace in FIG. 21 shows a 40 ° C MIPC at 66 ° C., a temperature sufficient to cause denaturation at the site of the PCR-induced mutation before hybridization after the reaction.
1 shows a chromatogram representing the separation of a 5 base pair fragment. Heteroduplex PCR-induced mutation products appear as small peaks with retention times slightly below 6. A large, sharp 405 base pair product peak is visible with a retention time of just 6 minutes. Integration of these peaks indicates that PCR-induced mutagenesis is present at the 8% level.

【0142】 図21の下のトレースは、405塩基対の生成物を分離前に上記のようにハイブ リダイズさせた(反応後)ことを除き、同一のMIPC分離クロマトグラムを示す。
PCRが誘導した突然変異を表す低い保持時間のヘテロ二本鎖は、23.1%まで増加 した。したがって最も好適な態様は、PCRが誘導した突然変異を真の正確な程度 で表示するために、反応後にハイブリダイゼーション工程を含む。
The lower trace of FIG. 21 shows the same MIPC separation chromatogram except that the 405 base pair product was hybridized as described above before separation (after the reaction).
Low retention heteroduplexes representing PCR-induced mutations increased to 23.1%. Thus, the most preferred embodiment includes a hybridization step after the reaction to display the PCR-induced mutation to the true degree of accuracy.

【0143】 このように本発明の方法を使用して、PCR法を分析し、そして生成物をMIPCに より分離して、PCR反応生成物プロフィールを提供した。分離した生成物は同定 し、そして定量した。分析および評価の結果として、最初に調査したPCR法に存 在する複製再生度に関連した問題を正すことが可能であった。このように、複製
再生度を改善するために、どの反応変数を調整することができるかを予測するこ
とが可能であった。観察される悪い複製再生度の最大の原因と思われる反応変数
は調整され、そしてPCR法は調整された条件を使用して繰り返された。PCR複製再
生度の程度は、予測どおりに改善された。さらに改善の程度は、MIPCを使用する
反応生成物プロフィールの積分により定量された。
Thus, using the method of the present invention, the PCR method was analyzed and the products were separated by MIPC to provide a PCR reaction product profile. The separated product was identified and quantified. As a result of the analysis and evaluation, it was possible to correct the problems associated with the degree of replication reproduction present in the PCR method initially investigated. Thus, it was possible to predict which reaction variables could be adjusted to improve the degree of replication regeneration. The reaction variables that seemed to be the largest cause of the observed poor replication reproducibility were adjusted, and the PCR method was repeated using the adjusted conditions. The degree of PCR replication regeneration was improved as expected. The degree of further improvement was quantified by integration of the reaction product profile using MIPC.

【0144】 PCR法における改善を予測し、そして示したら、この方法をさらに前に同定し た反応変数を調整することにより再度、至適化した。本質的に、突然変異検出技
術のすべての当業者は、これまではほぼ完全なPCR複製を想定し、そして試料中 に観察される突然変異が実際にはPCRが誘導する突然変異であり、試料に内在す るものではないことを考慮しなかった。すべての従来のPCRの応用、特に突然変 異の検出分野に共通する問題として、PCRが誘導する突然変異の発生はほとんど 全く認識されなかったが、今、本発明の方法を使用して容易に測定することがで
きる。
[0144] Once an improvement in the PCR method was expected and indicated, the method was again optimized by adjusting the reaction variables identified earlier. In essence, all those skilled in the art of mutation detection have hitherto assumed near perfect PCR replication, and the mutation observed in the sample is actually a PCR-induced mutation, Did not consider that it was not inherent in the United States. A common problem in all conventional PCR applications, especially in the field of mutation detection, was that little or no PCR-induced mutation occurrence was recognized, but it is now readily available using the methods of the present invention. Can be measured.

【0145】 実施例11および図22に示すように、本発明の別の観点では、所望のPCR
産物を反応不純物からMIPCにより分離し、そしてMIPCカラムから溶出した時に単
離した。集めた画分を68℃でMIPCにより分析することにより、ヘテロ二本鎖生成
物(1つまたは複数)が早期の画分中に分離され、そして純粋な405塩基対ホモ 二本鎖生成物が最後の画分で単離されたことが示された。本明細書に記載するよ
うなヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖の迅速な分離に加えて、後者の単離は、これ
までに報告されなかった。
As shown in Example 11 and FIG. 22, in another aspect of the present invention, the desired PCR
The product was separated from reaction impurities by MIPC and isolated when eluted from the MIPC column. By analyzing the collected fractions by MIPC at 68 ° C., the heteroduplex product (s) was separated in the earlier fractions and the pure 405 bp homoduplex product was isolated. It was shown to be isolated in the last fraction. In addition to the rapid separation of heteroduplexes and homoduplexes as described herein, the isolation of the latter has not been reported previously.

【0146】 本発明の方法により分離そして単離される純粋なホモ二本鎖断片は、種々の方
法に使用することができる。このような使用の非限定的例は、比較的大量の純粋
な断片をPCR法の鋳型として使用することを含む。そのような鋳型の純度およびP
CR法における比較的大量の量は、大量の純粋な増幅された生成物を生じるだろう
。あるいは、純粋な断片をプラスミドに組み込み、そして細胞中で再生させるこ
とができる。その高い初期純度により、細胞中の再生のために存在し、そして利
用できる望ましく無い断片はほとんどないか、無いので、再生されたプラスミド
から大量の断片が大変高い純度レベルで再生され、そして単離されるだろう。高
度に精製されたPCR産物は科学界に大変貴重である。高純度のPCR産物の利
用性が重要な例の幾つかは、限定するわけではないが、シークエンシング研究、
クローニング、PCRによる増幅されたポリヌクレオチドのさらなる量の調製、ポ リヌクレオチド標準の調製を含む。
The pure homoduplex fragments separated and isolated by the method of the present invention can be used for various methods. Non-limiting examples of such uses include using relatively large amounts of pure fragments as templates in PCR methods. The purity of such a template and P
Relatively large amounts in the CR method will result in large amounts of pure amplified product. Alternatively, the pure fragment can be incorporated into a plasmid and regenerated in the cell. Due to its high initial purity, few or no undesirable fragments are present and available for regeneration in cells, so large quantities of fragments are regenerated at very high purity levels from the regenerated plasmid and isolated. Will be. Highly purified PCR products are invaluable to the scientific community. Some examples where the availability of high purity PCR products is important include, but are not limited to, sequencing studies,
Includes cloning, preparation of additional amounts of the amplified polynucleotide by PCR, and preparation of polynucleotide standards.

【0147】 二本鎖ポリヌクレオチド、そして特にDNA断片中に突然変異を検出する能力
は、医学ならびに自然科学および社会科学において極めて重要である。ヒト ゲ ノム プロジェクトは、膨大な量の遺伝子情報を提供しつつあり、これは現在、 突然変異とヒトの病気との間の関連を評価する基準を設定しているところである
(Guyerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:10841(1995))。究極の病原は、例えば
野生型とは異なる遺伝子コードにより記載されている(Cotton,TIG 13:43(1997)
)。病気の遺伝的基礎を解明することは、治療の出発点である。同様に、遺伝子
コード中の差異を決定することは、進化および人口の研究に有力で、そしも恐ら
く決定的な眼識を提供できる(Cooperら、Human Genet.69:201(1977))。遺伝子
コードに関連するこれらのおよび他の論点を解明することは、野生型に対してD
NA断片中の異常性(すなわち突然変異)を同定する能力に基づく。したがって
、突然変異を正確に、再現性高く、そして信頼性のある様式で検出するための技
法の必要性が存在する。
The ability to detect mutations in double-stranded polynucleotides, and especially in DNA fragments, is of great importance in medicine and natural and social sciences. The Human Genome Project is providing a vast amount of genetic information, which is currently setting the criteria for assessing the association between mutations and human disease (Guyer et al . , Proc. Natl . Acad . Sci . USA 92: 10841 (1995)). The ultimate pathogen is described, for example, by a genetic code different from the wild type (Cotton, TIG 13:43 (1997)
). Elucidating the genetic basis of the disease is the starting point for treatment. Similarly, determining differences in the genetic code is powerful in studies of evolution and population, and can provide potentially definitive insights (Cooper et al., Human Genet. 69: 201 (1977)). Elucidating these and other issues related to the genetic code requires that D
Based on the ability to identify abnormalities (ie, mutations) in NA fragments. Thus, there is a need for techniques for detecting mutations in an accurate, reproducible, and reliable manner.

【0148】 以下の検討は、簡単にDNA断片に関するものである。しかしこのような検討
をすべての二本鎖ポリヌクレオチドに適用することも考えられる。
The following discussion is simply about DNA fragments. However, it is also conceivable to apply such considerations to all double-stranded polynucleotides.

【0149】 本明細書で使用する「融解温度」とは、DNA断片中の50%の塩基対が分離す
る温度を意味すると定義する。
As used herein, “melting temperature” is defined to mean the temperature at which 50% of base pairs in a DNA fragment separate.

【0150】 「ホモロ二本鎖」とは、本明細書では各鎖中の塩基が他の鎖中のそれらの対と
なる塩基に相補的である二本鎖DNA断片を意味すると定義する。
"Homologous double-stranded" is defined herein to mean a double-stranded DNA fragment in which the bases in each strand are complementary to their counterpart bases in the other strand.

【0151】 「ヘテロ二本鎖」とは、本明細書では各鎖中の少なくとも1つの塩基が他の鎖
中の少なくとも1つの対となる塩基に相補的でない二本鎖DNA断片を意味する
と定義する。ヘテロ二本鎖中の少なくとも1つの塩基対が相補的ではないので、
ホモ二本鎖中のその完全に相補的な塩基対類似体と比べてその部位で塩基を分離
するために低いエネルギーを要する。これはホモ二本鎖に比べてヘテロ二本鎖の
誤対合塩基の部位で低い融解温度をもたらす。
"Heteroduplex" is defined herein to mean a double-stranded DNA fragment in which at least one base in each strand is not complementary to at least one paired base in the other strand. I do. Since at least one base pair in the heteroduplex is not complementary,
It requires lower energy to separate bases at that site compared to its perfectly complementary base pair analog in a homoduplex. This results in a lower melting temperature at the site of the mismatched base in the heteroduplex compared to the homoduplex.

【0152】 「ハイブリダイゼーション」という用語は、dsDNA試料を加熱そして冷却す
る工程を称し、例えば95℃に加熱し、続いてゆっくり冷却する。加熱工程はDN
A鎖の変性を引き起こす。冷却すると鎖は二本鎖に統計的様式で再結合する。試
料が野生型と突然変異体DNAの混合物を含むならば、ハイブリダイゼーション
はヘテロ−およびホモ−二本鎖の混合物を形成するだろう。
The term “hybridization” refers to the step of heating and cooling a dsDNA sample, for example, heating to 95 ° C., followed by slow cooling. Heating process is DN
Causes denaturation of the A chain. Upon cooling, the chains recombine into duplexes in a statistical manner. If the sample contains a mixture of wild type and mutant DNA, hybridization will form a mixture of hetero- and homo-duplexes.

【0153】 「ヘテロ突然変異体部位分離温度」T(hsst)は、本明細書では突然変異の部位
でヘテロ二本鎖DNAを選択的に変性する温度を意味する。これはMIPCによりヘ
テロ二本鎖およびホモ二本鎖のクロマトグラフィー分離を行うために至適な温度
であり、これゆえに突然変異を検出する。
“Heteromutant site separation temperature” T (hsst) as used herein means the temperature at which a heteroduplex DNA is selectively denatured at the site of mutation. This is the optimal temperature for performing heteroduplex and homoduplex chromatographic separations by MIPC and therefore detects mutations.

【0154】 本明細書で使用する「マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー」
という用語は、非−極性の分離媒質を使用して、一本および二本鎖のポリヌクレ
オチドを分離するための方法と定義し、ここでこの方法はカウンターイオン剤お
よびポリヌクレオチドを分離媒質から放出する有機溶媒を使用する。MIPC分離は
10分未満、そしてしばしば5分未満で完了する。MIPCシステム(WAVE(商標)DNA 断片分析システム、トランスゲノミック社、サン ジョーズ、カルフォルニア州 )は、カラムを囲むコンピューター制御オーブンを備えている。したがって突然
変異の部位でDNAの部分的変性(融解)が必要な温度で、突然変異の検出が容
易に行える。MIPC分離に使用するこのシステムは堅固であり、そして再現性のあ
る結果を提供する。これはコンピューター制御され、そして多数の試料の全分析
を自動的に行うことができる。このシステムは、自動化された試料注入、データ
収集、分離する断片のサイズに基づき予め定めた溶出溶媒組成の選択、および分
析する断片の塩基対配列に基づくカラム温度選択を提供する。分離された混合物
成分は、ゲルフォーマットの形式で直線的なバンドの列として、またはピークの
列として表示することができる。この表示はコンピューター保存デバイスに保存
することができる。表示を拡大し、そして検出のしきいを生成物プロフィール表
示に至適化するように調整することができる。反応プロフィールはリアルタイム
で表示でき、または後で表示するために保存デバイスから取り出すことができる
。突然変異分離プロフィール、遺伝子型プロフィールまたは他のクロマトグラフ
ィー分離プロフィールの表示を、ビデオ表示スクリーンまたはプリンターにより
印字されたハードコピーとして見ることができる。
As used herein, “matched ion polynucleotide chromatography”
The term is defined as a method for separating single and double stranded polynucleotides using a non-polar separation medium, wherein the method releases the counterionic agent and the polynucleotide from the separation medium. Use an organic solvent. MIPC separation
It takes less than 10 minutes, and often less than 5 minutes. The MIPC system (WAVE ™ DNA Fragment Analysis System, Transgenomic, San Jose, CA) has a computer controlled oven surrounding the column. Therefore, the mutation can be easily detected at a temperature that requires partial denaturation (melting) of the DNA at the site of the mutation. This system used for MIPC separations is robust and provides reproducible results. It is computer controlled and can perform all analyzes of multiple samples automatically. The system provides for automated sample injection, data collection, selection of predetermined elution solvent composition based on the size of the fragments to be separated, and column temperature selection based on the base pairing sequence of the fragments to be analyzed. Separated mixture components can be displayed in the form of a linear format in a gel format, or as a sequence of peaks. This representation can be stored on a computer storage device. The display can be enlarged and the detection threshold adjusted to optimize the product profile display. The reaction profile can be displayed in real time or retrieved from a storage device for later display. A representation of the mutation segregation profile, genotype profile or other chromatographic separation profile can be viewed as a video display screen or as a hard copy printed by a printer.

【0155】 条件に依存して、MIPCは二本鎖ポリヌクレオチドをサイズまたは塩基対配列に
より分離し、したがって目的とするDNAまたはRNAの特定の断片の存在を検
出するための好適な分離技法である。便利で、自動化され、感度があり、しかも
MIPCの能力範囲である突然変異検出用の分離システムは、これまでに記載された
ことはなかった。
Depending on the conditions, MIPC separates double-stranded polynucleotides by size or base pair sequence, and is therefore a preferred separation technique for detecting the presence of specific fragments of DNA or RNA of interest. . Convenient, automated, sensitive, and
Separation systems for mutation detection, a range of MIPC capabilities, have never been described.

【0156】 DNA断片をMIPCカラムに添加する時、それらはサイズにより分離され、より
小さい断片がカラムから最初に溶出される。しかしMIPCがヘテロ突然変異体部位
を含むDNA断片のドメインの部分を変性するために十分な高い温度で行われる
時、ヘテロ二本鎖がホモ二本鎖から分離する。ヘテロ二本鎖を部分的に変性させ
るために十分な温度で行う時、MIPCは「変性マッチドイオンポリヌクレオチドク
ロマトグラフィー(DMIPC)」と称する。
When adding DNA fragments to a MIPC column, they are separated by size and smaller fragments are eluted from the column first. However, when MIPC is performed at a temperature high enough to denature portions of the domain of the DNA fragment containing the heteromutant site, the heteroduplex separates from the homoduplex. When performed at a temperature sufficient to partially denature the heteroduplex, MIPC is referred to as "denatured matched ion polynucleotide chromatography (DMIPC)."

【0157】 「ヘテロ突然変異体」という用語は、本明細書では多型または非−相補的塩基
対を含有するDNA断片を意味すると定義する。
The term “heteromutant” is defined herein to mean a DNA fragment containing a polymorphic or non-complementary base pair.

【0158】 「突然変異分離温度範囲」という用語は、本明細書ではDNAセグメントが完
全に非−変性である最高温度と、DNAセグメントが完全に変性した最低温度と
の間の温度範囲を意味すると定義する。
The term “mutation isolation temperature range” as used herein means the temperature range between the highest temperature at which a DNA segment is completely non-denaturing and the lowest temperature at which a DNA segment is completely denatured. Define.

【0159】 「突然変異分離温度プロフィール」という用語は、本明細書ではヘテロ二本鎖
のホモ二本鎖からの分離を示すDMIPC分離クロマトグラムを意味すると定義する 。そのような分離プロフィールは、突然変異または多型を含む試料の特徴であり
、そしてDMIPCによる分離前にハイブリダイズさせた。図24に示した、51℃〜6
1℃で行ったDMIPC分離クロマトグラムは、本明細書に記載するような突然変異分
離プロフィールを例示する。
The term “mutation separation temperature profile” is defined herein to mean a DMIPC separation chromatogram that shows the separation of heteroduplexes from homoduplexes. Such a separation profile is characteristic of the sample containing the mutation or polymorphism and was hybridized before separation by DMIPC. As shown in FIG.
DMIPC separation chromatograms performed at 1 ° C. illustrate the mutation separation profile as described herein.

【0160】 DNAの「温度タイトレーション」という用語は、本明細書では縦軸としてDM
IPCからの保持−時間を、横軸のカラム温度に対してプロットする実験的手順で ある。
The term “temperature titration” of DNA refers herein to the vertical axis as DM.
This is an experimental procedure in which retention-time from IPC is plotted against column temperature on the horizontal axis.

【0161】 突然変異を検出するための信頼性のある方法は、試料中の推定される突然変異
体鎖を野生型の鎖とハイブリダイゼーションさせることによる(Lermanら、Meth .Enzymol .,155:482(1987))。突然変異体鎖が存在すれば、図23に示すような 2つのホモ二本鎖および2つのヘテロ二本鎖がハイブリダイゼーション工程の結
果として形成されるだろう。これゆえに、ヘテロ二本鎖のホモ二本鎖からの分離
は、試料中の突然変異体DNAセグメントの存在または不在を確認する直接的方
法を提供する。
A reliable method for detecting mutations is by hybridizing the putative mutant strand in the sample with the wild-type strand (Lerman et al., Meth . Enzymol ., 155: 482). (1987)). If the mutant strand were present, two homoduplexes and two heteroduplexes as shown in FIG. 23 would be formed as a result of the hybridization step. Hence, separation of heteroduplexes from homoduplexes provides a direct way to confirm the presence or absence of a mutant DNA segment in a sample.

【0162】 現在のゲル電気泳動の突然変異検出法は、ヘテロ二本鎖とホモ二本鎖の間の融
解温度の差異に依存する。DNA分離法は、分離がヘテロ二本鎖中の誤対合を変
性(融解)させる温度未満で行われる時、塩基対の数に基づきDNA断片を分離
する。しかし塩基対が同数のDNA断片は、分離がT(hsst)で行われる時に分離 することができる。そのような分離は、変性勾配ゲル電気泳動または変性勾配キ
ャピラリー電気泳動により達成された。しかしこのような技法は、行うには操作
が難しく、時間がかかり、高度に熟練した技術者が必要であり、しかも常に再現
性があるわけではない。例えば変性勾配キャピラリー電気泳動分析には1回の泳
動に少なくても30分、加えて準備時間がかかる。変性勾配ゲル電気泳動分析は、
数時間に加えて準備時間がかかる。電気泳動の移動度は、DNA断片の変性部分
の長さに伴い指数的関数的に減少するという事実は、電気泳動分離に固有の長い
分析時間の問題をさらに悪化させる。このような分析法は、素早く準備でき、使
用し易く、高い処理量と、高い再現性および定量的な結果が必要なPCR産物の
日常的な分析には有用ではない。本発明の利点は、突然変異の検出を目的とする
DMIPCによるT(hsst)の決定を自動化する能力である。
Current methods for detecting mutations in gel electrophoresis rely on differences in melting temperatures between heteroduplexes and homoduplexes. DNA separation methods separate DNA fragments based on the number of base pairs when the separation is performed below a temperature that denatures (melts) mismatches in the heteroduplex. However, DNA fragments with the same number of base pairs can be separated when the separation is performed at T (hsst). Such separation was achieved by denaturing gradient gel electrophoresis or denaturing gradient capillary electrophoresis. However, such techniques are difficult to operate, time consuming, require highly skilled technicians, and are not always reproducible. For example, denaturing gradient capillary electrophoresis analysis requires at least 30 minutes per run, plus a preparation time. Denaturing gradient gel electrophoresis analysis
Preparation time is required in addition to several hours. The fact that the mobility of electrophoresis decreases exponentially with the length of the denatured portion of the DNA fragment further exacerbates the long analysis time problem inherent in electrophoretic separations. Such an assay is quick to set up, easy to use, and not useful for routine analysis of PCR products that require high throughput, high reproducibility and quantitative results. An advantage of the present invention is aimed at detecting mutations
The ability to automate the determination of T (hsst) by DMIPC.

【0163】 最近、マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(MIPC)がDNA
分離法として導入された。MIPCは実施し易く、再現性のある結果を提供し、そし
てサイズおよび塩基配列の両方に基づき、一本鎖および二本鎖ポリヌクレオチド
を効果的に分離することができる。これはわずか1塩基異なるホモ二本鎖からヘ
テロ二本鎖を分離することが可能である。MIPCは一般的には一本鎖および二本鎖
ポリヌクレオチド混合物を、そして特にDNA断片の混合物を上記のこれまでに
知られたゲルに基づく方法の限界なしに分離することができる。
Recently, Matched Ion Polynucleotide Chromatography (MIPC) has been
Introduced as a separation method. MIPC is easy to perform, provides reproducible results, and can effectively separate single- and double-stranded polynucleotides based on both size and base sequence. It is possible to separate heteroduplexes from homoduplexes that differ by only one base. MIPC is generally capable of separating single- and double-stranded polynucleotide mixtures, and especially mixtures of DNA fragments, without the limitations of the previously known gel-based methods described above.

【0164】 MIPCによる209塩基対のホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の温度依存的な分離を 、一連の分離クロマトグラムとして図24に示し、そして分離法を実施例15に
記載する。209塩基対のホモ二本鎖断片のヘテロ接合性試料を含有する試料(こ こで、突然変異体断片は野生型から1塩基対のずれを含んだ)を、実施例15に
記載するようにハイブリダイズさせた。ハイブリダイゼーション法で2つのホモ
二本鎖および2つのヘテロ二本鎖が、図23に図解するように生成した。この混
合物を実施例16に記載するように分離した。図24に示すように、MIPCを51℃
で行った時、すべての4つの混合成分を表す1つのピークが見られた。この結果
は、すべての4成分が同じ塩基対長を有し、そして分離が非変性条件(温度が低
すぎて変性を生じることができない温度)で行われたので、予想されることであ
った。53℃で、主要ピークよりも低い保持時間側に肩が現れた。これは融解の始
まり、ならびにヘテロ二本鎖の存在および部分的な分離の可能性を示していた。
分離温度を増分的に上げると、元の単一ピークは最終的に4つの明らかに限定さ
れたピークに分かれた。2つの低い保持時間のピークは2つのヘテロ二本鎖を表
し、そして2つの高い保持時間のピークは2つのホモ二本鎖を表していることが
図24に示されている。A−T塩基対がC−G塩基対よりも低温で変性するので
、2つのホモ二本鎖が分かれる。いかなる理論にも拘束されることも望まないが
、この結果は、他方と比較して、1つの二本鎖中の変性のより大きな度合い、お
よび/または1つの部分的に変性したヘテロ二本鎖の極性の差異と一致し、MIPC
カラムで保持時間に差異を生じる。図24の溶出プロフィールからのホモ二本鎖
およびヘテロ二本鎖種の温度タイトレーションは、図25に示す。
The temperature-dependent separation of 209 base pair homoduplexes and heteroduplexes by MIPC is shown in FIG. 24 as a series of separation chromatograms, and the separation method is described in Example 15. A sample containing a heterozygous sample of a 209 base pair homoduplex fragment (where the mutant fragment contained one base pair deviation from the wild type) was prepared as described in Example 15. Hybridized. Two homoduplexes and two heteroduplexes were generated by the hybridization method as illustrated in FIG. The mixture was separated as described in Example 16. As shown in FIG.
, One peak representing all four mixed components was seen. This result was expected because all four components had the same base pair length and the separation was performed under non-denaturing conditions (temperatures where the temperature was too low to allow denaturation). . At 53 ° C., a shoulder appeared on the retention time side below the main peak. This indicated the onset of melting, as well as the presence of heteroduplexes and the possibility of partial separation.
As the separation temperature was increased incrementally, the original single peak eventually split into four clearly defined peaks. It is shown in FIG. 24 that the two low retention time peaks represent two heteroduplexes and the two high retention time peaks represent two homoduplexes. As the AT base pair denatures at a lower temperature than the CG base pair, the two homoduplexes separate. Without wishing to be bound by any theory, this result indicates that a greater degree of denaturation in one duplex and / or one partially denatured heteroduplex compared to the other MIPC
The retention time differs on the column. Temperature titrations of homoduplex and heteroduplex species from the elution profile of FIG. 24 are shown in FIG.

【0165】 図24からわかるように、57゜〜58℃の温度範囲がこの分離に最適である、4 つの別個のピークの出現は、突然変異が元の試料に存在する時に観察され、図2
3のハイブリダイゼーション概略に基づき予想された結果と一致した。この温度
より上では、二本鎖断片は塩基対誤対合の部位だけで変性するというよりはむし
ろ、完全に変性する。これは分離を59℃以上で行った時、より低い保持時間に見
られる4つの一本鎖ポリヌクレオチドを示す単一ピークにより証明される。
As can be seen from FIG. 24, the appearance of four distinct peaks, where the temperature range of 57 ° -58 ° C. is optimal for this separation, was observed when the mutation was present in the original sample and FIG.
The results were consistent with those expected based on a hybridization summary of 3. Above this temperature, the double-stranded fragment denatures completely, rather than only at sites of base pair mismatch. This is evidenced by a single peak showing four single-stranded polynucleotides with lower retention times when the separation was performed above 59 ° C.

【0166】 幾つかの突然変異分析では、2つのピークまたは部分的に分かれたピーク(1
つまたは複数)のみが、DMIPC分析で観察される。2つのホモ二本鎖のピークは 1つのピークとして、または部分的に分かれたピークとして現れるかもしれない
し、そして2つのヘテロ二本鎖のピークは1つのピークとして、または部分的に
分かれたピークとして現れるかもしれない。場合によっては最初に広いピークが
部分的な変性条件下で観察されるだけである。
In some mutation analyses, two or partially separated peaks (1
Only one or more) are observed in the DMIPC analysis. Two homoduplex peaks may appear as one peak or as partially separated peaks, and two heteroduplex peaks may appear as one peak or as partially separated peaks. May appear. In some cases, only a broad peak is initially observed under partial denaturing conditions.

【0167】 試料が同じ長さのホモ接合性DNA断片を含むならば、ヘテロ二本鎖は形成で
きないので、ハイブリダイゼーションおよびMIPCによる分析ではいかなる温度で
も単一ピークのみを生じるだろう。本発明の操作では、突然変異の決定はホモ接
合性試料を既知の野生型断片とハイブリダイズさせ、そして部分的変性温度でDM
IPC分析を行う。試料が野生型断片のみを含むならば、ヘテロ二本鎖は形成でき ないので、MIPC分析では単一ピークが見られるだろう。試料がホモ接合性の突然
変異断片を含むならば、DMIPCによる分析では図24に見られるような、ホモ二 本鎖およびヘテロ二本鎖の分離を表すだろう。
If a sample contains homozygous DNA fragments of the same length, hybridization and analysis by MIPC will produce only a single peak at any temperature, since heteroduplexes cannot be formed. In the procedure of the present invention, mutation determination involves homozygous samples hybridized to a known wild-type fragment and DM
Perform IPC analysis. If the sample contains only wild-type fragments, a single peak will be seen in the MIPC analysis since no heteroduplex can be formed. If the sample contains a homozygous mutant fragment, analysis by DMIPC will show homoduplex and heteroduplex separation, as seen in FIG.

【0168】 定常融解ドメインの50%が変性する温度も、DNA試料のUV吸収(UV)を温度
に対してプロットすることにより実験的に決定することができる。吸収は温度上
昇に伴い増加し、そして生成したプロットを融解プロフィールと呼ぶ(Breslaue
rら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:3746(1986);Breslauer、モレキュラリティー
の転移に関する熱力学的データの計算(Calculating Thermodynamic Data for Tr ansitions of any Molecularity )、第221頁、Markyら編集、ジェイ.ウィリー ア
ンド サンズ(J.Wley and Sons)(1987))。融解プロフィールの吸収軸の中点は 、融解温度(Tm)、すなわち二本鎖のDNA鎖の50%が変性する温度を表す。本 発明の1つの態様では、この観察されたTmを突然変異検出のためのDMIPCを行う出
発温度として使用する。
The temperature at which 50% of the constant melting domain denatures can also be determined experimentally by plotting the UV absorption (UV) of the DNA sample against temperature. Absorption increases with increasing temperature and the resulting plot is called the melting profile (Breslaue
USA et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 3746 (1986); Breslauer, Calculating Thermodynamic Data for Transactions of any Molecularity , p. 221, Marky. Edited by J. Wley and Sons (1987)). The midpoint of the absorption axis of the melting profile represents the melting temperature (Tm), the temperature at which 50% of the double-stranded DNA strands denature. In one embodiment of the invention, the observed Tm is used as the starting temperature for performing DMIPC for mutation detection.

【0169】 本発明の別の態様では、MELT(Lermanら、Meth.Enzymol.155:482(1987))また はWinMelt(商標)、バージョン2.0のようなソフトウェアを使用して、突然変異
検出のためのDMIPCを行う出発温度として使用する算出されたTmを得る。これら のソフトウェアプログラムは、個々の塩基対安定性の差異にかかわらず、近い塩
基対の融解温度は緊密に関連しており、すなわち協同的効果があることを表す。
このように「ドメイン」と呼ばれる30〜300塩基対の長い領域があり、ここで融 解温度はかなり一定である。同様な様式で、ソフトウェアMELTSCAN(Brossette ら、Nucleic Acids Res.22:4321(1994))は、DNA断片中の融解ドメインおよ びそれらの対応する融解温度を算出する。定常温度融解ドメインの概念は、一つ
のヘテロ突然変異体部位選択的温度でドメインの任意の部分の突然変異の検出を
可能にするので重要である。
In another embodiment of the invention, mutation detection is performed using software such as MELT (Lerman et al., Meth . Enzymol. 155: 482 (1987)) or WinMelt ™, version 2.0. Obtain the calculated Tm to use as the starting temperature for performing DMIPC. These software programs show that, despite differences in individual base pair stability, the melting temperatures of close base pairs are closely related, ie, there is a cooperative effect.
Thus, there is a long region of 30-300 base pairs called a "domain" where the melting temperature is fairly constant. In a similar fashion, the software MELTSCAN (Brossette et al., Nucleic Acids Res. 22: 4321 (1994)) calculates the melting domains in DNA fragments and their corresponding melting temperatures. The concept of a constant temperature melting domain is important because it allows the detection of mutations in any part of the domain at one heteromutant site-selective temperature.

【0170】 突然変異検出と関連してDMIPCを行うための出発温度を確認するソフトウェア パッケージの使用はこれまでに記載されたことはなく、そして本発明の重要な観
点である。本発明以前は、時間がかかる方法の開発手順が突然変異検出分析の出
発温度の決定に必要とされた。しかし出願人は算出された融解温度はゲル電気泳
動を使用する突然変異検出に有用であるが、DMIPCにより突然変異を検出するた めに応用する時、調整されなければならないことを見いだした。
The use of a software package to confirm the starting temperature for performing DMIPC in connection with mutation detection has never been described before and is an important aspect of the present invention. Prior to the present invention, a time-consuming method development procedure was required to determine the starting temperature for the mutation detection assay. However, Applicants have found that the calculated melting temperature is useful for mutation detection using gel electrophoresis, but must be adjusted when applied to detect mutations by DMIPC.

【0171】 出願人はヘテロ突然変異体部位分離温度T(hsst)を決定するための式を開発し た。一般的にこの式は、式T(hsst)=X+m・T(w)で表され、式中、T(hsst) はヘテロ突然変異体部位分離温度であり、そしてXはDMIPC検出因子、そしてm は荷重因子であり;両因子ともT(w)をT(hsst)に調整するために使用される。X は正または負の値である。本発明の特定の態様では、T(w)は正常な(すなわち野
生型)DNA二本鎖のUV融解プロフィールから決定される融解温度である。本発
明の別の特定の態様では、T(w)をソフトウェアにより計算する。mの値は好まし
くは0から2の間である。Xは分析する断片の配列に依存し、この値は約10℃ま
で変動することができる。
Applicants have developed an equation for determining the heteromutant site separation temperature, T (hsst). Generally, this equation is of the form T (hsst) = X + mT (w), where T (hsst) is the heteromutant site separation temperature, and X is the DMIPC detector and m Is a weighting factor; both factors are used to adjust T (w) to T (hsst). X is a positive or negative value. In certain embodiments of the invention, T (w) is the melting temperature determined from the UV melting profile of a normal (ie, wild-type) DNA duplex. In another particular embodiment of the invention, T (w) is calculated by software. The value of m is preferably between 0 and 2. X depends on the sequence of the fragment to be analyzed, and this value can vary up to about 10 ° C.

【0172】 本発明の別の態様では、T(hsst)を実施例に記載するように算出された融解温 度から実験的に修正し、ここでDMIPC分析はソフトウェアにより算出された融解 温度で始めるか(実施例17)またはUV吸収 対 温度の融解プロフィール(実施
例18)から決定する。引き続き試料を注入し、そして増分的に下げた、または
上げた温度で至適な分離がなされるまで分析する。本発明の好適な態様では、分
析のすべての観点は自動化され、そして温度増分は例えば2℃の増分が選択され
る。
In another embodiment of the present invention, T (hsst) is experimentally modified from the melting temperature calculated as described in the examples, wherein the DMIPC analysis starts with the melting temperature calculated by the software. (Example 17) or from the melting profile of UV absorption versus temperature (Example 18). Samples are subsequently injected and analyzed at incrementally reduced or increased temperatures until optimal separation is achieved. In a preferred embodiment of the invention, all aspects of the analysis are automated, and the temperature increment is selected, for example, in 2 ° C increments.

【0173】 驚くべきことには出願人は、UV吸収 対 温度融解曲線から決定した時、または
温度タイトレーションカーブから決定した時に、ほとんどの場合でT(hsst)が一 般的に融解温度よりも1〜2℃低いだけであることを見いだした。温度タイトレ
ーションカーブを形成した後、T(hsst)は通常1または2回の実験で決定できる 。さらに出願人は、その全体にわたり変性が起こる約200〜400bpのDNA断片の
突然変異分離温度範囲が約5℃であることを見いだした。したがって、たとえ上
記の手順がT(hsst)に達するだけでも、至適な分離を達成するために温度を変化 させる方向が明らかになることを見いだした。1つの態様では、増分を約0.3〜0
.5℃で設定する。好適な態様では、増分を0.1℃に設定し、大変正確なT(hsst)の
決定を可能とする。
Surprisingly, Applicants have found that in most cases, T (hsst) generally exceeds the melting temperature, as determined from the UV absorption versus temperature melting curve, or from the temperature titration curve. It was found that it was only 1-2 ° C lower. After forming the temperature titration curve, T (hsst) can usually be determined in one or two experiments. Applicants have further found that the temperature range for mutation isolation of about 200-400 bp DNA fragments throughout which denaturation occurs is about 5 ° C. Thus, it has been found that even if the above procedure only reaches T (hsst), the direction of changing the temperature to achieve optimal separation is apparent. In one embodiment, the increment is about 0.3-0.
Set at .5 ° C. In a preferred embodiment, the increment is set at 0.1 ° C., allowing a very accurate determination of T (hsst).

