JP2002119291A - Method for assaying nucleic acid, nucleic acid probe therefor, and method for analyzing data obtained by the method - Google Patents

Method for assaying nucleic acid, nucleic acid probe therefor, and method for analyzing data obtained by the method

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JP2002119291A JP2001133529A JP2001133529A JP2002119291A JP 2002119291 A JP2002119291 A JP 2002119291A JP 2001133529 A JP2001133529 A JP 2001133529A JP 2001133529 A JP2001133529 A JP 2001133529A JP 2002119291 A JP2002119291 A JP 2002119291A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for assaying a nucleic acid using a nucleic acid probe labelled by a fluorochrome, the real-time quantitative PCR method utilizing the method, and a method for analyzing data obtained by the PCR method in a short time and accurately. SOLUTION: A new method for assaying a nucleic acid comprising the steps of hybridizing the nucleic acid probe consisting of nucleic acid probe labelled by a fluorochrome, 2-O-methyloligonucleotide, chimeric oligonucleotide, and oligonucleotide mediated by them to a target nucleic acid, and so on or assaying a decrease in the fluorescence of the fluorochrome before and after the hybridization, the real-time quantitative PCR method using the method, and a method for analyzing data having a process in which a fluorescence intensity value in the annealing reaction is corrected by that of the denaturation reaction when the data obtained by the PCR method are analyzed, are provided.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、標的核酸の濃度を
測定する方法、その方法のための核酸プローブ及びその
方法によって得られるデータを解析する方法に関する。
詳しくは蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる各
種核酸の濃度の各種測定方法に関し、蛍光色素で標識さ
れた核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせたと
きに、その蛍光色素の発光が減少するという原理に基づ
き、すなわち、ハイブリダイゼーション前後における蛍
光色素の発光の減少量を測定することによる各種核酸の
濃度の各種新規測定方法、それに用いる核酸プローブ及
びデバイス(devices)、それら測定方法の一つ
であるPCR方法によって得られるデータを解析する方
法、それぞれの解析方法を実施するための手段を備えた
解析装置、解析方法の各手順をプログラムとして記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
The present invention relates to a method for measuring the concentration of a target nucleic acid, a nucleic acid probe for the method, and a method for analyzing data obtained by the method.
More specifically, the present invention relates to various methods for measuring the concentration of various nucleic acids using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, and it is said that when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the emission of the fluorescent dye decreases. It is a novel method for measuring the concentration of various nucleic acids based on the principle, that is, by measuring the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization, nucleic acid probes and devices used therein, and one of those measuring methods. The present invention relates to a method for analyzing data obtained by a PCR method, an analyzing apparatus provided with means for executing each of the analyzing methods, and a computer-readable recording medium which records each procedure of the analyzing method as a program.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、蛍光色素で標識された核酸プロー
ブを用いて核酸濃度を測定する各種方法が知られてい
る。該方法には、以下のようなものがある。 (1)ドットブロッテング法 この方法は、標的核酸と蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブをメンブラン上でハイブリダイズさせた後、未反応
の核酸プローブを洗い流し、標的核酸とハイブリダイズ
した核酸プローブに標識された蛍光色素分子のみの蛍光
強度を測定するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods for measuring a nucleic acid concentration using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye are known. The method includes the following. (1) Dot blotting method In this method, after a target nucleic acid and a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye are hybridized on a membrane, unreacted nucleic acid probes are washed away, and a nucleic acid probe hybridized with the target nucleic acid is labeled. This is for measuring the fluorescence intensity of only the fluorescent dye molecules.

【0003】(2)インターカレーター方法(Glazer et
al., Nature 359:959,1992) この方法は、インターカレーターと称されるある種の蛍
光色素が核酸の二重鎖内にはまりこんだときに、強く発
光するのでその発光の増加量を測定する方法である。そ
の蛍光色素として、例えば、エチジウムブロマイド(実
験医学、15巻、7号、46〜51ページ、1997
年、羊土社)、SYBR R グリーン(Green) I(LightCycler
TM System;1999年4月5日、ロシュ・ダイアグノ
スティックス株式会社発行のパンフレット)を挙げるこ
とができる。
(2) Intercalator method (Glazer et.
al., Nature 359: 959,1992) This method measures the amount of increase in luminescence because a certain fluorescent dye called an intercalator emits strong light when it gets stuck in the duplex of nucleic acid. Is the way. As the fluorescent dye, for example, ethidium bromide (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, pp. 46-51, 1997)
Year, Yodosha), SYBR R Green (I)
TM System; pamphlet issued by Roche Diagnostics Co., Ltd. on April 5, 1999).

【0004】(3)FRET(fluorescence energy transfe
r)を利用する方法(Mergney et al.,Nucleic Acid Re
s., 22: 920-928,1994.) この方法は、標的核酸に二つの核酸プローブをハイブリ
ダイズさせることからなる。二つの核酸プローブは、各
々異なった蛍光色素で標識されている。二つのプローブ
の内の一方の蛍光色素は、FRET現象を通して、エネ
ルギーを他方のプローブの蛍光色素に送りこれを発光さ
せることができる。二つのプローブは、蛍光色素が向き
合うように、かつ1〜9塩基離れてハイブリダイズする
ように設計されている。それで、二つの核酸プローブが
標的核酸にハイブリダイズすると後者の蛍光色素の発光
が起こり、発光の強さが標的核酸の複製量に比例する。
(3) FRET (fluorescence energy transfe)
r) (Mergney et al., Nucleic Acid Re
s., 22: 920-928, 1994.) This method consists of hybridizing two nucleic acid probes to a target nucleic acid. Each of the two nucleic acid probes is labeled with a different fluorescent dye. One fluorescent dye of the two probes can transmit energy to the fluorescent dye of the other probe to emit light through the FRET phenomenon. The two probes are designed so that the fluorescent dyes face each other and hybridize 1 to 9 bases apart. Thus, when the two nucleic acid probes hybridize to the target nucleic acid, the latter fluorescent dye emits light, and the intensity of the light emission is proportional to the amount of replication of the target nucleic acid.

【0005】(4)分子ビーコン方法(Tyagi et al.,
Nature Biotech.,14:303-308,1996.) この方法で使用する核酸プローブは、核酸プローブの一
端にレポーター色素、他端にクエンチャー色素が標識さ
ている。そしてその両端部は塩基配列において互いに相
補性があるので、プローブ全体としてヘアーピン構造
(hairpin stem)を形成するように塩基配列が設計され
ている。その構造のために液中に浮遊している状態で
は、Forster共鳴エネルギーのため、レポーター色素の
発光は、クエンチャー色素により抑制されている。しか
し、標的核酸にハイブリダイズするとヘアーピン構造が
壊れるために、レポーター色素とクエンチャー色素の距
離が大きくなるので、Forster共鳴エネルギーの移動が
起こらなくなる。そのために、レポーター色素の発光が
起こるようになる。
(4) Molecular beacon method (Tyagi et al.,
(Nature Biotech., 14: 303-308, 1996.) The nucleic acid probe used in this method has one end labeled with a reporter dye and the other end labeled with a quencher dye. Since both ends are complementary to each other in the nucleotide sequence, the nucleotide sequence is designed so that the entire probe forms a hairpin stem. When suspended in liquid due to its structure, the emission of the reporter dye is suppressed by the quencher dye due to Forster resonance energy. However, when hybridized to the target nucleic acid, the hairpin structure is broken, and the distance between the reporter dye and the quencher dye is increased, so that transfer of Forster resonance energy does not occur. Therefore, the reporter dye emits light.

【0006】(5)デービスの方法(Davis et al.、 N
ucleic acids Res.24: 702-706、1996) デービスは、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍光色素
を、炭素原子18個を有するスペサーを介して結合した
プローブを作成した。これをフローサイトメトリーに適
用した。3’末端に蛍光色素を直接に結合した場合よ
り、ハイブリダイズした場合、10倍の蛍光強度が得ら
れることを報告した。これらの方法は、核酸の各種測定
方法、FISH方法(fluorescent in situhybridizati
on assays)、PCR方法、LCR方法(ligase chain r
eaction)、SD方法( strand displacement assays)、
競合的ハイブリダイゼーション方法(competitive hybri
dization)などに適用されてめざましい発展をとげてい
る。
(5) Davis method (Davis et al., N
ucleic acids Res. 24: 702-706, 1996) Davis created a probe in which a fluorescent dye was attached to the 3 'end of an oligonucleotide via a spacer having 18 carbon atoms. This was applied to flow cytometry. It was reported that a 10-fold higher fluorescence intensity was obtained when hybridized than when a fluorescent dye was directly bonded to the 3 ′ end. These methods include various nucleic acid measurement methods, FISH method (fluorescent in situhybridizati
on assays), PCR method, LCR method (ligase chain r
eaction), SD method (strand displacement assays),
Competitive hybridization
dization), and has achieved remarkable development.

【0007】これらの方法は、現在一般的に使用されい
るが、蛍光色素で標識した核酸プローブと標的核酸のハ
イブリダイゼーション反応を行った後、ハイブリダイズ
しなかった当該核酸プローブを反応系から洗い流す必要
があるという好ましくない手順を有している。このよう
な手順を除くと測定時間の短縮、測定の簡便性、測定の
正確性をもたらすことは明らかである。そこで、このよ
うな手順を有さない核酸測定方法の開発が望まれてい
た。
[0007] These methods are currently generally used. However, after performing a hybridization reaction between a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye and a target nucleic acid, it is necessary to wash the unhybridized nucleic acid probe from the reaction system. There is an undesirable procedure. Obviously, omitting such a procedure results in a reduction in measurement time, simplicity of measurement, and accuracy of measurement. Therefore, development of a nucleic acid measurement method that does not have such a procedure has been desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の状況に鑑み、蛍光色素で標識された核酸プローブを用
いる標的核酸濃度の測定方法において、より短時間に、
より簡便、より正確に標的核酸の濃度を測定できる方法
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for measuring the concentration of a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye in a shorter time.
An object of the present invention is to provide a method that can more simply and accurately measure the concentration of a target nucleic acid.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するにあたり、核酸プローブを用いた核酸の濃度
を測定する方法について検討を重ねた。その結果、蛍光
色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダ
イズしたときに、蛍光色素の発光が減少するという現象
(蛍光消光現象)があり、特定の色素においてはその減
少が顕著であり、特にその減少の程度は、蛍光色素が結
合した部分の塩基の種類又は塩基配列に依存するという
ことを発見した。本発明はかかる発見に基づいて完成さ
れたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly studied a method for measuring the concentration of a nucleic acid using a nucleic acid probe. As a result, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, there is a phenomenon (fluorescence quenching phenomenon) in which the emission of the fluorescent dye decreases (fluorescence quenching phenomenon). In particular, it has been found that the degree of the reduction depends on the type or base sequence of the base to which the fluorescent dye is bound. The present invention has been completed based on such findings.

【0010】即ち、本発明は、 1)蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる核酸測
定方法において、前記核酸プローブが標的核酸にハイブ
リダイズしたときに、蛍光色素が、その発光を減少させ
る核酸プローブであり、前記核酸プローブを標的核酸に
ハイブリダイズさせ、ハイブリダイゼーション前後にお
ける蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とす
る標的核酸の濃度の測定方法、また、
That is, the present invention provides: 1) a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, wherein when the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye reduces its emission. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in luminescence of the fluorescent dye before and after hybridization is measured.

【0011】2)蛍光色素で標識された核酸プローブが
標的核酸にハイブリダイズしたときに、前記蛍光色素
が、その発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、
当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素で標
識されており、当該核酸プローブが当該末端部において
標的核酸にハイブリダイズしたとき、当該プローブにハ
イブリダイズした標的核酸の末端塩基から1ないし3塩
基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)が少な
くとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列
が設計されていることを特徴とする標的核酸の濃度測定
用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
2) When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, and
The probe is labeled at the end with the fluorescent dye, and when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid at the end, the probe is separated from the terminal base by 1 to 3 bases from the terminal nucleic acid hybridized to the probe. A nucleic acid labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the nucleotide sequence of the probe is designed such that at least one G (guanine) is present in the nucleotide sequence of the target nucleic acid. Probes, also

【0012】3)核酸プローブが3’末端において蛍光
色素で標識されている前記2)に記載の標的核酸の濃度
測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また 4)核酸プローブが5’末端において蛍光色素で標識さ
れている前記2)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光
色素で標識された核酸プローブ、また、
3) The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to 2), wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end; The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to the above 2), wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye.

【0013】5)蛍光色素で標識された核酸プローブが
標的核酸にハイブリダイズしたときに、上記蛍光色素
が、その発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、
当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素で標
識されており、当該核酸プローブが、前記標的核酸にハ
イブリダイズしたとき、当該末端部分においてプローブ
−核酸ハイブリッド複合体の複数塩基対が少なくとも一
つのG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成す
るように、当該プローブの塩基配列が設計されているこ
とを特徴とする標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識
された核酸プローブ、また、
5) When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, and
The probe is labeled at its end with the fluorescent dye, and when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the probe-nucleic acid hybrid complex has at least one G at the end when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the base sequence of the probe is designed to form a pair of (guanine) and C (cytosine);

【0014】6)核酸プローブの3’末端塩基がG又は
Cで、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている前記
5)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識さ
れた核酸プローブ、また、 7)核酸プローブの5’末端塩基がG又はCで、かつ
5’末端が蛍光色素で標識されている前記5)に記載の
標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブ、また、
6) A nucleic acid labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 5) above, wherein the 3 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C and the 3 ′ terminal is labeled with a fluorescent dye. 7) The nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to the above 5), wherein the 5 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C and the 5 ′ terminal is labeled with a fluorescent dye. Nucleic acid probes,

【0015】8)核酸プローブが、3’末端のリボース
若しくはデオキシリボースの3’炭素の水酸基、又は
3’末端のリボースの3’若しくは2’炭素の水酸基が
リン酸化されている前記4)又は前記7)に記載の標的
核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プロー
ブ、また、
8) The nucleic acid probe wherein the 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose or deoxyribose or the 3′- or 2′-carbon hydroxyl group of 3′-ribose is phosphorylated. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 7),

【0016】9)核酸測定用核酸プローブのオリゴヌク
レオチドが、化学的に修飾した核酸であるである前記
1)〜8)の何れか1項に記載の標的核酸の濃度測定用
の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、 10)化学的に修飾した核酸が2'-O-メチルオリゴヌク
レオチド、2'-O-エチルオリゴヌクレオチド、2'-O-ブチ
ルオリゴヌクレオチド又は2'-O-ベンジルオリゴヌクレ
オチドである前記9)に記載の標的核酸の濃度測定用の
蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、 11)核酸測定用核酸プローブのオリゴヌクレオチド
が、リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチドを含
むキメリックオリゴヌクレトチド(chimeric oligonucl
eotide)である前記2)〜8)の何れか1項に記載の標
的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プロー
ブ、また、
9) The oligonucleotide of a nucleic acid probe for nucleic acid measurement is labeled with the fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of 1) to 8) above, wherein the oligonucleotide is a chemically modified nucleic acid. And 10) chemically modified nucleic acid is a 2'- O -methyl oligonucleotide, 2'- O -ethyl oligonucleotide, 2'- O -butyl oligonucleotide or 2'- O -benzyl oligo. 9. The nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to 9) above, which is a nucleotide; and 11) the chimeric oligonucleotide comprising a ribonucleotide and a deoxyribonucleotide, wherein the oligonucleotide of the nucleic acid probe for measuring nucleic acid is Totide (chimeric oligonucl)
a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of 2) to 8) above,

【0017】12)キメリックオリゴヌクレトチドが、
2'-O-メチルオリゴリボヌクレオチド、2'-O-エチルオリ
ゴヌクレオチド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド、2'-
O-アルキレンオリゴヌクレオチド又は2'-O-ベンジルオ
リゴヌクレオチドを介在するものである前記11)に記
載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸
プローブ、また、 13)前記2)〜8)の何れか1項に記載の核酸測定用
核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイズさせ、ハイ
ブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少
量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方
法、また、
12) The chimeric oligonucleotide is
2'- O -methyl oligoribonucleotide, 2'- O -ethyl oligonucleotide, 2'- O -butyl oligonucleotide, 2'-
The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to the above item 11), which intervenes an O- alkylene oligonucleotide or a 2′- O -benzyl oligonucleotide; 8) a method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising: hybridizing the nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of the above items to a target nucleic acid, and measuring the amount of decrease in emission of a fluorescent dye before and after hybridization. Also,

【0018】14)前記9)〜12)の何れか1項に記
載の核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダ
イズさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色
素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸
の濃度測定方法、また、 15)標的核酸をその高次構造が十分に破壊されるに適
した条件で加熱処理後、核酸プローブと標的核酸をハイ
ブリダイズさせる前記14)に記載の標的核酸の濃度測
定方法。 16)ハイブリダイゼーション反応前にハイブリダイゼ
ーション反応実施のためのハイブリダイゼーション反応
系にヘルパープローブを添加する前記14)又は前記1
5)に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
14) The nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of 9) to 12) above is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. 15) The method according to 14), wherein after subjecting the target nucleic acid to heat treatment under conditions suitable for sufficiently destroying its higher-order structure, the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid. 16) adding the helper probe to the hybridization reaction system for carrying out the hybridization reaction before the hybridization reaction;
The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 5),

【0019】17)ヘルパープローブの塩基配列が
(5')TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3')又は/及び(5')CCC
TGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')である前記1
6)に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、 18)加熱処理条件が80〜100℃、1〜15分であ
る前記15)〜17)のいずれか1項に記載の標的核酸
の濃度測定方法、また、 19)標的核酸がRNAである前記13)〜18)のい
ずれか1項に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、 20)標的核酸の濃度を測定するキットにおいて、前記
2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブを含有
又は付帯することを特徴とする標的核酸の濃度測定用キ
ット、また、 21)ヘルパープローブを含有又は付帯する前記20)
に記載の標的核酸の濃度測定用キット、また、
17) The nucleotide sequence of the helper probe is (5 ′) TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) or / and (5 ′) CCC
TGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (3 ')
The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 6), and 18) the method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of the above 15) to 17), wherein the heat treatment conditions are 80 to 100 ° C. for 1 to 15 minutes. 19) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of 13) to 18), wherein the target nucleic acid is RNA, and 20) a kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein 2) 13. A kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the nucleic acid probe according to any one of to 12), and 21) the above 20) which contains or accompanies a helper probe.
A kit for measuring the concentration of a target nucleic acid according to