【0174】 前述の検討は主に、約200〜400bpのサイズを有するDNA断片に関連した。場
合により、例えばエキソンのような1.5kbまでのより長い断片を突然変異につい ては、直接スクリーニングすることがより便利である。そのよな長い断片は一般
的に多数の融解温度ドメインを含む。二本鎖DNA断片は温度の上昇に伴い異な
る熱安定性をもつ種々のドメインが変性する時、一連の非連続的段階で融解する
。これらの熱安定性が異なる領域を「ドメイン」と呼び、そして各々のドメイン
は50〜300bp長である。各ドメインはそれに固有の各Tmを有し、そしてその各Tm に関連した熱力学的挙動を現すだろう。ドメイン内の塩基誤対合の存在は、それ
を不安定化し、ヘテロ二本鎖中のそのドメインのTmを、完全に水素結合したホモ
二本鎖に見いだされる対より下げる。一般的に出願人が見いだしたように、塩基
誤対合の存在はTmを1゜〜2℃下げる。図26は理論的な3つのドメイン断片の 融解の概略形態を表す。
The foregoing discussion mainly involved DNA fragments having a size of about 200-400 bp. In some cases, it may be more convenient to directly screen longer fragments of up to 1.5 kb, such as exons, for mutations. Such longer fragments generally contain multiple melting temperature domains. Double-stranded DNA fragments melt in a series of discrete steps as various domains with different thermostabilities denature with increasing temperature. These regions of different thermostability are termed "domains" and each domain is 50-300 bp in length. Each domain has its own Tm and will exhibit the thermodynamic behavior associated with that Tm. The presence of a base mismatch within a domain destabilizes it and lowers the Tm of that domain in a heteroduplex than the pair found in a fully hydrogen bonded homoduplex. As generally found by the Applicant, the presence of base mismatch reduces the Tm by 1-2 ° C. FIG. 26 shows a schematic of the theoretical melting of three domain fragments.

【0175】 上記のように、各DNA断片は独立した熱安定性またはドメインの1以上の領
域から成る。ドメインのTmは熱力学的特性として役立ち、そしてドメインの熱力
学的挙動を決定する。図26に概略的に表すように、温度が次第に上昇すると、
ドメインAはTmがドメインBまたはCよりも低いので最初に変性する。ドメイン
Bは中間のTmを有し、そしてに次に融解し、そしてドメインCはそのドメインが
この断片内で最高のTmを有するので最後に融解する。
As mentioned above, each DNA fragment consists of one or more regions of independent thermostability or domain. The Tm of a domain serves as a thermodynamic property and determines the thermodynamic behavior of the domain. As schematically represented in FIG. 26, as the temperature gradually increases,
Domain A denatures first because Tm is lower than domains B or C. Domain B has an intermediate Tm and then melts, and domain C melts last because that domain has the highest Tm within this fragment.

【0176】 次第に1端から他の1端へと「開く(unzippering)」というよりは、むしろド
メイン内の塩基対は大変狭い温度範囲で同時に開く。ドメインの変性はシグモイ
ドプロフィールが特徴であり(図27)、これはドメインを含んで成る塩基対間
の「協同性」を示す。吸収範囲の中点はTmであり、そしてドメインが一本鎖およ
び二本鎖状態の平衡で存在する温度に対応する。温度がTmを越えて上昇すると、
全ドメインが急速に完全に一本鎖構造に転換するだろう。
Rather than "unzippering" progressively from one end to the other, base pairs within the domain open simultaneously over a very narrow temperature range. The denaturation of the domain is characterized by a sigmoid profile (FIG. 27), which indicates "cooperativity" between the base pairs comprising the domain. The midpoint of the absorption range is the Tm, and corresponds to the temperature at which the domain exists in single- and double-stranded equilibrium. When the temperature rises above Tm,
All domains will rapidly turn completely into single-stranded structures.

【0177】 図26に説明した3つのドメイン分子において、推定上の点突然変異が任意の
ドメイン:A、BおよびCに存在し得る。多型的突然変異またはこれまでに特徴
付けられなかったDNA断片中の突然変異の検出の高い確率を確立するために、
断片分析をDMIPCにより行う1以上の温度を慎重に選択する必要がある。
In the three domain molecules described in FIG. 26, putative point mutations may be present in any of the domains: A, B and C. To establish a high probability of detecting a polymorphic mutation or mutation in a previously uncharacterized DNA fragment,
One or more temperatures at which fragment analysis is performed by DMIPC must be carefully selected.

【0178】 DMIPCシステムは、おそらく全変性範囲にわたり(例えば50゜〜70℃)増分的に
温度を上昇させて一連の分離を行うことにより、DNA断片の融解挙動を自動的
にプロファイリングできる。
The DMIPC system can automatically profile the melting behavior of DNA fragments, possibly by incrementally increasing the temperature over the entire denaturation range (eg, 50 ° -70 ° C.) and performing a series of separations.

【0179】 図27は、DNA断片の4つの関連するホモ−およびヘテロ二本鎖形態(ホモ
二本鎖は破線により表す)の融解を表す。このような融解プロフィールはどのよ
うにヘテロ二本鎖の中点が左にずれるのかを説明し、ホモ二本鎖と比べて低いTm
およびDMIPCカラムからの早い溶出を示す。ヘテロ二本鎖のTmはホモ二本鎖より も約1゜〜2℃低い。
FIG. 27 depicts the melting of four related homo- and heteroduplex forms of a DNA fragment (homoduplexes are represented by dashed lines). Such a melting profile explains how the midpoint of the heteroduplex shifts to the left and has a lower Tm compared to the homoduplex.
And early elution from the DMIPC column. The Tm of a heteroduplex is about 1 ° to 2 ° C lower than that of a homoduplex.

【0180】 図28は、sY81と命名された230bpの制限断片の融解プロフィールを表す。こ の断片中に存在する任意のドメインは、今、約54゜〜59℃の間に広がる1つのシ グモイドカーブにより表される。この変曲の中点の温度は、ホモ二本鎖断片の融
解プロフィールのTmすなわちTmhomoである。Tmhomoを融解プロフィールから決定
することは、突然変異スクリーニングを行う適切な温度を選択するために必要で
ある。塩基誤対合の存在は、精査される対応するヘテロ二本鎖ドメインのTmを約
1゜〜2℃まで下げ、かなり正確な予測を各ヘテロ二本鎖断片のTm、Tmhetero で行うことができ、ここでTmhetero=Tm−1℃である。この式はこれまでに記載
したT(hsst)に関する一般式の例であり、そして式中、T(w)は1℃の値を有する 。
FIG. 28 shows the melting profile of the 230 bp restriction fragment designated sY81. Any domains present in this fragment are now represented by a single sigmoid curve extending between about 54 ° -59 ° C. The temperature at the midpoint of this inflection is the Tm or Tm homo of the melting profile of the homoduplex fragment. Determining the Tm homo from the melting profile is necessary to select the appropriate temperature for performing the mutation screen. The presence of base mismatches can reduce the Tm of the corresponding heteroduplex domain being probed to about 1-2 ° C, making fairly accurate predictions for the Tm, Tmhetero of each heteroduplex fragment. Where Tm hetero = Tm-1 ° C. This formula is an example of the general formula for T (hsst) described above, where T (w) has a value of 1 ° C.

【0181】 上記のように、融解プロフィールの出現によりTmhomoが約56℃であることが示
される。したがってこの断片内の突然変異についてスクリーニングするための理
想的温度は、Tmhetero=Tmhomo-1℃、すなわち55℃となるだろう。しかし両ドメ
インの変曲により作られる傾きの鋭さ、および2つのドメインのTmの接近を考慮
すると、この断片内に存在する任意のドメインがこの温度で一部変性することが
分かる。2つの異なるドメインのTmが一方の5℃内である時、1つの分析温度を
選択することにより両方のドメイン中の突然変異を同時にスクリーニングするこ
とが可能である。しかし選択する温度は低いTmを有するドメインのTm以下でなけ
ればならない。もし中間の値を選択すると、両ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖断
片中の低いTmドメインが変性し、そしてそのドメイン中の突然変異を検出する能
力が失われるだろう。DNA断片が5℃よりも大きい温度範囲で融解するならば
、断片をスクリーニングするために1より多くの温度を使用しなければならない
As noted above, the appearance of a melting profile indicates that the Tm homo is about 56 ° C. Thus, the ideal temperature for screening for mutations in this fragment would be Tm hetero = Tm homo- 1 ° C, or 55 ° C. However, given the sharpness of the slope created by the inflection of both domains, and the closeness of the Tm of the two domains, it can be seen that any domain present within this fragment will be partially denatured at this temperature. When the Tm of two different domains is within 5 ° C of one, it is possible to simultaneously screen for mutations in both domains by selecting one analysis temperature. However, the temperature chosen must be below the Tm of the domain with the lower Tm. If an intermediate value is chosen, the low Tm domain in both heteroduplex and homoduplex fragments will be denatured and the ability to detect mutations in that domain will be lost. If a DNA fragment melts in a temperature range greater than 5 ° C., more than one temperature must be used to screen the fragment.

【0182】 例えば、DNA断片がそれぞれ55℃、60℃および65℃のTmを有する3つのドメ
インA、BおよびCを含むならば、融解プロフィールの傾斜は、10℃の範囲にわ
たって広がり、図28に示すプロフィールよりも広くなるだろう。これは突然変
異の存在についてこの断片中のすべてのドメインを広範囲にスクリーニングする
ために、1より多くのスクリーニング温度が使用されなければならないことを示
す。ドメインAおよびBは、54℃の温度で同時にスクリーニングすることができ
、そしてドメインBおよびCは59℃で同時にスクリーニングすることができる。
しかし、3つのすべてのドメインを同時にスクリーニングできる1つの温度は無
い。図29は55℃、60℃および65℃のTmを持つ3つのドメイン断片の理論的融解
プロフィールを表す。
For example, if the DNA fragment contains three domains A, B and C with Tm of 55 ° C., 60 ° C. and 65 ° C., respectively, the slope of the melting profile extends over a range of 10 ° C., as shown in FIG. It will be wider than the profile shown. This indicates that more than one screening temperature must be used to extensively screen all domains in this fragment for the presence of the mutation. Domains A and B can be screened simultaneously at a temperature of 54 ° C, and domains B and C can be screened simultaneously at 59 ° C.
However, there is no single temperature at which all three domains can be screened simultaneously. FIG. 29 depicts the theoretical melting profiles of three domain fragments with Tm of 55 ° C., 60 ° C. and 65 ° C.

【0183】 本発明の特定の態様では、融解プロフィールが約5゜〜7℃よりも広い温度範 囲にわたり広がる時、以下の工程を使用して図29に示すような広範囲の突然変
異スクリーニングを行うことができる。 1.変曲を含む融解曲線を4分割する。 2.0.25および0.75の位置で温度から1℃を引く。 3.0.25の位置に対応する温度より1℃低い温度で第1分析を行う。 4.0.75の位置に対応する温度より1℃低い温度で第2分析を行う。
In a particular embodiment of the present invention, when the melting profile extends over a temperature range greater than about 5 ° to 7 ° C., the following steps are used to perform an extensive mutation screen as shown in FIG. be able to. 1. The melting curve including the inflection is divided into four parts. 2. Subtract 1 ° C from temperature at 0.25 and 0.75. 3. Perform the first analysis at 1 ° C. below the temperature corresponding to the 0.25 position. 4. Perform a second analysis at a temperature 1 ° C. below the temperature corresponding to the position of 0.75.

【0184】 上記に示すように、すべての他のパラメーターを一定とし、分離の温度を上げ
ると、DNAの融解が液体クロマトグラフィーカラムからの保持時間を下げる。
As indicated above, keeping all other parameters constant and increasing the temperature of the separation, melting of the DNA reduces the retention time from the liquid chromatography column.

【0185】 本発明の1態様では、突然変異を含有する試料を実践的な(heuristic)至適 化法を使用して一連の温度で調査する。この方法により得られる至適温度は、突
然変異体DNA断片が野生型DNAとピークのパターンの差異により最も容易に
識別される温度である。この方法は体系的ではなく、そしてヘテロ二本鎖が試料
中に存在するかどうかに関する知識に依存する。しかし事前こ誤対合の知識を、
常に得られるわけではない。
In one aspect of the invention, samples containing mutations are examined at a range of temperatures using a heuristic optimization method. The optimal temperature obtained by this method is the temperature at which the mutant DNA fragment is most easily distinguished from the wild-type DNA by differences in peak patterns. This method is not systematic and relies on knowledge of whether heteroduplexes are present in the sample. However, prior knowledge of this mismatch,
Not always available.

【0186】 本発明の好適な態様は、温度タイトレーションに基づくT(hsst)の選択法であ る。この温度タイトレーションは、実験的観察により得られるか、または熱力学
的情報の理論的分析から得られる。さらに出願人により、突然変異検出の至適温
度は、突然変異を含有する野生型DNA断片のセグメントの変性の初期段階に対
応することが見いだされた。保持時間 対 温度のプロットでは、野生型とヘテロ
二本鎖との間に平行関係が示されるので、両方の断片の保持時間はおよそ同じ傾
斜で減少する。出願人により見いだされたこの驚くべき、しかも一定の関係はT(
hsst)を選択するために試料中のヘテロ二本鎖についてデータを集める必要性を 排除する。代わりに野生型断片の融解特性を、T(hsst)を決定するために使用で きる。この関係は実施例19の温度タイトレーションで説明するが、そこでは20
9bp DYS217突然変異から得られた混合物中のホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の両
方が約-0.9分/℃の傾きを与えた。
A preferred embodiment of the present invention is a method for selecting T (hsst) based on temperature titration. This temperature titration can be obtained by experimental observation or by theoretical analysis of thermodynamic information. In addition, Applicants have found that the optimal temperature for mutation detection corresponds to the early stages of denaturation of the segment of the wild-type DNA fragment containing the mutation. The retention time versus temperature plot shows a parallel relationship between wild type and heteroduplexes, so that the retention time of both fragments decreases with approximately the same slope. This surprising and constant relationship found by the applicant is T (
Eliminates the need to collect data on heteroduplexes in the sample to select hsst). Alternatively, the melting properties of the wild-type fragment can be used to determine T (hsst). This relationship is illustrated by the temperature titration of Example 19, where
Both homoduplexes and heteroduplexes in the mixture resulting from the 9 bp DYS217 mutation gave a slope of about -0.9 min / ° C.

【0187】 168bp位にヘテロ二本鎖誤対合をもつDYS271 209bp突然変異標準混合物に関す る温度タイトレーションである図30は、どのように温度タイトレーション情報
が実験的に得られかを示す。このデータは、誤対合からの2つのヘテロ二本鎖お
よび2つのホモ二本鎖のピークが56℃で良く分かれていることを示す。温度を上
げるとそれらは広いピーク(60℃〜63℃)となり、そしてさらに温度を上げると
、ピークは一本鎖DNAに移動する。このような条件下で、一本鎖DNAは配列
ならびにサイズパラメーターで分離され、ピークが割れる。分離が168bpの突然 変異について至適化されていれば、速い分離のためのこの溶出条件は一本鎖(融
解した)ピークを勾配の最初の部分に動かすので、この領域をとばすことができ
る。
FIG. 30, which is a temperature titration for a DYS271 209 bp mutant standard mixture with a heteroduplex mismatch at position 168 bp, shows how temperature titration information can be obtained experimentally. This data shows that the two heteroduplex and two homoduplex peaks from the mismatch are well separated at 56 ° C. Increasing the temperature gives them a broad peak (60-63 ° C), and increasing the temperature shifts the peak to single-stranded DNA. Under such conditions, single-stranded DNA is separated by sequence as well as size parameters and peaks split. If the separation is optimized for a 168 bp mutation, this elution condition for fast separation moves the single-stranded (melted) peak to the first part of the gradient, thereby skipping this region.

【0188】 T(hsst)を決定するための好適な方法の例で、図31は図30のデータからの 最も遅く溶出する野生型ホモ二本鎖形の温度タイトレーションである。プロット
は2つの変曲点を表す。最初は56℃であり、そしてこの温度が2つのヘテロ二本
鎖のピークおよび2つのホモ二本鎖のピークを図30のように良く分離ことに注
目すべきである。2つの野生型ホモ二本鎖のピークに関する保持時間は、約-0.9
分/℃の傾きで2つのヘテロ二本鎖のピークをたどる。図31では、61.5℃に第
2の変曲点があり、断片中に高融解領域があることを示すが、誤対合はこの高融
解領域にはない。
In an example of a preferred method for determining T (hsst), FIG. 31 is the temperature titration of the slowest eluting wild type homoduplex from the data in FIG. The plot represents two inflection points. It should be noted that initially it is 56 ° C. and that this temperature separates the two heteroduplex peaks and the two homoduplex peaks well as in FIG. The retention time for the two wild type homoduplex peaks was about -0.9.
Follow the peaks of the two heteroduplexes with a slope of min / ° C. In FIG. 31, there is a second inflection point at 61.5 ° C., indicating that there is a high melting region in the fragment, but the mismatch is not in this high melting region.

【0189】 本発明の好適な態様では、T(hsst)は第1に約0.9分/℃で減少する保持時間の
温度範囲を決定し、そして第2にその領域内の温度タイトレーションプロット上
の変曲点を得、そして1℃を引くことにより、野生型のホモ二本鎖の温度タイト
レーショングラフから選択される。
In a preferred embodiment of the present invention, T (hsst) first determines the temperature range of the retention time which decreases at about 0.9 min / ° C., and secondly on the temperature titration plot within that region. The inflection point is obtained and selected from the wild-type homoduplex temperature titration graph by subtracting 1 ° C.

【0190】 本発明の別の好適な態様では、T(hsst)をホモ二本鎖の融解が25%完了する点 に対応するように選択する。一般的に、3つの異なる温度、例えばT(hsst)の両 側約2℃ならびに予測されるT(hsst)で、実際のハイブリダイズした試料のDMIPC
を行う。図31に示すように2つの変曲点の出現、または0〜100%の融解範囲 が約5℃より大きい温度タイトレーションカーブの観察には、突然変異分析を行
うための2つの温度が必要である。このような観察のいずれかは、断片が断片内
に2種類の領域を有し、各々が異なる温度を必要とすることを示している。本発
明の方法の重要な観点は、そしてDMIPC法の高度に一定でしかも再現性のある性 質に基づき、特定の断片に関していったん正しいT(hsst)が決定すれば、同じ温 度をその断片に関するすべての後の分析に使用することができる。さらに分析さ
れた配列に対応する至適温度のデータベースは、至適温度を実験的に測定する手
順を踏むことなく、特定の突然変異の分析に必要な条件を記載する目的で集成す
ることができる。
In another preferred embodiment of the present invention, T (hsst) is selected to correspond to the point at which the melting of the homoduplex is 25% complete. In general, the DMIPC of the actual hybridized sample at three different temperatures, for example, about 2 ° C on either side of T (hsst) and the expected T (hsst)
I do. The appearance of two inflection points, as shown in FIG. 31, or the observation of a temperature titration curve with a 0-100% melting range greater than about 5 ° C. requires two temperatures to perform mutation analysis. is there. Either of these observations indicates that the fragment has two regions within the fragment, each requiring a different temperature. An important aspect of the method of the present invention, and based on the highly constant and reproducible nature of the DMIPC method, is that once the correct T (hsst) is determined for a particular fragment, the same temperature is applied to that fragment. Can be used for all subsequent analyses. Further, a database of optimal temperatures corresponding to the analyzed sequences can be assembled for the purpose of describing the conditions required for the analysis of a particular mutation, without having to take steps to experimentally determine the optimal temperature. .

【0191】 本発明の別の態様では、既知の断片の融解挙動の熱力学的数学モデルを、試料
自体の実験なしで新たな断片の融解挙動を予測するために使用することができる
。このモデルは突然変異検出の至適温度を予測し、そしてまたこの技法に対する
断片の適性を評価するために使用することができる。実際に温度タイトレーショ
ンは断片の配列情報ならびに熱力学的データおよびモデルにより予測される挙動
を使用して決定でき、そしてこれらのモデルをクロマトグラフィー挙動と合わせ
る。
In another aspect of the invention, a thermodynamic mathematical model of the melting behavior of a known fragment can be used to predict the melting behavior of a new fragment without experimentation on the sample itself. This model predicts the optimal temperature for mutation detection and can also be used to evaluate the suitability of fragments for this technique. Indeed, temperature titrations can be determined using fragment sequence information and the behavior predicted by thermodynamic data and models, and combining these models with chromatographic behavior.

【0192】 DNAの融解挙動のモデリングは、文献で十分に開発されている。しかし、報
告された熱力学的融解手順は、突然変異を検出するための温度予測に完全に使用
できる前に、事前に変更しなければならない。
Modeling the melting behavior of DNA has been well developed in the literature. However, the reported thermodynamic melting procedure must be modified before it can be fully used for temperature prediction to detect mutations.

【0193】 核酸の水素結合エネルギーは測定することができる。例えばこの種の情報はBr
eslauerらにより報告されている(Proc.Natl.Acad.Sci.83:3746(1986))。短いオ
リゴヌクレオチドに関しては、単純な融解モデルを使用することができ、ここで
は隣接する塩基(または塩基の対)は単位の境界を越えて長い範囲で影響を表さ
ない。長い断片に関しては、固有のらせん傾向を、らせん状態の塩基の確率がそ
の隣に強い影響を受けるような条件付き確率と組み合わせる。PolandのデルのFi
xam-Freire実行のような帰納的アルゴリズムが必要である(Poland,Biopolymers 13:1859(1974)およびFixamら,Biopolymers 16:2693(1977))。Fixam-Freireア ルゴリズムに使用するパラメーターは、水溶液中で平衡の融解挙動を予測するた
めに至適化された。DNA融解に対する熱力学的方法の実行例はDYS271の209bp 突然変異のDNA融解プロフィールを用いた図32に表す。このプロットを作成
するために使用するプログラムは、バイオラッド ラボラトリー(BioRad Labora
tories:リッチモンド、カリフォルニア州)から市販されているプログラムWinM
elt(商標)、バージョン2である。このプロットは、2つの融解ドメインがある ことを表す。この方法は、任意の特定の塩基対の融解が隣に影響されるので、協
同的融解予測と呼ぶ。この影響は隣が同様なGC含量を含むかぎり広がる。低い
ドメインはヘテロ二本鎖誤対合を168bpに含む。プロットは2つのドメインおよ び誤対合を含む低融点ドメインを持つ実験データとよく相関する。
[0193] The hydrogen bonding energy of a nucleic acid can be measured. For example, this kind of information is Br
Eslauer et al . ( Proc. Natl. Acad. Sci. 83: 3746 (1986)). For short oligonucleotides, a simple melting model can be used, where adjacent bases (or base pairs) do not have a long-range effect beyond unit boundaries. For long fragments, the inherent helical propensity is combined with conditional probabilities such that the probability of a helical base is strongly affected next to it. Poland Del Fi
Inductive algorithms such as the xam-Freire implementation are required (Poland, Biopolymers 13: 1859 (1974) and Fixam et al. , Biopolymers 16: 2693 (1977)). The parameters used for the Fixam-Freire algorithm were optimized to predict equilibrium melting behavior in aqueous solutions. An example of the implementation of a thermodynamic method for DNA melting is shown in FIG. 32 using the DNA melting profile of the 209 bp mutation in DYS271. The program used to create this plot is BioRad Labora
tories: Program WinM, commercially available from Richmond, CA)
elt ™, version 2. This plot shows that there are two melting domains. This method is referred to as cooperative melting prediction because the melting of any particular base pair is affected next to it. This effect is widespread as long as the neighbor contains a similar GC content. The lower domain contains a heteroduplex mismatch at 168 bp. The plot correlates well with experimental data having two domains and a low melting point domain containing a mismatch.

【0194】 しかし、WinMelt(商標)または任意の類似のプログラムはカラム、バッファー および溶媒がDNAの融解温度に影響を及ぼし得るという事実により、突然変異
の検出を行うための至適温度を予測するために使用することができない。このよ
うなプログラムは融解に関して協同的モデルを使用するので、DMIPCの性能と相 関した係数および相殺を選択しなければDNAのDMIPC分離で観察される「温度 タイトレーション」をよく予測しない。1つの態様では、DNA融解のモデリン
グに対する非協同的な熱力学的方法を使用することができる。しかし好適な熱力
学的モデルは、協同的方法の変更に基づく。
However, WinMelt ™ or any similar program predicts the optimal temperature for performing mutation detection due to the fact that columns, buffers and solvents can affect the melting temperature of DNA. Can not be used for Since such programs use a collaborative model for melting, without choosing coefficients and cancellations that correlate with the performance of DMIPC, they do not predict well the "temperature titration" observed in DMIPC separations of DNA. In one aspect, a non-cooperative thermodynamic method for modeling DNA melting can be used. However, a preferred thermodynamic model is based on a modification of the collaborative method.

【0195】 本発明の好適な態様では、算出される融解温度はPolandモデルのFixam-Freire
実行のような第1数学モデルを使用して引き出される。予測される温度は、次に
第2数学モデルにより算出された融解温度を調整することにより引き出される。
第2数学モデルの好適例は、第1モデルに基づく算出された温度を、温度タイト
レーションから観察される経験的に決定された温度と比較することにより開発さ
れた調整式である。この調整式は、野生型またはホモ二本鎖DNAの配列情報だ
けを使用してDMIPCの融解のT(hsst)を予測するために使用することができる。Fi
xam-Freire算出温度の調整は熱力学的データを得るのに使用する条件(Breslaue
rら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:3746(1986))とDMIPCで使用する条件との間の
差異を説明するために必要である。
In a preferred embodiment of the invention, the calculated melting temperature is determined by the Poland model Fixam-Freire
It is derived using a first mathematical model, such as execution. The predicted temperature is then derived by adjusting the melting temperature calculated by the second mathematical model.
A preferred example of the second mathematical model is an adjustment formula developed by comparing the calculated temperature based on the first model with the empirically determined temperature observed from temperature titration. This adjustment formula can be used to predict the melting T (hsst) of DMIPC using only sequence information of wild-type or homoduplex DNA. Fi
The adjustment of the xam-Freire calculated temperature depends on the conditions used to obtain the thermodynamic data (Breslaue
USA et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 3746 (1986)) and the conditions used in DMIPC are necessary to account for the differences.

【0196】 図33は、DNA融解に対する協同的研究と非協同的研究との間の差異を表す
。図33では、DNA配列中の塩基が水上のポンツーン(水平の灰色の長方形)
により表され、そして融解温度がバラスト(黒い垂直の棒、重いバラストはより
長い棒により表される)により表され、低い融解温度は重いバラストにより表さ
れる模型を採用する。非協同的研究(モデルA)では、配列中の各核酸の塩基対
は、それぞれの特定の水素結合エネルギーにより決定される特定の安定性を有す
る。各塩基対の安定性または融解は、任意の周囲の塩基対からは独立している。
モデルAは、高い融解特性を持つ塩基対は融解するが、融解に対して低い傾向を
有する塩基対の融解に影響を及ぼさないことを示している。協同的研究をモデル
Bに示す。この場合、断片の全領域が特定領域の荷重された協同的効果により影
響を受ける。このモデルでは、断片は特定温度で融解する性質を有するドメイン
を含む。温度が上昇すると、異なるドメインがそれぞれ適切な温度で融解するだ
ろう。
FIG. 33 depicts the differences between collaborative and non-cooperative studies on DNA melting. In FIG. 33, the base in the DNA sequence is a pontoon on water (horizontal gray rectangle)
And the melting temperature is represented by a ballast (black vertical bars, heavy ballasts are represented by longer bars) and low melting temperatures are represented by heavy ballasts. In a non-cooperative study (Model A), each nucleic acid base pair in the sequence has a particular stability determined by its respective specific hydrogen bonding energy. The stability or melting of each base pair is independent of any surrounding base pairs.
Model A shows that base pairs with high melting properties melt but do not affect the melting of base pairs that have a low tendency to melt. The collaborative study is shown in Model B. In this case, the entire area of the fragment is affected by the weighted cooperative effect of the specific area. In this model, fragments contain domains that have the property of melting at a particular temperature. As the temperature increases, the different domains will each melt at the appropriate temperature.

【0197】 図34は、209bpの突然変異標準の融解プロフィールの測定に対する変更され た非協同的研究を表す。30塩基の移動荷重ウインドを使用して各点を作成し、そ
して曲線を滑らかにしたので、プロットは塩基16から始まり、そして塩基192で 終わる。図35はFixam-Freire協同的方法を用いたが、ループエントロピーはσ
=0.01であり、そして断片を10%らせんに設定した同じプロットを表す。このよ
うに協同的方法のパラメーターを非協同的方法における挙動を模するように設定
することが可能である。
FIG. 34 represents a modified non-cooperative study on the determination of the melting profile of the 209 bp mutation standard. The plot starts at base 16 and ends at base 192 since each point was created using a 30 base moving load window and the curve was smoothed. FIG. 35 uses the Fixam-Freire cooperative method, but the loop entropy is σ
= 0.01 and represents the same plot with the fragments set to a 10% helix. Thus, it is possible to set the parameters of the cooperative method to simulate the behavior in the non-cooperative method.

【0198】 本発明の重要な特徴は、経験的な温度タイトレーションを熱力学的パラメータ
ーに相関させる方法を提供する。融解または保持時間の程度と関連する熱力学的
パラメーターは、温度タイトレーションがより正確にモデル化されるように使用
される。温度相殺、傾斜、断片サイズ依存的期間(term)およびループエントロピ
ー、ならびに本質的にはさらに10個の最も近い隣の遊離エネルギーを至適化する
。例えばループエントロピーの効果を図36に表す。
An important feature of the present invention provides a method of correlating empirical temperature titration to thermodynamic parameters. Thermodynamic parameters associated with the degree of melting or retention time are used to more accurately model temperature titration. It optimizes temperature cancellation, slope, fragment size-dependent term and loop entropy, and essentially the ten nearest neighbors of free energy. For example, FIG. 36 shows the effect of loop entropy.

【0199】 図38および39は、予測される融解温度を得るためにどのように調整式を得
ることができるかを表す。図38は算出された融解温度 対 経験的に決定した融
解温度のグラフである。図38では、横座標は75%らせん含量に相当する融解温
度Tm0.75を表し、すなわち0.0001のループエントロピーを使用してFixam-Freire
モデルにより算出された変性がちょうど始まった(25%融解と均等の75%らせん
)融解プロフィール上の点である。縦座標は、好ましくは既知の突然変異に関し
てDMIPCによる高処理量スクリーニングで使用するためにすでに至適化された経 験的に決定した融解温度を表す。グラフ上にプロットされたデータは、ハイブリ
ダイズした断片の実験的に定めた40の各温度タイトレーションについて、経験的
に決定した融解温度を示す。
FIGS. 38 and 39 show how a tuning equation can be obtained to obtain the expected melting temperature. FIG. 38 is a graph of the calculated melting temperature versus the empirically determined melting temperature. In FIG. 38, the abscissa represents the melting temperature Tm 0.75 corresponding to 75% helical content, ie, Fixam-Freire using a loop entropy of 0.0001.
The point on the melting profile where the denaturation calculated by the model has just begun (75% helix equivalent to 25% melting). The ordinate represents an empirically determined melting temperature that has already been optimized for use in high-throughput screening with DMIPC, preferably for known mutations. The data plotted on the graph shows the melting temperatures determined empirically for each of the 40 experimentally determined temperature titrations of the hybridized fragments.

【0200】 図39は算出された融解温度 対 予測された融解温度のグラフである。実線は
図38の40点の直線的適合を表す。図39に示すように、直線Tm075'は、式 Tm0.75'=19.6+0.68・Tm0.75 により定められる。
FIG. 39 is a graph of calculated melting temperature versus predicted melting temperature. The solid line represents the linear fit of the 40 points in FIG. As shown in FIG. 39, the straight line Tm 075 ′ is determined by the equation Tm 0.75 ′ = 19.6 + 0.68 · Tm 0.75 .

【0201】 また図38にプロットされているのは、Tm075'を表す線よりも1度高い、およ
び低い破線である。このような破線は、予測されたTm075'の正確さが経験的に決
定された値の約1度内にあると期待できることを示す。
Also, plotted in FIG. 38 are dashed lines that are one degree higher and lower than the line representing Tm 075 ′. Such a dashed line indicates that the accuracy of the predicted Tm 075 ′ can be expected to be within about one degree of an empirically determined value.

【0202】 予測された融解温度は、Fixam-Freireアルゴリズムに従い最初にTm075を計算 し、そして次に上記式に従いTm0.75を調製することにより得られる。The predicted melting temperature is obtained by first calculating Tm 075 according to the Fixam-Freire algorithm and then preparing Tm 0.75 according to the above equation.

【0203】 したがって本発明の好適な態様では、上記の式を使用して変性がちょうど始ま
る融解プロフィールの点を予測し(実験的なタイトレーションカーブ上で25%の
融解に匹敵する75%らせん状)、ここでTm'075は75%のらせん含量に対応する予
測温度であり、そしてTm075はループエントロピー0.0001を使用してFixam-Freir
eアルゴリズムから算出された温度である。これは、非変更アルゴリズムと比較 して突然変異検出のための至適温度を算出する予測力を向上させた。ループエン
トロピー期間が増す時、融解プロフィールは段階的融解のようにドメインによる
支配が少なくなる(図36)。したがってこの期間は、実験的曲線をより正確に
モデル化するために至適化することができる。上記態様の融解温度は、75%らせ
ん含量で選択された。当業者は経験的な温度タイトレーションカーブの他の点( 例えば50%または90%のらせん含量)を選択し、そして計算された温度を得、そ
して上に記載したように調整できると認識するだろう。熱力学的データおよび温
度タイトレーションを予測するための式の使用は、多くの種々の方法により行え
る。上記の方法が本発明には好ましい。しかしこの方法は突然変異の検出のため
に算出温度を実際の至適温度に適合させた経験的なものであるので、式の使用は
種々の荷重係数を含む他の方法で行うことができる。
Thus, in a preferred embodiment of the present invention, the above equation is used to predict the point in the melting profile where denaturation just begins (75% spiral comparable to 25% melting on an experimental titration curve). ), Where Tm ' 075 is the predicted temperature corresponding to a helical content of 75%, and Tm 075 is the Fixam-Freir using loop entropy 0.0001.
This is the temperature calculated from the e-algorithm. This improved the predictive power of calculating the optimal temperature for mutation detection compared to the unaltered algorithm. As the loop entropy period increases, the melting profile becomes less dominated by domains as in step melting (FIG. 36). Thus, this period can be optimized to more accurately model the experimental curve. The melting temperature of the above embodiment was selected at 75% helical content. One skilled in the art will select other points in the empirical temperature titration curve (eg, a helical content of 50% or 90%) and will recognize that the calculated temperature can be obtained and adjusted as described above. Would. The use of thermodynamic data and equations to predict temperature titrations can be accomplished in a number of different ways. The above method is preferred for the present invention. However, since this method is empirical, with the calculated temperature adapted to the actual optimal temperature for the detection of mutations, the use of the equation can be done in other ways, including various weighting factors.

【0204】 本発明は、MIPCを使用してDNA試料中の突然変異を検出する方法を提供する
。DNA断片について以下に検討するが、本発明は任意の二本鎖ポリヌクレオチ
ドを用いて実施できることを理解すべきである。
The present invention provides a method for detecting a mutation in a DNA sample using MIPC. Although discussed below with respect to DNA fragments, it should be understood that the present invention can be practiced with any double-stranded polynucleotide.

【0205】 本発明の1つの態様では、ホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の混合物がMIPC分析
の前に形成される。標準的なポリヌクレオチドホモ二本鎖を試料に加え、そして
混合物を変性(例えば混合物を約90℃に加熱する)に供する。変性した一本鎖ポ
リヌクレオチドが変性工程で形成され、そして次に混合物をゆっくりと周囲温度
に冷却することによりアニーリングさせる。試料が突然変異を含めば新たなホモ
二本鎖およびヘテロ二本鎖の混合物が形成する。試料が突然変異を含まなければ
、標準的なポリヌクレオチドのホモ二本鎖のみが形成するだろう。好適な態様で
は、標準的なポリヌクレオチドは「野生型」ポリヌクレオチドである。
In one embodiment of the invention, a mixture of homoduplexes and heteroduplexes is formed prior to MIPC analysis. A standard polynucleotide homoduplex is added to the sample, and the mixture is subjected to denaturation (eg, heating the mixture to about 90 ° C). A denatured single-stranded polynucleotide is formed in the denaturation step and is then annealed by slowly cooling the mixture to ambient temperature. If the sample contains the mutation, a new homoduplex and heteroduplex mixture is formed. If the sample does not contain the mutation, only a standard polynucleotide homoduplex will form. In a preferred embodiment, the standard polynucleotide is a "wild-type" polynucleotide.