【0020】22)標的核酸の多型(polymorphism)又は
/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法に
おいて、前記2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プ
ローブを標的核酸にハイブリダイズさせ、蛍光強度の変
化量を測定することを特徴とする標的核酸の多型又は/
及び変異を解析若しくは測定する方法、また、 23)標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測
定する測定キットにおいて、前記2)〜12)の何れか
1項に記載の核酸プローブを含有又は付帯することを特
徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは
測定するキット、また、
22) A method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe according to any one of the above 2) to 12) is hybridized to the target nucleic acid. And measuring the amount of change in fluorescence intensity.
And 23) a method for analyzing or measuring a mutation, or 23) a measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, which contains the nucleic acid probe according to any one of 2) to 12) above or A kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, which is characterized by being incidental,

【0021】24)ハイブリダイゼーション反応系に添
加するためのヘルパープローブを含有又は付帯する前記
23)に記載の標的核酸の多型又は/及び変異を解析若
しくは測定するキット、また、 25)前記22)に記載の方法により得られるデータを
解析する方法において、標的核酸が蛍光色素で標識され
た核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍
光強度値を、前記のハイブリダイズしていないときの反
応系の蛍光強度値により補正処理する過程を有すること
を特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若し
くは測定する方法のためのデータ解析方法、また、
24) The kit for analyzing or measuring the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid according to the above 23) which contains or accompanies a helper probe to be added to the hybridization reaction system; In the method for analyzing the data obtained by the method described in the above, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the reaction system when not hybridized A data analysis method for a method for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, characterized by having a process of correcting by a fluorescence intensity value of

【0022】26)標的核酸の多型又は/及び変異を解
析若しくは測定する測定装置において、前記25)に記
載のデータ解析方法を実施するための手段を有すること
を特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若し
くは測定する測定装置、また、 27)前記25)に記載の補正処理過程をコンピュータ
に実行させるための手順をプログラムとして記録したコ
ンピュータ読取可能な記録媒体、また、
26) A polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, which comprises means for performing the data analysis method described in 25) above, wherein the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid is characterized. And / or a measuring device for analyzing or measuring mutation, and 27) a computer-readable recording medium which records a procedure for causing a computer to execute the correction process described in 25) above as a program,

【0023】28)前記2)〜12)の何れか1項に記
載の核酸プローブ、又は一つの分子内に二つの異なった
蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイズしていない
ときは、二つの蛍光色素の相互作用により消光若しくは
発光しているが、標的核酸にハイブリダイズすると発光
若しくは消光するように設計された構造をもつ別の核酸
プローブを複数個固体支持体表面に結合させ、それに標
的核酸をハイブリダイズさせて標的核酸の濃度を測定す
ることができるようにしたことを特徴とする単数種若し
くは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバ
イス、また、
28) When the nucleic acid probe according to any one of the above items 2) to 12) or two different fluorescent dyes in one molecule and are not hybridized to the target nucleic acid, Quenched or luminescent by the interaction of two fluorescent dyes, but another nucleic acid probe having a structure designed to emit or quench when hybridized to the target nucleic acid is bound to the surface of the solid support, and A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids, characterized in that the concentration of the target nucleic acid can be measured by hybridizing the nucleic acids,

【0024】29)前記28)に記載の核酸測定用デバ
イスにおいて、核酸プローブが固体支持体表面にアレー
状に配列、結合させた単数種若しくは複数種の核酸の濃
度をそれぞれ測定するためのデバイス(チップ)、ま
た、 30)固体支持体表面に結合させられた核酸プローブ毎
に、反対側の表面に少なくとも一つの温度センサーとヒ
ーターが設置され、核酸プローブ結合領域が最適温度条
件になるように温度調節され得る前記28)、又は前記
29)に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそ
れぞれ測定するためのデバイス、また、 31)核酸プローブを蛍光色素で標識していない端部で
固体支持体表面に結合させた前記28)〜30)の何れ
か1項に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそ
れぞれ測定するためのデバイス、また、
29) In the device for nucleic acid measurement described in 28) above, a device for measuring the concentration of one or more nucleic acids in which nucleic acid probes are arrayed and bound in an array on the surface of a solid support, respectively. Chip) and 30) for each nucleic acid probe bound to the surface of the solid support, at least one temperature sensor and a heater are provided on the opposite surface, and the temperature is set so that the nucleic acid probe binding region has an optimal temperature condition. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to 28) or 29), respectively, which can be adjusted; and 31) solid support of the nucleic acid probe at the end not labeled with a fluorescent dye 31. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to any one of the above 28) to 30) bound to a body surface. , In addition,

【0025】32)前記28)〜30)の何れか1項に
記載の核酸測定用デバイスを用いて標的核酸を測定する
ことを特徴とする標的核酸の濃度測定方法、また、 33)前記1)、13)〜19)の何れか1項、又は前
記32)に記載の核酸の測定方法において、標的核酸
が、純粋分離して得た微生物由来、又は動物由来である
ことを特徴とする標的核酸の濃度測定方法、また、 34)標的核酸が、複合微生物系、又は共生微生物系の
細胞内若しくは細胞のホモジネートに含まれる核酸であ
る前記1)、又は前記13)〜19)の何れか1項、又
は32)に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
32) A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising measuring the target nucleic acid using the nucleic acid measuring device according to any one of the above 28) to 30). 33) The above 1) , 13) to 19), or the nucleic acid measuring method according to 32), wherein the target nucleic acid is derived from a microorganism or an animal obtained by pure separation. 34) any one of the above 1) or 13) to 19), wherein the target nucleic acid is a nucleic acid contained in a cell of a complex microbial system or a symbiotic microbial system or in a homogenate of the cell. Or the method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 32),

【0026】35)PCR方法において、前記2)〜
3)、5)、6)、又は前記8)〜12)の何れか1項
に記載の核酸プローブを用いて反応を行い、核酸伸長反
応時当該プローブがポリメラーゼにより分解除去されて
いる反応系又は核酸変性反応時若しくは核酸変性反応が
完了している反応系の蛍光強度値と標的核酸若しくは増
幅標的核酸が該核酸プローブとハイブリダイズしている
ときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者からの蛍光強
度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増幅
された標的核酸の濃度測定方法、また、
35) In the PCR method, the above 2) to
3), 5), 6) or a reaction system in which a reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of the above 8) to 12), and the probe is decomposed and removed by a polymerase during a nucleic acid extension reaction; or Measure the fluorescence intensity value of the reaction system when the nucleic acid denaturation reaction or the reaction system where the nucleic acid denaturation reaction is completed and the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or amplified target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid amplified by PCR, which comprises calculating a reduction rate of the fluorescence intensity value,

【0027】36)PCR方法において、前記4)又は
前記7)に記載の核酸プローブをプライマーとして反応
を行い、当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸
がハイブリダイズしていない反応系の蛍光強度値と該核
酸プローブが標的核酸若しくは増幅標的核酸とハイブリ
ダイズしているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前
者の蛍光強度値の減少率を算出することを特徴とするP
CRで増幅された標的核酸の濃度測定方法、また、 37)PCR方法がリアルタイム定量的PCR方法であ
る前記35)又は前記36)に記載のPCR方法の標的
の増幅核酸の濃度測定方法、また、
36) In the PCR method, a reaction is performed using the nucleic acid probe described in 4) or 7) above as a primer, and the fluorescence intensity value of a reaction system in which the probe and the target nucleic acid or amplified target nucleic acid are not hybridized is determined. Measuring the fluorescence intensity value of the reaction system when the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid, and calculating the former fluorescence intensity reduction ratio;
A method for measuring the concentration of a target nucleic acid amplified by CR; 37) a method for measuring the concentration of a target amplified nucleic acid in the PCR method according to 35) or 36) above, wherein the PCR method is a real-time quantitative PCR method;

【0028】38)前記1)、13)〜19)の何れか
1項、又は前記32)〜37)の何れか1項に記載の核
酸測定法で得られたデータを解析する方法において、標
的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリ
ダイズした後の反応系の蛍光強度値を、そのように形成
されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後
で得られる反応系の蛍光強度値により補正することを特
徴とする標的核酸の濃度測定方法のためのデータ解析方
法、また、
38) The method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of the above 1), 13) to 19) or any one of the above 32) to 37), The fluorescence intensity value of the reaction system after the nucleic acid has been hybridized with the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is determined by the fluorescence intensity value of the reaction system obtained after the probe-nucleic acid hybrid complex thus formed is dissociated. Data analysis method for measuring the concentration of the target nucleic acid, characterized by correcting,

【0029】39)前記37)に記載のリアルタイム定
量的PCR方法で得られたデータを解析する方法におい
て、各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素と結合
した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された
核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強
度値を、各サイクルにおける形成された蛍光色素−核酸
複合体、あるいはそのようにして形成されたプローブ−
核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られる反応系
の蛍光強度値により補正する演算処理過程(以下、補正
演算処理過程という。)を有することを特徴とするリア
ルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、ま
た、
39) The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method described in 37) above, wherein the amplified nucleic acid in each cycle is combined with a fluorescent dye or the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. The fluorescence intensity value of the reaction system after hybridization with the nucleic acid probe thus obtained is determined by the fluorescent dye-nucleic acid complex formed in each cycle or the probe thus formed.
A data analysis for a real-time quantitative PCR method, comprising an arithmetic processing step for correcting with a fluorescence intensity value of a reaction system obtained after dissociation of a nucleic acid hybrid complex (hereinafter, referred to as a correction arithmetic processing step). Way, also

【0030】40)前記39)に記載の補正演算処理過
程が、次の〔数式1〕あるいは〔数式2〕によるもので
ある前記39)に記載のリアルタイム定量的PCR方法
のためのデータ解析方法、また、 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 fn=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕 〔式中、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された
n次サイクルにおける補正演算処理値、 fhyb,n:n次サイクルにおいて、増幅した核酸が蛍光
色素と結合した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で
標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応
系の蛍光強度値、 fden,n:n次サイクルにおける、形成された蛍光色素
−核酸複合体、あるいは形成されたプローブ−核酸ハイ
ブリッド複合体が解離した後の反応系の蛍光強度値〕、
また、
40) The data analysis method for the real-time quantitative PCR method according to 39), wherein the correction calculation process according to 39) is based on the following [Equation 1] or [Equation 2]. F n = f hyb, n / f den, n [Equation 1] f n = f den, n / f hyb, n [Equation 2] [where, f n : [Equation 1] or [Equation 2] F hyb, n : after the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or in the nth cycle, the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye Fden, n : the fluorescence intensity of the reaction system after dissociation of the formed fluorescent dye-nucleic acid complex or formed probe-nucleic acid hybrid complex in the nth cycle value〕,
Also,

【0031】41)前記37)に記載のリアルタイム定
量的PCR方法で得られたデータを解析する前記40)
記載の方法において、各サイクルにおける〔数式1〕あ
るいは〔数式2〕により算出された補正演算処理値を次
の〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サイクル
における各サンプル間の蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率を算出し、それらを比較することを特徴とするリアル
タイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、ま
た、 Fn=fn/fa 〔数式3〕 Fn=fa/fn 〔数式4〕 〔式中、 Fn:n次サイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数
式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値 fa:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル
数のもの〕、また、
41) Analyzing the data obtained by the real-time quantitative PCR method described in 37) above.
In the method described above, the correction calculation processing value calculated by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change between each sample in each cycle. calculating the rate or fluorescence change rate, data analysis method for real-time quantitative PCR method characterized by comparing them also,, F n = f n / f a [equation 3] F n = f a / f n [Equation 4] [where, F n : the fluorescence change rate or the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in the nth cycle, f n : [Equation 1] or [Equation 2] Correction operation processing value f a : a correction operation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2], which has an arbitrary number of cycles before a change in f n is observed],

【0032】42)前記37)に記載のリアルタイム定
量的PCR方法で得られたデータを解析する前記41)
に記載の方法において、 (a)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデータを用いて、
〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算
処理する過程、 logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕 logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕 logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕 〔式中、 A、b:任意の数値、 Fn:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
n次サイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率〕、(b)前記(a)の演算処理値が一定値に達した
サイクル数を求める演算処理過程、(c)既知濃度の核
酸試料におけるサイクル数と反応開始時の標的核酸のコ
ピー数の関係式を計算する演算処理過程、(d)未知試
料におけるPCR開始時の標的核酸のコピー数を求める
演算処理過程、を有することを特徴とするリアルタイム
定量的PCR方法のためのデータ解析方法、また、
42) Analyzing the data obtained by the real-time quantitative PCR method described in 37) above.
(A) using the fluorescence change rate or the data of the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4],
The process of performing arithmetic processing according to [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7], log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 6] log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7] [where A, b: Arbitrary numerical values, Fn : the fluorescence change rate or the fluorescence change rate in the n-th cycle calculated by [Equation 3] or [Equation 4], and (b) the processing value of (a) reaches a certain value. (C) an arithmetic process for calculating the relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample of known concentration and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction; and (d) a target at the start of PCR for an unknown sample. Real-time quantification, comprising an arithmetic processing step for determining the copy number of a nucleic acid Data Analysis Methods for PCR methods also,

【0033】43)標的核酸について前記2)〜12)
の何れか1項に記載の核酸プローブを用いてPCRを行
い、標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のT
m値を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分
析方法、また、 44)標的核酸について前記4)又は前記7)に記載の
核酸プローブをプライマーとして用いてPCRを行い、
標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のTm値
を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分析方
法、また、
43) Regarding the target nucleic acid 2) to 12)
PCR is performed using the nucleic acid probe according to any one of the above, and the melting curve of the target nucleic acid is analyzed to determine the T of each amplified nucleic acid.
a method for analyzing a melting curve of a target nucleic acid, wherein the melting point of the target nucleic acid is determined; 44) performing PCR on the target nucleic acid using the nucleic acid probe described in 4) or 7) above as a primer;
Analyzing the melting curve of the target nucleic acid to determine the Tm value of each amplified nucleic acid by analyzing the melting curve of the target nucleic acid,

【0034】45)前記39)〜42)の何れか1項に
記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解
析方法において、PCR法により増幅された核酸を、低
い温度から核酸が完全に変性するまで、温度を徐々に上
げる過程、この過程において、所定の時間間隔で蛍光強
度を測定する過程、測定結果を時間に対する関数として
デスプレー上に表示して核酸の融解曲線をデスプレー上
に描く過程、この融解曲線を微分して微分した値(−d
F/dT、F:蛍光強度、T:時間)得る過程、前記微
分した値を微分値としてデスプレー上に表示する過程、
その微分値から変曲点を求める過程、を有することを特
徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ
解析方法、また、 46)前記39)に記載のデータ解析方法によりデータ
を解析する過程、前記40)に記載のデータ解析方法に
よりデータを解析する過程、前記41)に記載のデータ
解析方法によりデータを解析する過程、前記42)に記
載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記
45)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する
過程、を実施するための手段をそれぞれ有することを特
徴とするリアルタイム定量的PCRの測定及び/又は解
析装置、また、
45) The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of the above items 39) to 42), wherein the nucleic acid amplified by the PCR method is completely denatured from a low temperature. Until then, the process of gradually increasing the temperature, the process of measuring the fluorescence intensity at predetermined time intervals in this process, the process of displaying the measurement results on the display as a function of time and drawing the melting curve of the nucleic acid on the display, Differentiated melting curve (-d
F / dT, F: fluorescence intensity, T: time) obtaining process, displaying the differentiated value as a differential value on a display,
A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, characterized by comprising a step of obtaining an inflection point from the differential value; and 46) a step of analyzing data by the data analysis method described in 39) above. A step of analyzing data by the data analysis method described in 40), a step of analyzing data by the data analysis method of 41), a step of analyzing data by the data analysis method of 42), 45 A) real-time quantitative PCR measurement and / or analysis apparatus, each having means for performing a process of analyzing data by the data analysis method described in

【0035】47)前記39)に記載のデータ解析方法
によりデータを解析する過程、前記40)に記載のデー
タ解析方法によりデータを解析する過程、前記41)に
記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前
記42)に記載のデータ解析方法によりデータを解析す
る過程、前記45)に記載のデータ解析方法によりデー
タを解析する過程を、コンピュータに実行させるための
プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒
体、また、
47) The process of analyzing data by the data analysis method described in 39), the process of analyzing data by the data analysis method described in 40), and the analysis of data by the data analysis method described in 41). Computer-readable program storing a program for causing a computer to execute the step of performing data, the step of analyzing data by the data analysis method described in 42), and the step of analyzing data by the data analysis method described in 45). Recording media,

【0036】48)核酸定量方法において、前記39)
〜42)何れか1項、又は前記45)に記載のリアルタ
イム定量的PCR方法のためのデータ解析方法を利用す
ることを特徴とする核酸の定量方法、また、 49)核酸定量方法において、前記46)に記載の装置
を利用することを特徴とする核酸の定量方法、また、 50)核酸定量方法において、前記47)に記載のコン
ピュータ読取可能な記録媒体を用いることを特徴とする
核酸の定量方法、を提供する。
48) In the nucleic acid determination method, the above 39)
42) any one of the above, or the method for quantifying a nucleic acid, which comprises using the data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to the above 45); ), A method for quantifying nucleic acid, characterized by using the apparatus described in 47), wherein the method for quantifying nucleic acid comprises using the computer-readable recording medium according to 47). ,I will provide a.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明の第一の特徴は、
蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる標的核酸の
濃度を測定する方法において、当該核酸プローブが標的
核酸にハイブリダイズしたときに生ずる、ハイブリダイ
ゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定
することにある。本発明において、プローブ−核酸ハイ
ブリッド複合体とは、本発明の蛍光色素で標識された核
酸プローブが標的核酸とハイブリダイズした状態のもの
(複合体)のことを云う。そして簡便化のために、以
下、核酸ハイブリッド複合体と略称する。蛍光色素−核
酸複合体とは、蛍光色素が標的核酸と結合した複合体の
ことを云う。例えば、2重鎖核酸内にインターカレター
が結合した状態ものを挙げることができる。また、本発
明において、DNA、RNA、cDNA、mRNA、r
RNA、XTPs、dXTPs、NTPs、dNTP
s、核酸プローブ、ヘルパー核酸プローブ(又は核酸ヘ
ルパープローブ、又は単にヘルパープローブ)、ハイブ
リダイズ、ハイブリダイゼーション、インターカレータ
ー、プライマー、アニーリング、伸長反応、熱変性反
応、核酸融解曲線、PCR、RT−PCR、RNA−pr
imed PCR、Stretch PCR、逆PCR、Alu配列
を利用したPCR、多重PCR、混合プライマーを用い
たPCR、PNAを用いたPCR法、ハイブリダイゼー
ションアッセイ方法(hybridization assays)、FIS
H(fluorescent in situ hybridization assays)方法、
PCR方法(polymerase chain assays )、LCR方法
(ligase chain reaction)、 SD方法(strand displac
ement assays)、競合的ハイブリダイゼーション方法( c
ompetitive hybridization)、DNAチップ、核酸検出
用(遺伝子検出用)デバイス,SNP(スニップ:一塩
基置換多型)、複合微生物系等の用語は、現在、分子生
物学、遺伝子工学、微生物工学等で一般的に使用されて
いる用語と同じ意味である。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The first feature of the present invention is that
In a method for measuring the concentration of a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the method comprises measuring the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye before and after hybridization that occurs when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid. is there. In the present invention, a probe-nucleic acid hybrid complex refers to a complex (complex) in which a nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye of the present invention is hybridized with a target nucleic acid. For the sake of simplicity, hereinafter, it is abbreviated as a nucleic acid hybrid complex. The fluorescent dye-nucleic acid complex refers to a complex in which a fluorescent dye is bound to a target nucleic acid. For example, a double-stranded nucleic acid with an intercalator bound thereto can be mentioned. In the present invention, DNA, RNA, cDNA, mRNA, r
RNA, XTPs, dXTPs, NTPs, dNTP
s, nucleic acid probe, helper nucleic acid probe (or nucleic acid helper probe, or simply helper probe), hybridization, hybridization, intercalator, primer, annealing, extension reaction, heat denaturation reaction, nucleic acid melting curve, PCR, RT-PCR, RNA-pr
imed PCR, Stretch PCR, inverse PCR, PCR using Alu sequence, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR method using PNA, hybridization assay method, FIS
H (fluorescent in situ hybridization assays) method,
PCR method (polymerase chain assays), LCR method (ligase chain reaction), SD method (strand displac
ement assays), competitive hybridization methods (c
ompetitive hybridization), DNA chips, nucleic acid detection (gene detection) devices, SNPs (snips: single nucleotide substitution polymorphisms), complex microbial systems, etc. are now commonly used in molecular biology, genetic engineering, microbial engineering, etc. It has the same meaning as the term commonly used.