【0206】 DNA分野ではヘテロ二本鎖は、ヘテロ二本鎖の残りの部分、すなわち完全に
相補的な塩基対を含むヘテロ二本鎖の部分を変性させるために必要な温度より低
い温度で、塩基対誤対合の部位で選択的に変性し、「バブル」を形成することが
知られている。この現象は一般的に部分変性とよばれるが、誤対合塩基間の水素
結合が相補的塩基間の水素結合よりも弱いために起こる。したがって、突然変異
部位でヘテロ二本鎖を変性させるために必要なエネルギーは少ないので、ヘテロ
二本鎖を塩基対誤対合の部位で部分的に変性させるために必要な温度は、その鎖
の残り温度よりも低い。
In the DNA field, heteroduplexes are formed at temperatures lower than those required to denature the remainder of the heteroduplex, ie, the portion of the heteroduplex containing perfectly complementary base pairs. It is known to selectively denature at sites of base pair mismatches to form "bubbles". This phenomenon is generally called partial denaturation, but occurs because the hydrogen bonds between mismatched bases are weaker than the hydrogen bonds between complementary bases. Thus, since the energy required to denature the heteroduplex at the mutation site is small, the temperature required to partially denature the heteroduplex at the site of the base pair mismatch is determined by the temperature of the strand. Lower than the remaining temperature.

【0207】 MIPCはDNA断片を塩基対長により分離するが、同じ塩基対長を有するホモ二
本鎖およびヘテロ二本鎖断片は、クロマトグラフィーを部分的変性温度条件、す
なわち上記のようにヘテロ二本鎖が部分的に変性する温度で行う時に分離される
。MIPCが部分的変性条件下で行われて、ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖の混合物
を分離する時、ヘテロ二本鎖は通常、ホモ二本鎖よりも先に溶出する。
Although MIPC separates DNA fragments by base pair length, homoduplex and heteroduplex fragments having the same base pair length can be chromatographed under partial denaturing temperature conditions, ie, heteroduplex as described above. Separation occurs when performed at temperatures at which the main chains are partially denatured. When MIPC is performed under partially denaturing conditions to separate a mixture of heteroduplexes and homoduplexes, heteroduplexes usually elute earlier than homoduplexes.

【0208】 本発明の重要な観点は驚くべき、そしてこれまでに報告されなかった出願人に
よる知見であって、それはDNA断片をMIPCカラムから溶出するために必要な移
動相中の有機溶媒濃度とDNA断片の塩基対長との間の高度に再現性のある関係
が存在することである。この関係を使用して、既知のサイズのDNA断片を溶出
するために必要な「予備有機溶媒濃度」は、上記塩基対長の断片を溶出させるの
に必要な移動相中の有機溶媒濃度とDNA断片の塩基対長とを関連させる参照か
ら得ることができ、溶出条件を開発する方法の必要を省く。この参照は本発明で
は予備溶媒濃度を決定するために使用する。「予備溶媒濃度」は、参照から得ら
れる有機溶媒濃度を意味すると定義し、これは非変性条件下(約50℃)でMIPCカ
ラムから対応する塩基対長の断片を溶出するために必要とされる。
An important aspect of the present invention is a surprising and previously unreported finding by the Applicant that states the concentration of organic solvent in the mobile phase required to elute DNA fragments from a MIPC column. There is a highly reproducible relationship between base pair length of DNA fragments. Using this relationship, the "preliminary organic solvent concentration" required to elute a DNA fragment of a known size is determined by the organic solvent concentration in the mobile phase required to elute the base pair-length fragment and the DNA. It can be obtained from a reference relating the base pair length of the fragment, eliminating the need for a method to develop elution conditions. This reference is used in the present invention to determine the pre-solvent concentration. “Preliminary solvent concentration” is defined as meaning the concentration of organic solvent obtained from the reference, which is required to elute the corresponding base pair length fragment from the MIPC column under non-denaturing conditions (about 50 ° C.). You.

【0209】 種々の塩基対長を有するDNA断片を溶出するために必要な移動相中の有機溶
媒濃度に関連する参照は、図40のグラフに表される。図40のグラフに表され
た関係は、種々の範囲の塩基対長および溶媒濃度について表すことができる。図
40に表す参照を作成するために使用したデータは、グラフまたは表に表すこと
ができる。このデータは最適な曲線の式を得るために使用することができる。例
えば以下の式は図38に示した曲線を与えた: %Bp=19.24+[53.6・bp/(78.5+bp)] 参照グラフ図40は、出願人により実施例20に記載するように得られた。既
知の塩基対長の標準断片をMIPCカラムに添加し、そして各断片を溶出するために
十分な移動相中の有機溶媒濃度を、クロマトグラフィーを50℃で行った時に決定
した。そのように決定した有機溶媒濃度を、それらの各塩基対長の断片に対して
プロットして図40を作成した。既知の塩基対長の標準断片は、pUC18 DNA-HaeI
II消化(S6293、シグマ−アルドリッチ:Sigma-Aldrich)から得た。図40の参
照を作成するために使用した断片は、(塩基対長で)80、102、174、257、267、
298、434、458および587であった。図40の参照を作成するために本明細書に記
載した方法は、そのような参照を構成するために使用できる多くの他の方法の中
の単に1つであると考える。例えば他の標準断片の組を使用することができた。
References relating to the concentration of organic solvent in the mobile phase required to elute DNA fragments having various base pair lengths are represented in the graph of FIG. The relationships depicted in the graph of FIG. 40 can be represented for various ranges of base pair lengths and solvent concentrations. The data used to create the references depicted in FIG. 40 can be represented in graphs or tables. This data can be used to obtain the optimal curve equation. For example, the following equation yielded the curve shown in FIG. 38:% B p = 19.24 + [53.6 bp / (78.5 + bp)] Reference graph FIG. Was done. Standard fragments of known base pair length were added to the MIPC column, and the concentration of organic solvent in the mobile phase sufficient to elute each fragment was determined when the chromatography was performed at 50 ° C. The organic solvent concentrations so determined were plotted against their respective base pair length fragments to produce FIG. A standard fragment of known base pair length was prepared with pUC18 DNA- Hae I
Obtained from II digestion (S6293, Sigma-Aldrich). The fragments used to create the reference of FIG. 40 were (in base pairs length) 80, 102, 174, 257, 267,
298, 434, 458 and 587. The method described herein for creating the reference of FIG. 40 is considered to be merely one of many other methods that can be used to construct such a reference. For example, other sets of standard fragments could be used.

【0210】 参照の概念が基づく本質的な、したがってこれまで認識されなかった本発明の
特徴は、出願人により見いだされた非−変性条件下で、DNA断片をそれらのサ
イズにより分離し、そしてこの分離がMIPCを使用して高度に再現性のあるもので
あるという知見である。したがって、各試料分析のためにMIPCカラムをキャリブ
レーションする必要はない。毎日または毎週のキャリブレーションは通常、必要
ではない。所定の塩基対長に関して溶媒濃度をいったん決定したら、その断片の
保持時間はその溶媒濃度で、同じカラムで毎日だけでなく、カラム毎でも一定で
ある。さらに方法を開発することなく塩基対長に対する溶媒濃度に関する参照を
作ること、および既知の塩基対長のDNA断片を溶出するための予備溶媒濃度を
予測することを可能とする知見は驚くべきことである。良い結果は標準値(defa
ult values)で、しかもキャリブレーション無しで得られるが、好適なプラクテ
ィスは新しいカラムまたは溶出液(バッファーまたは移動相)を装置に導入した
時にキャリブレーションすることである。
An essential, and thus previously unrecognized, feature of the present invention on which the concept of reference is based is that under non-denaturing conditions found by the applicant, DNA fragments are separated by their size and The finding is that the separation is highly reproducible using MIPC. Therefore, there is no need to calibrate the MIPC column for each sample analysis. Daily or weekly calibration is usually not required. Once the solvent concentration is determined for a given base pair length, the retention time of the fragment at that solvent concentration is constant not only every day on the same column, but also from column to column. The finding that makes it possible to make a reference on solvent concentration for base pair length without further method development and to predict the pre-solvent concentration for eluting DNA fragments of known base pair length is surprising. is there. Good results are standard (defa
The best practice is to calibrate when a new column or eluate (buffer or mobile phase) is introduced into the instrument.

【0211】 MIPCによる突然変異の検出のための移動相中の有機溶媒濃度の前−選択手順の
例を、実施例21に記載し、そして図41に示す。本発明の1つの態様では、2
つのバッファーを調製する:第1バッファー、カウンターイオン剤(例えば0.1M
TEAA)のみを含有する「A」および第2バッファー、カウンターイオン剤およ び有機溶媒(例えば0.1M TEAA、25%アセトニトリル)を含有する「B」。この ようなバッファーは混合されて、分離中、移動相中の望ましい有機溶媒濃度を達
成する。
An example of a pre-selection procedure of the organic solvent concentration in the mobile phase for the detection of mutations by MIPC is described in Example 21 and is shown in FIG. In one aspect of the invention, 2
Prepare three buffers: a first buffer, a counter ionic agent (eg, 0.1M
“A” containing only TEAA) and “B” containing a second buffer, a counter ionic agent and an organic solvent (eg, 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile). Such buffers are mixed to achieve the desired organic solvent concentration in the mobile phase during the separation.

【0212】 突然変異を検出するための予備移動相有機溶媒濃度を選択するために、目的の
塩基対長断片に相当する%Bを、移動相濃度 対 塩基対長(図40)の参照グラ
フから得る。溶出するDNA断片の塩基対長に基づき、いったん予備溶媒濃度が
参照から得られれば、有機溶媒の「断片を一括する範囲」を選択する。この断片
を一括する範囲は、有機溶媒の初期濃度および最終濃度である。初期濃度は混合
物中のDNA分子を最初に溶出するために必要な量までの有機溶媒濃度を含む。
最終濃度は混合物中のDNA断片を最後に溶出するために十分な量の有機溶媒濃
度を含む。好適な態様では、前選択された断片を一括する範囲の初期溶媒濃度は
、予備溶媒濃度の最高約15パーセント単位以下の%Bである。前選択された断片
を一括する範囲の最終溶媒濃度は、予備溶媒濃度の少なくとも約5パーセント単
位より高い%Bである。突然変異を検出するためにMIPCで使用する時、クロマト
グラフィーは前選択された断片を一括する範囲に基づく勾配を使用して流す。上
記の手法は実際に広く応用できるが、初期および最終溶媒濃度は具体的な応用で
調整することができる。
To select the preliminary mobile phase organic solvent concentration for detecting mutations, the% B corresponding to the desired base pair length fragment was calculated from the reference graph of mobile phase concentration vs. base pair length (FIG. 40). obtain. Once the pre-solvent concentration is obtained from the reference based on the base pair length of the DNA fragment to be eluted, the "range of lumping fragments" of the organic solvent is selected. The range in which these fragments are bundled is the initial concentration and the final concentration of the organic solvent. The initial concentration includes the concentration of the organic solvent up to the amount required to first elute the DNA molecules in the mixture.
The final concentration contains a sufficient amount of organic solvent to elute the DNA fragment in the mixture last. In a preferred embodiment, the initial solvent concentration in the range that brackets the preselected fragments is% B up to about 15 percent units or less of the pre-solvent concentration. The final solvent concentration in the range that brackets the preselected fragments is a% B that is at least about 5 percent units higher than the pre-solvent concentration. When used on MIPC to detect mutations, chromatography is run on preselected fragments using a gradient based on a clustered range. Although the above technique is widely applicable in practice, the initial and final solvent concentrations can be adjusted for specific applications.

【0213】 好適な態様では、クロマトグラフィーシステムはコンピューターにより制御さ
れ、そして自動的様式で流される。クロマトグラフィーカラムは、初期溶媒濃度
で平衡化される。試料を注入した後、溶媒濃度を5〜15分間にわたり2%分の速
度で上げる。好ましくは勾配を10分以上流して、前選択した断片を一括する範囲
の最終濃度に到達させる。次に溶媒濃度を直ちに100%Bにして2分間、カラム を洗浄する。次に溶媒初期溶媒濃度に下げ、そしてカラムを2分間、次の試料注
入のための準備で平衡化する。この全工程は自動化され、そしてカラム洗浄およ
び平衡化を含む試料間の全期間は15分未満である。
[0213] In a preferred embodiment, the chromatography system is controlled by a computer and run in an automated manner. The chromatography column is equilibrated with the initial solvent concentration. After sample injection, the solvent concentration is increased at a rate of 2% over 5-15 minutes. The gradient is preferably run for at least 10 minutes to allow the preselected fragments to reach a final concentration in the batch. Next, the solvent concentration is immediately set to 100% B, and the column is washed for 2 minutes. The solvent is then reduced to the initial solvent concentration and the column is equilibrated for 2 minutes in preparation for the next sample injection. This entire process is automated and the total time between samples, including column washing and equilibration, is less than 15 minutes.

【0214】 別の態様では、上記のMIPC法は突然変異検出アッセイにおける処理量の増加、
または多数の試料をスクリーニングする必要がある他の分析に至適化することが
できる。例えば、上記の本発明の好適な自動化態様を使用していったん試料を分
析したら、この方法はホモ二本鎖の分離が維持されるかぎり、ヘテロ二本鎖をよ
り早く溶出させるための溶媒勾配の傾斜を調整することにより至適化する。場合
により、ホモ二本鎖が現れるのを待つことなく、溶媒勾配はヘテロ二本鎖の保持
時間が過ぎた直後にカラムを洗浄するために100%に上がるようにプログラムす ることができる。洗浄後、溶媒濃度を初期濃度に下げて、次の分析のためにカラ
ムを平衡化することができる。この様式では、1試料に要する全カラムクロマト
グラフィー時間を、約15分から10分未満に、そして好ましくは約5〜7分未満に
減らすことができる。
In another embodiment, the MIPC method described above includes increased throughput in a mutation detection assay,
Alternatively, it can be optimized for other analyzes where a large number of samples need to be screened. For example, once a sample has been analyzed using the preferred automated embodiment of the present invention described above, the method may involve the use of a solvent gradient to elute the heteroduplex faster as long as homoduplex separation is maintained. Optimize by adjusting the slope. Optionally, without waiting for the appearance of the homoduplex, the solvent gradient can be programmed to increase to 100% to wash the column immediately after the retention time of the heteroduplex. After washing, the solvent concentration can be reduced to the initial concentration and the column can be equilibrated for the next analysis. In this manner, the total column chromatography time required for one sample can be reduced from about 15 to less than 10 minutes, and preferably less than about 5 to 7 minutes.

【0215】 前選択した断片を一括する範囲の決定は、式:%Bl=%Bp−15、および%B f =%Bp+5により表すことができ、ここで%Blは移動相中のバッファーBの 初期パーセントであり、%Bfは移動相中の緩衝液Bの最終パーセントであり、 そして%Bpは参照から得られる移動相中の予備パーセントBである。[0215] The determination of the range in which the preselected fragments are batched is performed using the formula:% Bl=% Bp-15 and% B f =% Bp+5, where% BlIs the initial percentage of buffer B in the mobile phase,% BfIs the final percentage of buffer B in the mobile phase, and% BpIs the preliminary percentage B in the mobile phase obtained from the reference.

【0216】 本発明の好適な態様では、断片を一括する範囲はコンピューターに内蔵された
ソフトウェアにより自動的に選択される。この態様では、使用者は分析する断片
の塩基対長を使用者のインターフェイススクリーンに入力する。ソフトウェアは
、溶媒濃度に対する塩基対長に関する参照データおよび上に示す式を使用して、
注入条件、望ましい分離を行うために前選択した断片を一括する範囲の初期およ
び最終溶媒濃度、およびカラム洗浄条件を計算する。
In a preferred embodiment of the present invention, the range in which fragments are bundled is automatically selected by software installed in a computer. In this embodiment, the user enters the base pair length of the fragment to be analyzed into the user's interface screen. The software uses the reference data for base pair length versus solvent concentration and the formula shown above to
Calculate injection conditions, initial and final solvent concentrations over a range that bundles preselected fragments to achieve the desired separation, and column wash conditions.

【0217】 MIPC突然変異検出分析に使用する好適な勾配は、図41にグラフで表す。しか
しホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖断片の分離が維持される限り、1分あたり2%
より鋭い直線または非直線勾配の両方を分析を手早く行うために使用することが
できる。1分あたり2%より緩やかな直線または非直線勾配も使用できる。後者
の方法はうまく分けられないホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖のピークの分離を強
化するために有用である。
Suitable gradients for use in MIPC mutation detection analysis are represented graphically in FIG. However, as long as the separation of homoduplex and heteroduplex fragments is maintained, 2% per minute
Both sharper linear or non-linear gradients can be used to speed up the analysis. Linear or non-linear gradients of less than 2% per minute can also be used. The latter method is useful to enhance the separation of homoduplex and heteroduplex peaks that do not resolve well.

【0218】 移動相中の有機溶媒は、メタノール、エタノール、アセトニトリル、酢酸エチ
ルおよび2-プロパノールから成る群から選択される。移動相中の好適な有機溶媒
は、アセトニトリルである。
[0219] The organic solvent in the mobile phase is selected from the group consisting of methanol, ethanol, acetonitrile, ethyl acetate and 2-propanol. A preferred organic solvent in the mobile phase is acetonitrile.

【0219】 移動相は、低級アルキル第1級、第2級および第3級アミン、低級トリアルキ
ルアンモニウム塩および低級第4級アルキルアンモニウム塩から成る群からのカ
ウンターイオン剤を含む。カウンターイオン剤の例には、限定するわけではない
がオクチルアンモニウムアセテート、デシルアンモニウムアセテート、オクタデ
シルアンモニウムアセテート、ピリジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘ
キシルアンモニウムアセテート、ジエチルアンモニウムアセテート、プロピルエ
チルアンモニウムアセテート、ブチルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘ
キシルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラ
エチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テト
ラブチルアンモニウムアセテート、ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、
トリエチルアンモニウムアセテート、トリプロピルアンモニウムアセテート、ト
リブチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テト
ラプロピルアンモニウムアセテートおよびテトラブチルアンモニウムアセテート
を含む。上記の例中のアニオンはアセテートであるが、他のアニオンも使用でき
、カーボネート、ホスフェート、スルフェート、ニトレート、プロピオネート、
ホルメート、クロライドおよびブロミド、あるいは上記の任意のカチオンおよび
アニオンの組み合わせを含む。このようなおよび他の試薬は、Gjerdeらによる、
イオンクロマトグラフィー(Ion Chromatography)、第2版、ドクター アルフレ
ットヒューツィッヒ出版(Dr.Alfred Huthig Verlag)ハイデルベルク(1987)に
記載されている。好適なカウンターイオン剤はトリエチルアンモニウムアセテー
トである。
The mobile phase comprises a counter ionic agent from the group consisting of lower alkyl primary, secondary and tertiary amines, lower trialkyl ammonium salts and lower quaternary alkyl ammonium salts. Examples of counter ionic agents include, but are not limited to, octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate, cyclohexyl ammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propyl ethyl ammonium acetate, butyl ethyl ammonium acetate, methyl hexyl Ammonium acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate,
Includes triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate and tetrabutylammonium acetate. The anion in the above example is acetate, but other anions can be used, including carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, propionate,
Includes formate, chloride and bromide, or combinations of any of the above cations and anions. Such and other reagents are described by Gjerde et al.
Ion Chromatography , 2nd edition, described by Dr. Alfred Huthig Verlag, Heidelberg (1987). A preferred counter ionic agent is triethylammonium acetate.

【0220】 少なくとも部分的な変性を行う温度を使用してDNA断片のようなポリヌクレ
オチド試料を分析するために、移動相中のpHは典型的には約7から9の間に維持
される。好ましくは移動相は、約7.3に維持される。
To analyze a polynucleotide sample, such as a DNA fragment, using a temperature at which at least partial denaturation occurs, the pH in the mobile phase is typically maintained between about 7 and 9. Preferably, the mobile phase is maintained at about 7.3.

【0221】 突然変異の検出を目的としたホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の分離を行う本発
明の好適態様の使用では、混合物を上記のように変性そしてアニーリングさせる
ことにより、DNA試料を野生型DNA断片とハイブリダイズさせる。DNA試
料は野生型と直接ハイブリダイズすることができる。DNA試料をPCRにより増 幅させ、そして次に野生型とハイブリダイズさせることができる。あるいは野生
型断片をPCR増幅の前に試料に加えてもよい。増幅された混合物は次に増幅後に ハイブリダイズさせることができる。このような3種のハイブリダイゼーション
シナリオの各々において、試料中に突然変異が存在するならばホモ二本鎖および
ヘテロ二本鎖の混合物が生成される。そのように調製した試料をMIPCにより部分
的変性条件下、好ましくは56゜〜58℃で、上記のような前選択した予備有機溶媒 濃度および断片を一括する範囲のための本発明方法を使用して、突然変異の存在
について分析する。
In the use of a preferred embodiment of the present invention, where homoduplex and heteroduplex separations are used for the purpose of detecting mutations, the mixture is denatured and annealed as described above to allow the DNA sample to be wild-type. Hybridize with the type DNA fragment. The DNA sample can hybridize directly with the wild type. The DNA sample can be amplified by PCR and then hybridized to wild type. Alternatively, the wild-type fragment may be added to the sample before PCR amplification. The amplified mixture can then be hybridized after amplification. In each of these three hybridization scenarios, a mixture of homoduplexes and heteroduplexes is generated if the mutation is present in the sample. The sample so prepared is subjected to partial denaturing conditions by MIPC, preferably at 56 ° -58 ° C., using the method of the present invention for preselective pre-organic solvent concentrations and ranges for enclosing fragments as described above. And analyze for the presence of the mutation.

【0222】 本発明の方法を突然変異の存在について多数の試料をスクリーニングするため
に使用する時、試料の処理量は断片を一括する範囲についてより急な勾配を使用
して各試料の分析をスピードアップすることにより有意に増大させることができ
る。
When the method of the invention is used to screen a large number of samples for the presence of a mutation, the throughput of the sample can be reduced by using a steeper gradient over the range of fragments to speed up the analysis of each sample. Up can increase significantly.

【0223】 本発明のすべての態様および観点において、ポリヌクレオチド断片はそれらが
分離され、そしてカラムから溶出された時に検出される。ポリヌクレオチドを検
出することができる任意の検出器を、MIPC突然変異検出法に使用することができ
る。好適な検出器はオンラインUV検出器である。DNA断片が蛍光性または放射
性タグで標識されているならば、蛍光検出器または放射活性検出器をそれぞれに
使用することができる。検出後、分離した断片はビデオディスプレイスクリーン
またはプリンターによる印字により表示される。そのように表示された断片は、
並んだピークまたはバンドのいずれかとして、すなわち1998年3月13日に出願さ
れた米国特許出願第09/039,061号明細書に記載されているバーテャルゲルディス
プレイ形式で現れる。形式の選択は使用者が行える。
In all embodiments and aspects of the invention, polynucleotide fragments are detected as they are separated and eluted from the column. Any detector that can detect a polynucleotide can be used for the MIPC mutation detection method. A preferred detector is an online UV detector. If the DNA fragment is labeled with a fluorescent or radioactive tag, a fluorescence detector or a radioactivity detector can be used, respectively. After detection, the separated fragments are displayed by a video display screen or printed by a printer. The fragment so displayed is
Appears as either side-by-side peaks or bands, ie, in a virtual gel display format as described in US patent application Ser. No. 09 / 039,061, filed Mar. 13, 1998. The format can be selected by the user.

【0224】 本発明の突然変異検出法は、断片の塩基対長が未知である時、DNA試料中の
突然変異を検出するためにも使用することができる。そのような試料中の塩基対
長は本発明の方法により決定できるが、試料がヘテロ接合性起源ならば突然変異
の存在を決定できるだけである。ヘテロ接合性試料のハイブリダイゼーションは
、ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖の形成を生じ、これはDMIPCにより検出できる 。しかしホモ接合性の突然変異体はハイブリダイゼーション後にヘテロ二本鎖を
生成しない。未知の断片中ホモ接合性の突然変異体は、したがって検出されない
。未知の長さのDNA断片の配列も未知なので、野生型とのハイブリダイゼーシ
ョンによりヘテロ二本鎖を生成することは不可能である。
The mutation detection method of the present invention can also be used to detect a mutation in a DNA sample when the base pair length of the fragment is unknown. The base pair length in such a sample can be determined by the method of the present invention, but can only determine the presence of a mutation if the sample is of heterozygous origin. Hybridization of the heterozygous sample results in the formation of heteroduplexes and homoduplexes, which can be detected by DMIPC. However, homozygous mutants do not produce heteroduplexes after hybridization. Homozygous mutants in unknown fragments are therefore not detected. Since the sequence of a DNA fragment of unknown length is also unknown, it is impossible to generate a heteroduplex by hybridization with the wild type.

【0225】 実際には、PCR増幅なしで試料をMIPCカラムに添加する。未知配列に関するプ ライマーは設計できないので、未知試料は増幅できない。しかし試料がヘテロ接
合性起源ならば、ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖の混合物を調製するために、試
料を分析前にハイブリダイズさせる。
[0225] In practice, the sample is added to the MIPC column without PCR amplification. Since a primer for the unknown sequence cannot be designed, the unknown sample cannot be amplified. However, if the sample is of heterozygous origin, the sample is hybridized prior to analysis to prepare a mixture of heteroduplex and homoduplex.

【0226】 クロマトグラフィーは非変性条件下、すなわち50℃で、参照の図40または類
似参照の最低塩基対部分から選択した予備溶媒濃度を使用して行う。MIPCによる
ポリヌクレオチドの分離は非変性条件下で塩基対長に依存するので、80bp以下の
断片だけが80bpに対応する溶媒濃度を使用して溶出するだろう。約15分後にピー
クが溶出しないならば、試料は80bpより長い断片を含むはずである。したがって
、移動相中の溶媒濃度を次の塩基対長断片に相当する濃度に増加する。溶媒濃度
の増分的増加法を、ピークが観察されるまで続ける。未知の試料が溶出する溶媒
濃度を、約10分内に溶出を行うように調整する。クロマトグラフィーは次に変性
条件下(56゜〜58℃)で、上記のように1分あたり直線的な2%の勾配で、断片 を一括する溶媒濃度範囲を使用して繰り返す。部分的に変性する条件下で試料が
溶出した時、ホモ二本鎖(1つまたは複数)に加えて低い保持時間ピーク(1つ
または複数)の出現は、未知の試料がヘテロ接合性であることを示している。加
えて図40の参照を調査することにより、未知断片の溶出を行った溶媒濃度に対
応する塩基対長を決定し、これにより未知断片の塩基対長を確認する。
Chromatography is performed under non-denaturing conditions, ie, 50 ° C., using a pre-solvent concentration selected from the lowest base pair portion of FIG. 40 of the reference or a similar reference. Since separation of polynucleotides by MIPC is dependent on base pair length under non-denaturing conditions, only fragments smaller than 80 bp will elute using a solvent concentration corresponding to 80 bp. If the peak does not elute after about 15 minutes, the sample should contain fragments longer than 80 bp. Therefore, the solvent concentration in the mobile phase is increased to a concentration corresponding to the next base pair long fragment. The method of incrementally increasing the solvent concentration is continued until a peak is observed. Adjust the solvent concentration at which the unknown sample elutes to elute within about 10 minutes. The chromatography is then repeated under denaturing conditions (56 ° -58 ° C.), using a solvent concentration range that brackets the fragments with a linear 2% gradient per minute as described above. When the sample elutes under partially denaturing conditions, the appearance of low retention time peak (s) in addition to the homoduplex (es) indicates that the unknown sample is heterozygous It is shown that. In addition, by examining the references in FIG. 40, the base pair length corresponding to the solvent concentration at which the unknown fragment was eluted is determined, thereby confirming the base pair length of the unknown fragment.

【0227】 一般的にポリヌクレオチドの混合物、そして特に二本鎖DNAは、マッチドイ
オンポリヌクレオチドクロマトグラフィー(MIPC)を使用して効果的に分離され
る。非変性温度、典型的には約50℃未満でのポリヌクレオチドのMIPC分離は、塩
基対長に基づく。しかし溶媒流路のいたるところにある多価カチオンの痕跡でも
、MIPCカラムを多数回使用した後に分離の解像度に有意な悪化を引き起こし得る
。これは交換カラムの購入により生じる経費の増加および中断時間の増加をもた
らす。
In general, mixtures of polynucleotides, and especially double-stranded DNA, are effectively separated using matched ion polynucleotide chromatography (MIPC). MIPC separation of polynucleotides at non-denaturing temperatures, typically below about 50 ° C., is based on base pair length. However, traces of multivalent cations throughout the solvent flow path can also cause significant degradation in separation resolution after multiple uses of the MIPC column. This results in increased costs and downtime resulting from the purchase of the exchange column.

【0228】 したがって、分離媒体および移動相の接触を含め、分離系成分への多価金属カ
チオンの混入を防止するために効果的な手段。この手段には限定するわけではい
が、分離媒体から多価カチオンの痕跡を除去する洗浄プロトコールおよびカチオ
ン補足樹脂を含有するガードカートリッジをインラインで移動相リザーバーとMI
PCカラムの間に導入することを含む。系への多価カチオンの混入を防止するため
に取られたこのような、および類似の手段により、カラムの使用期間の延長およ
び分析の中断時間の減少がもたらされた。
Therefore, an effective means for preventing the incorporation of polyvalent metal cations into the components of the separation system, including the contact between the separation medium and the mobile phase. Although not limited to this measure, a washing protocol to remove traces of polyvalent cations from the separation medium and a guard cartridge containing the cation-encapsulated resin in-line with the mobile phase reservoir and MI
Including introducing between PC columns. Such and similar measures taken to prevent the incorporation of multivalent cations into the system have resulted in extended column life and reduced analytical downtime.

【0229】 最近、MIPCはホモ二本鎖からヘテロ二本鎖を分離することによる二本鎖DNA
中の突然変異の検出に成功裏に応用された。そのような分離は、完全に相補的な
ホモ二本鎖DNA断片に比べて、塩基対誤対合の部位でヘテロ二本鎖を変性させ
るために必要な低い温度に依存する。MIPCをヘテロ二本鎖を部分的に変性させる
ために十分な温度で行う時、本明細書では変性マッチドイオンポリヌクレオチド
クロマトグラフィー(DMIPC)と称する。DMIPCは典型的には52℃から70℃の間の
温度で行う。DMIPCを行うための至適温度は、54℃から59℃である。
Recently, MIPC has been used to separate double-stranded DNA by separating heteroduplexes from homoduplexes.
Has been successfully applied to the detection of mutations in Such separation relies on the lower temperature required to denature the heteroduplex at the site of the base pair mismatch as compared to a perfectly complementary homoduplex DNA fragment. When MIPC is performed at a temperature sufficient to partially denature the heteroduplex, it is referred to herein as denatured matched ion polynucleotide chromatography (DMIPC). DMIPC is typically performed at a temperature between 52 ° C and 70 ° C. The optimal temperature for performing DMIPC is between 54 ° C and 59 ° C.

【0230】 これまでに記載した多価金属カチオンを除去するために取られた注意点は、非
変性条件下で良好な分離効率により証明されるカラム使用期限を維持するために
十分である。しかし出願人は驚くべきことには、部分的変性温度で行う時に、効
果的なDMIPC分離のための条件はより厳しくなることを見いだした。例えばMIPC カラムで50℃で標準的なpUC18 HaeIII消化物の分離は、消化物中のすべてのDN
A断片の良好な分離を提供した。しかし同じMIPCカラムに添加し、そしてDMIPC 条件(すなわち56℃)で溶出したホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の標準的な209b
pのDYS271突然変異検出混合物(トランスゲノミック社、サン ジョーズ、カリフ
ォルニア州)は、混合物成分の分離が悪かった。カラム使用期限を至適化し、そ
して突然変異検出に必要とされるような部分的変性温度でのヘテロ二本鎖からホ
モ二本鎖の効果的な分離性能、具体的なカラム洗浄および保存手順は、これから
記載する本発明の態様で使用される。
The precautions taken to remove polyvalent metal cations described above are sufficient to maintain the column shelf life, evidenced by good separation efficiency under non-denaturing conditions. However, Applicants have surprisingly found that the conditions for effective DMIPC separation become more stringent when performed at partial denaturation temperatures. For example, separation of a standard pUC18 Hae III digest at 50 ° C. on a MIPC column will result in all DN in the digest
Good separation of the A fragments was provided. However, homoduplex and heteroduplex standard 209b loaded on the same MIPC column and eluted under DMIPC conditions (ie, 56 ° C)
The DYS271 mutation detection mixture of p (Transgenomic, San Jose, CA) had poor separation of mixture components. Effective separation of homoduplex from heteroduplex at partial denaturation temperatures as required for mutation detection to optimize column shelf life and specific column washing and storage procedures Used in the embodiments of the present invention to be described hereinafter.

【0231】 したがって本発明の1つの観点では、多価カチオン結合剤の水溶液をカラムに
流して分離効率を維持する。部分的変性温度でMIPCカラムの分離効率を維持する
ためには、カラムは約500回使用した後、または性能が落ち始めた時に好ましく は多価カチオン結合剤溶液を用いて洗浄する。
Therefore, in one aspect of the present invention, the separation efficiency is maintained by flowing an aqueous solution of a polyvalent cation binder through a column. To maintain the separation efficiency of the MIPC column at the partial denaturation temperature, the column is preferably washed with a polyvalent cation binder solution after about 500 uses or when performance begins to degrade.

【0232】 本発明で使用できる多価カチオン結合試薬の非限定的例は、アセチルアセトン
、アリザリン、アルミノン、クロラニル酸、コウジ酸、モリン、ロジゾン酸、チ
オナリド、チオウレア、α-フリルジオキシム、ニオキシム、サリチルアルドキ シム、ジメチルグリオキシム、α-フリルジオキシム、クペロン、α-ニトロソ- β-ナフトール、ニトロソ-R-塩、ジフェニルチオカルバゾン、ジフェニルカルバ
ゾン、エリオクロム ブラックT、PAN、SPADNS、グリオキサル-ビス(2-ヒドロキ
サニル)、ムレキシド、α-ベンゾインオキシム、マンデル酸、アントラニル酸、
エチレンジアミン、グリシン、トリアミノトリエチルアミン、チオナリド、トリ
エチレンテトラアミン、EDTA、メタルフタレイン、アルソニン酸、α,α'-ビピ リジン、4-ヒドロキシベンゾチアゾール、β-ヒドロキシキナルジン、β-ヒドロ
キシキノリン、1,10-フェナントロリン、ピコリン酸、キナルジ酸、α,α',α''
-テルピリジル、9-メチル-2,3,7-トリヒドロキシ-6-フルオロン、ピロカテコー ル、ロジゾン酸、サリチルアルドキシム、サリチル酸、チロン、4-クロロ-1,2- ジメルカプトベンゼン、ジチオール、メルカプトベンゾチアゾール、ルベアン酸
、シュウ酸、ジエチルジチオカルバメートナトリウムおよびジベンジルジチオカ
ルバメート亜鉛から成る群から選択される。これらおよび他の例は、Perrinによ
り有機錯化試薬:構造、挙動および無機分析への応用(Organic Complexing Rea gent:Structure,Behavior,and Application to Inorganic Analysis )、Robert E
.Krieger 出版社(1964)に記載されている。
Non-limiting examples of polyvalent cation binding reagents that can be used in the present invention include acetylacetone, alizarin, aluminone, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, thionalide, thiourea, α-furyldioxime, nioxime, salicyl Aldoxime, dimethylglyoxime, α-furildioxime, cuperon, α-nitroso-β-naphthol, nitroso-R-salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, eriochrome black T, PAN, SPADNS, glyoxal-bis (2-hydroxanyl), murexide, α-benzoin oxime, mandelic acid, anthranilic acid,
Ethylenediamine, glycine, triaminotriethylamine, thionalide, triethylenetetraamine, EDTA, metalphthalein, arsonic acid, α, α'-bipyridine, 4-hydroxybenzothiazole, β-hydroxyquinaldine, β-hydroxyquinoline, 1,10-phenanthroline, picolinic acid, quinaldic acid, α, α ', α''
-Terpyridyl, 9-methyl-2,3,7-trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonic acid, salicylaldoxime, salicylic acid, thyrone, 4-chloro-1,2-dimercaptobenzene, dithiol, mercaptobenzo It is selected from the group consisting of thiazole, rubeanic acid, oxalic acid, sodium diethyldithiocarbamate and zinc dibenzyldithiocarbamate. These and other examples are described by Perrin in Organic Complexing Reagents : Structure, Behavior, and Application to Inorganic Analysis , Robert E.
.Krieger Publisher (1964).

【0233】 好適な態様では、多価カチオン結合剤は水溶性である。水中での溶解性はサル
フェート、カルボキシレートまたはヒドロキシのような共有的に結合したイオン
性官能基を付けることにより強化することができる。カチオン結合剤は、水、有
機溶媒または移動相を用いて洗浄することによりカラムから容易に除去されなけ
ればならない。カチオン結合剤は、カラムの使用を妨害してはならない。好適な
多価カチオン結合剤はEDTAである。
In a preferred embodiment, the polyvalent cation binder is water-soluble. Solubility in water can be enhanced by attaching covalently attached ionic functional groups such as sulfate, carboxylate or hydroxy. The cationic binder must be easily removed from the column by washing with water, an organic solvent or a mobile phase. The cationic binder should not interfere with the use of the column. A preferred multivalent cation binder is EDTA.

【0234】 カチオン結合剤の濃度は、0.01Mから1Mの間であり得る。好適な態様では、カ
ラム洗浄溶液は約0.03〜0.1M濃度のEDTAを含む。
The concentration of the cation binding agent can be between 0.01M and 1M. In a preferred embodiment, the column wash solution contains EDTA at a concentration of about 0.03-0.1M.

【0235】 別の態様では、溶液はアセトニトリル、エタノール、メタノール、2-プロパノ
ールおよび酢酸エチルから成る群から選択される有機溶媒を含む。好適な溶液は
微生物の繁殖を防止するために少なくとも2%で有機溶媒を含む。最も好適な態
様では、25%アセトニトリルを含有する溶液をMIPCカラムの洗浄に使用する。
In another embodiment, the solution comprises an organic solvent selected from the group consisting of acetonitrile, ethanol, methanol, 2-propanol and ethyl acetate. Suitable solutions contain at least 2% of an organic solvent to prevent the growth of microorganisms. In a most preferred embodiment, a solution containing 25% acetonitrile is used for washing the MIPC column.

【0236】 多価カチオン結合溶液は、場合によりカウンターイオン剤を含むことができる
。カウンターイオン剤は低級第1級、第2級および第3級アミン、ならびに低級
トリアルキルアンモニウムおよび第4級アンモニウム塩から成る群から選択され
る。カウンターイオン剤の例には限定するわけではないが、オクチルアンモニウ
ムアセテート、デシルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセ
テート、ピリジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムア
セテート、ジエチルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセ
テート、ブチルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムア
セテート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムア
セテート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウム
アセテート、ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウ
ムアセテート、トリプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウム
アセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウ
ムアセテートおよびテトラブチルアンモニウムアセテートを含む。上記例中のア
ニオンはアセテートであるが、カーボネート、ホスフェート、スルフェート、ニ
トレート、プロピオネート、ホルメート、クロライドおよびブロミドを含む他の
アニオン、あるいはカチオンおよびアニオンの任意の組み合わせも使用すること
ができる。これらのおよび他の試薬は、Gjerdeらによる「イオンクロマトグラフ ィー(Ion Chromatography)、第2版、ドクター アルフレッド ヒューツィッヒ
出版ハイデルベルグ(1987)に記載されている。
The multivalent cation binding solution can optionally include a counter ionic agent. The counter ionic agent is selected from the group consisting of lower primary, secondary and tertiary amines, and lower trialkyl ammonium and quaternary ammonium salts. Examples of counter ionic agents include, but are not limited to, octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate, cyclohexyl ammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propyl ethyl ammonium acetate, butyl ethyl ammonium acetate, methyl hexyl. Ammonium acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethyl Comprises ammonium acetate, tetrapropylammonium acetate and tetrabutylammonium acetate. The anion in the above example is acetate, but other anions, including carbonates, phosphates, sulfates, nitrates, propionates, formates, chlorides and bromides, or any combination of cations and anions can be used. These and other reagents are described by Gjerde et al. In " Ion Chromatography , 2nd Edition, Dr. Alfred Heutschig, Heidelberg (1987)."

【0237】 1つの態様では、MIPC分離カラムは50゜〜80℃の加温範囲で多価カチオン結合 溶液を用いて洗浄する。好適な態様では、カラムをEDTA、TEAAおよびアセトニト
リルを含有する溶液を用いて70゜〜80℃の温度範囲で洗浄する。具体的な態様で は溶液は0.032M EDTA、0.1M TEAAおよび25%アセトニトリルを含む。
In one embodiment, the MIPC separation column is washed with a multivalent cation binding solution at a heating range of 50 ° C. to 80 ° C. In a preferred embodiment, the column is washed with a solution containing EDTA, TEAA and acetonitrile in a temperature range from 70 ° to 80 ° C. In a specific embodiment, the solution contains 0.032M EDTA, 0.1M TEAA and 25% acetonitrile.

【0238】 カラム洗浄は30秒から1時間の範囲であり得る。例えば高い処理量のDMIPCア ッセイでは、カラムは各試料後に30秒間洗浄し、続いて移動相で平衡化すること
ができる。DMIPCはコンピューターにより自動化することができるので、カラム 洗浄手順はさらに操作者を巻き込まなくても移動相選択プログラムに包含するこ
とができる。好適な手順では、カラムは多価カチオン結合剤を用いて30〜60分間
、好ましくは約0.05〜1.0mL/分の範囲の流速で洗浄する。
[0238] Column washing can range from 30 seconds to 1 hour. For example, in a high throughput DMIPC assay, the column can be washed for 30 seconds after each sample and subsequently equilibrated with the mobile phase. Since DMIPC can be automated by computer, the column washing procedure can be incorporated into the mobile phase selection program without further operator involvement. In a preferred procedure, the column is washed with the polyvalent cation binding agent for 30-60 minutes, preferably at a flow rate in the range of about 0.05-1.0 mL / min.

【0239】 1つの態様では、DMIPCカラムは約1000回試料分析した後にホモ二本鎖および ヘテロ二本鎖の標準突然変異検出混合物を用いて試験する。標準混合物の分離が
新しく洗浄したカラムに比べて悪ければ、次にカラムを多価カチオン結合溶液を
用いて30〜60分間、約50℃より高い温度で洗浄して分離能を回復する。
In one embodiment, the DMIPC column is tested using a homoduplex and heteroduplex standard mutation detection mixture after approximately 1000 sample analyzes. If the separation of the standard mixture is poor compared to the freshly washed column, the column is then washed with the polyvalent cation binding solution for 30-60 minutes at a temperature above about 50 ° C to restore the resolution.

【0240】 別の観点では、出願人はカラム分離効率はカラム分離媒体を中に多価カチオン
結合剤を含有する溶液を含むカラムに保存することにより保護することができる
ことを見いだした。結合剤の溶液は、カウンターイオン剤も含むことができる。
上記の任意の多価カチオン結合剤、カウンターイオン剤および溶媒が、MIPCカラ
ムの保存を目的とするために適当である。好適な態様では、MIPC分離媒体を詰め
たカラムは多価カチオン結合剤およびカウンターイオン剤を含有する有機溶媒中
で保存する。この好適態様の例は、25%水性アセトニトリル中の0.032M EDTAお よび0.1M テトラエチルアンモニウムアセテートである。保存のための調製では 、上記の多価カチオン結合剤の溶液を約30分間、カラムに通す。次にカラムをHP
LC装置から外し、そしてカラム末端は多価カチオンを遊離しない材料から作られ
ている市販のねじ込み末端キャップで閉じる。そのような末端キャップは、被覆
したステンレス鋼、チタン、有機ポリマーまたはそれらの任意の組み合わせから
作ることができる。
In another aspect, Applicants have found that column separation efficiency can be protected by storing the column separation medium in a column containing a solution containing a polyvalent cation binder. The binder solution may also include a counter ionic agent.
Any of the above multivalent cation binders, counter ionic agents and solvents are suitable for the purpose of storing MIPC columns. In a preferred embodiment, the column packed with the MIPC separation medium is stored in an organic solvent containing a polyvalent cation binder and a counter ionic agent. An example of this preferred embodiment is 0.032 M EDTA and 0.1 M tetraethylammonium acetate in 25% aqueous acetonitrile. In preparation for storage, a solution of the above polyvalent cation binder is passed through the column for about 30 minutes. Next, change the column to HP
Disconnect from the LC instrument and close the column end with a commercially available threaded end cap made of a material that does not release polyvalent cations. Such end caps can be made from coated stainless steel, titanium, organic polymers, or any combination thereof.

【0241】 MIPCカラムを多価カラム結合剤で洗浄することがDMIPC条件下での突然変異検 出プロトコールにおいてヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖を分離するためのカラム
の能力を回復するという出願人による驚くべき知見の効果は、実施例24に記載
し、そして図42、43および44に示す。
Applicant states that washing the MIPC column with a multivalent column binder restores the column's ability to separate heteroduplexes and homoduplexes in a mutation detection protocol under DMIPC conditions. The effect of the surprising findings by is described in Example 24 and is shown in FIGS.

【0242】 実施例24に記載するように、出願人は突然変異検出においてMIPCカラムの使
用中にホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の解像度の低下に気づいた。しかしpUC18 Hae III消化物(シグマ/アルドリッチ化学社:Sigma/Aldrich Chemical Co.)を 含有するDNA標準を50℃で添加した時に、解像度の明らかな低下は観察されな
かった(示さず)。カラム性能をさらに試験するために、209bpDNA標準中の ホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の混合物を、56℃のDMIPC条件下でカラムに添加 した(Kuklinら、Genetic Testing 1:201(1988)。驚くべきことには突然変異検 出標準のホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖を表すピークは、よく分離されないこと
が観察された(図42)。
As described in Example 24, Applicants have used MIPC columns in mutation detection.
During use, a decrease in the resolution of homoduplexes and heteroduplexes was noticed. But pUC18 Hae When a DNA standard containing the III digest (Sigma / Aldrich Chemical Co.) was added at 50 ° C., no apparent decrease in resolution was observed.
(Not shown). To further test column performance, a mixture of homoduplex and heteroduplex in a 209 bp DNA standard was added to the column under DMIPC conditions at 56 ° C (Kuklin et al.Genetic Testing 1: 201 (1988). Surprisingly, the peaks representing the homoduplex and heteroduplex of the mutation detection standard are not well separated.
Was observed (FIG. 42).

【0243】 図43では、カチオン補足樹脂を含有するガードカートリッジを溶媒リザーバ
ーとMIPCシステムとの間にインラインで配置する時、標準突然変異検出混合物の
ホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の分離に幾らかの向上が示されている。図43に
示したクロマトグラフィーは、56℃で行った。図43で使用したカラムは、図4
2に示した分離および標準pUC18 HaeIII消化物の分離に使用したカラムと同じで
あった。
In FIG. 43, when the guard cartridge containing the cation capture resin is placed in-line between the solvent reservoir and the MIPC system, some amount of homoduplex and heteroduplex separation of the standard mutation detection mixture was observed. The improvement is shown. The chromatography shown in FIG. 43 was performed at 56 ° C. The column used in FIG.
The same column was used for the separation shown in Figure 2 and for the separation of the standard pUC18 Hae III digest.

【0244】 図44は、図42および43のクロマトグラムを作成するために使用したもの
と同じカラムで、56℃にて標準突然変異検出混合物のホモ二本鎖およびヘテロ二
本鎖の分離を表す。しかし図44において、カラムは32mM EDTAおよび0.1M トリ
エチルアンモニウムアセテートを25%のアセトニトリルに含んで成る溶液を用い
て75℃で、試料の添加前に45分間洗浄した。図44は、標準209bp突然変異検出 混合物の2つのホモ二本鎖および2つのヘテロ二本鎖を表す4つの明らかに別れ
たピークを示す。図42および43のクロマトグラムと比べてカチオン結合剤を
含有する溶液を用いて洗浄した後の、DMIPC条件下でのMIPCカラムの分離能力の 回復は、本発明の効果および有用性を明らかに示している。
FIG. 44 represents the separation of the homoduplex and heteroduplex of the standard mutation detection mixture at 56 ° C. on the same column used to generate the chromatograms of FIGS. 42 and 43. . However, in FIG. 44, the column was washed at 75 ° C. with a solution comprising 32 mM EDTA and 0.1 M triethylammonium acetate in 25% acetonitrile for 45 minutes before adding the sample. FIG. 44 shows four distinct peaks representing two homoduplexes and two heteroduplexes of the standard 209 bp mutation detection mixture. Restoration of the separation capacity of the MIPC column under DMIPC conditions after washing with a solution containing a cation binder compared to the chromatograms in FIGS. 42 and 43 clearly demonstrates the efficacy and utility of the present invention. ing.

【0245】 本発明の重要な観点では、出願人がDMIPC分離媒体の性能を評価するための標 準化された基準を開発した点である。本明細書で使用するDMIPCは、カラム中で 非極性ビーズを使用してヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖を分離する方法と定義し
、ここでこの方法はカウンターイオン剤およびビーズから核酸を脱離するための
有機溶媒を使用し、そしてここでビーズは少なくとも0.1の突然変異分離因子(M
utation Separation Factor:MSF)有することを特徴とする。操作の態様では、 ビーズは少なくとも0.2の突然変異分離因子を有する。好適な態様では、ビーズ は少なくとも0.5の突然変異分離因子を有する。至適態様では、ビーズは少なく とも1.0の突然変異分離因子を有する。
In an important aspect of the present invention, Applicants have developed a standardized standard for evaluating the performance of DMIPC separation media. DMIPC, as used herein, is defined as a method for separating heteroduplexes and homoduplexes using non-polar beads in a column, where the method removes nucleic acids from the counterion agent and beads. Using an organic solvent to separate the beads, where the beads have at least 0.1
utation Separation Factor (MSF). In an operational embodiment, the beads have a mutational segregation factor of at least 0.2. In a preferred embodiment, the beads have a mutation segregation factor of at least 0.5. In an optimal embodiment, the beads have a mutation segregation factor of at least 1.0.

【0246】 カラムの性能はヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖のDMIPCによる高い効率の分離 により証明される。性能を測定するための最高の基準は、実施例23に記載する
ように突然変異分離因子であることが分かった。これは分離されたヘテロ二本鎖
とホモ二本鎖のピーク面積間の差として測定される。補正因子はピーク下に生成
された領域に適用され得る。以下に掲げる因子は、計算するピーク面積およびそ
の再現性に影響を及ぼし得る:ベースラインドローン(baseline drawn)、ピー ク標準化、一定しない温度制御、一定しない溶出条件、検出器の不安定性、流速
の不安定性、一定しないPCR条件および標準および試料の分解。
The performance of the column is demonstrated by the highly efficient separation of heteroduplex and homoduplex by DMIPC. The highest criterion for measuring performance was found to be the mutation segregating factor as described in Example 23. It is measured as the difference between the peak areas of the separated heteroduplex and homoduplex. A correction factor can be applied to the region generated below the peak. The following factors can affect the calculated peak area and its reproducibility: baseline drawn, peak normalization, variable temperature control, variable elution conditions, detector instability, flow rate Instability, variable PCR conditions and degradation of standards and samples.

【0247】 突然変異分離因子(MSF)は、以下の式により決定される: MSF=(面積ピーク2−面積ピーク1)/面積ピーク1 式中、面積ピーク1は野生型のDMIPC分析後に測定したピーク面積であり、そし て面積ピーク2は、推定される突然変異を含むハイブリダイズした混合物のDMIP
C分析後に測定されたピーク(1つまたは複数)の総面積であり、上記の補正因 子が考慮され、そしてここでピーク高は野生型のピーク高に標準化されている。
分離粒子をHPLCカラムに充填し、そしてそれらが野生型の100bpのラムダDNA 断片断片およびAからCへの突然変異を51位に含む対応する100bpの断片を含む 標準のハイブリダイズした混合物を分離する能力を試験する。
Mutation segregation factor (MSF) is determined by the following formula: MSF = (area peak 2−area peak 1) / area peak 1 where area peak 1 was measured after wild type DMIPC analysis Peak area, and area peak 2 is the DMIP of the hybridized mixture containing the putative mutation.
C The total area of the peak (s) measured after the analysis, taking into account the correction factors described above, where the peak height has been normalized to the wild type peak height.
The separating particles are loaded onto an HPLC column and they separate a standard hybridized mixture containing the wild-type 100 bp lambda DNA fragment fragment and the corresponding 100 bp fragment containing the A to C mutation at position 51. Test your ability.

【0248】 本発明の他の特徴は、以下の実施例態様の記載から明らかになり、これらは本
発明の具体的説明を与えるがそれらに限定されることはない。
[0248] Other features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments, which provide, but do not limit, the invention in detail.

【0249】 本明細書に引用した参考文献はこれにより全部、本明細書に編入する。All references cited herein are hereby incorporated by reference.

【0250】 以下の実施例で過去形で記載した手順は、研究室で行われた。現在形で記載し
た手順は、研究室では未だに行っておらず、本出願を行うために構成的に減らし
た。
The procedures described in the past in the examples below were performed in the laboratory. The procedure described in the present tense has not yet been performed in the laboratory and has been reduced constructively for the purpose of this application.

【0251】[0251]

【実施例】【Example】

実施例1 複数の試料アリコートを添加することによる試料の濃縮 80、102、174、257、167、298、434、458、587塩基対のDNA断片を含有する
5μLの標準試料0.2μg pUC18 HaeIII 制限消化物、D6293、シグマ/アルドリッ
チ化学社)をMIPCカラムに注入し、そしてカラムを勾配条件下で溶出して図1に
示す参照クロマトグラムを作成した。pH7の移動相は成分A、0.1Mトリエチルア
ンモニウムアセテート(TEAA)および成分B、0.1M TEAA、25%アセトニトリル を含んで成った。図1に示す勾配に使用した勾配条件は、3分間で35〜55%B、
続いて7分間で55〜65%B、65%Bを2.5分間、100%B(カラム洗浄)を1.5分 間、そして2分間35%Bでカラムを次の試料添加のために平衡化した。背圧2100
psi、温度50℃、UV検出260nm、流速0.75mL/分であった。カラムはDNASep(商標 )(621-0546、トランスゲノミック社、サン ジョーズ、カリフォルニア州)50 ×4.6mm idであった。
Example 1 Sample Concentration by Adding Multiple Sample Aliquots 0.2 μg of a standard sample containing 80, 102, 174, 257, 167, 298, 434, 458, 587 base pair DNA fragment 0.2 μg pUC18 Hae III restriction The digest (D6293, Sigma / Aldrich Chemical Co.) was injected onto the MIPC column and the column was eluted under gradient conditions to generate the reference chromatogram shown in FIG. The pH 7 mobile phase consisted of component A, 0.1 M triethylammonium acetate (TEAA) and component B, 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile. The gradient conditions used for the gradient shown in FIG.
The column was then equilibrated with 55-65% B, 65% B for 2.5 minutes, 100% B (column wash) for 1.5 minutes, and 35% B for 2 minutes for the next 7 minutes. Back pressure 2100
psi, temperature 50 ° C., UV detection 260 nm, flow rate 0.75 mL / min. The column was DNASep ™ (621-0546, Transgenomic, San Jose, Calif.) 50 × 4.6 mm id.

【0252】 別の実験では、別の5μLの試料pUC18 DNA-HaeIII消化物をMIPCカラムに添加 し、そして35%Bの単一様式で10分間洗浄した。図2はクロマトグラムの平らな
ベースラインにより表されるように、DNA断片が溶出されなかったことを示す
。2回目の5μLのpUC18 DNA-HaeIII消化物を同じMIPCカラムに添加し、そして カラムを35%B続いて図1に関して上記に示す勾配により溶出した(図3)。
In another experiment, another 5 μL of the sample pUC18 DNA- Hae III digest was added to the MIPC column and washed in a single mode of 35% B for 10 minutes. FIG. 2 shows that no DNA fragments were eluted, as represented by the flat baseline of the chromatogram. A second 5 μL of the pUC18 DNA- Hae III digest was added to the same MIPC column, and the column was eluted with 35% B followed by the gradient shown above for FIG. 1 (FIG. 3).

【0253】 実施例2 プライマー設計に基づく200bp断片の融解プロフィールおよび 突然変異の検出 13346位にCからTへの突然変異を有するp53エキソンの6ゲノムDNAを、異
なる3組のプライマーを使用してPCRにより増幅した。各プライマーの組は、異 なる融解ドメイン中に位置する突然変異を有するDNA断片(アンプリコン)を
生成するように設計した。WinMelt(商標)により算出された、3つの断片の融解 ドメインおよび断片中の相対的位置を示す融解プロフィールを図4に示す。200b
p断片1を生成したプライマーは、断片の3'末端近くの159位に突然変異を配置す
るように設計した。201bp断片2を生成したプライマーは、断片の5'末端近くの5
9位に突然変異を配置するように設計した。200bp断片3を生成したプライマーは
、断片の中央付近の91位に突然変異を配置するように設計した。図4の3つの断
片の融解プロフィールは、突然変異の点について表す。温度および配列位置は具
体的に温度および塩基対長を示さず、相対的温度および配列位置で示す。
Example 2 Melting Profile of a 200 bp Fragment Based on Primer Design and Mutation Detection PCR of 6 genomic DNAs of the p53 exon with a C to T mutation at position 13346 using three different sets of primers Amplified by Each primer set was designed to generate DNA fragments (amplicons) with mutations located in different melting domains. The melting profiles calculated by WinMelt ™ showing the melting domains of the three fragments and their relative positions in the fragments are shown in FIG. 200b
The primers that generated pFragment 1 were designed to place a mutation at position 159 near the 3 'end of the fragment. The primers that generated the 201 bp fragment 2 had 5 primers near the 5 'end of the fragment.
It was designed to place the mutation at position 9. The primer that generated the 200 bp fragment 3 was designed to place a mutation at position 91 near the center of the fragment. The melting profiles of the three fragments in FIG. 4 are represented in terms of mutations. The temperature and sequence position do not specifically indicate the temperature and base pair length, but are shown in relative temperature and sequence position.

【0254】 使用したプライマーの組を以下の表に示す:The set of primers used is shown in the following table:

【0255】[0255]

【表1】 [Table 1]

【0256】 3組の各プライマーと共に使用したPCR条件は、以下に説明する。各組のプラ イマーについて、以下の表に示す成分を混合し、ボルテックス処理して確実に混
合し、そして遠心した:
The PCR conditions used with each of the three sets of primers are described below. For each set of primers, the components shown in the following table were mixed, vortexed to ensure mixing, and centrifuged:

【0257】[0257]

【表2】 [Table 2]

【0258】 次にアリコートをPCR管に分配した。PCR管をサーモサイクラーに置き、そして
温度循環プログラムを開始した。
Next, aliquots were dispensed into PCR tubes. The PCR tube was placed in the thermocycler and the temperature cycling program was started.

【0259】 循環プログラムパラメーターは、以下の表に示す:The cycling program parameters are shown in the following table:

【0260】[0260]

【表3】 [Table 3]

【0261】 上記の手順で生成したPCR産物を、トランスゲノミック WAVE(商標)DNA断片
分析システム(トランスゲノミック社、サン ジョーズ、カリフォルニア州)を使
用してDMIPCにより分析した。最初のDMIPC分析に続いて、試料を95℃で4分間加
熱することによりハイブリダイズさせ、次にゆっくりと25℃に冷却した。次に試
料を再度、DMIPCにより分析した。
The PCR products generated by the above procedure were analyzed by DMIPC using the Transgenomic WAVE ™ DNA Fragment Analysis System (Transgenomic, San Jose, CA). Following the initial DMIPC analysis, the samples were hybridized by heating at 95 ° C for 4 minutes and then slowly cooled to 25 ° C. The sample was then analyzed again by DMIPC.

【0262】 図5、6および7のクロマトグラムに示した突然変異検出の分離に使用したDM
IPC条件を、以下に示す:
The DM used for the separation of mutation detection shown in the chromatograms of FIGS. 5, 6 and 7
The IPC conditions are shown below:

【0263】[0263]

【表4】 [Table 4]

【0264】 移動相は、溶媒A:0.1M TEAAおよび溶媒B:25%アセトニトリル中0.1M TEAA
を含み、流速0.9mL/分。DMIPC中のカラム温度は断片1については61℃、断片2 については61℃、そして断片3については62℃であった。
The mobile phases were solvent A: 0.1 M TEAA and solvent B: 0.1 M TEAA in 25% acetonitrile
At a flow rate of 0.9 mL / min. The column temperature in DMIPC was 61 ° C for Fragment 1, 61 ° C for Fragment 2 and 62 ° C for Fragment 3.

【0265】 実施例3 プライマー設計に基づいた100〜400bp断片の融解プロフィールおよび 突然変異の検出 鋳型は32061位に突然変異を有するバクテリオファージ ラムダ(31500〜32500
)(FMC社、バイオプロダクツ、ロックランド、メイン州から入手可能)であり 、異なる4組のプライマーを使用してPCRにより増幅した。ラムダ配列はO'Conne
rらによりBiophys.J 74:A285(1988)に、およびGarnerらにより突然変異検出97第
4回国際ワークショップ、ヒトゲノム協会(Mutation Detection 97 4th Interna
tional Workshop, Human Genome Organization)、1997年5月29〜6月2日、ブ ルノ、チェコ共和国、ポスター29番で公開された。各組のプライマーを設計して
、各々が異なる融解ドメイン中に位置する突然変異を有するようにアンプリコン
断片を生成した。WinMelt(商標)を使用して算出された、4つのアンプリコン断 片の融解ドメインおよび断片中の相対的位置を示す融解プロフィールを図8に示
す。248bp断片1を生成したプライマーは、断片の3'末端近くの198位に突然変異
を配置するように設計した。253bp断片2を生成したプライマーは、断片の5'末 端近くの50位に突然変異を配置するように設計した。400bp断片3を生成したプ ライマーは、最長の断片の中央付近の199位に突然変異を配置するように設計し た。100bp断片4を生成したプライマーは、最短の断片の中央付近の51位に突然 変異を配置するように設計した。図8の4つの断片の融解プロフィールは、突然
変異の点に関して表している。温度および配列位置は具体的な温度および塩基対
長を示さず、相対的温度および配列位置で示す。
Example 3 Melting Profile of 100-400 bp Fragment Based on Primer Design and Detection of Mutations The template was a bacteriophage lambda with a mutation at position 32061 (31500-32500
(Available from FMC, Bioproducts, Rockland, ME) and amplified by PCR using four different sets of primers. Lambda array is O'Conne
J et al., Biophys . J 74: A285 (1988), and Garner et al., Mutation Detection 97 4th International Workshop, Mutation Detection 974 th Interna.
National Workshop, Human Genome Organization), published May 29-June 2, 1997, in poster No. 29, Brno, Czech Republic. Each set of primers was designed to generate amplicon fragments such that each had a mutation located in a different melting domain. The melting profiles, calculated using WinMelt ™, indicating the melting domains of the four amplicon fragments and their relative positions in the fragments are shown in FIG. The primer that generated the 248 bp fragment 1 was designed to place a mutation at position 198 near the 3 'end of the fragment. The primer that generated the 253 bp fragment 2 was designed to place the mutation at position 50 near the 5 'end of the fragment. The primer that generated the 400 bp fragment 3 was designed to place the mutation at position 199 near the center of the longest fragment. The primers that generated 100 bp fragment 4 were designed to place the mutation at position 51 near the center of the shortest fragment. The melting profiles of the four fragments in FIG. 8 are expressed in terms of mutations. Temperatures and sequence positions do not show specific temperatures and base pair lengths, but are shown as relative temperatures and sequence positions.

【0266】 使用したプライマーの組を以下の表に示す:The set of primers used is shown in the table below:

【0267】[0267]

【表5】 [Table 5]

【0268】 3組の各プライマーと共に使用したPCR条件は、以下の表に説明する。すべて の成分を混合し、ボルテックス処理して良く混合し、そして遠心した。次にアリ
コートを以下の表に示すようにPCR管に分配した:
The PCR conditions used with each of the three sets of primers are described in the table below. All components were mixed, vortexed to mix well, and centrifuged. Aliquots were then dispensed into PCR tubes as shown in the table below:

【0269】[0269]

【表6】 [Table 6]

【0270】 PCR管をサーモサイクラーに置き、そして温度循環プログラムを開始した。循 環プログラムパラメーターは、以下の表に示す:The PCR tubes were placed in the thermocycler and the temperature cycling program was started. The cycling program parameters are shown in the following table:

【0271】[0271]

【表7】 [Table 7]

【0272】 上記の手順で生成したPCR産物を、トランスゲノミック WAVE(商標)DNA断片
分析システム(トランスゲノミック社、サン ジョーズ、カリフォルニア州)を使
用してDMIPCにより分析した。最初のDMIPC分析に続いて、試料を95℃で4分間加
熱することによりハイブリダイズさせ、次にゆっくりと25℃に冷却した。次に試
料を再度、DMIPCにより分析した。
The PCR products generated by the above procedure were analyzed by DMIPC using the Transgenomic WAVE ™ DNA Fragment Analysis System (Transgenomic, San Jose, CA). Following the initial DMIPC analysis, the samples were hybridized by heating at 95 ° C for 4 minutes and then slowly cooled to 25 ° C. The sample was then analyzed again by DMIPC.

【0273】 図9および10のクロマトグラムに示した突然変異検出の分離に使用したDMIP
C条件を、以下に示す:
The DMIP used to isolate the mutation detection shown in the chromatograms in FIGS. 9 and 10.
The C conditions are shown below:

【0274】[0274]

【表8】 [Table 8]

【0275】 図11のクロマトグラムに示した突然変異検出の分離に使用したDMIPC条件を 、以下に示す:The DMIPC conditions used for the isolation of mutation detection shown in the chromatogram in FIG. 11 are shown below:

【0276】[0276]

【表9】 [Table 9]

【0277】 図12のクロマトグラムに示した突然変異検出の分離に使用したDMIPC条件を 、以下に示す:The DMIPC conditions used for the separation of mutation detection shown in the chromatogram in FIG. 12 are shown below:

【0278】[0278]

【表10】 [Table 10]

【0279】 図9〜12について移動相は、溶媒A:0.1M TEAAおよび溶媒B:25%アセト ニトリル中0.1M TEAAを含み、流速0.9mL/分。DMIPC中のカラム温度は断片1につ
いては62℃、断片2については62℃、そして断片3については63℃、そして断片
4については60℃であった。
For FIGS. 9-12, the mobile phase contained solvent A: 0.1 M TEAA and solvent B: 0.1 M TEAA in 25% acetonitrile at a flow rate of 0.9 mL / min. The column temperature in DMIPC was 62 ° C. for fragment 1, 62 ° C. for fragment 2, and 63 ° C. for fragment 3, and 60 ° C. for fragment 4.

【0280】 実施例4 ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の材料および手順 PCR増幅用の試料は、パーキン−エルマーアプライドバイオシステムズ(フォ スター市、カリフォルニア州)からGeneAmp(PCR試薬キット(Part No.N801-0055
)で購入し、これはAmpliTaq(商標)(DNAポリメラーゼ、GeneAmp(10×PCRバッ
ファー、dNTP'ならびにDNA鋳型およびプライマーが含まれた。PCRの再生度に
及ぼすDNAポリメラーゼの効果を比較するために、さらなる試料はAmpliTaq(
商標)DNAポリメラーゼをクローン化Pfu DNAポリメラーゼ(Cat.No.60015
3、ストラタジーン、ラ ジョラ、カリフォルニア州、米国)、およびPFUTurbo
商標)DNAポリメラーゼ(Cat.No.600250、ストラタジーン)に代えて調製し た。これらの試料では、GeneAmp 10×PCRバッファーを、10×クローン化Pfu D NAポリメラーゼ反応バッファー(Cat.No.600153-82、ストラタジーン)に代え
た。DNA鋳型を10mM Tris-HCl、pH8.0(Cat.No.0291、テクノバ:Teknova、ハ
ーフムーンベイ、カリフォルニア州、米国)、1mM EDTA、pH8.0(Cat.No.0306、 テクノバ)、10mM NaCl(Cat.No.S7653、シグマ、セントルイス、モンタナ州、 米国)中で100ng/mLに希釈した。500-bpの生成物がDNA対照鋳型(バクテリオ
ファージ ラムダ DNA)から、対照プライマー#1(5’−GATGAGTT CGTGTCCCTACAACTGG−3’)および対照プライマー#2(5’ −GGTTATCGAAATCAGCCACAGCGCC−3’)から増幅され
た。
Example 4 Polymerase Chain Reaction (PCR) Materials and Procedures Samples for PCR amplification were obtained from Perkin-Elmer Applied Biosystems (Foster, CA) using GeneAmp (PCR reagent kit (Part No. N801-0055).
) And included AmpliTaq ™ (DNA polymerase, GeneAmp (10x PCR buffer, dNTP 'and DNA templates and primers. To compare the effect of DNA polymerase on the degree of PCR regeneration, A further sample is AmpliTaq (
® DNA polymerase cloned Pfu DNA polymerase (Cat. No. 60015)
3, Stratagene, La Jolla, California, USA) and PFUTubo (
(Trademark) DNA polymerase (Cat. No. 600250, Stratagene). In these samples, the GeneAmp 10 × PCR buffer was replaced with a 10 × cloned Pfu DNA polymerase reaction buffer (Cat. No. 600153-82, Stratagene). DNA template was 10 mM Tris-HCl, pH 8.0 (Cat. No. 0291, technova: Teknova, Half Moon Bay, CA, USA), 1 mM EDTA, pH 8.0 (Cat. No. 0306, technova), 10 mM NaCl (Cat. No. S7653, Sigma, St. Louis, MT, USA) diluted to 100 ng / mL. A 500-bp product was amplified from a DNA control template (bacteriophage lambda DNA) from control primer # 1 (5'-GATGAGTT CGTGTCCCTACACTACTGG-3 ') and control primer # 2 (5'-GGTTATCGAATCAGCCACAGCGCC-3'). .

【0281】 成分をPCR管(Part No.TFI-0201、MJリサーチ、ウォータータウン、マサチュ ーセッツ州、米国)に次の順序で加えた:53μL ddH20、10μL 10×PCRバッファ
ー、200μM 各dNTP、2.5U/100μL AmpliTaq(商標)、クローン化PfuまたはPFUT
urbo(商標) DNAポリメラーゼ、1μM 対照プライマー#1、1μM 対照プライ
マー#2および1ng DNA対照鋳型を全部で100μL。増幅はMJリサーチ(ウォー
タータウン、マサチューセッツ州、米国)PTC-100 サーモサイクラーで15または
35PCRサイクルを使用して行った。
The components were added to PCR tubes (Part No. TFI-0201, MJ Research, Watertown, Mass., USA) in the following order: 53 μL ddH20, 10 μL 10 × PCR buffer, 200 μM each dNTP, 2.5 U / 100 μL AmpliTaq ™, cloned Pfu or PFUT
urbo ™ DNA polymerase, 1 μM control primer # 1, 1 μM control primer # 2 and 1 ng DNA control template for a total of 100 μL. Amplification was performed with MJ Research (Watertown, Mass., USA) PTC-100 thermocycler or 15
Performed using 35 PCR cycles.