【0038】本発明において標的核酸の濃度を測定する
とは、測定系の単数種若しくは複数種の核酸について、
濃度を定量をすること、定量的検出をすること、単なる
検出をすること、または、多型・変異などの解析をする
ことなどを云う。なお、複数種の核酸の場合は、同時に
複数種の核酸の定量的検出、同時に複数種の核酸の単な
る検出、または、同時に複数種の核酸の多型・変異など
の解析をすることなどは、当然本発明の技術的範囲内の
ものである。標的核酸濃度測定用デバイスとは各種のD
NAチップなどのことをいう。その具体例としては、と
りもなおさず各種のDNAチップを挙げることができ
る。本発明においては本発明の核酸プローブが適用でき
るならば、どのような形式のDNAチップでもよい。蛍
光色素で標識された核酸プローブ(以下、単に本発明の
核酸プローブ又は本発明のプローブという。)を用い
て、標的核酸の濃度を測定する方法(以下、簡便化のた
めに、単に核酸測定方法という。)とは、ハイブリダイ
ゼーション方法(hybridization assays)、FISH方法
(fluorescent in situ hybridizationassays)、PCR
方法(polymerase chain assays)、LCR方法(ligase
chain reaction)、SD方法(strand displacement ass
ays)、 競合的ハイブリダイゼーション方法(competitiv
e hybridization)などの方法により標的核酸の濃度を測
定することをいう。
In the present invention, measuring the concentration of a target nucleic acid means that one or more nucleic acids in a measuring system are used.
It refers to quantifying the concentration, quantitatively detecting, simply detecting, or analyzing polymorphisms / mutations. In the case of multiple types of nucleic acids, quantitative detection of multiple types of nucleic acids at the same time, simple detection of multiple types of nucleic acids at the same time, or simultaneous analysis of polymorphisms / mutations of multiple types of nucleic acids, etc. Naturally, it is within the technical scope of the present invention. What are various D devices for measuring target nucleic acid concentration?
Refers to an NA chip. Specific examples include various DNA chips. In the present invention, any type of DNA chip may be used as long as the nucleic acid probe of the present invention can be applied. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye (hereinafter simply referred to as the nucleic acid probe of the present invention or the probe of the present invention) (hereinafter simply referred to as a nucleic acid measuring method for simplicity) ) Means hybridization method, FISH method
(fluorescent in situ hybridizationassays), PCR
Method (polymerase chain assays), LCR method (ligase
chain reaction), SD method (strand displacement ass)
ays), competitive hybridization method (competitiv
This refers to measuring the concentration of a target nucleic acid by a method such as e hybridization.

【0039】従来、これらの方法では、蛍光色素で標識
された核酸プローブを加えた後、標的核酸にハイブリダ
イズしなかった未反応の当該核酸プローブの蛍光色素を
測定系から洗浄等の方法で除去し、標的核酸にハイブリ
ダイズした当該核酸プローブに標識された蛍光色素を当
該プローブから直接的に、又は当該プローブに間接的な
手段を施して(例えば、酵素を作用させたりして)、発
光させて、その発光量を測定する方法である。本発明
は、これらの方法においてこのような複雑な操作をしな
いで目的核酸を測定することに特徴がある。
Conventionally, in these methods, after a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is added, the unreacted fluorescent dye of the nucleic acid probe which has not hybridized to the target nucleic acid is removed from the measurement system by washing or the like. Then, a fluorescent dye labeled on the nucleic acid probe hybridized to the target nucleic acid is emitted directly from the probe or by applying an indirect means to the probe (for example, by acting an enzyme) to emit light. Then, the light emission amount is measured. The present invention is characterized in that a target nucleic acid is measured without performing such a complicated operation in these methods.

【0040】本発明において標的核酸とは、濃度の測定
を目的とする核酸若しくは遺伝子のことを云う。精製の
有無を問わない。また、濃度の大小も問わない。各種の
核酸が混在していてもよい。例えば、複合微生物系(複
数微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)又は
共生微生物系(複数の動植物及び/又は複数の微生物の
RNA若しくは遺伝子DNAの混在系)における濃度の
測定を目的とする特定核酸である。尚、標的核酸の精製
が必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。例
えば、市販されている精製キット等を使用して行うこと
ができる。上記の核酸の具体例として、DNA、RN
A、PNA、オリゴデオキシリボヌクレオチド(oligod
eoxyribonucleotides)、オリゴリボヌクレオチド(oligo
ribonucleotides)等、また、前記核酸の化学的修飾核
酸を挙げることができる。化学的修飾核酸として2'-O-
メチル(Me)RNA等を例示することができる。
In the present invention, the target nucleic acid means a nucleic acid or a gene whose concentration is to be measured. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example, a specific nucleic acid for measuring the concentration in a complex microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple microorganisms) or a symbiotic microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple animals and plants and / or multiple microorganisms) It is. If the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example, the purification can be performed using a commercially available purification kit or the like. Specific examples of the above nucleic acids include DNA, RN
A, PNA, oligodeoxyribonucleotide (oligod
eoxyribonucleotides), oligoribonucleotides (oligo
ribonucleotides) and the like, and chemically modified nucleic acids of the aforementioned nucleic acids. 2'- O- as chemically modified nucleic acid
Methyl (Me) RNA and the like can be exemplified.

【0041】本発明において蛍光色素は、一般に核酸プ
ローブに標識して、核酸の測定・検出に用いられるもの
が便利に使用できるが、蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブが標的核酸にハイブリダイズしたときに、プローブ
に標識した当該蛍光色素が、その発光を減少させるもの
が好適に用いられる。例えば、フルオレセイン(fluore
scein)又はその誘導体類{例えば、フルオレセインイ
ソチオシアネート(fluorescein isothiocyanate)(FI
TC)若しくはその誘導体等、Alexa 488、Alexa532、 cy
3、 cy5、 EDANS(5-(2'-aminoethyl)amino-1-naphthal
ene sulfonic acid)}、ローダミン(rhodamine)6G
(R6G)又はその誘導体(例えば、テトラメチルローダ
ミン(teramethylrhodamine)(TMR)、テトラメチルロ
ーダミンイソチオシアネート(tetramethylrhodamine i
sothiocyanate)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhodamin
e)、テキサスレッド(Texas red)、ボデピー(BODIPY)FL
(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社
製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C3(商標名;モレキ
ュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、
ボデピー(BODIPY)FL/C6(商標名;モレキュラー・プロ
ーブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BOD
IPY)5-FAM(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecul
ar Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)TMR(商
標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社
製、米国)、又はその誘導体(例えば、ボデピー(BODI
PY)TR(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular
Probes)社製、米国)、デピー(BODIPY)R6G(商標
名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社
製、米国)、ボデピー(BODIPY)564(商標名;モレキ
ュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、
ボデピー(BODIPY)581(商標名;モレキュラー・プロ
ーブ(Molecular Probes)社製、米国)等を挙げること
ができる。これらの中でも、FITC、EDANS、6-joe、TM
R、Alexa 488、Alexa 532、ボデピー(BODIPY) FL/C3
(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY) FL/C6(商標
名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社
製、米国)等を好適なものとして、また、FITC、TMR、6
-jeo、ボデピー(BODIPY) FL/C3(商標名;モレキュラ
ー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデ
ピー(BODIPY) FL/C6(商標名;モレキュラー・プロー
ブ(Molecular Probes)社製、米国)をより好適なもの
として挙げることができる。
In the present invention, a fluorescent dye generally used for labeling a nucleic acid probe and used for measurement and detection of a nucleic acid can be conveniently used. Preferably, the fluorescent dye labeled on the probe reduces its emission. For example, fluorescein (fluore
scein) or derivatives thereof {for example, fluorescein isothiocyanate (FI)
TC) or its derivatives, such as Alexa 488, Alexa532, cy
3, cy5, EDANS (5- (2'-aminoethyl) amino-1-naphthal
ene sulfonic acid)}, rhodamine (rhodamine) 6G
(R6G) or a derivative thereof (eg, tetramethylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate (tetramethylrhodamine i)
sothiocyanate) (TMRITC), x-rhodamin
e), Texas red, BODIPY FL
(Trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes, USA),
BODIPY FL / C6 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY (BOD)
IPY) 5-FAM (trade name; Molecular Probe (Molecul)
ar Probes, USA), BODIPY TMR (trade name; Molecular Probes, USA), or a derivative thereof (eg, BODIY)
PY) TR (trade name; Molecular Probe)
Probes, Inc., USA), BODIPY R6G (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY 564 (trade name, Molecular Probes, USA) ),
BODIPY 581 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA). Among them, FITC, EDANS, 6-joe, TM
R, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C3
(Trade name: Molecular Probe
s), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA) and the like, and FITC, TMR, 6
-jeo, BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA) Can be mentioned as more preferable.

【0042】標的核酸にハイブリダイズさせる本発明の
核酸プローブは、オリゴデオキシリボヌクレオチドで構
成されていてもよいし、オリゴリボヌクレオチドで構成
されていてもよい。また、それらの両方を含むキメリッ
クオリゴヌクレオチド(chimeric oligonucleodite)で
もよい。それらのオリゴヌクレオチドは化学的修飾を受
けたものでもよい。化学的修飾を受けたオリゴヌクレオ
チドをキメリックオリゴヌクレオチドの鎖中に介在させ
てもよい。
The nucleic acid probe of the present invention to be hybridized to a target nucleic acid may be composed of oligodeoxyribonucleotides or oligoribonucleotides. Alternatively, a chimeric oligonucleodite containing both of them may be used. These oligonucleotides may be chemically modified. The chemically modified oligonucleotide may be interposed in the chimeric oligonucleotide chain.

【0043】前記の化学的修飾を受けたオリゴヌクレオ
チドの修飾部位として、オリゴヌクレオチド末端部の末
端水酸基若しくは末端リン酸基、インターヌクレオシド
リン酸部位、ピリミジン環の5位の炭素、ヌクレオシド
の糖(リボース若しくはデオキシリボース)部位を挙げ
ることができる。好適にはリボース若しくはデオキシリ
ボース部位を挙げることができる。具体的には、2'-O-
アルキルオリゴリボヌクレオチド(2'-O-alkyloligoribo
nucleotides)(以下、2'-O-を2-O-に略記する。)、2
-O-アルキレンオリゴリボヌクレオチド(2-o-alkyleneo
ligoribonucleotides)、 2-O-ベンジルオリゴリボヌク
レオチド(2-o-benzyloligoribonucleotides)を例示する
ことができる。当該オリゴヌクレオチドは、オリゴリボ
ヌクレオチドの任意の位置の単数若しくは複数のリボー
スの2’位炭素のOH基がアルキル基、アルキレン基若
しくはベンジル基で修飾(エーテル結合で)されている
ものである。本発明においては、好適には、2-O-アルキ
ルオリゴリボヌクレオチドのなかでも、2-O-メチルオリ
ゴリボヌクレオチド、2-O-エチルオリゴリボヌクレオチ
ド、2-O-ブチルオリゴリボヌクレオチド、2-O-ベンジル
オリゴリボヌクレオチドが、2-O-アルキレンオリゴリボ
ヌクレオチドの中では、2-O-エチレンオリゴリボクレオ
チドが、及び2-O-ベンジルオリゴリボヌクレオチドが、
特に好適には、2-O-メチルオリゴリボヌクレオチド(以
下、単に2-O-Meオリゴリボヌクレオチドと略記する。)
が用いられる。このような化学的修飾を、オリゴヌクレ
オチドに施すことにより、標的核酸との親和性が高ま
り、本発明の核酸プローブのハイブリダイゼーション効
率が向上する。ハイブリダイゼーション効率が高まる
と、本発明の核酸プローブの蛍光色素の蛍光強度の減少
率が更に向上するので、標的核酸の濃度の測定が精度が
更に向上する。なお、本発明において、オリゴヌクレオ
チドなる用語は、オリゴデオキシリボヌクレオチド又は
オリゴリボヌクレオチド若しくはその双方を意味するも
ので、それらを総称するものとする。2-O-アルキルオリ
ゴリボヌクレオチド、2-O-アルキレンオリゴリボヌクレ
オチド、2-O-ベンジルオリゴリボヌクレオチドは、公知
の方法(Nucleic Acids Research、 26巻、2224
〜2229ページ、1998年)で合成できる。また、
GENSET(株式会社)(フランス)が委託合成を行ってい
るので、容易に入手できる。本発明者らは当該会社に当
該化合物の合成を委託して実験を行って、本発明を完成
した。
The modified sites of the chemically modified oligonucleotide include a terminal hydroxyl group or a terminal phosphate group at the terminal of the oligonucleotide, an internucleoside phosphate site, a carbon at the 5-position of the pyrimidine ring, and a nucleoside sugar (ribose). Or deoxyribose) site. Preferably, a ribose or deoxyribose site can be mentioned. Specifically, 2'- O-
Alkyl oligoribonucleotide (2'- O- alkyloligoribo
Nucleotides) (hereinafter, 2'- O -. the abbreviated to 2-O-), 2
-O-alkylene oligoribonucleotide (2-o-alkyleneo
ligoribonucleotides) and 2-O-benzyloligoribonucleotides. In the oligonucleotide, the OH group at the 2′-position carbon of one or more riboses at any position of the oligoribonucleotide is modified (by an ether bond) with an alkyl group, an alkylene group, or a benzyl group. In the present invention, preferably, among the 2-O-alkyl oligoribonucleotides, 2-O-methyl oligoribonucleotide, 2-O-ethyl oligoribonucleotide, 2-O-butyl oligoribonucleotide, O-benzyl oligoribonucleotide, among the 2-O-alkylene oligoribonucleotides, 2-O-ethylene oligoribonucleotide, and 2-O-benzyl oligoribonucleotide,
Particularly preferably, 2-O-methyl oligoribonucleotide (hereinafter simply referred to as 2-O-Me oligoribonucleotide).
Is used. By applying such a chemical modification to the oligonucleotide, the affinity for the target nucleic acid is increased, and the hybridization efficiency of the nucleic acid probe of the present invention is improved. When the hybridization efficiency increases, the rate of decrease in the fluorescence intensity of the fluorescent dye of the nucleic acid probe of the present invention further increases, so that the measurement of the concentration of the target nucleic acid further improves. In the present invention, the term “oligonucleotide” means oligodeoxyribonucleotide or oligoribonucleotide or both, and is generically referred to. 2-O-alkyl oligoribonucleotides, 2-O-alkylene oligoribonucleotides and 2-O-benzyl oligoribonucleotides can be prepared by known methods (Nucleic Acids Research, Vol. 26, 2224).
~ 2229, 1998). Also,
GENSET (Ltd.) (France) has commissioned synthesis, so it can be easily obtained. The present inventors commissioned the company to synthesize the compound and conducted experiments to complete the present invention.

【0044】尚、2-O-メチルオリゴリボヌクレオチド
(以下、単に2-O-Meオリゴリボヌクレオチドという。)
のような修飾されたRNAをオリゴデオキシリボヌクレ
オチドの中に介在させた本発明の核酸プローブは主にR
NA特にrRNAの測定に用いると好ましい結果が得ら
れる。本発明の核酸プローブを使用してRNAを測定す
る場合、当該プローブとハイブリダイズさせる前に、試
料であるRNA溶液を、80〜100℃、好ましくは9
0〜100℃、最適には93〜97℃で、1〜15分
間、好ましくは2〜10分間、最適には3〜7分間、加
熱処理してRNAの高次構造を破壊することがハイブリ
ダイゼーション効率を向上させるのに好適である。
Incidentally, 2-O-methyl oligoribonucleotide (hereinafter simply referred to as 2-O-Me oligoribonucleotide)
The nucleic acid probe of the present invention in which a modified RNA such as
When used for measurement of NA, particularly rRNA, preferable results can be obtained. When measuring RNA using the nucleic acid probe of the present invention, an RNA solution as a sample is subjected to 80 to 100 ° C., preferably 9 ° C. before hybridization with the probe.
Heat treatment at 0 to 100 ° C., optimally 93 to 97 ° C. for 1 to 15 minutes, preferably 2 to 10 minutes, optimally 3 to 7 minutes, disrupts the higher order structure of RNA by hybridization. It is suitable for improving efficiency.

【0045】更に、本発明の核酸プローブの、ハイブリ
ダイゼーション配列領域へのハイブリダイゼーション効
率を更に上げるためにヘルパープローブ(helper prob
e)をハイブリダイゼーション反応溶液に添加すること
が好適である。この場合、ヘルパープローブのオリゴヌ
クレオチドはオリゴデオキシリボヌクレオチド、オリゴ
リボヌクレオチドでも、また、前記と同様な化学的修飾
を受けたオリゴヌクレオチドでもよい。前記のオリゴヌ
クレオチドの一例として、フォワード(forward)型と
して(5')TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3')、バックワー
ド(back ward)型若しくはリバース(reverse ward)型
として(5')CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')
なる塩基配列のものを挙げることができる。化学的修飾
を受けたオリゴヌクレオチドの好適な例として、2-O-ア
ルキルオリゴリボヌクレオチド、特に2-O-Meオリゴリボ
ヌクレオチドを例示できる。本発明の核酸プローブの塩
基鎖が35塩基以下の場合、ヘルパープローブの利用
は、特に効果的である。35塩基鎖を超える本発明の核
酸プローブを使用する場合は、標的のRNAを熱変性す
るだけでよい場合もある。前記のようにして、本発明の
核酸プローブをRNAにハイブリダイズさせると、ハイ
ブリダイゼーション効率が高まるので反応液中のRNA
の量に応じて蛍光強度が減少し、最終RNA濃度が約1
50pMまでRNAを測定できるようになる。かくし
て、本発明は、本発明の核酸プローブを含有若しくは付
帯する、標的核酸の濃度を測定する測定キットに前記の
ヘルパープローブを含有、付帯させるなる、標的核酸の
濃度を測定する測定キットでもある。
Further, in order to further increase the efficiency of hybridization of the nucleic acid probe of the present invention to a hybridization sequence region, a helper probe is used.
It is preferred to add e) to the hybridization reaction solution. In this case, the oligonucleotide of the helper probe may be an oligodeoxyribonucleotide or an oligoribonucleotide, or may be an oligonucleotide subjected to the same chemical modification as described above. Examples of the oligonucleotides include (5 ′) TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) as a forward type, and (5 ′) CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (5 ′) as a backward type or a reverse ward type. 3 ')
Having a base sequence of Preferred examples of oligonucleotides that have been chemically modified include 2-O-alkyl oligoribonucleotides, particularly 2-O-Me oligoribonucleotides. When the nucleic acid probe of the present invention has a base chain of 35 bases or less, the use of a helper probe is particularly effective. When using the nucleic acid probe of the present invention having a length of more than 35 base chains, it may be sufficient to simply heat denature the target RNA. As described above, when the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to RNA, the hybridization efficiency is increased.
The fluorescence intensity decreases in accordance with the amount of
RNA can be measured up to 50 pM. Thus, the present invention is also a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the helper probe in a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the nucleic acid probe of the present invention.

【0046】核酸プローブを用いる従来のハイブリダイ
ゼーション方法によるRNAの測定において、核酸プロ
ーブとしてオリゴデオキシリボヌクレオチド体又はオリ
ゴリボヌクレオチド体が用いられてきた。RNAはそれ
自体が強固な高次構造をとるため、プローブと標的RN
Aとのハイブリダイゼーション効率が悪く、定量性に乏
しかった。そのために、RNAを変性させた後、メンブ
ランに固定してからハイブリダイゼーション反応を行う
という繁雑性を従来方法は有していた。これに対して、
前記の本発明方法は、RNAの特定構造部と高い親和性
を有するリボース部修飾核酸プローブを用いているの
で、従来方法に較べて高い温度でハイブリダイゼーショ
ン反応を行うことができる。それで、RNAの高次構造
の前記悪影響は、前処理としての加熱変性処理、ヘルパ
ープローブの併用だけで克服可能である。これにより本
発明方法においてハイブリダイゼーション効率は実質的
に100%になり、定量性が向上する。また、従来方法
に較べて格段に簡便になる。
In the measurement of RNA by a conventional hybridization method using a nucleic acid probe, an oligodeoxyribonucleotide or oligoribonucleotide has been used as a nucleic acid probe. RNA itself has a strong conformation, so the probe and target RN
The efficiency of hybridization with A was poor, and the quantitativeness was poor. For this reason, the conventional method has the complexity of denaturing the RNA, fixing it to a membrane, and then performing a hybridization reaction. On the contrary,
Since the method of the present invention uses a ribose moiety-modified nucleic acid probe having a high affinity for a specific structural part of RNA, the hybridization reaction can be performed at a higher temperature than the conventional method. Therefore, the above-mentioned adverse effects of the higher-order structure of RNA can be overcome only by using a heat denaturation treatment and a helper probe as a pretreatment. Thereby, in the method of the present invention, the hybridization efficiency becomes substantially 100%, and the quantification is improved. In addition, it becomes much simpler than the conventional method.

【0047】本発明のプローブの塩基数は5〜50であ
り、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜20
である。50を超える場合は、FISH方法に用いたと
き細胞膜の透過性が悪くなり、本発明の適用範囲を狭め
ることになる。5未満の場合は、非特異的ハイブリダイ
ゼーションが惹起し易くなり、測定誤差が大きくなる。
The number of bases of the probe of the present invention is 5 to 50, preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to 20.
It is. If it exceeds 50, the permeability of the cell membrane becomes poor when used in the FISH method, which narrows the applicable range of the present invention. If it is less than 5, non-specific hybridization is likely to occur, resulting in a large measurement error.

【0048】そのプローブの塩基配列は、標的核酸に特
異的にハイブリダイズするものであればよく、特に限定
されない。好ましくは、蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブが標的核酸にハイブリダイズしたとき、(1)当該
プローブにハイブリダイズした標的核酸の末端塩基部か
ら1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グ
アニン)がすくなとも1塩基以上存在するように、当該
プローブの塩基配列が設計されいる塩基配列、(2)当
該プローブの末端部分において核酸ハイブリッド複合体
の複数の塩基対が少なくとも1対のG(グアニン)とC
(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブ
の塩基配列が設計されている塩基配列、が好ましい。
The nucleotide sequence of the probe is not particularly limited as long as it specifically hybridizes to the target nucleic acid. Preferably, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, (1) the base sequence of the target nucleic acid is separated by 1 to 3 bases from the terminal base of the target nucleic acid hybridized to the probe, and (2) a base sequence for which the base sequence of the probe is designed so that (guanine) is present in at least one base; (Guanine) and C
It is preferable that the base sequence of the probe be designed so as to form a (cytosine) pair.

【0049】本発明の核酸プローブのオリゴヌクレオチ
ドは、通常の一般的オリゴヌクレオチドの製造方法で製
造できる。例えば、化学合成法、プラスミドベクター、
ファージベクター等を使用する微生物法等で製造できる
(Tetrahedron letters、 22巻、 1859〜1862頁、 1981
年; Nucleic acids Research、 14巻、6227〜6245頁、1
986年)。尚、現在、市販されている核酸合成機を使用
するのが好適である(例えば、ABI394(Perkin Elmer社
製、USA))。
The oligonucleotide of the nucleic acid probe of the present invention can be produced by a general method for producing an oligonucleotide. For example, chemical synthesis methods, plasmid vectors,
It can be produced by a microbial method using a phage vector or the like (Tetrahedron letters, 22, 1859-1862, 1981).
Year; Nucleic acids Research, Vol. 14, pp. 6227-6245, 1
986). It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer (for example, ABI394 (manufactured by Perkin Elmer, USA)).

【0050】オリゴヌクレオチドに蛍光色素を標識する
には、従来公知の標識法のうちの所望のものを利用する
ことができる(Nature Biotechnology、 14巻、 303〜3
08頁、 1996年; Applied and Environmental Microbiol
ogy、 63巻、 1143〜 1147頁、 1997年; Nucleic acids
Research、 24巻、 4532〜4535頁、 1996年)。例え
ば、5´末端に蛍光色素分子を結合させる場合は、先
ず、常法に従って5´末端のリン酸基にスペーサーとし
て、例えば、-(CH2)n-SHを導入する。これらの導入体は
市販されているので市販品を購入してもよい(メドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー(Midl
and Certified Reagent Company))。この場合、nは
3〜8、好ましくは6である。このスペーサーにSH基
反応性を有する蛍光色素又はその誘導体を結合させるこ
とにより標識したオリゴヌクレオチドを合成できる。こ
のようにして合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌ
クレオチドは、逆相等のクロマトグラフィー等で精製し
て本発明の核酸プローブとすることができる。
For labeling the oligonucleotide with a fluorescent dye, a desired one of conventionally known labeling methods can be used (Nature Biotechnology, Vol. 14, 303-3).
08, 1996; Applied and Environmental Microbiol
ogy, 63, 1143-1147, 1997; Nucleic acids
Research, 24, 4532-4535, 1996). For example, when a fluorescent dye molecule is bound to the 5 'end, first, for example,-(CH 2 ) n -SH is introduced as a spacer into the phosphate group at the 5' end according to a conventional method. These inductants are commercially available and may be purchased commercially (Medland Certified Reagent Company, Inc.
and Certified Reagent Company)). In this case, n is 3 to 8, preferably 6. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye having SH group reactivity or a derivative thereof to the spacer. The thus synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by reverse phase chromatography or the like to obtain the nucleic acid probe of the present invention.

【0051】また、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍
光色素を結合させることもできる。この場合は、リボー
ス又はデオキシリボースの3’位CのOH基にスペーサ
ーとして、例えば、-(CH2)n-NH2を導入する。これらの
導入体も前記と同様にして市販されているので市販品を
購入してもよい(メドランド・サーテイファイフド・レ
ージント・カンパニー(Midland Certified Reagent Co
mpany))。また、リン酸基を導入して、リン酸基のO
H基にスペサーとして、例えば、-(CH2)n-SHを導入す
る。これらの場合、nは3〜8、好ましくは4〜7であ
る。このスペーサーにアミノ基、SH基に反応性を有す
る蛍光色素又はその誘導体を結合させることにより標識
したオリゴヌクレオチドを合成できる。このようにして
合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチド
は、逆相等のクロマトグラフィー等で精製して本発明の
核酸プローブとすることができる。このアミノ基を導入
する場合、キット試薬(例えば、Uni-link aminomodif
ier(CLONTECH社製、米国)、フルオ・リポターキット
(FluoReporter Kit) F-6082、 F-6083、 F-6084、 F-1
0220(いずれもモレクキュラー・プローベ(Molecular
Probes)社製、米国))を用いるのが便利である。そし
て、常法に従って当該オリゴリボヌクレオチドに蛍光色
素分子を結合させることができる。また、プローブ核酸
の鎖内に蛍光色素分子を導入することも可能である(AN
ALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, 32-38頁(1998年))。
Also, a fluorescent dye can be bound to the 3 'end of the oligonucleotide. In this case, for example,-(CH 2 ) n -NH 2 is introduced as a spacer into the OH group at the 3′-position C of ribose or deoxyribose. Since these transfectants are also commercially available in the same manner as described above, commercial products may be purchased (Midland Certified Reagent Co., Ltd.).
mpany)). Further, by introducing a phosphate group, the phosphate group O
For example,-(CH 2 ) n -SH is introduced into the H group as a specifier. In these cases, n is 3-8, preferably 4-7. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye or a derivative thereof reactive with an amino group or SH group to this spacer. The thus synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by reverse phase chromatography or the like to obtain the nucleic acid probe of the present invention. When introducing this amino group, kit reagents (for example, Uni-link aminomodif
ier (CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kit F-6082, F-6083, F-6084, F-1
0220 (Molecular probe (Molecular probe)
Probes), USA)). Then, a fluorescent dye molecule can be bound to the oligoribonucleotide according to a conventional method. It is also possible to introduce a fluorescent dye molecule into the probe nucleic acid chain (AN
ALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, pp. 32-38 (1998)).

【0052】以上のようにして本発明の核酸プローブが
調製できるが、好ましいプローブの形態は、3’又は
5’末端が蛍光色素が標識されたものであり、その標識
されている末端の塩基がG又はCであるものである。
5’末端が標識され、3’末端が標識されていない場
合、3’末端のリボース又はデオキシリボースの3’位
炭素のOH基をリン酸基等、また3’末端のリボースの
2’位炭素のOH基をリン酸基等で修飾してもよく何ら
制限されない。
Although the nucleic acid probe of the present invention can be prepared as described above, a preferred form of the probe is one in which a fluorescent dye is labeled at the 3 ′ or 5 ′ end, and the base at the labeled end is a base. G or C.
When the 5 'end is labeled and the 3' end is unlabeled, the 3 'terminal ribose or deoxyribose at the 3' position carbon OH group is a phosphate group or the like, and the 3 'terminal ribose 2' position carbon is May be modified with a phosphate group or the like without any limitation.

【0053】本発明の核酸プローブは、単に核酸測定だ
けでなく、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び
変異(mutation)を解析若しくは測定する方法に好適に
利用できる。特に標的核酸濃度測定用デバイス{DNA
チップ(蛋白質 核酸 酵素、43巻、2004〜2011ペー
ジ、1998年)}に応用することによりより便利な標的核
酸濃度測定用デバイスを提供する。また、当該デバイス
を用いて標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変
異(mutation)を解析若しくは測定する方法は極めて便
利な方法である。すなわち、本発明の核酸プローブとの
ハイブリダイゼーションにおいて、GCペアーを形成す
るかどうかにより、蛍光強度が変化する。それで、本発
明の核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせ、発
光強度を測定することにより、標的核酸の多型(polymo
rphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測
定することができる。具体的方法は、実施例14、15
に記した。この場合、標的核酸は各種の核酸増幅方法の
うちの一つの方法により増幅された増幅物でもよいし、
抽出されたものでもよい。また標的核酸はその種類を問
わない。ただ、鎖中又は末端にグアニン塩基又はシトシ
ン塩基が存在しておればよい。鎖中又は末端にグアニン
塩基又はシトシン塩基が存在しないと蛍光強度が減少し
ない。よって、本発明方法により、G→A、G←A、
C→T、C←T、G→C、G←Cの変異、又は置換、す
なわち、1塩基多型(single nucleotide polymorphism
(SNP))などの多型(polymorphism )等を解析若しく
は測定することができる。なお、現在、多型分析は、マ
キサム・ギルバート(Maxam-Gilbert)法、ジデオキシ
(dideoxy)法を用いて標的核酸の塩基配列を決定する
ことにより行われているのが現状である。
The nucleic acid probe of the present invention can be suitably used not only for nucleic acid measurement but also for a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid. In particular, target nucleic acid concentration measurement device DNA
A more convenient device for measuring the concentration of a target nucleic acid is provided by applying it to a chip (protein nucleic acid enzyme, 43, 2004-2011, 1998). Also, a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid using the device is an extremely convenient method. That is, in the hybridization with the nucleic acid probe of the present invention, the fluorescence intensity changes depending on whether or not a GC pair is formed. Then, the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to the target nucleic acid, and the luminescence intensity is measured.
rphism) and / or mutation can be analyzed or measured. Specific methods are described in Examples 14 and 15.
It was noted in. In this case, the target nucleic acid may be an amplified product amplified by one of various nucleic acid amplification methods,
It may be an extracted one. The target nucleic acid may be of any type. However, a guanine base or cytosine base may be present in the chain or at the terminal. If no guanine base or cytosine base is present in the chain or at the end, the fluorescence intensity does not decrease. Therefore, according to the method of the present invention, G → A, G ← A,
Mutation or substitution of C → T, C ← T, G → C, G ← C, that is, single nucleotide polymorphism (single nucleotide polymorphism)
(SNP)) and other polymorphisms can be analyzed or measured. At present, polymorphism analysis is currently performed by determining the base sequence of a target nucleic acid using the Maxam-Gilbert method and the dideoxy method.

【0054】それで、本発明の核酸プローブを標的核酸
の多型(polymorphism)及び変異(mutation)を解析若
しくは測定する測定キットに含有させることにより、標
的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutati
on)を解析若しくは測定する測定キットとして好適に使
用することができる。
The nucleic acid probe of the present invention is contained in a measurement kit for analyzing or measuring the polymorphism and mutation of the target nucleic acid, whereby the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid is obtained. mutati
on) can be suitably used as a measurement kit for analyzing or measuring on).

【0055】本発明の標的核酸の多型(polymorphism)
又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方
法により得られるデータを解析する場合に、標的核酸が
本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応
系の蛍光強度値を、前記のものがハイブリダイズしてい
ないときの反応系の蛍光強度値により補正する処理過程
を設けると、処理されたデータは信頼性の高いものにな
る。それで本発明は、標的核酸の多型(polymorphism)
又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方
法のためのデータ解析方法を提供する。
Polymorphism of the target nucleic acid of the present invention
And / or when analyzing data obtained by a method for analyzing or measuring mutation, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention, By providing a process for correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when the soybean is not soyed, the processed data becomes highly reliable. Therefore, the present invention relates to polymorphism of a target nucleic acid.
And / or provide a data analysis method for a method of analyzing or measuring mutation.

【0056】また、本発明の特徴は、標的核酸の多型
(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若
しくは測定する測定装置において、標的核酸が本発明の
核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光
強度値を、前記のものがハイブリダイズしていないとき
の反応系の蛍光強度値により補正処理する手段を有する
ことを特徴とする標的核酸の多型(polymorphism)又は
/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する測定装
置である。
A feature of the present invention is that a reaction when a target nucleic acid hybridizes with a nucleic acid probe of the present invention in a measuring device for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid. Means for correcting the fluorescence intensity value of the system based on the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned one is not hybridized, wherein polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid is provided. ) Is a measuring device for analyzing or measuring the above.

【0057】また、本発明の特徴は、標的核酸の多型
(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若
しくは測定する方法により得られるデータを解析する場
合に、標的核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイ
ズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のものがハイ
ブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により
補正する処理過程をコンピュータに実行させるための手
順をプログラムとして記録したコンピュータ読取可能な
記録媒体である。
A feature of the present invention is that when analyzing data obtained by a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the target nucleic acid is a nucleic acid probe of the present invention. A computer that records, as a program, a procedure for causing a computer to execute a process of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when hybridized with the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned one is not hybridized. It is a readable recording medium.

【0058】本発明の核酸プローブは固体(支持層)表
面、例えばスライドガラスの表面に固定されていてもよ
い。この場合、蛍光色素で標識されていない端が固定さ
れているのが好ましい。この形式は現在DNAチップと
言われる。遺伝子発現(geneexpression)のモニタリン
グ、塩基配列(base sequence)の決定,変異解析(mu
tation analysis),1塩基多型(single nucleotide p
olymorphism (SNP))などの多型解析(polymorphism an
alysis)等に使用できる。勿論、核酸測定用デバイス
(チップ)として使用することもできる。
The nucleic acid probe of the present invention may be fixed on the surface of a solid (support layer), for example, on the surface of a glass slide. In this case, it is preferable that the end not labeled with the fluorescent dye is fixed. This format is now called a DNA chip. Monitoring of gene expression, determination of base sequence, mutation analysis (mu
tation analysis), single nucleotide polymorphism (single nucleotide p
olymorphism (SNP))
alysis). Of course, it can also be used as a device (chip) for nucleic acid measurement.