【0282】 実施例5 平滑末端を作成するための500塩基対のPCR産物の開裂 500bpのPCR産物は、塩基37、47、452および457でHaeIIIエンドヌクレアー ゼ(R5628、シグマ−アルドリッチ、セントルイス、モンタナ州、米国)に関す る4つの開裂部位を有し、405bpの平滑末端化生成物を生じる。HaeIIIをddH20で
1:30に希釈した。PCR管中で希釈したHaeIIIをPCR産物に加え(1部の希釈し たHaeIII:2部のPCR試料)、ボルテックス処理し、次に室温でインキューベーシ
ョンした。PCR試料はHaeIIIを用いた消化前、最中および後に分析して、開裂が 完全であることを確認した。
Example 5 Cleavage of a 500 bp PCR Product to Create Blunt Ends A 500 bp PCR product was prepared at bases 37, 47, 452 and 457 using Hae III endonuclease (R5628, Sigma-Aldrich, St. Louis). (Mt., Montana, USA), yielding a 405 bp blunt-ended product. Hae III with ddH20
Diluted at 1:30. Hae III diluted in PCR tubes was added to the PCR product (1 part diluted Hae III: 2 parts PCR sample), vortexed and then incubated at room temperature. PCR samples were analyzed before, during and after digestion with Hae III to ensure complete cleavage.

【0283】 実施例6 500塩基対のPCR産物および405塩基対の平滑末端化生成物のMIPC 図17に示すように、405bpの平滑末端化生成物を500bpのPCR産物をHaeIII
エンドヌクレアーゼで開裂した後に調製した。0分で、HaeIIIによる開裂前に完
全な500bpの生成物のピークが見られた。15分後、500bpの生成物が部分的に開裂
し、3種を示した:非開裂500bp、末端が除去された部分的に開裂された中間種 、および開裂した405bp生成物。最後に30分後、すべての4種の最終断片の開裂 が完了した。WAVE(商標)DNA断片分析システムを使用したMIPC分析条件は次
の通り:溶媒A:0.1M TEAA、溶媒B:0.1M TEAA、25%アセトニトリル、0.1分 間で31〜53%溶媒B、12分間で53〜77%Bの直線的勾配;流速:0.9mL/分;温度
:50℃;検出:UV、254nM。
Example 6 MIPC of a 500 bp PCR product and a 405 bp blunt-ended product As shown in FIG. 17, a 405 bp blunt-ended product was replaced by a 500 bp PCR product by a Hae III
Prepared after cleavage with endonuclease. At 0 minutes, a complete 500 bp product peak was seen before cleavage by Hae III. After 15 minutes, the 500 bp product was partially cleaved showing three species: uncleaved 500 bp, partially cleaved intermediate species with truncated ends, and the cleaved 405 bp product. After a final 30 minutes, cleavage of all four final fragments was completed. MIPC analysis conditions using the WAVE ™ DNA Fragment Analysis System are as follows: solvent A: 0.1 M TEAA, solvent B: 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile, 31-53% solvent B for 0.1 min, 12 min With a linear gradient of 53-77% B; flow rate: 0.9 mL / min; temperature: 50 ° C .; detection: UV, 254 nM.

【0284】 実施例7 PCRが誘導した突然変異のMIPCによる分析および 対応する反応生成物プロフィール ベースラインの時、試料は突然変異率を意図的に強化するが、典型的なPCRラ ボで見いだされ得る条件で流した。PCR突然変異を61.7%でその断片に含有する この対照試料を、AmpliTaq(商標)DNAポリメラーゼを使用して35PCRサイク ルで増幅させた。さらに試料を流してPCR再生度に効果を及ぼす因子を研究した 。このような試料は対照と同一であるが、サイクル数またはDNAポリメラーゼ
の種類が異なった。AmpliTaq(商標)を15サイクルで使用して増幅させたPCRの 試料は、51.6%の突然変異率を有した。35増幅サイクルから10.1%減少したこと
は、より少ないサイクルが突然変異の発生する機会が少ないからであると予想さ
れる。AmpliTaq(商標)DNAポリメラーゼをPfuまたはPFUTurbo(商標)に代 えると、PCR産物の再生度に陽性の効果を与えた。PFUTurbo(商標)はPfuに 等しい率の誤りがあったが、新たな熱安定性因子(ストラタジーン、PFUTurbo( 商標)DNAポリメラーゼインストラクションマニュアル、改定版#107001)の ためにより高い収量を生じた。突然変異率はPfuおよびPFUTurbo(商標)につい てそれぞれ24.8%および18.4%に低下した(図20)。
Example 7 Analysis of PCR-Induced Mutations by MIPC and Corresponding Reaction Product Profiles At baseline, samples intentionally enhance the mutation rate, but are found in a typical PCR lab. Shed under the conditions to get. This control sample, which contains a PCR mutation at 61.7% in the fragment, was amplified in 35 PCR cycles using AmpliTaq ™ DNA polymerase. Further samples were run to study the factors that had an effect on the degree of PCR regeneration. Such samples were identical to the control but differed in the number of cycles or the type of DNA polymerase. PCR samples amplified using AmpliTaq ™ for 15 cycles had a mutation rate of 51.6%. The 10.1% reduction from 35 amplification cycles is expected because fewer cycles have less opportunity for mutations to occur. Replacing AmpliTaq ™ DNA polymerase with Pfu or PFU Turbo ™ had a positive effect on the regeneration of PCR products. PFU Turbo ™ had a rate of error equal to Pfu , but resulted in higher yields due to a new thermostability factor (Stratagene, PFU Turbo ™ DNA Polymerase Instruction Manual, Rev. # 107001) . Mutation rates were reduced to 24.8% and 18.4% for Pfu and PFU Turbo ™, respectively (FIG. 20).

【0285】 さらに実験を行って、PfuおよびPFUTurbo(商標)を使用してPCR条件をさらに
至適化した。dNTP濃度を200μMから100μMの各dNTPをに減少させ、プライマー濃
度を1μMから0.2μMに減少させ、そして試料を変更した「タッチダウン(touch
down)」PCRプロトコールを使用して増幅させた後、突然変異率はPfuおよびPFUTu rbo (商標)についてそれぞれ23.1%および17.8%に低下した。
Further experiments were performed to further optimize the PCR conditions using Pfu and PFU Turbo ™. The dNTP concentration was reduced from 200 μM to 100 μM for each dNTP, the primer concentration was reduced from 1 μM to 0.2 μM, and the sample was changed to “touchdown”
After amplified using down) "PCR protocols, mutation rate was reduced to 23.1% and 17.8% respectively for Pfu and PFUTu rbo (TM).

【0286】 実施例8 MIPCによるPCR収量の分析および対応する反応生成物プロフィール 405bpのPCR産物をAmpliTaq(商標)、PfuおよびPFUTurbo(商標)を用いて
増幅させた。AmpliTaq(商標)DNAポリメラーゼをPfuまたはPFUTurbo(商標 )に代えると、PCR産物の収量に陽性の効果があった。ホモ二本鎖生成物の収
量をピーク面積の積分および既知の量の標準の収量より決定した。AmpliTaq(商
標)は最低収量(10ng)および大量のプライマー二量体(2分のピーク)を与え
た。PfuおよびPFUTurbo(商標)はそれぞれ35ngおよび93ngの収量、ならびに低 量のプライマー二量体を与えた(図19)。WAVE(商標)DNA断片分析システ
ムを使用したMIPC分析条件は次のとおりである:溶媒A:0.1M TEAA、溶媒B:0
.1M TEAA、25%アセトニトリル;0.1分間で31〜53%溶媒B、9分間で53〜71% Bの直線的勾配;流速:0.9mL/分;温度:66℃;検出:UV、254nM。
Example 8 Analysis of PCR yield by MIPC and corresponding reaction product profile A 405 bp PCR product was amplified using AmpliTaq ™, Pfu and PFU Turbo ™. Replacing AmpliTaq ™ DNA polymerase with Pfu or PFU Turbo ™ had a positive effect on PCR product yield. The yield of homoduplex product was determined from the integral of the peak area and the yield of a standard of known amount. AmpliTaq ™ gave the lowest yield (10 ng) and a large amount of primer dimer (2 min peak). Pfu and PFU Turbo ™ gave yields of 35 ng and 93 ng, respectively, and low amounts of primer dimer (FIG. 19). MIPC analysis conditions using the WAVE ™ DNA fragment analysis system are as follows: solvent A: 0.1 M TEAA, solvent B: 0
.1M TEAA, 25% acetonitrile; linear gradient from 31-53% solvent B for 0.1 min, 53-71% B for 9 min; flow rate: 0.9 mL / min; temperature: 66 ° C; detection: UV, 254 nM.

【0287】 実施例9 MIPCによるホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖の分離に及ぼす温度の効果 AmpliTaq(商標)を用いて増幅させた405bpのPCR産物を、部分的変性条件 下でクロマトグラフィーにかけた(図18)。試料は62℃、64℃および66℃で流
した。主要ピークは405bpの長さの純粋なホモ二本鎖DNAに相当した。温度を 上げると部分的変性のため保持時間が減少すると結論した。66℃で試料はホモ二
本鎖とヘテロ二本鎖との間で最大の分離を示した。WAVE(商標)DNA断片分析
システムを使用するMIPC分析条件は次の通りである:溶媒A:0.1M TEAA、溶媒 B:0.1M TEAA、25%アセトニトリル;0.1分間で31〜53%溶媒B、9分間で53〜
71%Bの直線的勾配;流速:0.9mL/分;温度:66℃;検出:UV、254nM。
Example 9 Effect of Temperature on Separation of Homoduplexes and Heteroduplexes by MIPC A 405 bp PCR product amplified using AmpliTaq ™ was chromatographed under partially denaturing conditions. (FIG. 18). The samples were run at 62 ° C, 64 ° C and 66 ° C. The main peak corresponded to pure homoduplex DNA of 405 bp in length. It was concluded that increasing the temperature decreased the retention time due to partial denaturation. At 66 ° C, the sample showed the greatest separation between homoduplex and heteroduplex. MIPC analysis conditions using the WAVE ™ DNA fragment analysis system are as follows: solvent A: 0.1 M TEAA, solvent B: 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile; 31-53% solvent B in 0.1 min, 9 53 ~ in minutes
Flow rate: 0.9 mL / min; temperature: 66 ° C .; detection: UV, 254 nM.

【0288】 実施例10 MIPCによるPCR複製再生度の分析に及ぼすハイブリダイゼーションの効果 最後のハイブリダイゼーションサイクルは、鎖を融解そして再アニーリングし
てホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖を形成するために必要である。さらなる重合活
性を阻害するために、EDTA(Cat.No.0306、テクノバ、ハーフムーンベイ、米国 )を最終濃度20mMで加えてPCR試料中に残る遊離マグネシウムをキレートした。 次に試料をサーモサイクラー(モデルPTC-100、MJリサーチ)に置き、95℃で4 分間加熱し、次いでゆっくりと25℃に冷却した。ハイブリダイゼーション後、ヘ
テロ二本鎖のピーク(5.6分で)が8.2%から23.1%突然変異に増大し、人工的に
低い突然変異率がこの工程を排除することによりもたらされることが示された。
WAVE(商標)DNA断片分析システムを使用したMIPC分析条件は次の通りである
:溶媒A:0.1M TEAA、溶媒B:0.1M TEAA、25%アセトニトリル;0.1分間で31 〜53%溶媒B、9分間で53〜71%Bの直線的勾配;流速:0.9mL/分;温度:66℃
;検出:UV、254nM。
Example 10 Effect of Hybridization on the Analysis of PCR Replication Reproduction by MIPC The final hybridization cycle is required to melt and reanneal the strands to form homoduplexes and heteroduplexes It is. To inhibit further polymerization activity, EDTA (Cat. No. 0306, Technonova, Half Moon Bay, USA) was added to a final concentration of 20 mM to chelate any free magnesium remaining in the PCR samples. The sample was then placed in a thermocycler (model PTC-100, MJ Research), heated at 95 ° C for 4 minutes, and then slowly cooled to 25 ° C. After hybridization, the heteroduplex peak (at 5.6 minutes) increased from 8.2% to 23.1% mutation, indicating that an artificially low mutation rate was achieved by eliminating this step.
The MIPC analysis conditions using the WAVE ™ DNA fragment analysis system are as follows: solvent A: 0.1 M TEAA, solvent B: 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile; 31-53% solvent B in 9 minutes, 9 Linear gradient of 53-71% B in min; flow rate: 0.9 mL / min; temperature: 66 ° C
Detection: UV, 254 nM.

【0289】 実施例11 MIPCによる純粋なPCR産物の分離および単離 138ngの209bp DNA断片(ヒトY染色体に由来するDYS271)をMIPCカラムに 注入し、そして非変性条件(52℃)で分離した。この断片に相当するピークは、
300μLのバイアルに集めた。集めた液体のアリコート(分離実験での5μLおよ び20μL)を続いて直接PCRにより増幅させ、そしてWAVE(商標)システムで再分
析することにより定量(ナノグラム単位で)した。対照は、対照および集めた画 分がWAVE(商標)システムに再注入した時に同じ面積を与えるように、元の一部
を希釈することにより作成した。次に対照中のDNAの初期コピー数は、回収し
た画分のコピー数と合った。PCR収量における差異は、画分を回収した溶出バッ ファーの効果のみを反映した。WAVE(商標)DNA断片分析システムを使用した
MIPC分析条件は次の通りである:溶媒A:0.1M TEAA、溶媒B:0.1M TEAA、25%
アセトニトリル;0.5分間で43〜57%溶媒B、7.5分間で29〜71%Bの直線的勾配
;流速:0.9mL/分;温度:52℃;検出:UV、254nM。以下の試薬を使用した:10mM
Tris バッファー pH8、100μMの各dNTP、0.2μMのプライマー、2.5mM MgCl2、2
.5U パーキン−エルマーAmpliTaq(商標)。
Example 11 Separation and Isolation of Pure PCR Product by MIPC 138 ng of a 209 bp DNA fragment (DYS271 from human Y chromosome) was injected onto a MIPC column and separated under non-denaturing conditions (52 ° C). The peak corresponding to this fragment is
Collected in 300 μL vials. Aliquots of the collected liquid (5 μL and 20 μL in separation experiments) were subsequently amplified by direct PCR and quantified (in nanograms) by re-analysis on the WAVE ™ system. A control was made by diluting a portion of the original so that the control and the collected fractions gave the same area when reinjected into the WAVE ™ system. The initial copy number of the DNA in the control then matched the copy number of the collected fraction. Differences in PCR yield reflected only the effect of the elution buffer from which the fraction was collected. Using the WAVE ™ DNA Fragment Analysis System
MIPC analysis conditions are as follows: solvent A: 0.1 M TEAA, solvent B: 0.1 M TEAA, 25%
Acetonitrile; linear gradient 43-57% solvent B in 0.5 min, 29-71% B in 7.5 min; flow rate: 0.9 mL / min; temperature: 52 ° C; detection: UV, 254 nM. Using the following reagents: 10 mM
Tris buffer pH 8, 100 μM each dNTP, 0.2 μM primer, 2.5 mM MgCl 2 , 2
.5U Perkin-Elmer AmpliTaq ™.

【0290】 実施例12 過剰なプライマー二量体形成のMIPCによる検出に基づくPCRプライマーの調整 長い範囲のプライマーのデザインには、未知の突然変異の検出に高い感受性で
、しかも再現性のある方法が必要である。そのようなレベルの正確さを達成する
ためには、1.5-k bp断片中に1塩基の突然変異が検出されたという事実にもかか
わらず、エキソンを150〜450bpの区分に断片化するのがよい。配列が知られてい
るならば、融解プロフィールを適当なソテトウェアを使用して構成する。同じ断
片中に15℃より異なる領域は避けるべきである。これが不可能ならば、dGTPをN7 -dGTP(7-デアザ-2'-デオキシグアノシン 5'-トリフォスフェート)に代えてGC リッチ領域の融解温度を下げるか、または3または4塩基の短いG−Cクランプ
を含ませる。
Example 12 Preparation of PCR Primers Based on MIPC Detection of Excessive Primer Dimer Formation A long range primer design requires a highly sensitive and reproducible method for detecting unknown mutations. is necessary. To achieve such a level of accuracy, it is necessary to fragment exons into 150-450 bp segments, despite the fact that a single base mutation was detected in the 1.5-kb fragment. Good. If the sequence is known, the melting profile is constructed using the appropriate software. Areas different than 15 ° C in the same fragment should be avoided. If this is not possible, replace dGTP with N 7 -dGTP (7-deaza-2′-deoxyguanosine 5′-triphosphate) to lower the melting temperature of the GC-rich region, or use a short G or G base of 3 or 4 bases. -Include a C clamp.

【0291】 部分的なプライマーのデザインには、ユニバーサルシークエンシングプライマ
ーまたはT7プロモーターのような非−鋳型テイルを持つプライマーは避けるべ
きである。プライマー1と2との間のTmの差異は1℃未満である。プライマーと
鋳型との間の差異は約25℃である。各プライマーの3'-ヘントマーは・G,=-6kcal
/モルよりも安定である。任意の可能なプライマー二量体は、3'-ペントマーより
少なくとも5kcal/モル安定性が低い。分解を回避するために、Tris-HCl(pH8.0
)バッファー中での保存が純水中よりも好ましい。
For the design of partial primers, universal sequencing primers or primers with non-template tails such as the T7 promoter should be avoided. The difference in Tm between primers 1 and 2 is less than 1 ° C. The difference between the primer and the template is about 25 ° C. 3'-Hentomer of each primer is G, -6kcal
/ Mole more stable. Any possible primer dimer is at least 5 kcal / mole less stable than the 3'-pentomer. To avoid degradation, Tris-HCl (pH 8.0
) Storage in a buffer is preferred over pure water.

【0292】 実施例13 プルーフリーディング酵素を使用したにもかかわらず、MIPCにより検出された PCRが誘導する突然変異を減らすためのPCR変数の調整 250bpまでの小さい断片には、TaqまたはTaq Gold(商標)(パーキン−エルマー アプライドバイオシステムズ、フォスター市、カリフォルニア州)が通常は満足
する結果を与えるが、それでもPfuが特に25サイクルの増幅では最高の結果をも たらす(TaqはdsDNA断片の15%に1以上の突然変異を容易に生じ得る)。指針と
しては、サイクル数に塩基対を乗算したものが10,000未満であるときのみTaqを 使用する。PCR反応は製造元の推薦するバッファーを用いて、そして以下の推薦 する条件で行うべきである:2.0〜2.5mM MgCl2、100μMの各dNTP、0.2μMの各プ
ライマー、100μLあたり2.5UのPfu、Taq(またはTaq Gold(商標));約50ngの鋳 型。
Example 13 Adjustment of PCR Variables to Reduce PCR-Induced Mutations Detected by MIPC Despite Using Proofreading Enzymes For small fragments up to 250 bp, Taq or Taq Gold (trademark) ) (Perkin-Elmer Applied Biosystems, Foster City, Calif.) Usually gives satisfactory results, but Pfu still gives the best results, especially at 25 cycles of amplification (Taq is one in 15% of dsDNA fragments). These mutations can easily occur). As a guideline, use Taq only when the number of cycles multiplied by base pairs is less than 10,000. PCR reactions using the buffer recommended by manufacturer, and should be carried out under conditions that the following recommendation: 2.0~2.5mM MgCl 2, each dNTP 100 [mu] M, each primer 0.2 [mu] M, Pfu of 2.5U per 100 [mu] L, Taq (Or Taq Gold ™); about 50 ng mold.

【0293】 実施例14 過剰なPCRサイクル数から生じた、MIPCにより検出された過剰な副産物の減少 DNA配列の変化の確率は、サイクル数(n)および/またはヌクレオチドあ
たりのポリメラーゼの誤り(p):f=np/2(式中、fは誤りの頻度、nは
pcrサイクルの数、そしてpは誤りの割合である)を変えることにより、実験的 に操作することができる。例えば、予測される誤りの頻度は、p=1/10000の時 、20サイクル後に1×10-3、すなわち1000ヌクレオチドで1回の誤りである。サ
イクル数は、実行可能な生成DNA量を調製するために必要な最小に保つべきで
ある。
Example 14 Reduction of Excessive By-products Detected by MIPC Resulting from Excessive PCR Cycles The probability of DNA sequence change is the number of cycles (n) and / or polymerase error per nucleotide (p) : F = np / 2 (where f is the frequency of errors, n is
It can be manipulated experimentally by varying the number of pcr cycles, and p is the percentage of errors. For example, the expected error frequency is 1 × 10 −3 after 20 cycles, ie, one error at 1000 nucleotides, when p = 1 / 10,000. The number of cycles should be kept to the minimum necessary to prepare a workable amount of product DNA.

【0294】 実施例15 被検体のハイブリダイゼーション手順 PCR法は5mM EDTA、60mM NaCl、10mM Tris-HCl pH8.0を反応混合物に加えるこ
とにより停止させる。反応混合物は95℃に3分間加熱し、そして45分間にわたり
25℃に冷却した。ホモ接合性突然変異体は野生型と約1:1の比率でハイブリダ
イゼーションの前に合わせなければならない。
Example 15 Hybridization Procedure for Analyte The PCR method is stopped by adding 5 mM EDTA, 60 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl pH 8.0 to the reaction mixture. The reaction mixture is heated to 95 ° C. for 3 minutes and
Cooled to 25 ° C. Homozygous mutants must be combined with wild type in an approximately 1: 1 ratio prior to hybridization.

【0295】 実施例16 温度依存的DMIPC分析法の説明 以下の実施例は図24に関する(51℃〜61℃の温度範囲にわたるヘテロ二本鎖
分離)。
Example 16 Description of Temperature-Dependent DMIPC Analysis Method The following example relates to FIG. 24 (heteroduplex separation over a temperature range of 51 ° C. to 61 ° C.).

【0296】 AからGへの突然変異を168位に有するヒトY染色体DYS271座に由来する209塩
基対の断片を、上記実施例15に記載のように野生型とハイブリダイズさせ、そ
して試料をMIPCカラム(50mm×4.6mm i.d.)に51℃で注入した。カラムは0.9mL/
分で、7分間にわたり0.1M TEAA中のアセトニトリル勾配で溶出した。クロマト グラフィーはUV検出器を使用して260nmで監視した。混合物中に存在するヘテロ 二本鎖は51℃で変性しなかった:したがって、単一ピークが観察された。
A 209 base pair fragment from the human Y chromosome DYS271 locus with an A to G mutation at position 168 was hybridized with the wild type as described in Example 15 above, and the sample was subjected to MIPC The column (50 mm × 4.6 mm id) was injected at 51 ° C. The column is 0.9mL /
Eluted with a gradient of acetonitrile in 0.1 M TEAA over 7 minutes. Chromatography was monitored at 260 nm using a UV detector. Heteroduplexes present in the mixture did not denature at 51 ° C .; thus, a single peak was observed.

【0297】 図24で見られるように、試料の注入およびクロマトグラフィーは温度を1℃
の増分的上昇させて繰り返した。53℃で主要ピークの低い保持時間側に肩が観察
され、ヘテロ二本鎖の存在の可能性が示された。54℃で3つのピークが見られた
。そして55゜〜58℃で4つのピークが見られ、突然変異の明確な存在が示された 。2つの低い保持時間のピークは、2つのヘテロ二本鎖であり、そしてより高い
保持時間のピークはホモ二本鎖であった。
As can be seen in FIG. 24, sample injection and chromatography was performed at a temperature of 1 ° C.
Was repeated with an incremental rise. A shoulder was observed at 53 ° C. on the lower retention time side of the main peak, indicating the possibility of the presence of a heteroduplex. At 54 ° C., three peaks were observed. And four peaks were observed at 55 ° -58 ° C., indicating a clear presence of the mutation. The two lower retention time peaks were two heteroduplexes, and the higher retention time peak was homoduplex.

【0298】 実施例17 ソフトウェアにより算出された融解温度でDMIPC分析を開始することによる T(hsst)の決定 上記実施例16の209塩基対のヘテロ二本鎖のヘテロ突然変異体部位分離温度 T(hsst)は、MELTのようなソフトウェアパッケージを使用して式 T(hsst)=X+ m・T(w)を適用することにより決定する。MELTにより決定された融解温度T (w)は、52℃であった。試料を52℃でMIPCカラムに添加し、そして上記実施例 16に記載のように溶出した。単一ピークが見られる。この結果は試料が突然変
異を含まないか(ヘテロ二本鎖)、またはクロマトグラフィーを行った温度がT(
hsst)未満であったことを示す。したがって温度を2℃上げて54℃とし、そして クロマトグラフィーを繰り返す。3つのピークが出現し、突然変異の存在を示す
。温度をさらに2℃上げて56℃とし、そしてクロマトグラフィーを繰り返す。分
離は低い保持時間の2つの明らかなヘテロ二本鎖のピーク、ならびに高い保持時
間の2つの明らかなホモ二本鎖のピークの出現により証明されるように至適化さ
れる。T(w)=52、m=+1およびX=+4を上記式で使用して、T(hsst)は56 ℃と決定される。
Example 17 Determination of T (hsst) by Initiating DMIPC Analysis at the Melting Temperature Calculated by Software Site Separation Temperature T ((209) of the 209 base pair heteroduplex heteromutant of Example 16 above. hsst) is determined by applying the formula T (hsst) = X + mT (w) using a software package such as MELT. The melting temperature T (w) determined by MELT was 52 ° C. The sample was applied to the MIPC column at 52 ° C and eluted as described in Example 16 above. A single peak is seen. This result indicates that the sample contains no mutations (heteroduplex) or that the temperature at which the chromatography was performed was T (
hsst). Therefore the temperature is raised by 2 ° C. to 54 ° C. and the chromatography is repeated. Three peaks appear, indicating the presence of the mutation. The temperature is raised an additional 2 ° C. to 56 ° C. and the chromatography is repeated. Separation is optimized as evidenced by the appearance of two distinct heteroduplex peaks at low retention times, as well as two distinct homoduplex peaks at high retention times. Using T (w) = 52, m = + 1 and X = + 4 in the above equation, T (hsst) is determined to be 56 ° C.

【0299】 実施例18 UV融解プロフィールから決定された融解温度でDMIPC分析を開始することによる T(hsst)の決定 T(hsst)は実施例17の様式に準じて、しかしS.Lim[バリアン テクニカル ノ
ート(Varian Technical Note)「Cary 1/3熱分析システムを使用するDNA変性 (“DNA denaturation using the Cary 1/3 Thermal Analysis System")」、No.
UV-51、第1〜5頁、1991年6月、バリアンアソシエイツ(Varian Associates)、
パロ アルト、カリフォルニア州)]により記載されるように得られたUV融解 プロフィールに基づき、そして0.1M TEAAおよびアセトニトリルを209bp断片に関
する図38から得られた濃度で含んで成るpH7.3バッファーを使用して決定する 。
Example 18 Determination of T (hsst) by Initiating DMIPC Analysis at the Melting Temperature Determined from the UV Melting Profile T (hsst) follows the format of Example 17, but S.Lim [Varian Technical Note (Varian Technical Note) “DNA denaturation using the Cary 1/3 Thermal Analysis System”, No.
UV-51, pages 1-5, June 1991, Varian Associates,
Palo Alto, Calif.)] And used a pH 7.3 buffer comprising 0.1 M TEAA and acetonitrile at the concentration obtained from FIG. 38 for the 209 bp fragment, based on the UV melting profile obtained. To decide.

【0300】 実施例19 ホモ二本鎖/ヘテロ二本鎖混合物の保持時間および解像度に及ぼす温度効果 AからGへの突然変異を168位に有するヒトY染色体DYS271座に由来する209塩
基対の断片を、上記実施例15に記載のように野生型とハイブリダイズさせ、そ
して試料をMIPCカラム(50mm×4.6mm i.d.)に51℃で注入した。クロマトグラフ
ィーはUV検出器を使用して260nmで監視した。混合物中に存在するヘテロ二本鎖 は51℃で変性しなかった:したがって、単一ピークが観察された。カラムは0.9m
L/分で、溶媒A:0.1M TEAAおよび溶媒B;0.1M TEAA、25%アセトニトリルを用
いて、以下の勾配を使用して溶出した;
Example 19 Temperature Effect on Retention Time and Resolution of Homoduplex / Heteroduplex Mixtures A 209 bp fragment from the DYS271 locus on the human Y chromosome with an A to G mutation at position 168 Was hybridized with the wild type as described in Example 15 above, and the sample was injected at 51 ° C. onto a MIPC column (50 mm × 4.6 mm id). Chromatography was monitored at 260 nm using a UV detector. Heteroduplexes present in the mixture did not denature at 51 ° C .; thus, a single peak was observed. Column is 0.9m
At L / min, eluting with solvent A: 0.1 M TEAA and solvent B; 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile using the following gradient;

【0301】[0301]

【表11】 [Table 11]

【0302】 ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖種のDYS271 209bp突然変異標準混合物(トラン
スゲノミック社、サン ジョーズ、カリフォルニア州から突然変異標準として入 手可能;突然変異はSeielstadら、Hum.Mol.Genet.3:2159(1994)により記載さ れている)のDMIPC保持時間を、50℃で出発するオーブン温度の関数として測定 し、そして温度タイトレーションでは0.5および0.3度の増分を57.5℃(図37)
まで続行した。HPLC装置は、RS232インターフェイスを介してカスタマイズした システムソフトウェアから装置を制御した。ソフトウェア制御はトランスゲノミ
ック社(サン ジョーズ、カリフォルニア州)からのカスタム プロトタイプ フ ロント−エンドソフトウェアパッケージ(WAVEMaker(商標)の徹底的に改変した バージョン)からであった。このオーブンは、DNASep(商標)カラムおよびPEEK管 で作られたプレヒートライン(150cm×0.007"i.d.)を含むように改変されたモ デル PTC200 M J リサーチ サーモサイクラーから製造された。プレヒートチュ ーブはPCR管のウェル間で巻き付き(interwound)(すなわち物理的にウェル自体
の回りに配置され、そして96-ウェル加熱ブロックと接触している)、そして次 にサーモサイクラーの機械工作されたキャビティ中に置かれたカラムと連結され
た。オーブンの反応は高く、設定温度に達するために約10秒が必要とされた。流
体を設定温度にするために約2分を要した。この反応は液体クロマトグラフィー
の通常のオーブンよりもはるかに早かった。オーブンはペルチエ冷却するので、
温度の上昇および低下は迅速に行われた。
DYS271 209 bp mutation standard mixture of heteroduplex and homoduplex species (available as a mutation standard from Transgenomic, San Jose, Calif .; mutations were performed by Seielstad et al., Hum . Mol. Genet. .3: 2159 (described by 1994) was measured as a function of oven temperature starting at 50 ° C., and 0.5 and 0.3 degree increments at 57.5 ° C. (FIG. 37) for temperature titration. )
Continued until. The HPLC instrument was controlled from the customized system software via the RS232 interface. Software control was from a custom prototype front-end software package (a thoroughly modified version of WAVEMaker ™) from Transgenomic, Inc. (San Jose, CA). The oven was manufactured from a model PTC200 MJ Research Thermocycler modified to include a preheat line (150 cm x 0.007 "id) made of DNASep ™ columns and PEEK tubes.The preheat tube was a PCR. Interwound between the wells of the tube (ie physically located around the well itself and in contact with the 96-well heating block) and then placed in the machined cavity of the thermocycler The reaction in the oven was high, requiring about 10 seconds to reach the set point temperature and about 2 minutes to bring the fluid to the set point temperature. It was much faster than a regular oven, because the oven is Peltier cooled,
The temperature rise and fall occurred quickly.

【0303】 分離に使用した移動相は、0.1M TEAA(溶媒A)および25%アセトニトリル中 の0.1M TEAA(溶媒B)を含んで成った。MIPCカラムは以下に示す勾配を用いて0
.9mL/分の流速で溶出した。
The mobile phase used for the separation comprised 0.1 M TEAA (solvent A) and 0.1 M TEAA in 25% acetonitrile (solvent B). MIPC columns were run at 0 using the gradient shown below.
Eluted at a flow rate of .9 mL / min.

【0304】[0304]

【表12】 [Table 12]

【0305】 図37は、分離のオーブン温度に対する、さらに重要には移動相流体温度に対
する重要な依存性を説明する。たった0.1゜の温度変化さえ保持時間の変化および
ピークパターンに反映されるだろう。したがって突然変異の遺伝型の決定には、
温度が実験間で、そして装置間で、好ましくは少なくとも0.1℃そして最も好ま しくは少なくとも0.05℃で再現性があることが重要である。このデータはホモ二
本鎖およびヘテロ二本鎖の解像度に基づき温度制御が0.1℃よりもよい範囲内で 重要であることを示している。プロットからの実際の勾配d(保持時間(分))
/d(温度(℃))は、−0.875分/℃と測定された。
FIG. 37 illustrates an important dependence on separation oven temperature, and more importantly on mobile phase fluid temperature. Even a temperature change of only 0.1 ° will be reflected in the change in retention time and peak pattern. Therefore, to determine the genotype of a mutation,
It is important that the temperature be reproducible between experiments and between instruments, preferably at least 0.1 ° C and most preferably at least 0.05 ° C. This data indicates that temperature control is important within a range better than 0.1 ° C based on the resolution of homoduplexes and heteroduplexes. Actual slope d from the plot (retention time in minutes)
/ D (temperature (° C)) was measured to be -0.875 min / ° C.

【0306】 実施例20 移動相 対 ヌクレオチド塩基長の参照グラフの作成 80、102、174、257、267、298、434、458および587の塩基長を有するDNA断
片を含有する標準pUC18 HaeIII制限酵素消化物を、MIPCカラムに非変性温度、50
℃でで添加した。カラムは溶媒A(0.1M TEAA、pH7)および溶媒B(25%アセ トニトリル中の0.1M TEAA)を含んで成る移動相直線勾配を用いて溶出した。流 速は0.75mL/分であり、そして検出は260nmによるUVであった。勾配は以下に示す
Example 20 Generation of a reference graph of mobile phase versus nucleotide base length Standard pUC18 Hae III restriction enzyme containing DNA fragments having base lengths of 80, 102, 174, 257, 267, 298, 434, 458 and 587 The digest is applied to the MIPC column at non-denaturing temperature
At ℃. The column was eluted with a mobile phase linear gradient comprising solvent A (0.1 M TEAA, pH 7) and solvent B (0.1 M TEAA in 25% acetonitrile). The flow rate was 0.75 mL / min and detection was UV at 260 nm. The gradient is shown below:

【0307】[0307]

【表13】 [Table 13]

【0308】 参照曲線(図38)は、各断片の保持時間を取り、そして勾配から対応する%
Bを見いだすことにより構築した。次に図38に示すように%Bを塩基対に対し
てプロットした。
The reference curve (FIG. 38) takes the retention time of each fragment and calculates the corresponding% from the slope.
It was constructed by finding B. Next, as shown in FIG. 38,% B was plotted against base pairs.

【0309】 実施例21 突然変異検出のための移動相の選択 次く例は500塩基対のDNA断片である。しかし同じ溶媒選択の方法を任意の 塩基対長のDNA断片に使用する。Example 21 Selection of Mobile Phase for Mutation Detection The next example is a 500 base pair DNA fragment. However, the same method of solvent selection is used for DNA fragments of any base pair length.

【0310】 突然変異検出のための予備移動相有機溶媒濃度を選択するために、目的とする
塩基対長の断片に対応する%Bを参照グラフから得る(図40)。この参照を使
用して、50℃の非変性条件下でMIPCカラムから500塩基対長の断片を溶出するた めに65%Bの予備溶媒濃度が必要である。突然変異検出分析中にカラムから断片
を確実に完全に除去するために、この実施例では移動相の溶媒濃度を5パーセン
ト単位で70%Bまで増加させた。これは最終的な移動相の有機溶媒濃度である。
最初の移動相溶媒濃度は、参照から決定された予備濃度Bから15パーセント単位
を引くことにより設定する。この例では最初の移動相溶媒濃度を50%B(65%か
ら15%を引く)に設定する。このMIPCによる突然変異検出に使用する断片を一括
する範囲に関する移動相濃度は、1分あたり2%で10分間にわたりBのパーセン
トを移動相中で増加させる。これに続いてカラムを洗浄するために約2分間、10
0%Bに直ちに増加させる。この洗浄後、移動相濃度を最初の50%Bに2分間戻 してカラムを次の試料注入のために平衡化する。上記の勾配のグラフ的表示は、
図39に表す。
To select the preliminary mobile phase organic solvent concentration for mutation detection, the% B corresponding to the desired base pair length fragment is obtained from the reference graph (FIG. 40). Using this reference, a pre-solvent concentration of 65% B is required to elute the 500 bp fragment from the MIPC column under non-denaturing conditions at 50 ° C. In this example, the solvent concentration of the mobile phase was increased by 5 percent to 70% B to ensure complete removal of the fragments from the column during the mutation detection analysis. This is the final mobile phase organic solvent concentration.
The initial mobile phase solvent concentration is set by subtracting 15 percent units from the preliminary concentration B determined from the reference. In this example, the initial mobile phase solvent concentration is set to 50% B (65% minus 15%). The mobile phase concentration for the range that brackets the fragments used for mutation detection by MIPC increases the percentage of B in the mobile phase at 2% per minute over 10 minutes. This is followed by about 10 minutes to wash the column.
Immediately increase to 0% B. After this wash, the mobile phase concentration is returned to the initial 50% B for 2 minutes to equilibrate the column for the next sample injection. The graphical representation of the above gradient is
This is shown in FIG.