【0059】本発明の核酸プローブを例えばスライドガ
ラスの表面に結合させるには、ポリリジン、ポリエチレ
ンイミン、ポリアルキルアミンなどのポリ陽イオンをコ
ートしたスライドガラス、アルデヒド基を導入したスラ
イドガラス、アミノ基を導入したスライドガラスを先ず
用意する。そして、i)ポリ陽イオンをコートしたスライ
ドガラスには、プローブのリン酸基を反応させる、ii)
アルデヒド基を導入したスライドガラスには、アミノ基
を導入したプローブを反応させる、iii)アミノ基を導入
したスライドガラスには、PDC(pyridinium dichrom
ate)導入、アミノ基又はアルデヒド基導入したプロー
ブを反応させる、などにより達成できる(Fodor,P.A.,et
al.,Science,251,767-773(1991); Schena,M.,et al.,P
roc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,10614-10619(1996);McG
al,G.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,13555-1
3560(1996);Blanchad,A.P.,et al.,Biosens.Bioelectro
n.,11,687-690(1996))。
For binding the nucleic acid probe of the present invention to, for example, the surface of a slide glass, a slide glass coated with a polycation such as polylysine, polyethyleneimine or polyalkylamine, a slide glass into which an aldehyde group has been introduced, or an amino group can be used. First, the introduced slide glass is prepared. Then, i) reacting a phosphate group of the probe with the slide glass coated with the polycation, ii)
An aldehyde group-introduced glass slide is reacted with an amino group-introduced probe. Iii) An amino group-introduced glass slide is subjected to PDC (pyridinium dichroma).
ate) introduction, and reaction with a probe introduced with an amino group or an aldehyde group, etc. (Fodor, PA, et.
al., Science, 251, 767-773 (1991); Schena, M., et al., P.
roc.Natl.Acad.Sci., USA, 93,10614-10619 (1996); McG
al, G., et al., Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 93,13555-1
3560 (1996); Blanchard, AP, et al., Biosens. Bioelectro.
n., 11, 687-690 (1996)).

【0060】本発明の核酸プローブを固体表面にアレー
状に配列、結合させたデバイスは核酸測定がより便利に
なる。この場合、塩基配列の異なる多くの本発明の核酸
プローブを、個別に同一固体表面上に結合しているデバ
イスをつくることにより、同時に多種類の標的核酸を測
定できる。このデバイスにおいては、プローブ毎に、前
記固体の本発明の核酸プローブを結合した面と反対側の
面に少なくとも一つの温度センサーとヒーターが設け、
そのプローブを結合した前記固体の領域が最適温度条件
になるように温度調節され得るように設計されているの
が好適である。
A device in which the nucleic acid probes of the present invention are arrayed and bound on a solid surface in an array makes nucleic acid measurement more convenient. In this case, by making a device in which many nucleic acid probes of the present invention having different base sequences are individually bound on the same solid surface, multiple types of target nucleic acids can be measured at the same time. In this device, for each probe, at least one temperature sensor and a heater are provided on the surface opposite to the surface to which the solid nucleic acid probe of the present invention is bound,
Preferably, the solid region to which the probe is attached is designed so that the temperature can be adjusted so as to be at an optimum temperature condition.

【0061】このデバイスにおいては、本発明の核酸プ
ローブ以外のプローブ、例えば、一つの分子内に二つの
異なった蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイズし
ていないときは、二つの蛍光色素の相互作用により、消
光若しくは発光しているが、標的核酸にハイブリダイズ
すると発光若しくは消光するように設計された構造をも
つ核酸プローブ、即ち、前記の分子ビーコン(Tyagi et
al., Nature Biotech.,14:303-308,1996)等を結合した
ものも好適に使用できる。それで、このようなデバイス
も本発明の技術的範囲内に含まれる。
In this device, a probe other than the nucleic acid probe of the present invention, for example, two different fluorescent dyes in one molecule, and when not hybridized to the target nucleic acid, the two fluorescent dyes A nucleic acid probe that is quenched or emits light due to the interaction, but has a structure designed to emit or quench light when hybridized to a target nucleic acid, that is, the aforementioned molecular beacon (Tyagi et al.)
al., Nature Biotech., 14: 303-308, 1996). Therefore, such a device is also included in the technical scope of the present invention.

【0062】本発明のデバイスを用いる測定方法の基本
的操作は、核酸プローブを結合した固体表面上にmRN
A、cDNA、rRNA等の標的核酸を含む溶液をの
せ、ハイブリダイズさせるだけである。これにより、標
的核酸量に応じて蛍光量の変化がおこり、その蛍光変化
量から標的核酸の測定が可能となる。また、一つの固体
表面上に塩基配列の異なる本発明の核酸プローブを多数
種結合させることにより、一度に多くの標的核酸の濃度
を測定することができる。それで、DNAチップと全く
同じ用途で標的核酸の測定に使用できるので新規のDN
Aチップである。最適の反応条件では標的核酸以外の核
酸は蛍光の発光量を変化させないために、未反応な核酸
を洗浄する操作は必要がない。更に、微小ヒーターにて
本発明の核酸プローブ毎に温度コントロールすることに
より、当該プローブ毎に最適反応条件にコントロールで
きるために正確な濃度の測定が可能となる。また、微小
ヒーターにて温度を連続的に変化させ、その間、蛍光量
を測定することにより、本発明の核酸プローブと標的核
酸との解離曲線を解析することができる。その解離曲線
の違いからハイブリダイズした核酸の性質の判定や、S
NPの検出ができる。
The basic operation of the measuring method using the device of the present invention is as follows.
A solution containing a target nucleic acid such as A, cDNA, rRNA or the like is simply placed and hybridized. As a result, the amount of fluorescence changes in accordance with the amount of the target nucleic acid, and the target nucleic acid can be measured from the amount of change in the fluorescence. In addition, by binding a large number of nucleic acid probes of the present invention having different base sequences to one solid surface, the concentration of many target nucleic acids can be measured at once. Therefore, it can be used for the measurement of a target nucleic acid in exactly the same application as a DNA chip.
A chip. Under optimal reaction conditions, nucleic acids other than the target nucleic acid do not change the amount of fluorescence emitted, so that there is no need to wash unreacted nucleic acids. Further, by controlling the temperature of each nucleic acid probe of the present invention with a micro heater, it is possible to control the reaction conditions to the optimum for each probe, so that accurate measurement of the concentration becomes possible. In addition, the dissociation curve between the nucleic acid probe of the present invention and the target nucleic acid can be analyzed by continuously changing the temperature with a micro heater and measuring the amount of fluorescence during that time. From the difference in the dissociation curves, it is possible to determine the properties of the hybridized nucleic acid,
NP can be detected.

【0063】従来の標的核酸の濃度測定用デバイスは、
蛍光色素で修飾されていない核酸プローブを固体表面に
結合(固定:fix)し、それに蛍光色素で標識した標的
核酸をハイブリダイズさせた後、ハイブリダイズしてい
ない標的核酸を洗い流して、残存している蛍光色素の蛍
光強度を測定していた。蛍光色素で標的核酸を標識する
には、例えば、特定mRNAを標的とした場合、次のス
テップ(steps)を取る:(1)細胞から抽出されたm
RNA全部を抽出する。(2)それから、逆転写酵素
(reverse transcriptase)を用いて、蛍光色素で修飾
されヌクレオサイドをとり込ませながらcDNAを合成
する。本発明ではこのような操作は必要がない。
A conventional device for measuring the concentration of a target nucleic acid is as follows.
A nucleic acid probe not modified with a fluorescent dye is bound (fixed) to a solid surface, and a target nucleic acid labeled with a fluorescent dye is hybridized with the solid surface. The fluorescence intensity of the fluorescent dye was measured. To label a target nucleic acid with a fluorescent dye, for example, when targeting a specific mRNA, the following steps are taken: (1) m extracted from cells
Extract all RNA. (2) Then, using reverse transcriptase, cDNA is synthesized while incorporating a nucleoside modified with a fluorescent dye. Such an operation is not required in the present invention.

【0064】当該デバイスには各種のプローブが多数ス
ポットしてあるが、その各々のプローブにハイブリダイ
ズする核酸の最適ハイブリダイゼーション条件、例え
ば、温度等は各々異なる。よって本来であれば、プロー
ブ毎(スポット毎)に、ハイブリダイゼーション反応、
洗浄操作を最適な条件で行う必要がある。しかし、それ
は物理的に不可能であるので、すべてのプローブ毎に同
一の温度でハイブリダイゼーションを行い、また、洗浄
も同一温度で同一洗浄液で行われている。それで、ハイ
ブリダイゼーションが期待されている核酸がハイブリダ
イズしなかったり、ハイブリダイズしてもハイブリダイ
ゼーションが強固でないので容易に洗い流されてしまう
等の欠点を有していた。そのような原因で核酸の定量性
が低いものであった。本発明ではこの洗浄操作が必要な
いのでこのような欠点を有しない。また、スポットの底
に微小ヒータを設け、ハイブリダイゼーション温度をコ
ントロールすることで、本発明のプローブ毎に最適温度
でハイブリダイゼーション反応を行わせることができ
る。それで、本発明は定量性が格段に向上したものであ
る。
Although a large number of various probes are spotted on the device, the optimal hybridization conditions, such as temperature, for nucleic acids that hybridize to each probe are different. Therefore, the hybridization reaction, the probe,
It is necessary to perform the washing operation under optimal conditions. However, since it is physically impossible, hybridization is carried out at the same temperature for all probes, and washing is carried out at the same temperature with the same washing liquid. Therefore, the nucleic acid expected to be hybridized has a drawback that it does not hybridize, and even if it hybridizes, it is easily washed away because the hybridization is not strong. Due to such reasons, the quantification of nucleic acids was low. The present invention does not have such a disadvantage because this washing operation is not required. Further, by providing a micro heater at the bottom of the spot and controlling the hybridization temperature, a hybridization reaction can be performed at an optimum temperature for each probe of the present invention. Therefore, in the present invention, the quantitativeness is significantly improved.

【0065】本発明においては、前記した本発明の核酸
プローブ又はデバイスを使用することで、標的核酸の濃
度を短時間で、簡便かつ特異的に測定することができ
る。以下に測定法を述べる。本発明の測定方法におい
て、先ず、測定系に本発明の核酸プローブを添加し、標
的核酸にハイブリダイズさせる。その方法は、通常の既
知方法で行なうことができる(Analytical Biochemistr
y、 183巻、 231〜244頁、 1989年; Nature Biotechnol
ogy、 14巻、 303〜308頁、 1996年; Applied and Envi
ronmental Microbiology、 63巻、 1143-1147頁、 1997
年)。例えば、ハイブリダイゼーションの条件は、塩濃
度が0〜2モル濃度、好ましくは0.1〜1.0モル濃
度、pHは6〜8、好ましくは6.5〜7.5である。
In the present invention, the use of the above-described nucleic acid probe or device of the present invention makes it possible to measure the concentration of a target nucleic acid in a short time, simply and specifically. The measurement method is described below. In the measurement method of the present invention, first, the nucleic acid probe of the present invention is added to a measurement system and hybridized to a target nucleic acid. The method can be performed by a commonly known method (Analytical Biochemistr
y, 183, 231-244, 1989; Nature Biotechnol
ogy, 14, 303-308, 1996; Applied and Envi
ronmental Microbiology, 63, 1143-1147, 1997
Year). For example, the hybridization conditions are such that the salt concentration is 0 to 2 molar, preferably 0.1 to 1.0 molar, and the pH is 6 to 8, preferably 6.5 to 7.5.

【0066】反応温度は、本発明の核酸プローブが標的
核酸の特異的部位にハイブリダイズして得られる核酸ハ
イブリッド複合体のTm値±10℃の範囲内であるのが
好ましい。このようにすることにより非特異的なハイブ
リダイゼーションを防止することができる。Tm−10
℃未満のときは、非特異的ハイブリダイゼーション起こ
り、Tm+10℃を越えるときは、ハイブリダイゼーシ
ョンが起こらない。尚、Tm値は本発明の核酸プローブ
を設計するのに必要な実験と同様にして求めることがで
きる。すなわち、本発明の核酸プローブとハイブリダイ
ズする(当該核酸プローブに対して相補する塩基配列
の)オリゴヌクレオチドを前記の核酸合成機等で化学合
成し、当該核酸プローブとの核酸ハイブリッド複合体の
Tm値を通常の方法で測定する。
The reaction temperature is preferably within the range of Tm ± 10 ° C. of the nucleic acid hybrid complex obtained by hybridizing the nucleic acid probe of the present invention to a specific site of the target nucleic acid. By doing so, non-specific hybridization can be prevented. Tm-10
When the temperature is lower than 0 ° C, non-specific hybridization occurs. When the temperature exceeds Tm + 10 ° C, no hybridization occurs. The Tm value can be determined in the same manner as in the experiment necessary for designing the nucleic acid probe of the present invention. That is, an oligonucleotide (having a base sequence complementary to the nucleic acid probe) that hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention is chemically synthesized using the above-described nucleic acid synthesizer or the like, and the Tm value of the nucleic acid hybrid complex with the nucleic acid probe is obtained. Is measured in the usual way.

【0067】また、その反応時間は1秒間〜180分
間、好ましくは5秒間〜90分間である。1秒間未満の
ときは、ハイブリダイゼーションにおいて未反応の本発
明の核酸プローブが多くなる。また、反応時間を余り長
くしても特に意味がない。なお、反応時間は核酸種、す
なわち、核酸の長さ、あるいは塩基配列によって大きく
影響を受ける。前記のようにして、本発明の核酸プロー
ブを標的核酸にハイブリダイズさせる。そして、ハイブ
リダイゼーションの前後で、蛍光色素の発光量を蛍光光
度計で測定し、発光の減少量を計算する。その減少量の
大きさは標的核酸の濃度と比例するので、標的核酸の濃
度を求めることができる。
The reaction time is 1 second to 180 minutes, preferably 5 seconds to 90 minutes. When the time is shorter than 1 second, the number of unreacted nucleic acid probes of the present invention in hybridization increases. Further, it is meaningless if the reaction time is too long. The reaction time is greatly affected by the nucleic acid species, that is, the length of the nucleic acid or the base sequence. As described above, the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to the target nucleic acid. Then, before and after the hybridization, the amount of emission of the fluorescent dye is measured by a fluorometer, and the amount of decrease in emission is calculated. Since the magnitude of the decrease is proportional to the concentration of the target nucleic acid, the concentration of the target nucleic acid can be determined.

【0068】反応液中の標的核酸の濃度:0.1〜1
0.0nMであるのが好ましい。反応液中の本発明の核
酸プローブの濃度:1.0〜25.0nMであるが好ま
しい。検量線を作成する場合は、標的核酸に対して、本
発明の核酸プローブを1.0〜2.5の比率で用いるの
が望ましい。
Concentration of target nucleic acid in reaction solution: 0.1 to 1
Preferably it is 0.0 nM. The concentration of the nucleic acid probe of the present invention in the reaction solution is preferably 1.0 to 25.0 nM. When preparing a calibration curve, it is desirable to use the nucleic acid probe of the present invention at a ratio of 1.0 to 2.5 with respect to the target nucleic acid.

【0069】実際、試料中の未知濃度の標的核酸を測定
する場合、上記の条件で先ず、検量線を作成する。そし
て、複数の濃度の対応する本発明の核酸プローブを試料
に添加して、それぞれ蛍光強度値の減少を測定する。そ
して、測定された蛍光強度の減少値のうちの最大なもの
に対応するプローブ濃度を好ましいプローブ濃度とす
る。好ましい濃度のプローブで測定された蛍光強度の減
少値もって、検量線から標的核酸の定量値を求めること
になる。
In practice, when measuring an unknown concentration of a target nucleic acid in a sample, a calibration curve is first prepared under the above conditions. Then, a plurality of concentrations of the corresponding nucleic acid probes of the present invention are added to the sample, and the decrease in the fluorescence intensity value is measured. Then, the probe concentration corresponding to the largest one of the measured decrease values of the fluorescence intensity is set as a preferable probe concentration. The quantitative value of the target nucleic acid is determined from the calibration curve based on the decrease value of the fluorescence intensity measured with the probe having the preferable concentration.

【0070】本発明の核酸測定法の原理は、前記のごと
くであるが、本発明は各種の核酸測定方法、例えば、F
ISH方法、PCR方法、LCR方法、SD方法, 競合
的ハイブリダイゼーション方法、TAS方法、 などに
適用できる。
Although the principle of the nucleic acid measurement method of the present invention is as described above, the present invention relates to various nucleic acid measurement methods such as F
It can be applied to ISH method, PCR method, LCR method, SD method, competitive hybridization method, TAS method, and the like.

【0071】以下にその例を記す。 a)FISH方法に適用した場合 即ち、本発明は色々の種類の微生物が混在するか、若し
くは一種類以上の微生物が動物や植物由来の細胞と共に
混在していて、相互に単離できない微生物系(複合微生
物系、共生微生物系)の細胞内若しくは細胞のホモジネ
ート等の核酸測定に好適に適用できる。ここでいう微生
物とは一般的にいう微生物のことで、特に限定されるも
のではない。例えば、真核微生物、原核微生物、その
他、マイコプラズマ、ウイルス、リッケチャ等を挙げる
ことができる。そして、ここの系でいう標的核酸とは、
これらの微生物系において、例えば、どのように活躍し
ているのか調べたい菌株の細胞に特異性を有する塩基配
列をもつ核酸のことである。例えば、特定菌株の5Sr
RNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそ
れらの遺伝子DNAの特定配列である。
An example will be described below. a) When applied to the FISH method That is, the present invention provides a method of mixing microorganisms of various types or a microorganism system in which one or more types of microorganisms are mixed with cells derived from animals or plants and cannot be isolated from each other. The present invention can be suitably applied to nucleic acid measurement of intracellular or homogenate of cells in complex microbial systems and symbiotic microbial systems). The microorganism here is a microorganism generally referred to, and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms, and others, mycoplasmas, viruses, rickets, and the like can be mentioned. And the target nucleic acid in this system is
In these microbial systems, for example, a nucleic acid having a base sequence having specificity for cells of a strain to be examined how it is active. For example, 5Sr of a specific strain
Specific sequence of RNA, 16S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA.

【0072】本発明の核酸プローブを複合微生物系又は
共生微生物系に添加し、特定菌株の5SrRNA、16
SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子
DNAの量を測定することにより、当該系における特定
菌株の存在量を測定することできる。尚、複合微生物系
又は共生微生物系のホモジネートに前記核酸プローブを
添加して、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色
素の発光の減少量を測定して特定菌株の存在量を測定す
る方法も、本発明の技術的範囲内とする。
The nucleic acid probe of the present invention is added to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, and 5S rRNA of a specific strain,
By measuring the amount of SrRNA or 23S rRNA or their gene DNA, the amount of the specific strain in the system can be measured. In addition, a method of adding the nucleic acid probe to a homogenate of a complex microbial system or a symbiotic microbial system, measuring the amount of decrease in luminescence of a fluorescent dye before and after hybridization, and measuring the abundance of a specific strain is also disclosed in the present invention. Within the target range.

【0073】前記の測定方法は、例えば、以下の如くで
ある。即ち、本発明の核酸プローブを添加する前に、複
合微生物系又は共生微生物系の温度、塩濃度、pHを前
記の条件に調整する。複合微生物系又は共生微生物系に
おける特定菌株は、細胞数として107〜1012個/m
l、好ましくは109〜1010個/mlに調整すること
が好適である。それは希釈、又は遠心分離等による濃縮
等で行うことができる。細胞数が107個/ml未満の
ときは、蛍光強度が弱く、測定誤差が大きくなる。10
12個/mlを超えるときは、複合微生物系又は共生微生
物系の蛍光強度が強すぎるため、特定微生物の存在量を
定量的に測定することができなくなる。
The above measuring method is, for example, as follows. That is, before adding the nucleic acid probe of the present invention, the temperature, salt concentration and pH of the complex microorganism system or symbiotic microorganism system are adjusted to the above-mentioned conditions. Particular strains in a composite microbial system or symbiotic microorganisms system 10 7 to 10 12 / m as the number of cells
l, preferably 10 9 to 10 10 cells / ml. It can be carried out by dilution or concentration by centrifugation or the like. When the number of cells is less than 10 7 cells / ml, the fluorescence intensity is weak and the measurement error increases. 10
When the number exceeds 12 cells / ml, the fluorescence intensity of the complex microbial system or the symbiotic microbial system is too strong, so that the abundance of the specific microorganism cannot be quantitatively measured.

【0074】添加する本発明の核酸プローブの濃度は、
複合微生物系又は共生微生物系における特定菌株の細胞
数に依存する。細胞数1×108/mlに対して0.1
〜10.0nM濃度、好ましくは0.5〜5nM濃度、
より好ましくは1.0nM濃度である。0.1nM未満
のときは、特定微生物の存在量を正確に反映したデータ
にならない。しかし、最適な本発明の核酸プローブの量
は、細胞内の標的核酸量に依存するために一概にはいえ
ない。
The concentration of the nucleic acid probe of the present invention to be added is
It depends on the cell number of a particular strain in a complex or commensal microbial system. 0.1 for 1 × 10 8 cells / ml
110.0 nM concentration, preferably 0.5 to 5 nM concentration,
More preferably, the concentration is 1.0 nM. When the concentration is less than 0.1 nM, the data does not accurately reflect the abundance of the specific microorganism. However, the optimal amount of the nucleic acid probe of the present invention cannot be determined unconditionally because it depends on the amount of the target nucleic acid in the cell.

【0075】次に本発明において前記核酸プローブと特
定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23S
rRNA又はその遺伝子DNAにハイブリダイズさせる
ときの反応温度は、前記した条件と同様である。また、
その反応時間も前記の条件と同様である。前記のような
条件で本発明の核酸プローブを特定菌株の5SrRN
A、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれの
遺伝子DNAにハイブリダイズさせ、ハイブリダイゼー
ション前後の複合微生物系又は共生微生物系の蛍光色素
の発光の減少量を測定する。
Next, in the present invention, the nucleic acid probe and 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain are used.
The reaction temperature at the time of hybridization to rRNA or its gene DNA is the same as that described above. Also,
The reaction time is the same as the above conditions. Under the above conditions, the nucleic acid probe of the present invention is
A, 16S rRNA or 23S rRNA is hybridized to the gene DNA thereof, and the amount of decrease in emission of the fluorescent dye of the complex microorganism or the symbiotic microorganism before and after hybridization is measured.

【0076】前記のようにして測定された蛍光色素の発
光の減少量は、複合微生物系又は共生微生物系における
特定菌株の存在量と比例する。それは5SrRNA、1
6SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝
子DNAの量と特定菌株の存在量とが比例するからであ
る。
The amount of decrease in luminescence of the fluorescent dye measured as described above is proportional to the amount of the specific strain present in the complex microorganism system or the symbiotic microorganism system. It is 5S rRNA, 1
This is because the amount of 6S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA is proportional to the amount of the specific strain.

【0077】尚、本発明において、複合微生物系又は共
生微生物系における微生物以外の成分は、本発明の核酸
プローブと特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若
しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAとのハ
イブリダイゼーションを阻害しない限り、また、本発明
の核酸プローブの蛍光色素の発光を阻害をしない限り、
特に限定されない。例えば、KH2PO4、K2HPO4、NaH2P
O4、Na2HPO4等のリン酸塩、硫安、硝安、尿素等の無機
窒素類、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシ
ウムイオン等の金属イオンの各種塩類、マンガン、亜
鉛、鉄、コバルトイオン等の微量金属イオンの硫酸塩、
塩酸塩、炭酸塩等の各種塩類、更にビタミン類等が適当
に含まれていてもよい。もし、上記の阻害が観察される
場合は、遠心分離等の操作で複数の微生物が混在する細
胞系から細胞を分離し、再び緩衝液系等に懸濁すればよ
い。
In the present invention, components other than microorganisms in the complex microbial system or the symbiotic microbial system are not limited as long as they do not inhibit hybridization of the nucleic acid probe of the present invention with 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or their gene DNA. Also, as long as it does not inhibit the emission of the fluorescent dye of the nucleic acid probe of the present invention,
There is no particular limitation. For example, KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , NaH 2 P
O 4 , Na 2 HPO 4 and other phosphates, ammonium sulfate, nitrate, inorganic nitrogens such as urea, various salts of metal ions such as magnesium, sodium, potassium, calcium ions, manganese, zinc, iron, cobalt ions, etc. Sulfates of trace metal ions,
Various salts such as hydrochloride and carbonate, and vitamins and the like may be appropriately contained. If the above inhibition is observed, cells may be separated from a cell line in which a plurality of microorganisms are mixed by an operation such as centrifugation, and then suspended again in a buffer system or the like.

【0078】上記の緩衝液としては、リン酸緩衝液、炭
酸緩衝液、トリス・塩酸緩衝液、トリス・グリシン緩衝
液、クエン酸緩衝液、グット緩衝液等の各種緩衝液をも
用いることができる。緩衝液の濃度は、ハイブリダイゼ
ーション、FRET現象、蛍光色素の発光を阻害しない
濃度である。その濃度は緩衝液の種類に依存する。緩衝
液のpHは4〜12、好ましくは5〜9である。
As the above buffer, various buffers such as a phosphate buffer, a carbonate buffer, a Tris / HCl buffer, a Tris / glycine buffer, a citrate buffer, and a Goodt buffer can also be used. . The concentration of the buffer is a concentration that does not inhibit the hybridization, the FRET phenomenon, and the emission of the fluorescent dye. The concentration depends on the type of buffer. The pH of the buffer is 4-12, preferably 5-9.

【0079】b)PCR 方法に適用する場合 PCR 方法であればどのような方法でも適用できるの
であるが、リアルタイム定量的PCR方法に適用する場
合を以下に記す。即ち、リアルタイム定量的PCR方法
において、本発明の特定の核酸プローブを用いてPCR
を行い、反応前後の蛍光色素の発光の減少をリアルタイ
ムで測定するものである。本発明のPCRとは各種方法
のPCRを意味するものである。例えば、RT−PC
R、RNA−primed PCR、Stretch PCR、逆PC
R、Alu配列を利用したPCR、多重PCR、混合プ
ライマーを用いたPCR、PNAを用いたPCR法等を
も含む。また、定量的とは、本来の定量測定の他に、検
出程度の定量測定をも意味するのは前記同様である。
B) When applied to the PCR method Any method can be applied as long as it is a PCR method. The case where the method is applied to a real-time quantitative PCR method is described below. That is, in the real-time quantitative PCR method, the PCR using the specific nucleic acid probe of the present invention is performed.
And the decrease in the emission of the fluorescent dye before and after the reaction is measured in real time. The PCR of the present invention means PCR by various methods. For example, RT-PC
R, RNA-primed PCR, Stretch PCR, reverse PC
It also includes PCR using R and Alu sequences, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR using PNA, and the like. The term “quantitative” means the quantitative measurement of the degree of detection in addition to the original quantitative measurement, as described above.

【0080】前記のとおり、標的核酸とは、存在量を測
定する核酸のことを云う。精製の有無を問わない。ま
た、濃度の大小も問わない。各種の核酸が混在していて
もよい。例えば、複合微生物系(複数微生物のRNA若
しくは遺伝子DNAの混在系)又は共生微生物系(複数
の動植物及び/又は複数微生物のRNA若しくは遺伝子
DNAの混在系)における増幅目的の特定核酸である。
尚、標的核酸の精製が必要な場合は従来公知の方法で行
うことができる。例えば、市販されている精製キット等
を使用して行うことができる。
As described above, the target nucleic acid refers to a nucleic acid whose amount is to be measured. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example, it is a specific nucleic acid to be amplified in a complex microorganism system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple microorganisms) or a symbiotic microorganism system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple animals and plants and / or multiple microorganisms).
If the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example, the purification can be performed using a commercially available purification kit or the like.

【0081】従来公知の定量的PCR方法はdATP、
dGTP、dCTP、dTTP若しくはdUTP、標的
核酸(DNA又はRNA)、Taqポリメラーゼ、プラ
イマー、並びに蛍光色素で標識した核酸プローブ若しく
はインターカレーターを用いてMgイオンの存在下に、
温度を低温、高温を繰り返しつつ標的核酸を増幅し、増
幅過程の蛍光色素の発光の増加量をリアルタイムでモニ
タリングするものである(実験医学、15巻、7号、4
6〜51ページ、1997年、羊土社)。
Conventionally known quantitative PCR methods include dATP,
In the presence of Mg ions using dGTP, dCTP, dTTP or dUTP, target nucleic acid (DNA or RNA), Taq polymerase, primer, and a nucleic acid probe or intercalator labeled with a fluorescent dye,
The target nucleic acid is amplified while the temperature is repeatedly reduced and increased, and the increase in the emission of the fluorescent dye in the amplification process is monitored in real time (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, No. 4,
6-51, 1997, Youtosha).

【0082】本発明の定量的PCR方法は、本発明の核
酸プローブを用いて標的核酸を増幅させ、増幅過程にお
いて、蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴と
するものである。本発明の定量的PCRにおいて、好ま
しい本発明の核酸プローブとしては、その塩基数は5〜
50であり、好ましくは10〜25、特に好ましくは1
5〜20で、PCRサイクル中に標的核酸の増幅産物と
ハイブリダイズするものであれば、どのようなものでも
よい。また、フォワード(forward)型、リバース(rev
erse)型のどちらに設計してもよい。
The quantitative PCR method of the present invention is characterized by amplifying a target nucleic acid using the nucleic acid probe of the present invention, and measuring the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye in the amplification process. In the quantitative PCR of the present invention, a preferable nucleic acid probe of the present invention has a base number of 5 to 5.
50, preferably 10 to 25, particularly preferably 1
Any of 5 to 20 that hybridizes with the amplification product of the target nucleic acid during the PCR cycle may be used. Also, forward type, reverse (rev
erse) type.

【0083】例えば、以下のものを挙げることができ
る。 (1)核酸プローブの末端部、好ましくは末端が、本発
明の蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが標
的核酸にハイブリダイズしたとき、当該プローブの蛍光
色素で標識された末端部もしくは末端にハイブリダイズ
した標的核酸の末端塩基から1ないし3塩基離れて、標
的核酸の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基
存在するように、当該プローブの塩基配列が設計されて
いる。 (2)前記(1)のうち、核酸プローブが3’末端にお
いて蛍光色素で標識されている。
For example, the following can be mentioned. (1) The terminal, preferably the terminal, of the nucleic acid probe is labeled with the fluorescent dye of the present invention, and when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the terminal or terminal labeled with the fluorescent dye of the probe. The base sequence of the probe is designed such that at least one G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid at a distance of 1 to 3 bases from the terminal base of the target nucleic acid hybridized with the above. (2) In the above (1), the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end.

【0084】(3)前記(1)のうち、核酸プローブが
5’末端において蛍光色素で標識されている。 (4)核酸プローブが、標的核酸にハイブリダイズした
とき、プローブ末端部分において核酸ハイブリッド複合
体の複数塩基対が少なくとも一つのG(グアニン)とC
(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブ
の塩基配列が設計されている。 (5)前記(4)のうち、核酸プローブの3’末端塩基
がG又はCで、かつ3’末端が蛍光色素で標識されてい
る。 (6)前記(4)のうち、核酸プローブの5’末端塩基
がG又はCで、かつ5’末端が蛍光色素で標識されてい
る。 (7)前記(1)〜(6)の核酸プローブが、3’末端
のリボース若しくはデオキシリボースの3’位炭素の水
酸基、又は3’末端のリボースの3’位若しくは2’位
炭素の水酸基がリン酸化されている。 (8)前記(1)〜(6)の核酸プローブのオリゴヌク
レオチドが、化学的に修飾されている。
(3) In the above (1), the nucleic acid probe is labeled at the 5 'end with a fluorescent dye. (4) When the nucleic acid probe has hybridized to the target nucleic acid, at least one G (guanine) and C
The base sequence of the probe is designed so as to form a (cytosine) pair. (5) In the above (4), the 3 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 3 ′ terminal is labeled with a fluorescent dye. (6) In the above (4), the 5 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 5 ′ terminal is labeled with a fluorescent dye. (7) The nucleic acid probe according to any one of (1) to (6), wherein the 3′-terminal hydroxyl group of ribose or deoxyribose at the 3′-terminal or the 3′-terminal or 2′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose is present. Phosphorylated. (8) The oligonucleotides of the nucleic acid probes (1) to (6) are chemically modified.

【0085】前記(6)の場合、標的核酸の塩基配列か
ら、どうしても3’若しくは5’末端がG又はCに設計
できない場合は、標的核酸の塩基配列から設計したプラ
イマーであるオリゴヌクレオチドの5’末端に、5’−
グアニル酸若しくはグアノシン又は5’−シチジル酸若
しくはシチジンを付加しても、本発明の目的は好適に達
成できる。3’末端に5’−グアニル酸若又は5’−シ
チジル酸を付加しても、本発明の目的は好適に達成でき
る。よって、本発明において、3’、又は5’末端の塩
基がG又はCになるように設計した核酸プローブとは、
標的核酸の塩基配列から設計したプローブの他に、当該
のプローブの5’末端に5’−グアニル酸若しくはグア
ノシン又は5’−シチジル酸もしくはシチジンを付加し
てなるプローブ、並びに当該のプローブの5’末端に
5’−グアニル酸又は5’−シチジル酸を付加してなる
プローブを含むものと定義する。
In the case of the above (6), if the 3 ′ or 5 ′ end cannot be designed to be G or C from the base sequence of the target nucleic acid, the 5 ′ of the oligonucleotide which is a primer designed from the base sequence of the target nucleic acid. At the end, 5'-
Even if guanylic acid or guanosine or 5'-cytidylic acid or cytidine is added, the object of the present invention can be suitably achieved. Even when 5'-guanylic acid or 5'-cytidylic acid is added to the 3 'end, the object of the present invention can be suitably achieved. Therefore, in the present invention, a nucleic acid probe designed such that the base at the 3 ′ or 5 ′ end is G or C is
In addition to the probe designed from the base sequence of the target nucleic acid, a probe obtained by adding 5'-guanylic acid or guanosine or 5'-cytidylic acid or cytidine to the 5 'end of the probe, and 5' of the probe It is defined to include a probe obtained by adding 5′-guanylic acid or 5′-cytidylic acid to the terminal.

【0086】特に上記の(7)の本発明の核酸プローブ
はプライマーとして利用されないように設計したもので
ある。FRET現象を用いるリアルタイム定量的PCR
方法において使用する(蛍光色素で標識した)二つのプ
ローブの代わりに、一つの本発明の核酸プローブを用い
てPCRを行うものである。PCRの反応系に当該プロ
ーブを添加し、PCRを行う。核酸伸長反応時、標的核
酸若しくは増幅標的核酸にハイブリダイズしていた当該
プローブがポリメラーゼにより分解され、核酸ハイブリ
ッド複合体から分解除去される。このときの反応系又は
核酸変性反応が完了した反応系の蛍光強度値を測定す
る。また、標的核酸若しくは増幅した増幅標的核酸が当
該プローブとハイブリダイズしている反応系(アニーリ
ング反応、若しくはポリメラーゼにより当該プローブが
核酸ハイブリッド複合体から除かれるまでの核酸伸長反
応時の反応系)の蛍光強度値を測定する。そして、前者
からの蛍光強度値の減少率を算出することにより増幅さ
れた核酸を測定する。当該プローブが標的核酸若しくは
増幅標的核酸から、核酸変性反応により完全に解離する
か、又は核酸伸長時にポリメラーゼにより当該プローブ
と標的核酸若しくは増幅標的核酸との核酸ハイブリッド
複合体から分解除去されたときは蛍光強度値は大きい。
しかし、当該プローブが標的核酸若しくは増幅標的核酸
に十分にハイブリダイズしているアニーリング反応が完
了している反応系若しくは核酸伸長反応時にポリメラー
ゼにより当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸
との核酸ハイブリッド複合体から分解除去されるまでの
反応系の蛍光強度値は前者より減少している。蛍光強度
値の減少は増幅された核酸量に比例する。
In particular, the nucleic acid probe of the present invention (7) is designed so as not to be used as a primer. Real-time quantitative PCR using FRET phenomenon
PCR is performed using one nucleic acid probe of the present invention instead of two probes (labeled with a fluorescent dye) used in the method. The probe is added to the PCR reaction system, and PCR is performed. During the nucleic acid extension reaction, the probe hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is decomposed by the polymerase and decomposed and removed from the nucleic acid hybrid complex. At this time, the fluorescence intensity value of the reaction system or the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is measured. Also, the fluorescence of a reaction system in which the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is hybridized with the probe (a reaction system during an annealing reaction or a nucleic acid extension reaction until the probe is removed from the nucleic acid hybrid complex by a polymerase). Measure the intensity value. Then, the amplified nucleic acid is measured by calculating the reduction rate of the fluorescence intensity value from the former. Fluorescence when the probe is completely dissociated from the target nucleic acid or amplified target nucleic acid by a nucleic acid denaturation reaction or when degraded and removed from the nucleic acid hybrid complex of the probe and the target nucleic acid or amplified target nucleic acid by polymerase during nucleic acid extension The intensity values are large.
However, a nucleic acid hybrid complex of the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid by a polymerase during an annealing reaction or a nucleic acid extension reaction in which the annealing reaction has been completed or the probe is sufficiently hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid The fluorescence intensity value of the reaction system until it is decomposed and removed from is smaller than the former. The decrease in the fluorescence intensity value is proportional to the amount of the amplified nucleic acid.