【0311】 上記の手法は、PCRにより増幅されたDNA試料の品質を確立するために最初 は非変性条件下、例えば50℃で使用する。増幅した試料中に突然変異を検出する
ために、上記手法を部分的変性条件、例えば57℃で繰り返す。部分的変性条件下
でクロマトグラムに1以上の低い保持時間のピークの出現が、1以上の突然変異
(ヘテロ二本鎖)の存在を示す。
The above procedure is initially used under non-denaturing conditions, eg, at 50 ° C., to establish the quality of a DNA sample amplified by PCR. To detect mutations in the amplified sample, the above procedure is repeated under partially denaturing conditions, eg, 57 ° C. The appearance of one or more low retention time peaks in the chromatogram under partially denaturing conditions indicates the presence of one or more mutations (heteroduplex).

【0312】 実施例22 突然変異検出におけるPEEKおよびチタン フリットの使用 この実施例に使用する樹脂のロットは、実施例23に示すように値>0.1で突 然変異分離因子試験に合格し、突然変異検出に適することが示された。Example 22 Use of PEEK and Titanium Frit in Mutation Detection The resin lot used in this example passed the Mutant Separation Factor test with a value> 0.1 as shown in Example 23 and It was shown to be suitable for detection.

【0313】 カラムに使用するチタンフリットの種類は、ヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖を
分ける能力に有意な効果を有する。実験は2つの別個のロットからチタンフリッ
トを使用して行った。この実施例で使用したすべてのフリット調達は、アイソレ
ーション テクノロジーズ(Isolation Technologies)(ホープデイル、マサチ ューセッツ州)から得た。この実施例で使用した溶出条件は、図37で使用した
条件と同一であった。
The type of titanium frit used for the column has a significant effect on the ability to separate heteroduplexes and homoduplexes. The experiments were performed using titanium frit from two separate lots. All frit procurement used in this example was obtained from Isolation Technologies (Hopedale, Mass.). The elution conditions used in this example were the same as those used in FIG.

【0314】 図45は、ロットAからのチタンフリットを使用したDYS271の209bpの突然変 異標準の分離を示す。4つのピークが現れ、2つのヘテロ二本鎖のピークは明ら
かに2つのホモ二本鎖ピークから別れ、保持時間はヘテロ二本鎖については3.07
および3.24分、そしてホモ二本鎖については3.65および3.82分であった。しかし
図46では、ロットBからのチタンフリットを使用した同じ209突然変異標準が 、異なる結果を生じた:3つのピークのみが現れ、そして第2のホモ二本鎖のピ
ークは全く消えた。このように使用したチタンフリットの種類はホモ二本鎖から
ヘテロ二本鎖のそのような分離に影響を及ぼし得る。0.5M EDTA四塩を用いた処 理(10分間の超音波、および数日の浸漬)は、ロットBの性能を向上させた。
FIG. 45 shows the separation of the 209 bp mutagenic standard of DYS271 from lot A using titanium frit. Four peaks appear and the two heteroduplex peaks clearly separate from the two homoduplex peaks, with a retention time of 3.07 for the heteroduplex.
And 3.24 minutes, and 3.65 and 3.82 minutes for the homoduplex. However, in FIG. 46, the same 209 mutation standard using the titanium frit from lot B gave different results: only three peaks appeared and the second homoduplex peak disappeared altogether. The type of titanium frit used in this way can affect such separation of heteroduplexes from homoduplexes. Treatment with 0.5 M EDTA tetrasalt (sonication for 10 minutes and soaking for several days) improved Lot B performance.

【0315】 一般的にPEEKフリットを含有するカラムは、大変厳しい洗浄を行わなければホ
モ二本鎖からヘテロ二本鎖の満足な分離を行うことができない。図47は、ヘテ
ロ二本がホモ二本鎖から分離されることが観察される至適温度は56℃であること
を示す。3.45分の保持時間で唯一のピークが現れる。
In general, columns containing PEEK frit cannot perform satisfactory separation of heteroduplexes from homoduplexes without very rigorous washing. FIG. 47 shows that the optimal temperature at which heteroduplexes are observed to separate from homoduplexes is 56 ° C. The only peak appears at a retention time of 3.45 minutes.

【0316】 実施例23 突然変異分離因子の決定 突然変異分離因子(MSF)は、以下の式に従い決定する: MSF=(面積ピーク2−面積ピーク1)/面積ピーク1 ここで、ピーク1は野生型のDMIPC分析後に測定されたピークの面積であり、 そして面積ピーク2は推定上の突然変異を含有するハイブリダイズした混合物の
DMIPC分析後に測定されたピーク(1つまたは複数)の総面積であり、ここで上 記では補正因子が考慮され、そしてここでピーク高は野生型のピーク高に標準化
された。分離粒子はHPLCカラムに充填され、そしてそれらが野生型の100bpラム ダDNA断片および対応するAからCへの突然変異を51位に有する100bp断片を 含有する標準のハイブリダイズした混合物を分離する能力について試験する。
Example 23 Determination of Mutation Isolation Factor Mutation Isolation Factor (MSF) is determined according to the following formula: MSF = (area peak 2−area peak 1) / area peak 1 where peak 1 is wild Area is the area of the peak measured after DMIPC analysis of the form, and area peak 2 is the area of the hybridized mixture containing the putative mutation.
The total area of the peak (s) measured after DMIPC analysis, where correction factors were considered above, where the peak heights were normalized to the wild type peak height. The separating particles are packed on an HPLC column and their ability to separate a standard hybridized mixture containing a wild-type 100 bp lambda DNA fragment and a corresponding 100 bp fragment with an A to C mutation at position 51. Test for

【0317】 充填容積および充填の傾き(polarity)に依存して、この手順には推進溶媒濃 度、pHおよび温度の選択が必要である。任意の溶媒を使用できる:アセトニト
リル、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノールまたはプロパノール。カウ
ンターイオン剤は、トリアルキルアミンアセテート、トリアルキルアミンカーボ
ネート、トリアルキルアミンフォスフェートまたはポリヌクレオチドアニオンと
マッチドイオンを形成できる任意の種類のカチオンから選択する。
Depending on the filling volume and the polarity of the filling, this procedure requires the choice of propellant concentration, pH and temperature. Any solvent can be used: acetonitrile, tetrahydrofuran, methanol, ethanol or propanol. The counter ionic agent is selected from trialkylamine acetate, trialkylamine carbonate, trialkylamine phosphate or any type of cation capable of forming a matched ion with the polynucleotide anion.

【0318】 突然変異分離因子の決定例として、図49はハイブリダイズしたDNA混合物
のヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖への分離の解像度を示す。
As an example of determining the mutation segregation factor, FIG. 49 shows the resolution of the separation of the hybridized DNA mixture into heteroduplexes and homoduplexes.

【0319】 各プライマーで使用したPCR条件は、以下の表に記載する。すべての成分を合 わせ、そしてボルテックス処理して良く混合し、そして遠心した。次にアリコー
トを以下の表に示すようにPCR管に分配した。
The PCR conditions used for each primer are described in the table below. All components were combined and vortexed to mix well and centrifuged. Aliquots were then dispensed into PCR tubes as shown in the table below.

【0320】[0320]

【表14】 [Table 14]

【0321】 PCR管をサーモサイクラーに置き、そして温度循環プログラムを開始した。循 環プログラムパラメーターは以下の表に示す:The PCR tubes were placed in a thermocycler and a temperature cycling program was started. The cycling program parameters are shown in the following table:

【0322】[0322]

【表15】 [Table 15]

【0323】 突然変異検出分離に使用した条件は、以下に示す: 溶出液A:0.1M TEAA;溶出液B:0.1M TEAA、25%アセトニトリル;流速:0.
900mL/分;勾配:
The conditions used for the mutation detection separation are as follows: Eluate A: 0.1 M TEAA; Eluate B: 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile;
900 mL / min; gradient:

【0324】[0324]

【表16】 [Table 16]

【0325】 ラムダ配列は、O'ConnerらによりBiophys.J.74:A285(1988)に、そしてFMC社に
より突然変異検出97第4回国際ワークショップ、ヒト ゲノム 協会(Mutation De
tection 97 4th International Workshop,Human Genome Organization)、1997年
5月29日〜6月2日、ブルノ、チェコ共和国、ホスター番号29に公開されている
。100bpのラムダ断片配列(塩基32011〜32110位)(FMC社から入手可能)を標準 として使用し、突然変異は32061であった。以下のチャートは使用したプライマ ーを掲げる:
The lambda sequence was analyzed by O'Conner et al. In Biophys . J. 74: A285 (1988) and by FMC Inc. for mutation detection 97 4th International Workshop, Human Genome Association (Mutation De
tection 97 4 th International Workshop, Human Genome Organization), 5 May 29 - June 2, 1997, Brno, Czech Republic, has been published in Hosuta number 29. The 100 bp lambda fragment sequence (bases 32011-32110) (available from FMC) was used as a standard and the mutation was 32061. The following chart lists the primers used:

【0326】[0326]

【表17】 [Table 17]

【0327】 図48は、上記条件下で分析した野生型鎖のクロマトグラムである。現れたピ
ークは、4.78分の保持時間および98621の面積を有する。
FIG. 48 is a chromatogram of a wild-type chain analyzed under the above conditions. The peak that appears has a retention time of 4.78 minutes and an area of 98621.

【0328】 図49は、上記図48と同一条件で分析したラムダ突然変異である。2つのピ
ークがこのクロマトグラムでは明らかであり、4.32および4.68の保持時間ならび
に151246の総面積である。
FIG. 49 shows the lambda mutation analyzed under the same conditions as in FIG. 48 above. Two peaks are evident in this chromatogram, with retention times of 4.32 and 4.68 and a total area of 151246.

【0329】 突然変異分離因子は、このような種々のピーク面積を上記MSF式に適用するこ とにより算出できる。すなわち上記定義、MSF=(面積ピーク2−面積ピーク1 )/面積ピーク1を使用して、MSFは(151246-98621)/98621、すなわち0.533にな
るだろう。
The mutation segregating factor can be calculated by applying such various peak areas to the above MSF equation. That is, using the above definition, MSF = (area peak 2−area peak 1) / area peak 1, the MSF would be (151246-98621) / 98621, or 0.533.

【0330】 実施例24 DMIPCによる試料解像度に及ぼす多価カチオン脱混入手段の効果 図42に示す分離は、WAVE(商標)DNA断片分析システム(トランスゲノミック
社、サン ジョーズ、カリフォルニア州)を使用して、以下の条件下で得た:カ ラム:アルキル化ポリ(スチレン-ジビニルベンゼン)ビーズ(DNASep(商標)、トラ
ンスゲノミック社)を含有する50×4.6mm i.d.;移動相0.1M TEAA(1M 濃度、 トランスゲノミック社から入手可能)(溶出液A)、pH7.3;勾配:50〜53% 0.
1M TEAAおよび25.0%アセトニトリル(溶出液B)を0.5分間;53〜60%Bを7分
間;60〜100%Bを1.5分間;100〜50%Bを1分間;50%Bを2分間。流速は0.9
mL/分、検出は254nmのUV、そしてカラム温度は56℃。試料は2μL(=0.2μg DN
A、168位にAからGへの突然変異を持つDYS271 209bp突然変異標準)。
Example 24 Effect of Multivalent Cation Decontamination Means on Sample Resolution by DMIPC The separation shown in FIG. 42 was performed using the WAVE ™ DNA fragment analysis system (transgenomic
Co., San Jose, Calif.) Under the following conditions: Column: 50 × 4.6 containing alkylated poly (styrene-divinylbenzene) beads (DNASep ™, Transgenomic). mm id; mobile phase 0.1 M TEAA (1 M concentration, available from Transgenomic) (eluent A), pH 7.3; gradient: 50-53%
1M TEAA and 25.0% acetonitrile (eluent B) for 0.5 minutes; 53-60% B for 7 minutes; 60-100% B for 1.5 minutes; 100-50% B for 1 minute; 50% B for 2 minutes. Flow velocity is 0.9
mL / min, detection at 254 nm UV, and column temperature at 56 ° C. 2 μL of sample (= 0.2 μg DN
A, DYS271 209 bp mutation standard with A to G mutation at position 168).

【0331】 図43は図42で行った分離と同じであるが、ガードカートリッジ(20×40mm 、錯化カートリッジ、トランスゲノミック社のpart no.530012)を交換し、そし
てポンプバルブフィルターを置き換えた後に行った(Part no.638-1423、トラン
スゲノミック社)。ガードカートリッジは10×3.2mmの寸法を有し、2.5ミリ当量
/容量および10μmの粒子サイズのイミノジ酢酸キレート樹脂を含有し、そして 注入バルブの前に直接配置した。
FIG. 43 is the same as the separation performed in FIG. 42, but after replacing the guard cartridge (20 × 40 mm, complexing cartridge, transgenomic part no. 530012) and replacing the pump valve filter. (Part no. 638-1423, Transgenomic). The guard cartridge had dimensions of 10 × 3.2 mm, contained 2.5 meq / vol and a particle size of 10 μm iminodiacetate chelate resin and was placed directly in front of the injection valve.

【0332】 図44は図43で行った分離と同じであるが、カラムに45分間、0.1M TEAA、2
5%アセトニトリルおよび32mM EDTAを75℃で流した後に行った。
FIG. 44 is the same as the separation performed in FIG. 43, but with the column loaded with 0.1 M TEAA, 2M for 45 minutes.
The test was performed after flowing 5% acetonitrile and 32 mM EDTA at 75 ° C.

【0333】 これまで本発明の具体的態様を与えてきたが、このような態様は例示の目的で
のみ提示したと理解されるべきである。他者は本明細書に記載し、そして特許請
求した精神および範囲から逸脱することなく、前記の態様とは異なる変更態様を
認識し、そして実施するだろう。
Although specific embodiments of the present invention have been given above, it should be understood that such embodiments have been presented by way of example only. Others will recognize and make modifications to the described embodiments that do not depart from the spirit and scope described and claimed herein.

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

【図1】 pUC18 DNA-HaeIII消化物断片の、アルキル化ポリ(スチレン-ジビニルベンゼ ン)ビーズを含むカラムでのMIPC分離である。FIG. 1: MIPC separation of pUC18 DNA- Hae III digest fragment on a column containing alkylated poly (styrene-divinylbenzene) beads.

【図2】 図1のように5μLの試料を添加したが、35%Bの固定濃度を単一条件下でカ ラムに流した後に得られたクロマトグラムである。FIG. 2 is a chromatogram obtained after 5 μL of a sample was added as in FIG. 1 and a fixed concentration of 35% B was applied to the column under a single condition.

【図3】 標準pUC18 DNA-HaeIII消化物の2回目の5μLアリコートを図2のカラムに添 加し、図1に記載した勾配で溶出した後に得られたクロマトグラムである。FIG. 3 is a chromatogram obtained after a second 5 μL aliquot of a standard pUC18 DNA- Hae III digest was added to the column of FIG. 2 and eluted with the gradient described in FIG.

【図4】 矢印で示した突然変異部位を持つ3つのDNA断片の融解プロフィールを表す
FIG. 4 shows melting profiles of three DNA fragments having mutation sites indicated by arrows.

【図5】 図4の断片1のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 5 shows the DMIPC elution profile of Fragment 1 of FIG.

【図6】 図4の断片2のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 6 shows the DMIPC elution profile of fragment 2 of FIG.

【図7】 図4の断片3のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 7 shows the DMIPC elution profile of fragment 3 of FIG.

【図8】 矢印で示した突然変異部位を持つ4つのDNA断片の融解プロフィールを表す
FIG. 8 shows melting profiles of four DNA fragments having mutation sites indicated by arrows.

【図9】 図8の断片1のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 9 shows the DMIPC elution profile of fragment 1 of FIG.

【図10】 図8の断片2のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 10 shows the DMIPC elution profile of fragment 2 of FIG.

【図11】 図8の断片3のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 11 shows the DMIPC elution profile of fragment 3 of FIG.

【図12】 図8の断片4のDMIPC溶出プロフィールを表す。FIG. 12 shows the DMIPC elution profile of fragment 4 of FIG.

【図13】 理論的な3つのドメインのDNA分子の段階的融解を示す略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing the stepwise melting of a theoretical three domain DNA molecule.

【図14】 2つのホモ二本鎖(上の2つの曲線)および2つのヘテロ二本鎖(下の2つの
曲線)の温度タイトレーションカーブを表す。
FIG. 14 depicts the temperature titration curves of two homoduplexes (top two curves) and two heteroduplexes (bottom two curves).

【図15】 DNA断片sY81に関する融解プロフィールを表す。FIG. 15 shows a melting profile for DNA fragment sY81.

【図16】 ドメインがそれぞれ55℃、60℃および65℃の融解温度を有する3つのドメイン
のDNA断片の理論的な融解プロフィールを表す。
FIG. 16 depicts the theoretical melting profiles of three domain DNA fragments whose domains have melting temperatures of 55 ° C., 60 ° C., and 65 ° C., respectively.

【図17】 500bpのPCR産物および405bpの平滑末端断片のMIPCクロマトグラムを表す。FIG. 17 shows a MIPC chromatogram of a 500 bp PCR product and a 405 bp blunt-ended fragment.

【図18】 ホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖のMIPCによる分離に及ぼす温度効果を表す。FIG. 18 shows the effect of temperature on the separation of homoduplexes and heteroduplexes by MIPC.

【図19】 種々のDNAポリメラーゼ酵素を用いたPCR後に得られた収量を表すMIPCクロ マトグラムの比較である。FIG. 19 is a comparison of MIPC chromatograms showing the yields obtained after PCR using various DNA polymerase enzymes.

【図20】 種々のDNAポリメラーゼ酵素を使用して得られたPCR産物の再生度を表す
MIPCクロマトグラムの比較である。
FIG. 20 shows the degree of regeneration of PCR products obtained using various DNA polymerase enzymes.
This is a comparison of MIPC chromatograms.

【図21】 MIPCを使用して分析した時のPCR反応の分析結果に及ぼす後-PCRハイブリダイ ゼーションの効果を表す。FIG. 21 shows the effect of post-PCR hybridization on the results of a PCR reaction when analyzed using MIPC.

【図22】 純粋なPCR産物を集めるためのMIPCの使用を表す。FIG. 22 depicts the use of MIPC to collect pure PCR products.

【図23】 ホモ二本鎖およびヘテロ二本鎖を形成するためのハイブリダイゼーションの図
解表示を示す。
FIG. 23 shows a schematic representation of hybridization to form homoduplexes and heteroduplexes.

【図24】 ホモ−およびヘテロ二本鎖の温度依存的分離を表す。FIG. 24 depicts temperature-dependent separation of homo- and heteroduplexes.

【図25】 図24のホモ−およびヘテロ二本鎖のピークの温度による保持時間の変化を表
す。
FIG. 25 shows the change in retention time according to the temperature of the homo- and heteroduplex peaks in FIG. 24.

【図26】 理論的な3つのドメインのDNA分子の段階的融解の図解である。FIG. 26 is an illustration of stepwise melting of a theoretical three domain DNA molecule.

【図27】 2つのホモ二本鎖(上の2つの曲線)および2つのヘテロ二本鎖(下の2つの
曲線)の温度タイトレーションを表す。
FIG. 27 depicts the temperature titration of two homoduplexes (top two curves) and two heteroduplexes (bottom two curves).

【図28】 DNA断片sY81に関する温度タイトレーションを表す。FIG. 28 shows temperature titration for DNA fragment sY81.

【図29】 ドメインがそれぞれ55℃、60℃および65℃の融解温度を有する3つのドメイン
のDNA断片の理論的な温度タイトレーションを表す。
FIG. 29 represents the theoretical temperature titration of three domain DNA fragments whose domains have melting temperatures of 55 ° C., 60 ° C., and 65 ° C., respectively.

【図30】 168位にヘテロ二本鎖誤対合を含むDYS271の209bp突然変異混合物に関するホモ
二本鎖およびヘテロ二本鎖DNAの分離に及ぼすカラム温度の効果を表す。
FIG. 30 depicts the effect of column temperature on the separation of homoduplex and heteroduplex DNA for a 209 bp mutation mixture of DYS271 containing a heteroduplex mismatch at position 168.

【図31】 矢印で示す変曲点を持つ図30からの野生型ホモ二本鎖の温度タイトレーショ
ンを示す。
FIG. 31 shows the temperature titration of the wild type homoduplex from FIG. 30 with the inflection point indicated by the arrow.

【図32】 DYS271の209bp突然変異混合物のDNA融解プロフィールである。FIG. 32 is a DNA melting profile of the DYS271 209 bp mutation mixture.

【図33】 断片内のDNA融解のモデル化に対する協同的方法(モデルA)および非協同
的方法(モデルB)の概略的表示である。
FIG. 33 is a schematic representation of a cooperative method (Model A) and a non-cooperative method (Model B) for modeling DNA melting within fragments.

【図34】 非協同的荷重モデルを使用したDYS271の209bp突然変異混合物の融解プロフィ ールを表す。FIG. 34 depicts the melting profile of the 209 bp mutation mixture of DYS271 using a non-cooperative weighting model.

【図35】 協同的荷重モデルを使用したDYS271の209bp突然変異混合物の融解プロフィー ルを表し、ここでループエントロピーは非協同的モデルを模するように変えた。FIG. 35 depicts the melting profile of the 209 bp mutation mixture of DYS271 using a cooperative loading model, where loop entropy was varied to mimic a non-cooperative model.

【図36】 種々のループエントロピーを用い、温度相殺を用い、傾斜および断片のサイズ
依存的期間含めた協同的モデルを使用してDYS271の209bp突然変異混合物の融解 プロフィールを表す。
FIG. 36 depicts the melting profile of the 209 bp mutation mixture of DYS271 using a cooperative model using various loop entropies, using temperature cancellation, and including slope and fragment size-dependent duration.

【図37】 DYS271の209bp突然変異混合物中のヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖種のための 温度による保持時間の変化を表す。FIG. 37 shows retention time changes with temperature for heteroduplex and homoduplex species in the 209 bp mutation mixture of DYS271.

【図38】 算出された融解温度 対 経験的に定めた融解温度のグラフである。FIG. 38 is a graph of calculated melting temperature versus empirically determined melting temperature.

【図39】 算出された融解温度 対 予測された融解温度のグラフである。FIG. 39 is a graph of calculated melting temperature versus predicted melting temperature.

【図40】 二本鎖ポリヌクレオチドを溶出するための移動相組成を選択するために使用し
た参照チャートである。
FIG. 40 is a reference chart used to select a mobile phase composition for eluting a double-stranded polynucleotide.

【図41】 DMIPCにより検出された突然変異に関する移動相勾配の態様を表す。FIG. 41 depicts a mobile phase gradient embodiment for mutations detected by DMIPC.

【図42】 56℃でDMIPCにより行われた209塩基対のホモ二本鎖/ヘテロ二本鎖突然変異検
出の分離を表す溶出プロフィールである。
FIG. 42 is an elution profile representing the separation of 209 base pair homoduplex / heteroduplex mutation detection performed by DMIPC at 56 ° C.

【図43】 同じ209bp混合物を別に注入し、そして図42と同じカラムを使用するが、ガ ードカートリッジを交換し、そしてポンプバルブフィルターを交換した後の溶出
プロフィールである。
FIG. 43. Elution profile after separately injecting the same 209 bp mixture and using the same column as in FIG. 42, but replacing the guard cartridge and replacing the pump valve filter.

【図44】 同じ209bp混合物を別に注入し、そして図43と同じカラムを使用するが、カ ラムを0.1M TEAA、25%アセトニトリルおよび0.32M EDTAで75℃にて45分間洗浄 した後の溶出プロフィールである。FIG. 44. Elution profile after separately injecting the same 209 bp mixture and using the same column as in FIG. 43, but washing the column with 0.1 M TEAA, 25% acetonitrile and 0.32 M EDTA at 75 ° C. for 45 minutes. It is.

【図45】 ロットAのチタンフリットを使用したDYS271の209bp突然変異標準の溶出プロ フィールである。FIG. 45 is an elution profile of the 209 bp mutation standard for DYS271 using the lot A titanium frit.

【図46】 ロットBのチタンフリットを使用したDYS271の209bp突然変異標準の溶出プロ フィールである。FIG. 46 is an elution profile of a 209 bp mutation standard of DYS271 using lot B titanium frit.

【図47】 PEEKフリットを使用したDYS271の209bp突然変異標準の溶出プロフィールであ る。 FIG. 47 is an elution profile of the 209 bp mutation standard for DYS271 using PEEK frit.

【図48】 ラムダDNAの野生型鎖に由来する100bpのPCR産物のDMIPC溶出プロフィー
ルである。
FIG. 48 is a DMIPC elution profile of a 100 bp PCR product derived from the wild-type strand of lambda DNA.

【図49】 突然変異を含有するラムダDNAおよび野生型鎖を含有するハイブリダイズし
た混合物のDMIPC溶出プロフィールである。
FIG. 49 is a DMIPC elution profile of a hybridized mixture containing lambda DNA containing a mutation and wild-type strand.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年3月15日(2000.3.15)[Submission date] March 15, 2000 (2000.3.15)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項】 変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーに
より突然変異を検出するための二本鎖DNA断片の調製法であって、二本鎖DN
A断片が既知のヌクレオチド配列を有する野生型二本鎖DNA断片に相当するも のであり以下の工程(a)〜(c): (a)(i)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を15
度C未満の融解点範囲を有するヌクレオチドの試料配列に分割し、各試料配列は
第1末端およびその反対の位置に第2末端を有し;そして(ii)該試料配列の1
つを、該試料配列の該1つの第1および第2末端に隣接する1組のプライマーを
使用してPCRにより増幅させ;(b)(i)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を高 い融解ドメインおよび突然変異部位が位置する低い融解ドメインを有するヌクレ オチドの試料配列に分割し、そして(ii)該試料配列の1つを、該試料配列の第 1および第2末端に隣接する1組のプライマーを使用してPCRにより増幅させ; (c)(i)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を突 然変異部位が断片の末端から総塩基対数の25パーセント内にあるヌクレオチドの 試料配列に分割し、そして(ii)該試料配列の1つを、該試料配列の第1および 第2末端の隣接する1組のプライマーを使用してPCR法により増幅させる、 の1位上を含んで成る上記調製法。
3. A method for preparing a double-stranded DNA fragment for detecting a mutation by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography, comprising the steps of:
And also to the A fragment corresponds to the wild-type double stranded DNA fragments with known nucleotide sequence, the following steps (a) ~ (c): a (a) (i) sequence of wild-type double-stranded DNA fragment Analysis shows that the double-stranded DNA fragment
Dividing into sample sequences of nucleotides having a melting point range of less than degree C, each sample sequence having a first end and a second end opposite thereto; and (ii) one of the sample sequences
One is amplified by PCR using a set of primers adjacent to the one of the first and second ends of the sample sequence; (b) (i) analyzing the sequence of the wild-type double-stranded DNA fragment Te, one of the divided the sample sequence of nucleotides, and (ii) said sample sequence having a low melting domain high have melting domain and the mutation site double-stranded DNA fragment is positioned, first of the sample sequences was amplified by PCR using a set of primers flanking the first and second end; (c) (i) analyzing the sequence of the wild-type double-stranded DNA fragments, mutation of double-stranded DNA fragment Splitting the sample sequence into nucleotides whose sites are within 25 percent of the total base pairs from the end of the fragment , and (ii) dividing one of the sample sequences into a contiguous set of first and second ends of the sample sequence using primers to amplify by PCR, of 1 The above method of preparation, comprising the steps of

【請求項】 二本鎖DNA断片中の突然変異を変性マッチドイオンポリヌ
クレオチドクロマトグラフィーにより検出する方法であって、 (a)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を15度C未
満の融解点範囲を有するヌクレオチドの試料配列に分割し、ここで各試料配列が
第1末端およびその反対の位置に第2末端を有し; (b)該試料配列の1つを、該試料配列の該1つの第1および第2末端に隣接す
る1組のプライマーを使用してPCRにより増幅させ; (c)増幅した試料を変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー
により分析すること、 を含んで成る上記方法。
4. A method for detecting a mutation in a double-stranded DNA fragment by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography, comprising the steps of: (a) analyzing the sequence of a wild-type double-stranded DNA fragment; Splitting the DNA fragment into sample sequences of nucleotides having a melting point range of less than 15 degrees C, wherein each sample sequence has a first end and a second end opposite thereto; One is amplified by PCR using a set of primers adjacent to the first and second ends of the one of the sample sequences; (c) analyzing the amplified sample by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography The above method, comprising:

【請求項】 PCR法が突然変異を誘導するかを決定するためのPCR法の評価
法であって、以下の(a)および(b): (a)(i)ポリヌクレオチドを複数のPCR法サイクルを行うことにより増幅させ
PCR増幅産物を得、そして(ii)PCR増幅産物をマッチドイオンポリヌ
クレオチドクロマトグラフィーにより分析して、PCRが誘導した突然変異により 生成された任意の突然変異のプロフィールを始めとするPCR増幅産物プロフィ
ールを得 (b)PCR増幅産物プロフィールを参照プロフィールと比較して、PCR増幅産 物中にPCRが誘導した突然変異の存在を決定する、 ことの1以上 を含んで成る上記方法。
6. A PCR method is an evaluation method of PCR methods to determine whether to induce mutations, following (a) and (b): (a) ( i) a polynucleotide a plurality of PCR PCR amplification product to obtain a PCR amplification product , and (ii) analyzing the PCR amplification product by matched ion polynucleotide chromatography to identify any mutations generated by the PCR-induced mutation. the resulting PCR amplification products profiles including profiles, the (b) as compared to the reference profile of the PCR amplification product profile, PCR determines the presence of a mutation induced in the PCR amplification production was Kotono 1 or more The above method comprising:

【請求項】 予め決定した参照プロフィールからPCR法の偏りを同定する 方法であって、以下の(a)および(b)、 (a)(i)ポリヌクレオチドを複数のPCR法サイクルを行うことにより増幅させ
PCR増幅産物を得;そして(ii)PCR増幅産物をマッチドイオンポリヌク レオチドクロマトグラフィーにより分析して、任意のPCRが誘導した突然変異の プロフィールを始めとするPCR増幅産物プロフィールを得 (b)PCR増幅産物プロフィールを、参照プロフィールと比較して、PCRが誘 導した突然変異を始めとする予め決定した参照プロフィールからのPCR反応生成 物の偏りを同定する、 の1以上 を含んで成る上記方法。
7. A method for identifying a deviation of a PCR method from a previously determined reference profile, the following (a) and (b), (a) ( i) a polynucleotide by making a plurality of PCR method cycle and amplified by the PCR amplification product obtained; and the (ii) PCR amplification products were analyzed by matched ion poly quinuclidine octreotide chromatography, the PCR amplification product profile including the profile of mutations any PCR-induced obtained, the (b) PCR amplification product profile, as compared to the reference profile, PCR is to identify the deviation of the PCR reaction products from the reference profile previously determined, including mutations and induction, one or more The above method comprising:

【請求項】 PCR増幅法においてPCRが誘導する突然変異を減少させるため
の方法であって、(a) ポリヌクレオチドを複数のPCR増幅法サイクルを行うことにより増幅させ て第1PCR増幅産物を得;(b) 第1PCR増幅産物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィ
ーにより分析してPCR増幅産物プロフィールを得;(c) PCR増幅産物プロフィールを参照プロフィールと比較してPCRが誘導し た突然変異の存在を決定し;(d) ポリヌクレオチドを、複数のPCR増幅法サイクルを1以上の方法の変数を 調整して行うことにより増幅させて、PCRが誘導した突然変異が減少した第2の PCR増幅産物を形成させる、 ことを含んで成る上記方法。
8. A method for reducing mutations induced by PCR in a PCR amplification method, comprising: (a) amplifying a polynucleotide by performing a plurality of PCR amplification cycles to obtain a first PCR amplification product; (B) analyzing the first PCR amplification product by matched ion polynucleotide chromatography to obtain a PCR amplification product profile; (c) comparing the PCR amplification product profile to a reference profile to determine the presence of PCR-induced mutations; (D) amplifying the polynucleotide by performing multiple PCR amplification cycles with one or more method-adjusted variables to produce a second PCR amplification product having reduced PCR-induced mutations; Forming above.

【請求項】 さらに、(e) 工程(d)で得られたPCR反応生成物をマッチドイオンポリヌクレオチド クロマトグラフィーにより分析して、第2反応生成物プロフィールを得;(f) 第2反応生成物プロフィールを1組の標準プロフィールと比較して、予め
定めた標準からPCR法の偏りを決定し;(g) 複数のPCR法のサイクルを1以上の方法の変数を調整して行って、予め定 めた標準からPCR法の偏りが減少した第3PCR反応生成物を形成させる、 工程を含む、予め定めた標準からPCR法の偏りをさらに減少させるための請求項 に記載の方法。
Claims9] Furthermore,(E) Analyzing the PCR reaction product obtained in step (d) by matched ion polynucleotide chromatography to obtain a second reaction product profile;(F) The second reaction product profile is compared to a set of standard profiles and
Determine the bias of the PCR method from established standards;(G) Performing a plurality of PCR cycles by adjusting one or more method variables to form a third PCR reaction product with reduced PCR bias from the predetermined standard. Claims for further reducing the bias of the PCR method from 8 The method described in.

【請求項10以下の(i)〜(vii): (i) PCR法がDNA鋳型を用いて行なわれ、ならびにPCR法が工程(a)でPCR法
が第1プライマーを用いて行なわれ、予め定めた標準からの第1PCR反応生成物 の偏りがプライマー二量体の生成であり、そして工程(d)で該第1プライマー
を、第1プライマーよりもDNA鋳型に対する大きな親和性を有する第2プライ
マーに代え、 (ii)工程(a)のPCR法のサイクルが非−プルーフリーディング酵素を用いて 行なわれ、予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが多型の存在であり 、そして工程(d)で使用する酵素をプルーフリーディング酵素に代え、 (iii)工程(a)のPCR法のサイクルがプルーフリーディング酵素を用いて行な われ、予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが多型の存在であり、そ して工程(d)の複数のPCR法サイクルが1以上のヌクレオチド、マグネシウム イオンまたは酵素濃度を減少し、あるいは温度を上昇させ、またはそれらを組み 合わせて行ない、 (iv)予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが低い生成物収量であり 、そして工程(d)の複数のPCR法サイクルが1以上のヌクレオチド、マグネシ ウムイオンまたは酵素濃度を増加し、あるいは温度を低下させ、またはそれらを 組み合わせて行ない、 (v)予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが過剰なレベルの副産物で あり、ここで工程(d)のサイクル数を減らし、 (vi)工程(b)のマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーによる PCR反応生成物の分析が、多型の部分的変性を引き起こす温度で行なわれ、該分 析が最終PCRサイクルに於ける該PCR反応生成物のハイブリダイゼーション後に行 なわれ、 (vii)精製されたPCR反応生成物が、マッチドイオンポクロマトグラフィーによ るPCR反応生成物の分析中に不純物から分離されて純粋な生成物が形成され、そ してここで工程(d)が純粋な生成物を用いて行われるか、またはここで純粋な 生成物がさらに宿主系中でクローニングにより増幅される、 の1以上 を含む請求項8または請求項9に記載の方法。
10. The following (i) ~ (vii): (i) PCR method is rope lines using DNA template, and PCR method PCR method in step (a) I-line using a first primer We are predefined generated bias of the 1PCR reaction products from standard primer dimers, and the first primer in step (d), it has a greater affinity for the DNA template than the first primer cash example the second primer, cycle PCR method non of step (ii) (a) - in the presence of a performed using the proofreading enzyme, bias polymorphism of the 1PCR reaction product from a predetermined standard There, and instead the enzyme used in step (d) the proofreading enzyme, (iii) step (a) cycles of PCR methods line cracks with a proofreading enzyme, the 1PCR reaction from predetermined standards Product bias is the existence of polymorphism A stationary, its to multiple PCR method cycle one or more nucleotides of step (d), to reduce the magnesium ion or the enzyme concentration, or raising the temperature, or carried out by combining them in advance (iv) deviation of the 1PCR reaction product from prescribed standards are low product yield, and a plurality of PCR method cycle one or more nucleotides of step (d), increasing the magnesium-ion or enzyme concentration, or reducing the temperature It is, or subjected to a combination thereof, (v) a predetermined byproduct bias of excessive levels of the 1PCR reaction product from the standard, wherein reducing the number of cycles step (d), (vi) step analysis of the PCR reaction product by matched ion polynucleotide chromatography (b) is conducted at a temperature which causes the polymorphic partial denaturation of該分 analysis is most Are rope lines after hybridization in the PCR reaction products PCR cycles, (vii) PCR reaction product purified is separated from impurities during the analysis of the by that PCR reaction product matched ion port chromatography pure product is formed Te, or their to where step (d) is performed using a pure product, or where pure product is further amplified by cloning in a host system in, for 10. A method according to claim 8 or claim 9 comprising one or more .

【請求項11】 DNA遺伝子突然変異の検出法であって、(a) 試料の二本鎖DNAセグメントおよび対応する野生型二本鎖DNAセグメ
ントの混合物を、鎖が完全に変性する温度まで加熱し;(b) 工程(a)の生成物を、鎖が完全にアニーリングするまで冷却し、これに
より試料セグメントが突然変異を含むならば2つのホモ二本鎖および2つのヘテ
ロ二本鎖を含んで成る混合物が形成され;(c) ヘテロ突然変異体部位分離温度を決定し;(d) 工程(b)の生成物を、ヘテロ突然変異体部位分離温度で変性マッチドイ
オンポリヌクレオチドクロマトグラフィーを用いて分析して、生成物中にヘテロ
突然変異体の部位が分離した成分の存在を同定する、 工程を含んで成る上記方法。
11. A detection method for DNA gene mutation, and heated to a temperature at which a mixture of wild-type double stranded DNA segment, strands are completely denatured double-stranded DNA segment and corresponding (a) Sample (B) cooling the product of step (a) until the strands have completely annealed, thereby containing two homoduplexes and two heteroduplexes if the sample segment contains a mutation; (C) determining the heteromutant site separation temperature; (d) using the denatured matched ion polynucleotide chromatography at the heteromutant site separation temperature to determine the product of step (b). Analyzing to identify the presence of a component in the product wherein the site of the heteromutant has been separated.

【請求項12以下の(i)〜(iv): (i) 正常な二本鎖DNAの配列が既知であり、そしてヘテロ突然変異体部位分 離温度が式:T(hsst)=X+m・T(w)[式中T(hsst)はヘテロ突然変異体部位分離
温度であり、T(w)はソフトウェアにより算出された、または実験的に決定された
温度であり、この温度で正常な二本鎖DNAの変性と非変性状態との間で選択し
た平衡が存在し、Xが変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー
の検出因子であり、そしてmは0と2との間で選択される荷重因子である]によ
り決定され (ii)ヘテロ突然変異体部位分離温度が、工程(b)の生成物を突然変異分離温 度範囲で、一連の増分的変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィ ー分離で変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーにより分析す ることにより決定され、各連続的分離は突然変異分離プロフィールが観察される か、または突然変異分離温度範囲で、突然変異分離プロフィールの不在が観察さ れるまで、直前の分離よりも高い温度を有し、ここで突然変異分離プロフィール が突然変異の存在を同定し、そして突然変異分離プロフィールの不在は試料中の 突然変異の不在を示し、 (iii)ヘテロ突然変異体部位分離温度が、工程(b)の生成物を突然変異分離 温度範囲で、一連の増分的変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフ ィー分離で変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーにより分析 することにより決定され、各連続的分離は突然変異分離プロフィールが観察され るか、または突然変異分離温度範囲で突然変異分離プロフィールの不在が観察さ れるまで直前の分離よりも低い温度を有し、ここで突然変異分離プロフィールが 突然変異の存在を同定し、そして突然変異分離プロフィールの不在は試料中の突 然変異の不在を示し、 (iv)上記T(hsst)の変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー による決定がコンピューター制御され、そして自動化されている、 の1以上 を含む請求項11に記載の方法。
12. The following (i) to (iv): (i) the sequence of the normal double-stranded DNA is known, and the heteromutation site separation temperature has the formula: T (hsst) = X + m · T (w) [where T (hsst) is the heteromutant site separation temperature and T (w) is the temperature calculated by software or determined experimentally, at which There is a selected equilibrium between the denatured and non-denatured state of the single-stranded DNA, X is the detector of denaturing matched ion polynucleotide chromatography, and m is the weighting factor selected between 0 and 2. in a] is determined by, (ii) hetero mutant site separation temperature is mutated separation temperature range product of step (b), modified matched in a series of incremental modified matched ion polynucleotide chromatography separation Ion polynucleotide chromatography It determined by Rukoto be analyzed by Rafi, or each successive separation mutation separation profile is observed, or mutation separation temperature range, until the absence of the mutation separation profile is observed, than the immediately preceding separation Has a high temperature, wherein the mutation segregation profile identifies the presence of the mutation, and the absence of the mutation segregation profile indicates the absence of the mutation in the sample ; , mutated separation temperature range product of step (b), is determined by analyzing the modified matched ion polynucleotide chromatography in a series of incremental modified matched ion polynucleotide chromatography I over separate, each successive separation mutation separation profile is observed Luke or mutations separated flop mutated separation temperature range, Has a temperature lower than the separation of the immediately preceding up feel of the absence is observed, wherein a mutation separation profile identifies the presence of a mutation and the mutation separation absence profiles absence of mutation in the sample are shown, (iv) determination by modified matched ion polynucleotide chromatography of the T (hsst) is computer controlled, and the method of claim 11 including is automated, one or more.

【請求項13】 DNA遺伝子突然変異の検出法であって、(a) 算出されるヘテロ突然変異体部位分離温度を得るための計算工程;(b) 予測されるヘテロ突然変異体部位分離温度を得るための予測工程;(c) 試料の二本鎖DNAセグメントおよび対応する野生型二本鎖DNAセグメ
ントの混合物を、予測されたヘテロ突然変異体部位分離温度まで加熱し;(d) 工程(c)の生成物を予測されたヘテロ突然変異体部位分離温度で変性マ
ッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーを用いて分析して、生成物中
にヘテロ突然変異体部位が分離した成分の存在を同定する、 工程を含んで成る上記方法。
13. A detection method for DNA genetic mutations, calculation step for obtaining a hetero mutant site separation temperature calculated (a); a (b) the expected heterodimer mutants site separation temperature (C) heating the mixture of the sample double-stranded DNA segment and the corresponding wild-type double-stranded DNA segment to the expected heteromutant site separation temperature; (d) step (c ). A) analyzing the product using denatured matched-ion polynucleotide chromatography at the expected heteromutant site separation temperature to identify the presence of the heteromutated site-separated component in the product. The above method comprising:

【請求項14以下の(i)〜(iii): (i) 計算工程が、第1数学モデルに従い算出されるヘテロ突然変異体部位分離 温度を計算することを含んで成り、 (ii)予測工程が、第2数学モデルに従い算出されたヘテロ突然変異体部位分離 温度を調整することを含んで成り、そしてここで第2数学モデルが、経験的に決 定されたヘテロ突然変異体部位分離温度と算出されたヘテロ突然変異体部位分離 温度との比較に基づき、 (iii)算出されるヘテロ突然変異体部位分離温度が、第1数学モデルを使用し て計算される、 の1以上 を含む請求項13に記載の方法。 14. The following (i) ~ (iii): (i) calculation process, Ri comprises calculating a hetero mutant site separation temperature calculated in accordance with a first mathematical model, (ii) prediction step, comprises adjusting the hetero mutant site separation temperature calculated in accordance with a second mathematical model, and wherein the second mathematical model is empirically determine heteroaromatic mutant sites separated based on the comparison between the temperature and the calculated hetero mutant site separation temperature, including (iii) hetero mutant site separation temperature calculated is calculated using the first mathematical model, one or more The method according to claim 13 .

【請求項15】 最初に溶出するDNA分子および最後に溶出するDNA分
子を含むヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖DNA分子の混合物を、ヘテロ二本鎖D
NA分子中に存在する突然変異部位を選択的に変性する条件下で分離するための
クロマトグラフィー法であって、 (a)混合物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラムに添
加し、 (b)カウンターイオン剤および予め選択した断片を一括する有機溶媒濃度範囲
を含んで成る移動相を使用して該混合物の分子を溶出し、該範囲は有機溶媒の初
期濃度および最終濃度を含んで成り、該初期濃度は混合物中で最初に溶出するD
NA分子を溶出するために必要な量までの有機溶媒濃度を含有し、そして該最終
濃度は混合物中で最後に溶出するDNA分子を溶出するために十分な有機溶媒濃
度を含有する、 工程を含んで成る上記方法。
The 15. The mixture of first heteroduplex comprising a DNA molecule to elute DNA molecules and finally to elute and homoduplex DNA molecules, heteroduplex D
A chromatographic method for separating mutation sites present in NA molecules under conditions that selectively denature, comprising: (a) adding the mixture to a matched ion polynucleotide chromatography column; Eluting the molecules of the mixture using a mobile phase comprising an organic solvent concentration range that brackets the agent and the preselected fragment, wherein the range comprises the initial and final concentration of the organic solvent; Is D which elutes first in the mixture
Containing an organic solvent concentration up to the amount required to elute the NA molecule, and wherein the final concentration contains an organic solvent concentration sufficient to elute the last eluting DNA molecule in the mixture. The above method comprising:

【請求項16以下の(i)〜(iv): (i)上 記の予め選択した断片を一括する範囲が、種々の塩基対長および塩基対 長のDNA分子を溶出するために必要な有機溶媒濃度に関連する参照から得ら (ii)特別な塩基対長のDNA分子を溶出できる予備有機溶媒濃度が、種々の塩 基対長および塩基対長のDNA分子を溶出するために必要な有機溶媒濃度に関連 する参照から得られ、そしてここで該予備有機溶媒濃度が該断片を一括する範囲 を選択するために使用され、 (iii)上記ヘテロ二本鎖分子および上記ホモ二本鎖分子が、同じ塩基対長を有 し、 (iv)上記ヘテロ二本鎖分子が少なくとも2つの異なるヘテロ二本鎖を含んで成 り、そしてここで上記ホモ二本鎖分子が少なくとも2つの異なるホモ二本鎖分子 を含んで成る、 の1以上 を含む請求項15に記載の方法。 16. The following (i) ~ (iv): (i) the range to collectively preselected fragment above reporting, required to elute the DNA molecules of a variety of base pairs in length and base pairs in length resulting et is from a reference related to the organic solvent concentration, (ii) preliminary organic solvent concentration that can elute the DNA molecules of the special base pairs long, in order to elute the DNA molecules of a variety of base pairs in length and base pairs in length Obtained from a reference relating to the required organic solvent concentration , and wherein said preliminary organic solvent concentration is used to select a range for bundling said fragments ; (iii) said heteroduplex molecule and said homoduplex chain molecule, have a same base pairs in length, (iv) the heteroduplex molecule Ri comprises at least two different heteroduplexes, and wherein said homoduplex molecule at least two different comprising homoduplex molecule, one or more The method according to no claim 15.

【請求項17】 工程(a)の前に、(A) 種々の塩基対長のDNA分子をカラムから溶出するために必要な移動相中
の有機溶媒濃度間の関係を、塩基対長の関数として得、そして(B) 該得られた関係から、上記前選択した断片を一括する有機溶媒範囲を決定
する、 予備工程を含んで成る請求項15または請求項16に記載の方法。
17. Prior to step (a), (A) the relationship between the organic solvent concentration in the mobile phase required to elute DNA molecules of various base pair lengths from the column is a function of base pair length. 17. The method of claim 15 or claim 16 , comprising: (B) determining from the resulting relationship an organic solvent range that brackets the preselected fragment.

【請求項18】 カラムで分離される二本鎖DNA断片の解像度を向上させ
るために、多価カチオン結合剤を含有する溶液を該カラムに流すことを含んで成
り、ここで該溶液が約50〜90℃の温度を有するマッチドイオンポリヌクレオチド
クロマトグラフィーカラムの処理法。
18. The method of claim 19 , further comprising flowing a solution containing a polyvalent cation binding agent through the column to improve the resolution of the double-stranded DNA fragments separated on the column, wherein the solution comprises about 50%. A method for treating a matched ion polynucleotide chromatography column having a temperature of ~ 90 ° C.

【請求項19以下の(a)〜(c): (a)上記多価カチオン結合剤が配位化合物を含んで成り、ここで該配位化合物 が水溶性キレート剤、クラウンエーテル、アセチルアセトン、アリザリン、アル ミノン、クロラニル酸、コウジ酸、モリン、ロジゾン酸、チオナリド、チオウレ ア、α-フリルジオキシム、ニオキシム、サリチルアルドキシム、ジメチルグリ オキシム、α-フリルジオキシム、クペロン、α-ニトロソ-β-ナフトール、ニト ロソ-R-塩、ジフェニルチオカルバゾン、ジフェニルカルバゾン、エリオクロム ブラックT、PAN、SPADNS、グリオキサル-ビス(2-ヒドロキサニル)、ムレキシド 、α-ベンゾインオキシム、マンデル酸、アントラニル酸、エチレンジアミン、 グリシン、トリアミノトリエチルアミン、チオナリド、トリエチレンテトラアミ ン、EDTA、メタルフタレイン、アルソニン酸、α,α'-ビピリジン、4-ヒドロキ シベンゾチアゾール、β-ヒドロキシキナルジン、β-ヒドロキシキノリン、1,10 -フェナントロリン、ピコリン酸、キナルジ酸、α,α',α''-テルピリジル、9- メチル-2,3,7-トリヒドロキシ-6-フルオロン、ピロカテコール、ロジゾン酸、サ リチルアルドキシム、サリチル酸、チロン、4-クロロ-1,2-ジメルカプトベンゼ ン、ジチオール、メルカプトベンゾチアゾール、ルベアン酸、シュウ酸、ジエチ ルジチオカルバメートナトリウムおよびジベンジルジチオカルバメート亜鉛から 成る群から選択される一員であり、 (b)ここで上記溶液がさらに有機溶媒を含んで成り、ここで該有機溶媒が、ア ルコール、ニトリル、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、エステルお よびエーテルから成る群から選択され、 (c)ここで上記溶液がさらにカウンターイオン剤を含んで成り、ここで該カウ ンターイオン剤が、低級第1級、第2級および第3級アミン、ならびに低級トリ アルキルアンモニウム塩、第4級アンモニウム、オクチルアンモニウムアセテー ト、デシルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセテート、ピ リジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート、 ジエチルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、ブ チルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート、 テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、 テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート 、ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテー ト、トリプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテート 、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテー ト、テトラブチルアンモニウムアセテート、カーボネート、ホスフェート、スル フェート、ニトレート、プロピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミドお よび上記の任意の1種以上の混合物から成る群から選択される、 の1以上 を含む請求項18に記載の方法。 19. The following (a) ~ (c): (a) the polyvalent cation binding agent Ri comprises a coordination compound, wherein the coordination compound is a water-soluble chelating agent, crown ether, acetylacetone , alizarin, Al Minon, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, Chionarido, Chioure A, alpha-furyl dioxime, Niokishimu, salicylaldoxime, dimethylglyoxime, alpha-furyl dioxime, cupferron, alpha-nitroso - β- naphthol, nitro nitroso -R- salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, eriochrome black T, PAN, SPADNS, glyoxal - bis (2-Hidorokisaniru), murexide, alpha-benzoin oxime, mandelic acid, anthranilic acid, ethylenediamine, glycine, triamino triethylamine, Chionarido, triethylene Tet Amin, EDTA, metal phthalein, Arusonin acid, alpha,. Alpha .'- bipyridine, 4-hydroxy sheet benzothiazole, beta-hydroxyquinaldine, beta-hydroxyquinoline, 1,10 - phenanthroline, picolinic acid, Kinaruji acid, alpha , α ', α''- terpyridyl, 9-methyl -2,3,7- trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonate, salicylic aldoxime, salicylic acid, tiron, 4-chloro-1,2 dimercapto benzene, dithiol, mercaptobenzothiazole, rubeanic acid, oxalic acid, a member selected from the group consisting of diethyl Le dithiocarbamate sodium and dibenzyl dithiocarbamate, zinc, (b) wherein said solution further organic solvents comprises, where the organic solvent, a alcohol, nitrile, dimethylformamide, tetrahydrofuran, Contact ester Is selected from the group consisting of finely ether, (c) wherein it comprises the solution further counter-ionic agent, wherein the counters ion agent, lower primary, secondary and tertiary amines, as well as lower trialkylammonium salts, quaternary ammonium, octyl ammonium acetate tape DOO, decyl ammonium acetate, ammonium acetate, Pi lysine bromide ammonium acetate, cyclohexyl ammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propyl ethyl ammonium acetate, blanking methyl ethyl ammonium acetate, Methylhexylammonium acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium Iodonium acetate, dimethyl diethyl ammonium acetate, triethylammonium acetate tape, tri-propyl ammonium acetate, tributyl ammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate tape DOO, tetrabutyl ammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfates Feto, nitrate, propionate, formate, chloride the method of claim 18, bromides Contact and selected from the group consisting of any one or more of the above mixture, including one or more.

【請求項20】 カラムで分離される二本鎖DNA断片の解像度を向上させ
るために、多価カチオン結合剤を含有する溶液を該カラムの保存前にカラムに通
すことを含んで成るマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラム
の保存法。
20. A method for improving the resolution of a double-stranded DNA fragment separated on a column, comprising passing a solution containing a polyvalent cation binder through the column before storing the column. How to store nucleotide chromatography columns.

【請求項21以下の(a)〜(c): (a) 上記多価カチオン結合剤が配位化合物を含んで成り、ここで該配位化合物 が、水溶性のキレート剤、クラウンエーテル、アセチルアセトン、アリザリン、 アルミノン、クロラニル酸、コウジ酸、モリン、ロジゾン酸、チオナリド、チオ ウレア、α-フリルジオキシム、ニオキシム、サリチルアルドキシム、ジメチル グリオキシム、α-フリルジオキシム、クペロン、α-ニトロソ-β-ナフトール、 ニトロソ-R-塩、ジフェニルチオカルバゾン、ジフェニルカルバゾン、エリオク ロム ブラックT、PAN、SPADNS、グリオキサル-ビス(2-ヒドロキサニル)、ムレ キシド、α-ベンゾインオキシム、マンデル酸、アントラニル酸、エチレンジア ミン、グリシン、トリアミノトリエチルアミン、チオナリド、トリエチレンテト ラアミン、EDTA、メタルフタレイン、アルソニン酸、α,α'-ビピリジン、4-ヒ ドロキシベンゾチアゾール、β-ヒドロキシキナルジン、β-ヒドロキシキノリン 、1,10-フェナントロリン、ピコリン酸、キナルジ酸、α,α',α''-テルピリジ ル、9-メチル-2,3,7-トリヒドロキシ-6-フルオロン、ピロカテコール、ロジゾン 酸、サリチルアルドキシム、サリチル酸、チロン、4-クロロ-1,2-ジメルカプト ベンゼン、ジチオール、メルカプトベンゾチアゾール、ルベアン酸、シュウ酸、 ジエチルジチオカルバメートナトリウムおよびジベンジルジチオカルバメート亜 鉛から成る群から選択される一員であり、 (b)上記溶液がさらに有機溶媒を含んで成り、ここで該有機溶媒が、アルコー ル、ニトリル、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、エステルおよびエ ーテルから成る群から選択され、 (c)該溶液がさらにカウンターイオン剤を含んで成り、ここで該カウンターイ オン剤が低級第1級、第2級および第3級アミン、ならびに低級トリアルキルア ンモニウム塩および4級アンモニウム塩から成る群から選択され、ここで該カウ ンターイオン剤が、オクチルアンモニウムアセテート、デシルアンモニウムアセ テート、オクタデシルアンモニウムアセテート、ピリジニウムアンモニウムアセ テート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート、ジエチルアンモニウムアセテ ート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、ブチルエチルアンモニウムアセ テート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムア セテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウム アセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート、ジメチルジエチルアンモニ ウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテート、トリプロピルアンモニウ ムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウム アセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウ ムアセテート、カーボネート、ホスフェート、スルフェート、ニトレート、プロ ピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミドおよび上記の任意の1種以上の 混合物から成る群から選択される、 の1以上 を含む請求項20に記載の方法。 21. The following (a) ~ (c): (a) the polyvalent cation binding agent Ri comprises a coordination compound, wherein the coordination compound, water soluble chelating agent, crown ether , acetylacetone, alizarin, aluminon, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, Chionarido, thiourea, alpha-furyl dioxime, Niokishimu, salicylaldoxime, dimethyl glyoxime, alpha-furyl dioxime, cupferron, alpha-nitroso - β- naphthol, nitroso -R- salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, Erioku chromium black T, PAN, SPADNS, glyoxal - bis (2-Hidorokisaniru), stuffiness Kishido, alpha-benzoin oxime, mandelic acid, anthranilic acid , ethylenediamine Min, glycine, triamino triethylamine, Chionarido, triethylene DOO Raamin, EDTA, metal phthalein, Arusonin acid, alpha,. Alpha .'- bipyridine, 4-hydroxycarboxylic benzothiazole, beta-hydroxyquinaldine, beta-hydroxy quinoline, 1,10-phenanthroline, picolinic acid, Kinaruji acid, α, α ', α'' - Terupiriji le, 9-methyl -2,3,7- trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonate, salicylaldoxime, salicylic acid, tiron, 4-chloro-1,2 - dimercapto benzene, dithiol, mercaptobenzothiazole, rubeanic acid, oxalic acid, a member selected from the group consisting of sodium diethyldithiocarbamate and dibenzyl dithiocarbamate zinc, comprise further organic solvent (b) the solution made, wherein the organic solvent, alcohol, nitrile, dimethylformamide, tetrahydrofuran, esters and Is selected from the group consisting of d ether, (c) said solution further comprises a counter-ionic agent, wherein the counter ion-agent is a lower primary, secondary and tertiary amines and lower Toriarukirua, It is selected from the group consisting of ammonium salts and quaternary ammonium salts, wherein the counters ion agent, octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate lactate, ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate lactate, cyclohexyl ammonium acetate, diethylammonium a cetearyl over preparative , propyl ethyl ammonium acetate, butyl ethyl ammonium acetate lactate, methyl hexyl ammonium acetate, tetramethylammonium A Seteto, tetraethylammonium acetate, Tetorapuropi Le ammonium acetate, tetrabutyl ammonium acetate, dimethyl diethyl Ann monitor um acetate, triethylammonium acetate, tripropyl ammonium Niu beam acetate, tributyl ammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium Niu arm acetates, carbonates, phosphates, sulfates, nitrates, pro Pioneto, formate, chloride, the method of claim 20 which is selected from the group consisting of any one or more of a mixture of bromide and above containing one or more.

【請求項22】 最高1500塩基対を有するポリヌクレオチドの混合物を、ビ
ーズが少なくとも0.01の突然変異分離因子を有することを特徴とする0.5〜100ミ
クロンの平均直径を有するポリマービーズを含有する分離カラムに流し、そして
該ポリヌクレオチドの混合物を分離することを含んで成る二本鎖ポリヌクレオチ
ドの混合物の分離法。
The method according to claim 22 mixture of polynucleotides having the highest 1500 base pairs, the separation column beads containing polymer beads having an average diameter of 0.5 to 100 microns and having a mutation separation factor of at least 0.01 Separating the mixture of double-stranded polynucleotides, comprising flowing and separating the mixture of polynucleotides.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12Q 1/70 C07H 21/04 A // C07H 1/06 C12N 15/00 A 21/04 E (31)優先権主張番号 60/056,500 (32)優先日 平成9年8月20日(1997.8.20) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/061,445 (32)優先日 平成9年10月9日(1997.10.9) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/062,690 (32)優先日 平成9年10月22日(1997.10.22) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/067,269 (32)優先日 平成9年12月3日(1997.12.3) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/070,572 (32)優先日 平成10年1月6日(1998.1.6) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/070,585 (32)優先日 平成10年1月6日(1998.1.6) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/093,844 (32)優先日 平成10年7月22日(1998.7.22) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 09/129,105 (32)優先日 平成10年8月4日(1998.8.4) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,U Z,VN,YU,ZW (72)発明者 ヘフエル,ロバート・エム アメリカ合衆国カリフオルニア州94301パ ロアルト・ホーソーンアベニユー248 Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 CA01 HA14 4B029 AA07 AA08 AA12 AA23 BB20 FA02 GB01 4B063 QA01 QA17 QQ12 QQ42 QR08 QR32 QR42 QS17 QX04 4B064 AF27 CA21 CB24 CD04 CD12 CD16 CE10 CE14 DA13 4C057 AA10 BB02 BB05 MM01 MM04 MM09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12Q 1/70 C07H 21/04 A // C07H 1/06 C12N 15/00 A 21/04 E (31) Priority claim number 60 / 056,500 (32) Priority date August 20, 1997 (August 20, 1997) (33) Priority claim country United States (US) (31) Priority claim number 60/061, 445 (32) Priority Date October 9, 1997 (Oct. 9, 1997) (33) Priority Claimed Country United States (US) (31) Priority Claim Number 60 / 062,690 (32) Priority Date 1997 October 22, 1997 (Oct. 22, 1997) (33) Priority claiming country United States (US) (31) Priority claim number 60 / 067,269 (32) Priority date December 3, 1997 (1997. 12.3) (33) Priority claim country United States (US) (31) Priority claim number 60/07 0,572 (32) Priority date Jan. 6, 1998 (1998.1.6) (33) Priority country United States (US) (31) Priority number 60 / 070,585 (32) Priority date January 6, 1998 (1998.1.6) (33) Priority claim country United States (US) (31) Priority claim number 60 / 093,844 (32) Priority date July 22, 1998 ( (22 Jul. 1998) (33) Priority country United States (US) (31) Priority claim number 09/129, 105 (32) Priority date August 4, 1998 (1998.8.4) (33) ) Priority country United States (US) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT , SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, D K, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US , UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Hefuel, Robert M. 94301 Palo Alto Hawthorne, Avenille, Calif., United States 248 F term (reference) QA17 QQ12 QQ42 QR08 QR32 QR42 QS17 QX04 4B064 AF27 CA21 CB24 CD04 CD12 CD16 CE10 CE14 DA13 4C057 AA10 BB02 BB05 MM01 MM04 MM09