【0087】この場合、当該プローブが標的核酸とハイ
ブリダイズしたときのその核酸ハイブリッド複合体のT
mが、プライマーの核酸ハイブリッド複合体のTm値の
±15℃、好ましくは±5℃の範囲になるように、
(7)のプローブの塩基配列が設計されることが望まし
い。プローブのTm値が、プライマーのTm値−5℃、
特に−15℃未満であると、プローブがハイブリダイズ
しないために、蛍光色素の発光の減少は起こらない。反
対にプライマーのTm値+5℃、特に+15℃を超える
と、プローブが標的核酸以外の核酸ともハイブリダイズ
するので、プローブの特異性が失われる。
In this case, when the probe hybridizes to the target nucleic acid, the T
m is in the range of ± 15 ° C., preferably ± 5 ° C. of the Tm value of the nucleic acid hybrid complex of the primer,
It is desirable that the nucleotide sequence of the probe (7) be designed. The Tm value of the probe is the Tm value of the primer −5 ° C.
In particular, when the temperature is lower than −15 ° C., since the probe does not hybridize, the emission of the fluorescent dye does not decrease. Conversely, if the Tm value of the primer exceeds + 5 ° C., especially + 15 ° C., the probe hybridizes to nucleic acids other than the target nucleic acid, and thus loses the specificity of the probe.

【0088】上記(7)以外のプローブ、特に(6)の
プローブは、プライマーとしてPCRの反応系に添加す
るものである。蛍光色素で標識されたプライマーを用い
るPCR方法は本発明以外未だ知られていない。PCR
の反応が進むに従い、増幅された核酸は本発明の実施に
有用な蛍光色素で2次標識される。それで、核酸変性反
応が完了している反応系の蛍光強度値は大きいが、アニ
ーリング反応が完了しているか若しくは核酸伸長反応時
の反応系においては、反応系の蛍光強度は前者の蛍光強
度より減少する。
Probes other than the above (7), particularly the probe (6), are added to the PCR reaction system as primers. A PCR method using a primer labeled with a fluorescent dye has not yet been known except for the present invention. PCR
As the reaction proceeds, the amplified nucleic acid is secondarily labeled with a fluorescent dye useful for practicing the present invention. Thus, the fluorescence intensity value of the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is large, but the fluorescence intensity of the reaction system is lower than that of the former in the case of annealing reaction completion or in the reaction system at the time of nucleic acid extension reaction. I do.

【0089】PCRの反応は通常のPCR方法と同様の
反応条件で行うことができる。それで、Mgイオン濃度
が低濃度(1〜2mM)である反応系で標的核酸の増幅
を行うことができる。勿論、従来公知の定量的PCRに
おいて使用されている高濃度(2〜4mM)のMgイオ
ン存在下の反応系でも本発明は実施できる。
The PCR reaction can be performed under the same reaction conditions as in the ordinary PCR method. Thus, the target nucleic acid can be amplified in a reaction system having a low Mg ion concentration (1-2 mM). Of course, the present invention can also be carried out in a reaction system in the presence of a high concentration (2 to 4 mM) of Mg ions used in conventionally known quantitative PCR.

【0090】尚、本発明のPCR方法において、本発明
のPCRを行い、その増幅産物について核酸の融解曲線
を分析を行ってTm値を求めるできる。この方法は新規
な核酸の融解曲線の分析方法である。本方法において本
発明のPCR方法に用いた核酸プローブ又はプライマー
として用いた本発明の核酸プローブが好適に利用でき
る。この場合、本発明の核酸プローブの塩基配列を、S
NP(スニップ;一塩基置換多型)を含む領域と相補的
な配列にすることで、PCR終了後、その核酸の本発明
の核酸プローブから解離曲線を解析することにより、そ
の解離曲線の違いからSNPの検出ができる。本発明の
核酸プローブの配列としてSNPを含む配列と相補的な
塩基配列を使用すれば、プローブ配列とSNPを含む配
列との解離曲線より得られるTm値は、SNPを含まな
い配列との解離曲線から得られるTm値より高くなる。
In the PCR method of the present invention, the Tm value can be determined by performing the PCR of the present invention and analyzing the melting curve of the nucleic acid of the amplified product. This method is a novel nucleic acid melting curve analysis method. In the present method, the nucleic acid probe used in the PCR method of the present invention or the nucleic acid probe of the present invention used as a primer can be suitably used. In this case, the nucleotide sequence of the nucleic acid probe of the present invention is represented by S
By making the sequence complementary to the region containing NP (snip; single nucleotide substitution polymorphism), after the PCR is completed, the dissociation curve of the nucleic acid is analyzed from the nucleic acid probe of the present invention. SNP can be detected. If a nucleotide sequence complementary to a sequence containing an SNP is used as the sequence of the nucleic acid probe of the present invention, the Tm value obtained from the dissociation curve between the probe sequence and the sequence containing the SNP is the dissociation curve between the probe sequence and the sequence not containing the SNP. Higher than the Tm value obtained from

【0091】本発明の第二の特徴は、前記のリアルタイ
ム定量的PCR方法ので得られるデータを解析する方法
の発明である。リアルタイム定量的PCR方法は、現
在、PCRを行わせる反応装置、蛍光色素の発光を検出
する装置、ユーザーインターフェース、即ち、データ解
析方法の各手順をプログラム化して、それを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体(別称:Sequence D
etection Software System)、及びそれらを制御し、
データ解析するコンピュータから構成される装置で、リ
アルタイムで測定されている。それで、本発明の測定も
このような装置で行われる。
The second feature of the present invention is the invention of a method for analyzing data obtained by the above-mentioned real-time quantitative PCR method. The real-time quantitative PCR method is currently a computer that can program a reaction device for performing PCR, a device for detecting the emission of a fluorescent dye, a user interface, that is, a data analysis method, and record the program. Medium (Also known as Sequence D
etection Software System) and control them,
It is a device that consists of a computer that analyzes data and is measured in real time. Thus, the measurement according to the invention is also performed with such a device.

【0092】以下に、先ず、リアルタイム定量的PCR
の解析装置から説明する。本発明において用いる装置
は、PCRをリアルタイムでモニタリングできる装置で
あればどのような装置でもよいが、例えば、ABI PRISM
TM 7700 塩基配列検出システム(Sequence Detection S
ystem SDS 7700)(パーキン・エルマー・アプライド・バ
イオシステム社(Perkin Elmer Applied Biosytems社、
USA))、ライトサイクラーTM システム(ロシュ・ダイア
グノスティックス株式会社、ドイツ)等を特に好適なも
のとして挙げることができる。
First, real-time quantitative PCR
The analysis device will be described first. The device used in the present invention may be any device as long as it can monitor PCR in real time. For example, ABI PRISM
TM 7700 Sequence Detection System
ystem SDS 7700) (Perkin Elmer Applied Biosytems, Inc.
USA)) and LightCycler system (Roche Diagnostics, Germany).

【0093】尚、前記のPCR反応装置は、標的核酸の
熱変性反応、アニーリング反応、核酸の伸長反応を繰り
返し行う装置(例えば、温度を95℃、60℃、72℃
に繰り返し行うことができる。)である。また、検出シ
ステムは、蛍光励起用アルゴンレーザー、スペクトログ
ラフ並びにCCDカメラからなっている。更に、データ
解析方法の各手順をプログラム化して、それを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータ
にインストールされて使用され、コンピュータを介して
上記のシステムを制御し、検出システムから出力された
データを解析処理するプログラムを記録したものであ
る。
The above-mentioned PCR reaction apparatus is an apparatus for repeatedly performing a thermal denaturation reaction, an annealing reaction, and a nucleic acid extension reaction of a target nucleic acid (for example, at a temperature of 95 ° C., 60 ° C., 72 ° C.).
Can be repeated. ). The detection system includes an argon laser for fluorescence excitation, a spectrograph, and a CCD camera. Further, each procedure of the data analysis method is programmed, and a computer-readable recording medium recording the program is installed and used in a computer, controls the above system via the computer, and is output from the detection system. It records a program for analyzing and processing data.

【0094】コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記
録されているデータ解析用プログラムは、サイクルごと
の蛍光強度を測定する過程、測定された蛍光強度を、サ
イクルの関数として、すなわちPCRのamplification
plotとしてコンピュータのデスプレー上に表示する過
程、蛍光強度が検出され始めるPCRサイクル数(thre
shold cycle number:Ct)を算出する過程、Ct値から
試料核酸のコピー数を求める検量線を作成する過程、前
記各過程のデータ、プロット値を印字する過程、からな
っている。PCRが指数的に進行している場合、PCR
開始時の標的核酸のコピー数のLog値と、Ctとの間
には直線関係が成り立つ。従って標的核酸の既知量のコ
ピー数を用いて検量線を作成し、未知コピー数の標的核
酸を含有するサンプルのCtを検出することにより、標
的核酸のPCR開始時のコピー数を計算できる。
The data analysis program recorded on the computer-readable recording medium is used to measure the fluorescence intensity for each cycle, and to measure the measured fluorescence intensity as a function of the cycle, that is, PCR amplification.
The process of displaying on a computer display as a plot, the number of PCR cycles (thre
(shold cycle number: Ct), a step of preparing a calibration curve for obtaining the copy number of the sample nucleic acid from the Ct value, and a step of printing data and plot values of each step. If the PCR is progressing exponentially, the PCR
A linear relationship holds between the log value of the copy number of the target nucleic acid at the start and Ct. Therefore, by preparing a calibration curve using a known number of copies of the target nucleic acid and detecting the Ct of the sample containing the unknown number of copies of the target nucleic acid, the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR can be calculated.

【0095】上記のデータ解析方法等のPCR関連発明
は、前記のようなリアルタイム定量的PCR方法で得ら
れたデータを解析する方法である。以下に各特徴につい
て記す。第一の特徴は、リアルタイム定量的PCR方法
で得られたデータを解析する方法において、各サイクル
における増幅した核酸が蛍光色素と結合したとき、ある
いは増幅した核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダ
イズしたときの反応系の蛍光強度値を、各サイクルにお
ける前記の蛍光色素と核酸が結合したもの、すなわち蛍
光色素−核酸複合体、あるいは前記本発明の核酸プロー
ブと標的核酸がハイブリダイズしたもの、すなわち核酸
ハイブリッド複合体が解離したときの反応系の蛍光強度
値により補正する演算処理過程、即ち、補正演算処理過
程である。
The PCR-related invention such as the data analysis method described above is a method for analyzing data obtained by the above-described real-time quantitative PCR method. Each feature is described below. The first feature is that, in a method for analyzing data obtained by a real-time quantitative PCR method, when the amplified nucleic acid in each cycle binds to a fluorescent dye, or the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. The fluorescence intensity value of the reaction system at the time, the fluorescent dye and nucleic acid bound in each cycle, namely, a fluorescent dye-nucleic acid complex, or the nucleic acid probe of the present invention and the target nucleic acid hybridized, that is, nucleic acid This is an arithmetic processing step of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when the hybrid complex is dissociated, that is, a correction arithmetic processing step.

【0096】「増幅した標的核酸が蛍光色素と結合した
とき、あるいは増幅した標的核酸が本発明の核酸プロー
ブとハイブリダイズしたときの反応系」とは、具体的に
例示すると、PCRの各サイクルにおける40〜85
℃、好ましくは50〜80℃の反応温度を有する核酸伸
長反応あるいはアニーリングのときの反応系を挙げるこ
とができる。そして、反応が完了した反応系を意味す
る。実際の温度は増幅した核酸の長さに依存する。ま
た、「前記の蛍光色素−核酸複合体、あるいは前記の核
酸ハイブリッド複合体が解離したときの反応系」とは、
PCRの各サイクルにおける核酸の熱変性の反応系、具
体的には、反応温度90〜100℃、好ましくは94〜
96℃のときのもので、反応が完了した系を例示でき
る。
The “reaction system when the amplified target nucleic acid binds to a fluorescent dye or when the amplified target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention” is specifically exemplified by a reaction system in each cycle of PCR. 40-85
And a reaction system at the time of nucleic acid extension reaction or annealing having a reaction temperature of 50 ° C, preferably 50 to 80 ° C. And, it means a reaction system in which the reaction is completed. The actual temperature depends on the length of the amplified nucleic acid. Further, "the reaction system when the fluorescent dye-nucleic acid complex or the nucleic acid hybrid complex is dissociated"
A reaction system for heat denaturation of nucleic acid in each cycle of PCR, specifically, a reaction temperature of 90 to 100 ° C., preferably 94 to 100 ° C.
At a temperature of 96 ° C., a system in which the reaction is completed can be exemplified.

【0097】補正演算処理過程の補正演算処理としては
本発明の目的に合致するものであればどのようなもので
もよいのであるが、具体的には、次の〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による処理過程を含むものを例示すること
ができる。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 fn=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕 〔式中、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された
n次サイクルにおける補正演算処理値、 fhyb,n:n次サイクルにおける、増幅した核酸が蛍光
色素と結合したとき、あるいは増幅した核酸が本発明の
核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光
強度値、 fden,n:n次サイクルにおける、前記の蛍光色素−核
酸複合体、あるいは核酸ハイブリッド複合体が解離した
ときの反応系の蛍光強度値〕 尚、本過程においては、上記の処理で得られた補正演算
処理値をコンピュータのデスプレー上に表示及び/又は
当該値を各サイクル数の関数としてグラフの形で同様に
表示及び/又は印字するサブステップを含むものであ
る。
The correction calculation process in the correction calculation process may be any as long as it conforms to the object of the present invention. Specifically, the following [Formula 1] or [Formula 2] Can be exemplified. f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] f n = f den, n / f hyb, n [Formula 2] [where, f n : calculated by [Formula 1] or [Formula 2] F hyb, n : the reaction system when the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention in the nth cycle Fden, n : the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-described fluorescent dye-nucleic acid complex or nucleic acid hybrid complex is dissociated in the nth cycle] It includes a sub-step of displaying the corrected arithmetic processing value obtained in the processing on a computer display and / or similarly displaying and / or printing the value in the form of a graph as a function of the number of cycles.

【0098】第二の特徴は、各サイクルにおける〔数式
1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値を次の
〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サンプル間
の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを
比較するデータ解析方法である。
The second feature is that the correction operation processing value obtained by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change ratio between each sample or This is a data analysis method that calculates the rate of change in fluorescence and compares them.

【0099】Fn=fn/fa 〔数式3〕 Fn=fa/fn 〔数式4〕 〔式中、 Fn:n次サイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数
式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率、 fn:n次サイクルにおける〔数式1〕あるいは〔数式
2〕による補正演算処理値 fa:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル
数のものであるが、通常は、例えば、10〜40サイク
ルのもの、好適には15〜30サイクルのもの、より好
適には20〜30サイクルのものが採用される。〕 尚、本過程においては、上記処理で得られた算出値コン
ピュータのデスプレー上に表示及び/又は印字する、又
は比較値若しくは当該値を各サイクル数の関数としてグ
ラフの形で同様に表示及び/又は印字するサブステップ
を含むものであるが、〔数式1〕あるいは〔数式2〕に
よる補正演算処理値については、上記サブステップを適
用しても、しなくともよい。
F n = f n / f a [Equation 3] F n = f a / f n [Equation 4] [where, F n : calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in the nth cycle. Calculated fluorescence change rate or fluorescence change rate, f n : correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] in the nth cycle f a : correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] but those of the previous number of any cycle the change in f n is observed, usually, for example, those of 10 to 40 cycles, preferably those of 15 to 30 cycles, more preferably 20 to 30 cycles Is adopted. In this process, the calculated value obtained in the above process is displayed and / or printed on a computer display, or the comparison value or the value is similarly displayed and / or graphed as a function of the number of cycles. Alternatively, the sub-step includes a printing sub-step, but the above-described sub-step may or may not be applied to the correction operation processing value obtained by [Equation 1] or [Equation 2].

【0100】第三の特徴は、 (3.1)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出さ
れた蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデータを用い
て、〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による
演算処理する過程、 logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕 logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕 logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕
The third feature is that (3.1) [Expression 5], [Expression 6] or [Expression 6] using the fluorescence change rate or the data of the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4]. The process of performing arithmetic processing according to [Equation 7], log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 6] log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7]

【0101】〔式中、 A、b:任意の数値、好ましくは整数値、より好ましく
は自然数である。そして、A=100、b=10のとき
は、{(Fn−1)×A}は百分率(%)で表わされ
る。 Fn:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
nサイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率〕、 (3.2)前記(3.1)の演算処理値が一定値に達し
たサイクル数を求める演算処理過程、 (3.3)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反
応開始時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算
処理過程、 (3.4)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸の
コピー数を求める演算処理過程、 を有するデータ解析方法である。そして、(3.1)→
(3.2)→(3.3)→(3.4)の順からなる過程
が好適である。
[Wherein A and b: arbitrary numerical values, preferably integer values, more preferably natural numbers. When A = 100 and b = 10, {(F n −1) × A} is expressed as a percentage (%). F n : Fluorescence change rate or fluorescence change rate in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4], (3.2) Cycle in which the calculated value of (3.1) has reached a certain value (3.3) an arithmetic process for calculating the relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample of a known concentration and the number of copies of the target nucleic acid at the start of the reaction; (3.4) the start of PCR in an unknown sample A calculation process for determining the copy number of the target nucleic acid at the time. And (3.1) →
A process consisting of (3.2) → (3.3) → (3.4) is preferred.

【0102】前記(3.1)〜(3.3)の各過程は、
それぞれの処理で得られた演算処理値をコンピュータの
デスプレー上に表示及び/又は当該値を各サイクル数の
関数としてグラフの形で前記同様に表示及び/又は印字
するサブステップを含むものであってもよい。前記
(3.4)の過程で得られた演算処理値は、少なくとも
印字される必要があるので、当該過程は印字するサブス
テップを含む。前記(3.4)で得られた演算処理値を
更にコンピュータのデスプレイ上に表示してもよい。
尚、〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理
値、〔数式3〕あるいは〔数式4〕による算出処理値
を、各サイクル数の関数としてにグラフの形でコンピュ
ータのデスプレー上に表示及び/又は印字しても、しな
くてもよいので、それらの表示及び/又は印字のサブス
テップは必要に応じて追加すればよい。
The steps (3.1) to (3.3) are as follows:
Including a sub-step of displaying the calculated values obtained in each process on a computer display and / or displaying and / or printing the values as a function of each cycle number in the same manner as described above in the form of a graph. Is also good. Since the operation processing value obtained in the process (3.4) needs to be printed at least, the process includes a sub-step of printing. The operation processing value obtained in (3.4) may be further displayed on a display of a computer.
In addition, the correction calculation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2] and the calculation processing value according to [Equation 3] or [Equation 4] are displayed on a computer display in the form of a graph as a function of the number of cycles. Since they may or may not be printed, their display and / or printing sub-steps may be added as needed.