Claims (79)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料混合物中のポリヌクレオチド濃度が定めたしきい濃度未
満であるポリヌクレオチドの試料混合物を、マッチドイオンポリヌクレオチドク
ロマトグラフィーにより分離するための改良法において、改良が試料混合物をカ
ラムに添加することによりポリヌクレオチドの試料混合物を蓄積することを含ん
で成る上記改良法。
1. An improved method for separating a sample mixture of polynucleotides having a polynucleotide concentration in a sample mixture that is less than a predetermined threshold concentration by matched ion polynucleotide chromatography, the improvement comprising: loading the sample mixture onto a column. Such an improved method comprising accumulating a sample mixture of polynucleotides by adding.
【請求項2】 10μLより大きいアリコートとしてカラムに添加される試料 混合物がカラムに添加され、そして溶媒混合物がカウンターイオン試薬を含む、
請求項1に記載の方法。
2. A sample mixture added to the column as an aliquot greater than 10 μL is added to the column, and the solvent mixture comprises a counter ionic reagent.
The method of claim 1.
【請求項3】 改良が、上記ポリヌクレオチドを溶出するために必要な濃度
未満の有機溶媒濃度を有する移動相中で試料を添加することを含んで成る、請求
項1に記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein the improvement comprises adding the sample in a mobile phase having an organic solvent concentration less than that required to elute the polynucleotide.
【請求項4】 定めたしきい濃度がポリヌクレオチドの検出下限である、請
求項1に記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein the defined threshold concentration is a lower limit of detection of the polynucleotide.
【請求項5】 上記移動相がカウンターイオン剤および有機溶媒を含んで成
る、請求項1に記載の方法。
5. The method of claim 1, wherein said mobile phase comprises a counter ionic agent and an organic solvent.
【請求項6】 さらに上記混合物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマ
トグラフィーカラムに添加し、そして水性移動相をイソクラティク条件下で該カ
ラムに流すことを含んで成り、ここで不純物が該混合物から除去される請求項1
に記載の方法。
6. The method of claim 1, further comprising adding the mixture to a matched ion polynucleotide chromatography column and flowing an aqueous mobile phase through the column under isocratic conditions, wherein impurities are removed from the mixture. Item 1
The method described in.
【請求項7】 変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーに
より突然変異を検出するための二本鎖DNA断片の調製法であって、二本鎖DN
A断片が既知のヌクレオチド配列を有する野生型二本鎖DNA断片に相当するも
のであり、 (a)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を15度C未
満の融解点範囲を有するヌクレオチドの試料配列に分割し、各試料配列は第1末
端およびその反対の位置に第2末端を有し;そして (b)該試料配列の1つを、該試料配列の該1つの第1および第2末端に隣接す
る1組のプライマーを使用してPCRにより増幅させる、 工程を含んで成る上記調製法。
7. A method for preparing a double-stranded DNA fragment for detecting a mutation by denaturing matched ion polynucleotide chromatography, comprising the steps of:
A fragment corresponds to a wild-type double-stranded DNA fragment having a known nucleotide sequence, and (a) analyzing the sequence of the wild-type double-stranded DNA fragment, Splitting into sample sequences of nucleotides having a melting point range of, each sample sequence having a first end and a second end at an opposite position; and (b) one of the sample sequences Amplifying by PCR using a set of primers adjacent to said one of the first and second ends.
【請求項8】 二本鎖DNA断片中の突然変異を変性マッチドイオンポリヌ
クレオチドクロマトグラフィーにより検出する方法であって、 (a)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を15度C未
満の融解点範囲を有するヌクレオチドの試料配列に分割し、ここで各試料配列が
第1末端およびその反対側の位置に第2末端を有し; (b)該試料配列の1つを、該試料配列の該1つの第1および第2末端に隣接す
る1組のプライマーを使用してPCRにより増幅させ; (c)増幅した試料を変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー
により分析する、 工程を含んで成る上記方法。
8. A method for detecting a mutation in a double-stranded DNA fragment by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography, comprising the steps of: (a) analyzing the sequence of a wild-type double-stranded DNA fragment; Dividing the DNA fragment into sample sequences of nucleotides having a melting point range of less than 15 degrees C, wherein each sample sequence has a first end and a second end at a position opposite thereto; (b) the sample sequence Is amplified by PCR using a set of primers flanking the first and second ends of the sample sequence; (c) analyzing the amplified sample by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography The above method comprising the steps of:
【請求項9】 工程(c)が; (a)上記試料配列の上記1つおよび上記対応する野生型二本鎖DNAセグメン
トの混合物を、鎖が完全に変性する温度まで加熱し; (b)工程(a)の生成物を、鎖が完全にアニーリングするまで冷却し、これに
より該試料配列の該1つが突然変異を含むならば、2つのホモ二本鎖および2つ
のヘテロ二本鎖を含んで成る混合物が形成され; (c)工程(b)の生成物を、該試料配列の該1つの他の部分は変性させずに、
該ヘテロ二本鎖中の任意の塩基対のミスマッチ部位で変性を引き起こす温度で行
うマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーにより分析する、 工程を含んで成る請求項8に記載の方法。
9. A step (c) comprising: (a) heating the mixture of the one of the sample sequences and the corresponding wild-type double-stranded DNA segment to a temperature at which the strands are completely denatured; The product of step (a) is cooled until the strands have completely annealed, so that if said one of said sample sequences contains a mutation, it comprises two homoduplexes and two heteroduplexes (C) transforming the product of step (b) without denaturing the one other portion of the sample sequence;
9. The method of claim 8, comprising analyzing by matched ion polynucleotide chromatography at a temperature that causes denaturation at any base pair mismatch sites in the heteroduplex.
【請求項10】 工程(b)がdGTPの代わりにdGTP類似体を使用することを
含む請求項7に記載の方法。
10. The method of claim 7, wherein step (b) comprises using a dGTP analog instead of dGTP.
【請求項11】 上記類似体が2,6-アミノプリンである、請求項10に記載
の方法。
11. The method of claim 10, wherein said analog is 2,6-aminopurine.
【請求項12】 最高40塩基のG−Cクランプがプライマーに含まれる、
請求項7に記載の方法。
12. The primer comprises a GC clamp of up to 40 bases,
The method according to claim 7.
【請求項13】 PCRが突然変異を誘導するかを決定するためのPCR法の評価
法であって、 (a)ポリヌクレオチドを複数のPCR法サイクルを行うことにより増幅させて、 PCR増幅産物を得; (b)PCR増幅産物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーに
より分析して、PCRが誘導した突然変異により生成された任意の突然変異のプロ フィールも含めPCR増幅産物プロフィールを得る、 工程を含んで成る上記方法。
13. A method for evaluating a PCR method for determining whether PCR induces a mutation, comprising: (a) amplifying a polynucleotide by performing a plurality of PCR cycles; (B) analyzing the PCR amplification product by matched ion polynucleotide chromatography to obtain a PCR amplification product profile, including the profile of any mutations generated by the PCR-induced mutation. The above method comprising:
【請求項14】 さらにPCR増幅産物プロフィールを参照プロフィールと
比較して、PCR増幅産物中にPCRが誘導した突然変異の存在を決定することを 含んで成る請求項13に記載の方法。
14. The method of claim 13, further comprising comparing the PCR amplification product profile to a reference profile to determine the presence of a PCR-induced mutation in the PCR amplification product.
【請求項15】 予め決定した参照プロフィールからPCR法の偏りを同定す る方法であって、 (a)ポリヌクレオチドを複数のPCR法サイクルを行うことにより増幅させて、 PCR増幅産物を得; (b)PCR増幅産物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーに
より分析して、任意のPCRが誘導した突然変異のプロフィールも含めPCR増幅 産物プロフィールを得る、 ことを含んで成る上記方法。
15. A method for identifying PCR bias from a predetermined reference profile, comprising: (a) amplifying a polynucleotide by performing a plurality of PCR cycles to obtain a PCR amplification product; b) analyzing the PCR amplification product by matched ion polynucleotide chromatography to obtain a PCR amplification product profile, including the profile of any PCR-induced mutations.
【請求項16】 さらにPCR増幅産物プロフィールを参照プロフィールと
比較して、PCRが誘導した突然変異も含めPCR反応生成物の予め決定した参照プロ
フィールからの偏りを同定することを含んで成る請求項15に記載の方法。
16. The method of claim 15, further comprising comparing the PCR amplification product profile to a reference profile to identify biases of the PCR reaction product from the predetermined reference profile, including PCR-induced mutations. The method described in.
【請求項17】 PCR増幅法においてPCRが誘導する突然変異を減少させるた
めの方法であって、 a)ポリヌクレオチドを複数のPCR増幅法サイクルを行うことにより増幅させて 第1PCR増幅産物を得; b)第1PCR増幅産物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー
により分析してPCR増幅産物プロフィールを得; c)PCR増幅産物プロフィールを参照プロフィールと比較してPCRが誘導した 突然変異の存在を決定し; d)ポリヌクレオチドを、複数のPCR増幅法サイクルを1以上の方法の変数を調 整して行うことにより増幅させて、PCRが誘導した突然変異が減少した第2のP CR増幅産物を形成させる、 ことを含んで成る上記方法。
17. A method for reducing PCR-induced mutations in a PCR amplification method, comprising: a) amplifying a polynucleotide by performing a plurality of PCR amplification cycles to obtain a first PCR amplification product; b) analyzing the first PCR amplification product by matched ion polynucleotide chromatography to obtain a PCR amplification product profile; c) comparing the PCR amplification product profile to a reference profile to determine the presence of PCR-induced mutations; d. A) amplifying the polynucleotide by performing multiple PCR amplification cycles with the adjustment of one or more method variables to form a second PCR amplification product with reduced PCR-induced mutations; The above method comprising:
【請求項18】 PCR法がDNA鋳型を用いて行い、ならびにPCR法が工程(
a)で第1プライマーを用いて行い、予め定めた標準からの第1PCR反応生成物 の偏りがプライマー二量体の生成であり、そして工程(b)で該第1プライマー
を、第1プライマーよりもDNA鋳型に対する大きな親和性を有する第2プライ
マーに代える請求項17に記載の方法。
18. The PCR method is performed using a DNA template, and the PCR method is performed using a step (
Performed in a) using the first primer, the bias of the first PCR reaction product from a predetermined standard is the formation of a primer dimer, and in step (b) the first primer is 18. The method according to claim 17, wherein also replacing the second primer with a large affinity for the DNA template.
【請求項19】 工程(a)のPCR法のサイクルが非−プルーフリーディン グ酵素を用いて行い、予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが多型の 存在であり、そして工程(d)で使用する酵素をプルーフリーディング酵素に代
える請求項17に記載の方法。
19. The PCR cycle of step (a) is performed using a non-proofreading enzyme, wherein the bias of the first PCR reaction product from a predetermined standard is the presence of a polymorphism, and 18. The method according to claim 17, wherein the enzyme used in d) is replaced by a proofreading enzyme.
【請求項20】 工程(a)のPCR法のサイクルがプルーフリーディング酵 素を用いて行い、予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが多型の存在 であり、そして工程(d)の複数のPCR法サイクルが1以上のヌクレオチド、マ グネシウムイオンまたは酵素濃度を減少し、あるいは温度を上昇させ、またはそ
れらを組み合わせて行う請求項17に記載の方法。
20. The PCR cycle of step (a) is performed using a proofreading enzyme, the bias of the first PCR reaction product from a predetermined standard is the presence of a polymorphism, and step (d). 18. The method of claim 17, wherein the plurality of PCR cycles comprises reducing the concentration of one or more nucleotides, magnesium ions or enzymes, increasing the temperature, or a combination thereof.
【請求項21】 予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが低い生 成物収量であり、そして工程(d)の複数のPCR法サイクルが1以上のヌクレオ チド、マグネシウムイオンまたは酵素濃度を増加し、あるいは温度を低下させ、
またはそれらを組み合わせて行う請求項17に記載の方法。
21. The method according to claim 19, wherein the first PCR reaction product has a low bias from a predetermined standard with low product yield, and wherein the plurality of PCR cycles of step (d) have one or more nucleotide, magnesium ion or enzyme concentrations. Increase or decrease the temperature,
18. The method according to claim 17, wherein the method is performed by combining them.
【請求項22】 予め定めた標準からの第1PCR反応生成物の偏りが過剰な レベルの副産物であり、ここで工程(d)のサイクル数を減らす請求項17に記
載の方法。
22. The method of claim 17, wherein the bias of the first PCR reaction product from the predetermined standard is an excessive level of by-product, wherein the number of cycles in step (d) is reduced.
【請求項23】 さらに、 e)工程(d)で得られたPCR反応生成物をマッチドイオンポリヌクレオチドク ロマトグラフィーにより分析して第2反応生成物プロフィールを得; f)第2反応生成物プロフィールを、1組の標準プロフィールと比較してPCR法 の偏りを予め定めた標準から決定し; g)複数のPCR法のサイクルを1以上の方法の変数を調整して行って、予め定め た標準からPCR法の偏りが減少した第3PCR反応生成物を形成させる、 工程を含む、予め定めた標準からPCR法の偏りをさらに減少させるための請求項 17に記載の方法。23. e) analyzing the PCR reaction product obtained in step (d) by matched ion polynucleotide chromatography to obtain a second reaction product profile; f) a second reaction product profile G) determining the bias of the PCR method from a predetermined standard by comparing it with a set of standard profiles; g) performing multiple PCR cycles by adjusting one or more method variables to obtain a predetermined standard 18. The method of claim 17 for further reducing PCR bias from a predetermined standard, comprising: forming a third PCR reaction product having reduced PCR bias from the standard. 【請求項24】 工程(b)のマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグ
ラフィーによるPCR反応生成物の分析を、多型の部分的変性を引き起こす温度で 行い、そして該分析が最終PCRサイクルに於ける該PCR反応生成物のハイブリダイ
ゼーション後に行う、請求項17に記載の方法。
24. The analysis of the PCR reaction product by matched ion polynucleotide chromatography of step (b) is performed at a temperature that causes partial denaturation of the polymorphism, and the analysis is performed in a final PCR cycle. 18. The method of claim 17, which is performed after hybridization of the product.
【請求項25】 精製されたPCR反応生成物が、マッチドイオンポリヌクレ オチドクロマトグラフィーによるPCR反応生成物の分析中に不純物から分離され て、純粋な生成物が形成される請求項17に記載の方法。25. The method of claim 17, wherein the purified PCR reaction product is separated from impurities during the analysis of the PCR reaction product by matched ion polynucleotide chromatography to form a pure product. Method. 【請求項26】 工程(d)が純粋な精製物を用いて行われる請求項25に
記載の方法。
26. The method according to claim 25, wherein step (d) is performed using a pure product.
【請求項27】 純粋な精製物がさらに宿主系中でクローニングにより増幅
される請求項25に記載の方法。
27. The method of claim 25, wherein the pure purified product is further amplified by cloning in a host system.
【請求項28】 DNA遺伝子突然変異の検出法であって、 a)試料の二本鎖DNAセグメントおよび対応する野生型二本鎖DNAセグメン
トの混合物を、鎖が完全に変性する温度まで加熱し; b)工程(a)の生成物を、鎖が完全にアニーリングするまで冷却し、これによ
り試料セグメントが突然変異を含むならば2つのホモ二本鎖および2つのヘテロ
二本鎖を含んで成る混合物が形成され; c)ヘテロ突然変異体部位分離温度を決定し; d)工程(b)の生成物を、ヘテロ突然変異体部位分離温度で変性マッチドイオ
ンポリヌクレオチドクロマトグラフィーを用いて分析して、生成物中にヘテロ突
然変異体の部位が分離した成分の存在を同定する、 工程を含んで成る上記方法。
28. A method for detecting DNA gene mutations, comprising: a) heating a mixture of double-stranded DNA segments of a sample and corresponding wild-type double-stranded DNA segments to a temperature at which the strands are completely denatured; b) cooling the product of step (a) until the strands have completely annealed, whereby a mixture comprising two homoduplexes and two heteroduplexes if the sample segment contains a mutation C) determining the heteromutant site separation temperature; d) analyzing the product of step (b) using denatured matched ion polynucleotide chromatography at the heteromutant site separation temperature; Identifying the presence of a component in the product in which the site of the heteromutant has been separated.
【請求項29】 正常な二本鎖DNAの配列が既知であり、そしてヘテロ突
然変異体部位分離温度が式:T(hsst)=X+m・T(w)[式中、T(hsst)はヘテロ突
然変異体部位分離温度であり、T(w)はソフトウェアにより算出された、または実
験的に決定された温度であり、この温度で正常な二本鎖DNAの変性と非変性状
態との間で選択した平衡が存在し、Xが変性マッチドイオンポリヌクレオチドク
ロマトグラフィーの検出因子であり、そしてmは0と2との間で選択される荷重
因子である]により決定される、請求項28に記載の方法。
29. The sequence of a normal double-stranded DNA is known, and the heteromutant site separation temperature has the formula: T (hsst) = X + mT (w), where T (hsst) is Mutant site separation temperature, where T (w) is a software calculated or experimentally determined temperature at which normal double-stranded DNA denatures between denatured and non-denatured states. Selected equilibrium is present, X is a detection factor for denaturing matched ion polynucleotide chromatography, and m is a weighting factor selected between 0 and 2]. the method of.
【請求項30】 ヘテロ突然変異体部位分離温度が、工程(b)の生成物を
突然変異分離温度範囲で、一連の増分的変性マッチドイオンポリヌクレオチドク
ロマトグラフィー分離で変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィ
ーにより分析することにより決定され、各連続的分離は突然変異分離プロフィー
ルが観察されるか、または突然変異分離温度範囲で突然変異分離プロフィールの
不在が観察されるまで直前の分離よりも高い温度を有し、ここで突然変異分離プ
ロフィールが突然変異の存在を同定し、そして突然変異分離プロフィールの不在
は試料中の突然変異の不在を示す、請求項28に記載の方法。
30. A heteromutant site separation temperature wherein the product of step (b) is subjected to denaturing matched ion polynucleotide chromatography in a series of incremental denatured matched ion polynucleotide chromatography separations in the mutation separation temperature range. Determined by analysis, each successive separation has a higher temperature than the previous separation until a mutation separation profile is observed or the absence of a mutation separation profile is observed in the mutation separation temperature range. 29. The method of claim 28, wherein the mutation segregation profile identifies the presence of the mutation, and wherein the absence of the mutation segregation profile indicates the absence of the mutation in the sample.
【請求項31】 ヘテロ突然変異体部位分離温度が、工程(b)の生成物を
突然変異分離温度範囲で、一連の増分的変性マッチドイオンポリヌクレオチドク
ロマトグラフィー分離で変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィ
ーにより分析することにより決定され、各連続的分離は突然変異分離プロフィー
ルが観察されるか、または突然変異分離温度範囲に突然変異分離プロフィールの
不在が観察されるまで直前の分離よりも低い温度を有し、ここで突然変異分離プ
ロフィールが突然変異の存在を同定し、そして突然変異分離プロフィールの不在
は試料中の突然変異の不在を示す、請求項28に記載の方法。
31. The heteromutant site separation temperature is determined by denaturing the product of step (b) over a range of mutational separation temperatures by a series of incremental denatured matched ion polynucleotide chromatography separations. Determined by analysis, each successive separation has a lower temperature than the previous separation until a mutation separation profile is observed or the absence of the mutation separation profile in the mutation separation temperature range is observed. 29. The method of claim 28, wherein the mutation segregation profile identifies the presence of the mutation, and wherein the absence of the mutation segregation profile indicates the absence of the mutation in the sample.
【請求項32】 上記T(hsst)の変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロ マトグラフィーによる決定がコンピューター制御され、そして自動化されている
請求項30に記載の方法。
32. The method of claim 30, wherein the determination of T (hsst) by denaturing matched ion polynucleotide chromatography is computer controlled and automated.
【請求項33】 上記T(hsst)の変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロ マトグラフィーによる決定がコンピューター制御され、そして自動化されている
請求項31に記載の方法。
33. The method of claim 31, wherein the determination of T (hsst) by denaturing matched ion polynucleotide chromatography is computer controlled and automated.
【請求項34】 DNA遺伝子突然変異の検出法であって、 a)算出されるヘテロ突然変異体部位分離温度を得るための計算工程; b)予測されるヘテロ突然変異体部位分離温度を得るための予測工程; c)試料の二本鎖DNAセグメントおよび対応する野生型二本鎖DNAセグメン
トの混合物を、予測されたヘテロ突然変異体部位分離温度まで加熱し; d)工程(c)の生成物を予測されたヘテロ突然変異体部位分離温度で変性マッ
チドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーを用いて分析して、生成物中に
ヘテロ突然変異体部位が分離した成分の存在を同定する、 工程を含んで成る上記方法。
34. A method for detecting a DNA gene mutation, comprising: a) a calculating step for obtaining a calculated heteromutant site separation temperature; b) a calculating step for obtaining a predicted heteromutant site separation temperature. C) heating the mixture of the sample double-stranded DNA segments and the corresponding wild-type double-stranded DNA segments to the expected heteromutant site separation temperature; d) the product of step (c). Analyzing at a predicted heteromutant site separation temperature using denatured matched-ion polynucleotide chromatography to identify the presence of the heteromutated site-separated component in the product. The above method.
【請求項35】 計算工程が、第1数学モデルに従い算出されるヘテロ突然
変異体部位分離温度を計算することを含んで成る、請求項34に記載の方法。
35. The method of claim 34, wherein the calculating step comprises calculating a heteromutant site separation temperature calculated according to a first mathematical model.
【請求項36】 予測工程が、第2数学モデルに従い算出されたヘテロ突然
変異体部位分離温度を調整することを含んで成る、請求項34に記載の方法。
36. The method of claim 34, wherein the predicting step comprises adjusting a heteromutant site separation temperature calculated according to a second mathematical model.
【請求項37】 第2数学モデルが、経験的に決定されたヘテロ突然変異体
部位分離温度と算出されたヘテロ突然変異体部位分離温度との比較に基づく、請
求項36に記載の方法。
37. The method of claim 36, wherein the second mathematical model is based on a comparison of the empirically determined heteromutant site separation temperature and the calculated heteromutant site separation temperature.
【請求項38】 算出されるヘテロ突然変異体部位分離温度が、第1数学モ
デルを使用して算出される、請求項37に記載の方法。
38. The method of claim 37, wherein the calculated heteromutant site separation temperature is calculated using a first mathematical model.
【請求項39】 最初に溶出するDNA分子および最後に溶出するDNA分
子を含むヘテロ二本鎖およびホモ二本鎖DNA分子の混合物を、ヘテロ二本鎖D
NA分子中に存在する突然変異部位を選択的に変性する条件下で分離するための
クロマトグラフィー法であって、 (a)混合物をマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラムに添
加し、 (b)カウンターイオン剤および前選択した断片を一括する有機溶媒濃度範囲を
含んで成る移動相を使用して該混合物の分子を溶出し、該範囲は有機溶媒の初期
濃度および最終濃度を含んで成り、該初期濃度は混合物中で最初に溶出するDN
A分子を溶出するために必要な量までの有機溶媒濃度を含有し、そして該最終濃
度は混合物中で最後に溶出するDNA分子を溶出するために十分な有機溶媒濃度
を含有する、 工程を含んで成る上記方法。
39. A mixture of heteroduplex and homoduplex DNA molecules containing the first and last eluting DNA molecules is converted to the heteroduplex D
A chromatographic method for separating mutation sites present in NA molecules under conditions that selectively denature, comprising: (a) adding the mixture to a matched ion polynucleotide chromatography column; Eluting the molecules of the mixture using a mobile phase comprising an organic solvent concentration range enclosing the agent and the preselected fragment, wherein the range comprises an initial concentration and a final concentration of the organic solvent; Is the DN that elutes first in the mixture
Containing an organic solvent concentration up to the amount required to elute the A molecule, and the final concentration containing sufficient organic solvent concentration to elute the last eluting DNA molecule in the mixture. The above method comprising:
【請求項40】 上記の前選択した断片を一括する範囲が、種々の塩基対長
および塩基対長のDNA分子を溶出するために必要な有機溶媒濃度に関連する参
照から得られる、請求項39に記載の方法。
40. The range of bracketing the preselected fragments is obtained from a reference relating to the organic solvent concentration required to elute DNA molecules of various base pair lengths and base pair lengths. The method described in.
【請求項41】 特別な塩基対長のDNA分子を溶出できる予備有機溶媒濃
度が、種々の塩基対長および塩基対長のDNA分子を溶出するために必要な有機
溶媒濃度に関連する参照から得られ、そして該予備有機溶媒濃度が上記断片を一
括する範囲を選択するために使用される、請求項39に記載の方法。
41. Preliminary organic solvent concentrations that can elute DNA molecules of a particular base pair length are obtained from references relating to the organic solvent concentration required to elute DNA molecules of various base pair lengths and base pair lengths. 40. The method of claim 39, wherein the preliminary organic solvent concentration is used to select a range that brackets the fragments.
【請求項42】 上記ヘテロ二本鎖分子および上記ホモ二本鎖分子が、同じ
塩基対長を有する請求項39に記載の方法。
42. The method of claim 39, wherein said heteroduplex molecule and said homoduplex molecule have the same base pair length.
【請求項43】 上記ヘテロ二本鎖分子が少なくとも2つの異なるヘテロ二
本鎖を含んで成り、そして上記ホモ二本鎖分子が少なくとも2つの異なるホモ二
本鎖を含んで成る請求項39に記載の方法。
43. The method of claim 39, wherein the heteroduplex molecule comprises at least two different heteroduplexes, and wherein the homoduplex molecule comprises at least two different homoduplexes. the method of.
【請求項44】 上記分子を上記溶出後に検出することを含んで成る請求項
39に記載の方法。
44. The method of claim 39, comprising detecting the molecule after the elution.
【請求項45】 上記有機溶媒が、メタノール、エタノール、アセトニトリ
ル、酢酸エチルおよび2-プロパノールから成る群から選択される請求項39に記
載の方法。
45. The method according to claim 39, wherein said organic solvent is selected from the group consisting of methanol, ethanol, acetonitrile, ethyl acetate and 2-propanol.
【請求項46】 上記有機溶媒がアセトニトリルである請求項39に記載の
方法。
46. The method according to claim 39, wherein said organic solvent is acetonitrile.
【請求項47】 上記カウンターイオン剤が、低級アルキル第1級、第2級
および第3級アミン、低級トリアルキルアンモニウム塩および低級第4級アンモ
ニウム塩から成る群から選択される、請求項39に記載の方法。
47. The method of claim 39, wherein said counter ionic agent is selected from the group consisting of lower alkyl primary, secondary and tertiary amines, lower trialkyl ammonium salts and lower quaternary ammonium salts. The described method.
【請求項48】 上記カウンターイオン剤が、オクチルアンモニウムアセテ
ート、デシルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセテート、
ピリジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート
、ジエチルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、
ブチルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート
、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート
、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテー
ト、ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテ
ート、トリプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテー
ト、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテ
ート、テトラブチルアンモニウムアセテート、カーボネート、ホスフェート、ス
ルフェート、ニトレート、プロピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミド
、および上記の1種以上の混合物から成る群から選択される、請求項39に記載
の方法。
48. The method according to claim 48, wherein the counter ionic agent is octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate,
Pyridinium ammonium acetate, cyclohexylammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propylethyl ammonium acetate,
Butylethylammonium acetate, methylhexylammonium acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethylammonium acetate 40. The method of claim 39, wherein the method is selected from the group consisting of, tetrapropyl ammonium acetate, tetrabutyl ammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, propionate, formate, chloride, bromide, and mixtures of one or more of the foregoing. .
【請求項49】 カウンターイオン剤がトリエチルアンモニウムアセテート
である、請求項39に記載の方法。
49. The method according to claim 39, wherein the counter ionic agent is triethylammonium acetate.
【請求項50】 工程(a)の前に; (a)種々の塩基対長のDNA分子をカラムから溶出するために必要な移動相中
の有機溶媒濃度間の関係を、塩基対長の関数として得、そして (b)該得られた関係から、上記前選択した断片を一括する有機溶媒範囲を決定
する、 予備工程を含んで成る請求項39に記載の方法。
50. Before step (a): (a) the relationship between the concentration of organic solvent in the mobile phase required to elute DNA molecules of various base pair lengths from the column is a function of base pair length. 40. The method of claim 39, comprising: (b) determining from the resulting relationship an organic solvent range that brackets the preselected fragment.
【請求項51】 工程(a)の前に; (a)種々の塩基対長のDNA分子をカラムから溶出するために必要な移動相中
の有機溶媒濃度間の関係を、塩基対長の関数として得、そして (b)該得られた関係から、上記予備有機溶媒濃度を決定する、 予備工程を含んで成る請求項41に記載の方法。
51. Before step (a): (a) the relationship between the concentration of organic solvent in the mobile phase required to elute DNA molecules of various base pair lengths from the column is a function of base pair length. 42. The method of claim 41, comprising: (b) determining the preliminary organic solvent concentration from the obtained relationship.
【請求項52】 カラムで分離される二本鎖DNA断片の解像度を向上させ
るために、多価カチオン結合剤を含有する溶液を該カラムに流すことを含んでな
り、ここで該溶液が約50〜90℃の温度を有するマッチドイオンポリヌクレオチド
クロマトグラフィーカラムの処理法。
52. Increasing the resolution of a double-stranded DNA fragment separated on the column, comprising flowing a solution containing a polyvalent cation binding agent through the column, wherein the solution comprises about 50 A method for treating a matched ion polynucleotide chromatography column having a temperature of ~ 90 ° C.
【請求項53】 上記温度が約70〜80℃である、請求項52に記載の方法。53. The method of claim 52, wherein said temperature is about 70-80 ° C. 【請求項54】 上記多価カチオン結合剤が配位化合物を含んで成る、請求
項52に記載の方法。
54. The method of claim 52, wherein said polyvalent cation binder comprises a coordination compound.
【請求項55】 上記配位化合物が、水溶性のキレート剤およびクラウンエ
ーテルから成る群から選択される員である請求項54に記載の方法。
55. The method of claim 54, wherein said coordination compound is a member selected from the group consisting of a water-soluble chelating agent and a crown ether.
【請求項56】 上記キレート剤が、アセチルアセトン、アリザリン、アル
ミノン、クロラニル酸、コウジ酸、モリン、ロジゾン酸、チオナリド、チオウレ
ア、α-フリルジオキシム、ニオキシム、サリチルアルドキシム、ジメチルグリ オキシム、α-フリルジオキシム、クペロン、α-ニトロソ-β-ナフトール、ニト
ロソ-R-塩、ジフェニルチオカルバゾン、ジフェニルカルバゾン、エリオクロム
ブラックT、PAN、SPADNS、グリオキサル-ビス(2-ヒドロキサニル)、ムレキシド
、α-ベンゾインオキシム、マンデル酸、アントラニル酸、エチレンジアミン、 グリシン、トリアミノトリエチルアミン、チオナリド、トリエチレンテトラアミ
ン、EDTA、メタルフタレイン、アルソニン酸、α,α'-ビピリジン、4-ヒドロキ シベンゾチアゾール、β-ヒドロキシキナルジン、β-ヒドロキシキノリン、1,10
-フェナントロリン、ピコリン酸、キナルジ酸、α,α',α''-テルピリジル、9- メチル-2,3,7-トリヒドロキシ-6-フルオロン、ピロカテコール、ロジゾン酸、サ
リチルアルドキシム、サリチル酸、チロン、4-クロロ-1,2-ジメルカプトベンゼ ン、ジチオール、メルカプトベンゾチアゾール、ルベアン酸、シュウ酸、ジエチ
ルジチオカルバメートナトリウムおよびジベンジルジチオカルバメート亜鉛から
成る群から選択される、請求項55に記載の方法。
56. The chelating agent is acetylacetone, alizarin, aluminone, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, thionalide, thiourea, α-furyldioxime, nioxime, salicylaldoxime, dimethylglyoxime, α-furyl. Dioxime, cuperon, α-nitroso-β-naphthol, nitroso-R-salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, eriochrome
Black T, PAN, SPADNS, glyoxal-bis (2-hydroxanyl), murexide, α-benzoin oxime, mandelic acid, anthranilic acid, ethylenediamine, glycine, triaminotriethylamine, thionalide, triethylenetetraamine, EDTA, metalphthalein, Arsonic acid, α, α'-bipyridine, 4-hydroxybenzothiazole, β-hydroxyquinaldine, β-hydroxyquinoline, 1,10
-Phenanthroline, picolinic acid, quinardic acid, α, α ', α''-terpyridyl, 9-methyl-2,3,7-trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonic acid, salicylaldoxime, salicylic acid, tiron 56. The method according to claim 55, wherein the compound is selected from the group consisting of, 4-chloro-1,2-dimercaptobenzene, dithiol, mercaptobenzothiazole, rubeanic acid, oxalic acid, sodium diethyldithiocarbamate and zinc dibenzyldithiocarbamate. Method.
【請求項57】 上記キレート剤がEDTAである請求項52に記載の方法。57. The method of claim 52, wherein said chelating agent is EDTA. 【請求項58】 上記溶液がさらに、有機溶媒を含んで成る請求項52に記
載の方法。
58. The method according to claim 52, wherein said solution further comprises an organic solvent.
【請求項59】 上記有機溶媒が、アルコール、ニトリル、ジメチルホルム
アミド、テトラヒドロフラン、エステルおよびエーテルから成る群から選択され
る請求項58に記載の方法。
59. The method according to claim 58, wherein said organic solvent is selected from the group consisting of alcohols, nitriles, dimethylformamide, tetrahydrofuran, esters and ethers.
【請求項60】 上記有機溶媒がアセトニトリルである請求項59に記載の
方法。
60. The method according to claim 59, wherein said organic solvent is acetonitrile.
【請求項61】 上記溶液がさらにカウンターイオン剤を含んで成る請求項
59に記載の方法。
61. The method of claim 59, wherein said solution further comprises a counter ionic agent.
【請求項62】 上記カウンターイオン剤が、低級第1級、第2級および第
3級アミン、ならびに低級トリアルキルアンモニウム塩、および第4級アンモニ
ウム塩から成る群から選択される、請求項61に記載の方法。
62. The method of claim 61, wherein the counter ionic agent is selected from the group consisting of lower primary, secondary and tertiary amines, and lower trialkyl ammonium salts and quaternary ammonium salts. The described method.
【請求項63】 上記カウンターイオン剤が、オクチルアンモニウムアセテ
ート、デシルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセテート、
ピリジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート
、ジエチルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、
ブチルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート
、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート
、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテー
ト、ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテ
ート、トリプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテー
ト、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテ
ート、テトラブチルアンモニウムアセテート、カーボネート、ホスフェート、ス
ルフェート、ニトレート、プロピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミド
および上記の任意の1種以上の混合物から成る群から選択される、請求項61に
記載の方法。
63. The method according to claim 63, wherein the counter ionic agent is octyl ammonium acetate, decylammonium acetate, octadecyl ammonium acetate,
Pyridinium ammonium acetate, cyclohexylammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propylethyl ammonium acetate,
Butylethylammonium acetate, methylhexylammonium acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate, tetraethylammonium acetate 62. The method according to claim 61, wherein the compound is selected from the group consisting of, tetrapropyl ammonium acetate, tetrabutyl ammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, propionate, formate, chloride, bromide, and mixtures of any one or more of the foregoing. Method.
【請求項64】 上記カウンターイオン剤がトリエチルアンモニウムアセテ
ートである、請求項61に記載の方法。
64. The method according to claim 61, wherein said counter-ionic agent is triethylammonium acetate.
【請求項65】 カラムで分離される二本鎖DNA断片の解像度を向上させ
るために、多価カチオン結合剤を含有する溶液をカラムの保存前にカラムに流す
ことを含んで成るマッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィーカラムの
保存法。
65. A matched ionic polynucleotide comprising flowing a solution containing a polyvalent cation binding agent through the column prior to storage of the column to improve the resolution of the double-stranded DNA fragment separated by the column. How to store chromatography columns.
【請求項66】 上記多価カチオン結合剤が配位化合物を含んで成る請求項
65に記載の方法。
66. The method of claim 65, wherein said polyvalent cation binder comprises a coordination compound.
【請求項67】 上記配位化合物が、水溶性のキレート剤およびクラウンエ
ーテルから成る群から選択される員である請求項66に記載の方法。
67. The method of claim 66, wherein said coordination compound is a member selected from the group consisting of a water-soluble chelating agent and a crown ether.
【請求項68】 上記多価カチオン結合剤が、アセチルアセトン、アリザリ
ン、アルミノン、クロラニル酸、コウジ酸、モリン、ロジゾン酸、チオナリド、
チオウレア、α-フリルジオキシム、ニオキシム、サリチルアルドキシム、ジメ チルグリオキシム、α-フリルジオキシム、クペロン、α-ニトロソ-β-ナフトー
ル、ニトロソ-R-塩、ジフェニルチオカルバゾン、ジフェニルカルバゾン、エリ オクロム ブラックT、PAN、SPADNS、グリオキサル-ビス(2-ヒドロキサニル)、 ムレキシド、α-ベンゾインオキシム、マンデル酸、アントラニル酸、エチレン ジアミン、グリシン、トリアミノトリエチルアミン、チオナリド、トリエチレン
テトラアミン、EDTA、メタルフタレイン、アルソニン酸、α,α'-ビピリジン、4
-ヒドロキシベンゾチアゾール、β-ヒドロキシキナルジン、β-ヒドロキシキノ リン、1,10-フェナントロリン、ピコリン酸、キナルジ酸、α,α',α''-テルピ リジル、9-メチル-2,3,7-トリヒドロキシ-6-フルオロン、ピロカテコール、ロジ
ゾン酸、サリチルアルドキシム、サリチル酸、チロン、4-クロロ-1,2-ジメルカ プトベンゼン、ジチオール、メルカプトベンゾチアゾール、ルベアン酸、シュウ
酸、ジエチルジチオカルバメートナトリウムおよびジベンジルジチオカルバメー
ト亜鉛から成る群から選択される、請求項65に記載の方法。
68. The polyvalent cation binder is acetylacetone, alizarin, aluminone, chloranilic acid, kojic acid, morin, rhodizonic acid, thionalide,
Thiourea, α-furyldioxime, nioxime, salicylaldoxime, dimethylglyoxime, α-furyldioxime, cuperon, α-nitroso-β-naphthol, nitroso-R-salt, diphenylthiocarbazone, diphenylcarbazone, Eriochrome Black T, PAN, SPADNS, glyoxal-bis (2-hydroxanyl), murexide, α-benzoin oxime, mandelic acid, anthranilic acid, ethylenediamine, glycine, triaminotriethylamine, thionalide, triethylenetetraamine, EDTA, metal Phthalein, arsonic acid, α, α'-bipyridine, 4
-Hydroxybenzothiazole, β-hydroxyquinaldine, β-hydroxyquinoline, 1,10-phenanthroline, picolinic acid, quinaldiic acid, α, α ', α''-terpyridyl, 9-methyl-2,3,7 -Trihydroxy-6-fluorone, pyrocatechol, rhodizonic acid, salicylaldoxime, salicylic acid, thyrone, 4-chloro-1,2-dimercaptobenzene, dithiol, mercaptobenzothiazole, rubeanic acid, oxalic acid, sodium diethyldithiocarbamate and 66. The method of claim 65, wherein the method is selected from the group consisting of zinc dibenzyldithiocarbamate.
【請求項69】 上記多価カチオン結合剤がEDTAである、請求項65に記載
の方法。
69. The method of claim 65, wherein said multivalent cation binder is EDTA.
【請求項70】 上記溶液がさらに有機溶媒を含んで成る、請求項65に記
載の方法。
70. The method of claim 65, wherein said solution further comprises an organic solvent.
【請求項71】 上記有機溶媒が、アルコール、ニトリル、ジメチルホルム
アミド、テトラヒドロフラン、エステルおよびエーテルから成る群から選択され
る、請求項70に記載の方法。
71. The method of claim 70, wherein said organic solvent is selected from the group consisting of alcohols, nitriles, dimethylformamide, tetrahydrofuran, esters and ethers.
【請求項72】 上記有機溶媒がアセトニトリルである請求項70に記載の
方法。
72. The method according to claim 70, wherein said organic solvent is acetonitrile.
【請求項73】 溶液がさらにカウンターイオン剤を含んで成る、請求項6
5に記載の方法。
73. The solution of claim 6, wherein the solution further comprises a counter ionic agent.
5. The method according to 5.
【請求項74】 上記カウンターイオン剤が低級第1級、第2級および第3
級アミン、ならびに低級トリアルキルアンモニウム塩および第4級アンモニウム
塩から成る群から選択される、請求項73に記載の方法。
74. The method according to claim 74, wherein the counter ionic agent is a lower primary, secondary, or tertiary agent.
74. The method of claim 73, wherein the method is selected from the group consisting of tertiary amines, and lower trialkyl ammonium salts and quaternary ammonium salts.
【請求項75】 カウンターイオン剤が、オクチルアンモニウムアセテート
、デシルアンモニウムアセテート、オクタデシルアンモニウムアセテート、ピリ
ジニウムアンモニウムアセテート、シクロヘキシルアンモニウムアセテート、ジ
エチルアンモニウムアセテート、プロピルエチルアンモニウムアセテート、ブチ
ルエチルアンモニウムアセテート、メチルヘキシルアンモニウムアセテート、テ
トラメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テ
トラプロピルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムアセテート、
ジメチルジエチルアンモニウムアセテート、トリエチルアンモニウムアセテート
、トリプロピルアンモニウムアセテート、トリブチルアンモニウムアセテート、
テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムアセテート
、テトラブチルアンモニウムアセテート、カーボネート、ホスフェート、スルフ
ェート、ニトレート、プロピオネート、ホルメート、クロライド、ブロミドおよ
び上記の任意の1種以上の混合物から成る群から選択される、請求項73に記載
の方法。
75. The counter ionic agent may be octyl ammonium acetate, decyl ammonium acetate, octadecyl ammonium acetate, pyridinium ammonium acetate, cyclohexyl ammonium acetate, diethyl ammonium acetate, propyl ethyl ammonium acetate, butyl ethyl ammonium acetate, methyl hexyl ammonium acetate, tetramethyl ammonium acetate, Methylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate,
Dimethyldiethylammonium acetate, triethylammonium acetate, tripropylammonium acetate, tributylammonium acetate,
73. It is selected from the group consisting of tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, propionate, formate, chloride, bromide and a mixture of any one or more of the foregoing. The method described in.
【請求項76】 上記カウンターイオン剤がトリエチルアンモニウムアセテ
ートである、請求項73に記載の方法。
76. The method according to claim 73, wherein said counter-ionic agent is triethylammonium acetate.
【請求項77】 最高1500塩基対を有するポリヌクレオチドの混合物を、ビ
ーズが少なくとも0.01の突然変異分離因子を有することを特徴とする0.5〜100ミ
クロンの平均直径を有するポリマービーズを含有する分離カラムに流し、そして
該ポリヌクレオチドの混合物を分離することを含んで成る二本鎖ポリヌクレオチ
ドの混合物の分離法。
77. A mixture of polynucleotides having up to 1500 base pairs is placed on a separation column containing polymer beads having an average diameter of 0.5 to 100 microns, wherein the beads have a mutational separation factor of at least 0.01. Separating the mixture of double-stranded polynucleotides, comprising flowing and separating the mixture of polynucleotides.
【請求項78】 変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー
による突然変異検出のための二本鎖DNA断片の調製法であって、二本鎖DNA
断片は既知のヌクレオチド配列を有する野生型の二本DNA断片に対応し、 (a)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を高融解ド
メインおよび突然変異が位置する低い融解ドメインを有するヌクレオチドの試料
配列に分割し、そして (b)該試料配列の1つを、該試料配列の第1および第2末端に隣接する1組の
プライマーを使用してPCRにより増幅させる、 工程を含んで成る上記方法。
78. A method for preparing a double-stranded DNA fragment for detecting mutations by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography, comprising the steps of:
The fragment corresponds to a wild-type double-stranded DNA fragment having a known nucleotide sequence. (A) Analyzing the sequence of the wild-type double-stranded DNA fragment, (B) amplifying one of the sample sequences by PCR using a set of primers flanking the first and second ends of the sample sequence The above method comprising the steps of:
【請求項79】 変性マッチドイオンポリヌクレオチドクロマトグラフィー
による突然変異検出のための二本鎖DNA断片の調製法であって、二本鎖DNA
断片は既知のヌクレオチド配列を有する野生型の二本DNA断片に対応し、 (a)野生型二本鎖DNA断片の配列を分析して、二本鎖DNA断片を突然変異
部位が断片の末端から総塩基対数の25パーセント内にあるヌクレオチドの試料配
列に分割し、そして (b)該試料配列の1つを、該試料配列の第1および第2末端に隣接する1組の
プライマーを使用してPCRにより増幅させる、 工程を含んで成る上記方法。
79. A method for preparing a double-stranded DNA fragment for detecting mutations by denaturing matched-ion polynucleotide chromatography, comprising the steps of:
The fragment corresponds to a wild-type double-stranded DNA fragment having a known nucleotide sequence, and (a) analyzing the sequence of the wild-type double-stranded DNA fragment, Splitting into a sample sequence of nucleotides within 25 percent of total base pairs, and (b) separating one of the sample sequences using a set of primers flanking the first and second ends of the sample sequence The above method comprising the step of amplifying by PCR.
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