【0103】前記データ解析方法は、リアルタイム定量
的PCR方法が蛍光色素の発光の減少量を測定するもの
である場合に特に有効である。その具体例として、前記
の本発明のリアルタイム定量的PCR方法である。
The data analysis method described above is particularly effective when the real-time quantitative PCR method is used to measure a decrease in the emission of a fluorescent dye. A specific example is the above-described real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0104】第4の特徴は、リアルタイム定量的PCR
の解析装置において、前記本発明のリアルタイム定量的
PCR方法のためのデータ解析方法を実行する演算及び
記憶手段を有するリアルタイム定量的PCRの測定及び
/又は解析装置である。
The fourth feature is real-time quantitative PCR.
Is a real-time quantitative PCR measurement and / or analysis device having an arithmetic and storage means for executing the data analysis method for the real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0105】第5の特徴は、リアルタイム定量的PCR
の解析装置を用いてPCRを解析するデータ解析方法の
各手順をプログラム化して、そのプログラムを記録した
コンピュータ読取可能な記録媒体において、前記本発明
のデータ解析方法の各手順をコンピュータに実行させる
ことができるようにしたプログラムを記録したコンピュ
ータ読取可能な記録媒体である。
The fifth feature is that real-time quantitative PCR
The respective steps of the data analysis method for analyzing PCR using the analysis device of the present invention are programmed, and the computer executes the respective steps of the data analysis method of the present invention on a computer-readable recording medium on which the program is recorded. Is a computer-readable recording medium that records a program that can be executed.

【0106】第6の特徴は、核酸測定方法において、前
記本発明のデータ解析方法、測定及び/又は解析装置、
記録媒体を利用する新規な核酸の測定方法である。
A sixth feature is that, in the method for measuring nucleic acids, the data analysis method, measurement and / or analysis apparatus of the present invention,
This is a novel nucleic acid measurement method using a recording medium.

【0107】また、第7の特徴は、前記の本発明の核酸
の融解曲線の分析方法、即ち、本発明のPCR方法を行
って核酸のTm値を求める方法によって得られるデータ
を解析する方法である。即ち、本発明のPCR法により
増幅された核酸について、低い温度から核酸が完全に変
性するまで、温度を徐々に上げる過程(例えば、50℃
から95℃まで)、この過程において、短い時間間隔
(例えば、0.2℃〜0.5℃の温度上昇に相当する間
隔)で蛍光強度を測定する過程、測定結果を時間の関数
としてデスプレー上に表示する過程、即ち、核酸の融解
曲線を表示する過程、この融解曲線を微分して微分値
(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)を得る過
程、その値を微分値としてデスプレー上に表示する過
程、その微分値から変曲点を求める過程からなる、解析
方法である。本発明においては、蛍光強度は温度が上が
るごとに増加する。本発明においては、各サイクルにお
ける核酸伸長反応時、好ましくはPCR反応終了時の蛍
光強度値を熱変性反応時の蛍光強度値を用いて割る演算
処理する過程を上記の過程に追加することにより、より
好ましい結果が得られる。
The seventh feature is a method for analyzing the melting curve of a nucleic acid of the present invention, that is, a method for analyzing data obtained by a method for obtaining a Tm value of a nucleic acid by performing a PCR method of the present invention. is there. That is, for the nucleic acid amplified by the PCR method of the present invention, a step of gradually increasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, 50 ° C.)
To 95 ° C.) in this process, measuring the fluorescence intensity at short time intervals (eg, intervals corresponding to a temperature rise of 0.2 ° C. to 0.5 ° C.). , Ie, the process of displaying the melting curve of the nucleic acid, the process of differentiating this melting curve to obtain a differential value (−dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time), and using the value as a differential value. This is an analysis method consisting of a process of displaying on the display and a process of finding an inflection point from its differential value. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases. In the present invention, at the time of the nucleic acid extension reaction in each cycle, preferably, by adding to the above-mentioned process, a process of performing a calculation process of dividing the fluorescence intensity value at the end of the PCR reaction using the fluorescence intensity value at the time of the thermal denaturation reaction, More favorable results are obtained.

【0108】前記の本発明の新規なPCR方法のデータ
解析方法に、本発明の核酸の融解曲線の分析をする方法
を追加してなる本発明のリアルタイム定量的PCRの測
定及び/又は解析装置も本発明の技術的範囲内である。
An apparatus for measuring and / or analyzing real-time quantitative PCR of the present invention obtained by adding a method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention to the data analysis method of the novel PCR method of the present invention. It is within the technical scope of the present invention.

【0109】更に、本発明の特徴の一つは、本発明の核
酸の融解曲線の分析をする方法の各手順をコンピュータ
に実行させることができるようにしたプログラムを記録
したコンピュータ読取可能な記録媒体、また、前記本発
明のPCR方法のデータ解析方法の各手順をコンピュー
タに実行させることができるようにしたプログラムを記
録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、本発
明の核酸の融解曲線の分析をする方法の各手順をコンピ
ュータに実行させることができるようにしたプログラム
を追加して記録したコンピュータ読取可能な記録媒体で
ある。
Further, one of the features of the present invention is a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention is recorded. In addition, the melting curve of the nucleic acid of the present invention is analyzed on a computer-readable recording medium that stores a program that enables a computer to execute each procedure of the data analysis method of the PCR method of the present invention. A computer-readable recording medium in which a program that enables a computer to execute each procedure of the method is additionally recorded.

【0110】本発明の前記のデータ解析方法、装置、及
び記録媒体は、医学、法医学、人類学、古代生物学、生
物学、遺伝子工学、分子生物学、農学、植物育種学等の
各種の分野で利用できる。また、複合微生物系、共生微
生物系と云われ、色々の種類の微生物が混在するか若し
くは少なくとも一種類の微生物が他の動物、植物由来の
細胞と共に混在していて相互に単離できない微生物系等
に好適に利用できる。ここで云う微生物とは一般的に云
う微生物のことで、特に限定されるものではない。例え
ば、真核微生物、原核微生物、その他マイコプラズマ、
ウイルス、リッケチャ等を挙げることができる。
The data analysis method, apparatus, and recording medium of the present invention are applicable to various fields such as medicine, forensic science, anthropology, ancient biology, biology, genetic engineering, molecular biology, agriculture, and plant breeding. Available at Also referred to as a complex microbial system, a symbiotic microbial system, a microbial system in which various types of microorganisms are mixed or at least one type of microorganism is mixed with cells derived from other animals or plants and cannot be isolated from each other. It can be suitably used. The microorganism referred to here is a microorganism generally referred to, and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms, other mycoplasmas,
Viruses, rickets and the like can be mentioned.

【0111】また、本発明の前記データ解析方法、装置
及び記録媒体の一つ又はそれ以上を用いて、複合微生物
系又は共生微生物系における特定菌株の5SrRNA、
16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺
伝子DNAのコピー数を定量することにより、当該系に
おける特定菌株の存在量を測定することができる。それ
は、5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrR
NAの遺伝子DNAのコピー数は菌株よって一定である
からである。本発明においては、複合微生物系又は共生
微生物系のホモジネートを用いて、本発明のリアルタイ
ム定量的PCRを行い、特定菌株の存在量を測定するこ
とが可能である。この方法も、本発明の技術的範囲内と
する。
Further, using one or more of the data analysis method, apparatus and recording medium of the present invention, 5S rRNA of a specific strain in a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system can be used.
By quantifying the copy number of 16S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA, the abundance of a specific strain in the system can be measured. It can be 5S rRNA, 16S rRNA or 23SrR
This is because the copy number of the NA gene DNA is constant depending on the strain. In the present invention, it is possible to measure the abundance of a specific strain by performing the real-time quantitative PCR of the present invention using a complex microbial or symbiotic microbial homogenate. This method is also within the technical scope of the present invention.

【0112】[0112]

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。 実施例1 大腸菌(Escherichia coli)の16SrRNAの核酸塩
基配列にハイブリダイズする、即ち、(3')CCGCTCACGC A
TC(5')の塩基配列を有する核酸プローブの調製を以下の
通りに行った。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Example 1 It hybridizes to the nucleobase sequence of 16S rRNA of Escherichia coli , that is, (3 ′) CCGCTCACGC A
A nucleic acid probe having the nucleotide sequence of TC (5 ′) was prepared as follows.

【0113】核酸プローブの調製:(3')CCGCTCACGC ATC
(5')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチド
の3’末端のデオキシリボースの3’位炭素のOH基
に、−(CH27−NH2を結合したものを、メドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Mi
dland Certified Reagent Company、 米国)から購入し
た。更に、モレキュラープローブ(Molecular Probes)
社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit)
F-6082(ボデピーFLのプロピオン酸サクシニミジルエ
ステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl este
r)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン
誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入した。
当該キットを前記購入のオリゴヌクレオチドに作用させ
て、本実施例で使用するボデピーFLで標識した核酸プ
ローブを合成した。
Preparation of nucleic acid probe : (3 ') CCGCTCACGC ATC
The 3'-position OH group of a carbon deoxyribose at the 3 'terminus of the oligodeoxyribonucleotide having the base sequence of (5)', - those linked to (CH 2) 7 -NH 2, Medorando-Sateifaido - The Resin Company (Mi
dland Certified Reagent Company, USA). In addition, Molecular Probes
Fluo Reporter Kit
F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl este
In addition to r), a kit containing a reagent that binds the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased.
The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypi FL used in this example.

【0114】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M NaHCO3/Na2CO
3緩衝液(pH9.0)に溶解した。当該溶解物をNA
P−25カラム(ファルマシア社製)でゲルろ過を行
い、未反応物を除去した。更に逆相HPLC(B gradient:
15〜65%、25分間)を以下の条件で行った。そし
て、溶出するメインピークを分取した。分取した画分を
凍結乾燥して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMよ
り23%の収率で核酸プローブを得た。
Purification of the synthesized product : The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. 0.5M NaHCO 3 / Na 2 CO
It was dissolved in 3 buffers (pH 9.0). The lysate is converted to NA
Gel filtration was performed using a P-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. In addition, reverse phase HPLC (B gradient:
15-65% for 25 minutes) under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was freeze-dried to obtain a nucleic acid probe in a yield of 23% from 2 mM of the initial oligonucleotide raw material.

【0115】 [0115]

【0116】実施例2 殺菌したニュウトリエントブロス(NB)(Difco社
製)液体培地50ml(組成:NB、0.08g/10
0ml)が添加された200ml容の(殺菌された)三
角フラスコを用いて、大腸菌JM109株を37℃で一
晩振蘯培養した。次に、本培養液に99.7%エタノー
ルを当量添加した。このエタノール添加培養液2mlを
2.0ml容量のエッペンドルフ遠心チューブで遠心分
離し、菌体を得た。30mMリン酸緩衝液(ソーダ塩)
(pH:7.2)100μlで菌体を一回洗浄した。菌
体を130mMのNaCl含有の前記リン酸緩衝液10
0μlに懸濁した。当該懸濁液を氷冷中で40分間超音
波処理し(出力:33w、発振周波数:20kHz、発
振法:0.5秒発振、0.5秒休止)、ホモジネートを
作製した。
Example 2 50 ml of sterilized nutrient broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 10
E. coli JM109 strain was cultured overnight at 37 ° C. in a 200 ml (sterilized) Erlenmeyer flask to which 0 ml) was added. Next, an equivalent amount of 99.7% ethanol was added to the main culture solution. 2 ml of the ethanol-added culture was centrifuged in a 2.0 ml Eppendorf centrifuge tube to obtain bacterial cells. 30 mM phosphate buffer (soda salt)
(PH: 7.2) The cells were washed once with 100 μl. The cells were treated with the above phosphate buffer 10 containing 130 mM NaCl.
Suspended in 0 μl. The suspension was subjected to ultrasonic treatment in ice cooling for 40 minutes (output: 33 w, oscillation frequency: 20 kHz, oscillation method: oscillation for 0.5 seconds, rest for 0.5 seconds) to produce a homogenate.

【0117】前記ホモジネートを遠心分離した後、上澄
液を採取し蛍光光度計のセルに移した。それを36℃に
温調した。それに36℃に予め加温した前記核酸プロー
ブの溶液を最終濃度で5nMとなるように添加した。3
6℃に温調しながら90分間大腸菌16SrRNAと核
酸プローブとをハイブリダイズさせた。そして蛍光光度
計で蛍光色素の発光量を測定した。
After the homogenate was centrifuged, the supernatant was collected and transferred to a cell of a fluorometer. It was adjusted to 36 ° C. Then, a solution of the nucleic acid probe previously heated to 36 ° C. was added to a final concentration of 5 nM. 3
Escherichia coli 16S rRNA was hybridized with the nucleic acid probe for 90 minutes while controlling the temperature at 6 ° C. Then, the emission amount of the fluorescent dye was measured with a fluorimeter.

【0118】ハイブリダイゼーション前の蛍光色素の発
光量は、上記の上澄液の代りに、130mMのNaCl
含有の30mMのリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:
7.2)を用いて測定した値を採用した。核酸プローブ
の量と上澄液の量の比を変えて発光量を測定した(励起
光503nm;測定蛍光色512nm)。その結果を図
1に示した。図1から分かるように、上澄液の量比が増
加することにより蛍光色素の発光が減少した。即ち、本
発明においては、核酸プローブにハイブリダイズする標
的核酸量に比例して、蛍光色素の発光の減少量の大きさ
が大きくなることが分かる。
Before the hybridization, the amount of emission of the fluorescent dye was determined by using 130 mM NaCl instead of the above supernatant.
Containing 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH:
The value measured using 7.2) was adopted. The emission amount was measured by changing the ratio of the amount of the nucleic acid probe to the amount of the supernatant (excitation light: 503 nm; measured fluorescence color: 512 nm). The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the emission of the fluorescent dye decreased as the ratio of the supernatant increased. That is, in the present invention, it can be seen that the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye increases in proportion to the amount of the target nucleic acid hybridized to the nucleic acid probe.

【0119】実施例3 核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の23SrR
NAにハイブリダイズする(5')CCCACATCGTTTTGTCTGGG
(3')の塩基配列をもつオリゴヌクレオチドの5’末端ヌ
クレオチドの3’位炭素のOH基に、−(CH2)7−N
2を結合したものを、実施例1と同様にメドランド・
サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midlan
d Certified Reagent Company、米国)から購入した。
更に、実施例1と同様にモレキュラープローブ(Molecu
lar Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoRe
porter Kit) F-6082 (ボデピーFLのプロピオン酸サク
シニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succin
imidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチ
ドのアミン誘導体に結合する試薬を含有するキット)を
購入した。当該キットを前記オリゴヌクレオチドに作用
させて、ボデピーFLで標識した核酸プローブを合成し
た。得られた合成物を実施例1と同様に精製して、最初
のオリゴヌクレオチド原料2mMより25%の収率でボ
デピーFLで標識した核酸プローブを得た。
Example 3 Preparation of nucleic acid probe: 23SrR of E. coli JM109 strain
(5 ') CCCACATCGTTTTGTCTGGG that hybridizes to NA
-(CH 2 ) 7 -N
The compound having H 2 bonded thereto was treated with Medland® as in Example 1.
Certified Residential Company (Midlan
d Certified Reagent Company, USA).
Further, the molecular probe (Molecu
lar Probes) from FluoReporter Kit
porter Kit) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succin
kit containing a reagent that binds the compound to the amine derivative of the oligonucleotide in addition to the imidyl ester). The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypy FL. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe labeled with Bodepy FL in a yield of 25% from 2 mM of the initial oligonucleotide raw material.

【0120】実施例4 実施例2で得られた大腸菌JM109株の菌体に実施例
2と同一の培地及び培養条件で調製したシュウドモナス
・プウシモビルス 421Y株(Pseudomonaspaucimobi
lis)(現在名:スフィンゴモナス・プウシモビルス)
(FERM P-5122)の菌体をOD660値で大腸菌JM1
09株と同濃度混合し、複合微生物系を調製した。得ら
れた混合液(大腸菌JM109株の菌体濃度は実施例2
と同一)について実施例2と同じ方法によりホモジネー
トを調製した。実施例3で調製した核酸プローブを用い
て、励起光を543nm、また、測定蛍光色を569n
mにする以外は、実施例2と同様な実験を行った結果、
実施例2と同様な結果を得た。
Example 4 Pseudomonaspau virus 421Y strain (Pseudomonaspaucimobi) prepared on the E. coli JM109 strain obtained in Example 2 using the same medium and culture conditions as in Example 2
lis) (current name: Sphingomonas pusubimovils)
(FERM P-5122) was used to determine the OD660 value of Escherichia coli JM1.
A mixed microbial system was prepared by mixing at the same concentration as strain 09. The resulting mixture (the concentration of the bacterial cells of Escherichia coli JM109 strain was determined in Example 2)
(Same as described above), and a homogenate was prepared in the same manner as in Example 2. Using the nucleic acid probe prepared in Example 3, the excitation light was 543 nm, and the measured fluorescent color was 569 n.
As a result of performing the same experiment as in Example 2 except for setting m,
The same result as in Example 2 was obtained.

【0121】実施例5 蛍光消光現象における標的核酸の塩基選択性、即ち、本
発明の塩基特異性を検討した。下記に示す標的合成デオ
キシリボオリゴヌクレオチド(30mer)の10種類(p
oly a〜poly j)をDNA合成機ABI394(Perkin Elmer
社製、米国)で調製した。
Example 5 The base selectivity of a target nucleic acid in the fluorescence quenching phenomenon, that is, the base specificity of the present invention was examined. Ten types of target synthetic deoxyribooligonucleotides (30 mer) shown below (p
oly a to poly j) using DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer)
(USA).

【0122】更に、上記の合成DNAに対応するデオキ
シリボオリゴヌクレオチドの5’末端にボデピーFLで
標識した下記に示す本発明のプローブを調製した。上記
の合成DNAに対応するプライマーDNAの5’末端の
リン酸基に、−(CH2)6-NH2を結合したものをメドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Mi
dland Certified Reagent Company、米国)から購入し
た。更に、モレキュラープローブ(Molecular Probes)
社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit)
F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニジルエ
ステル(BODIPY FL propionic acid succinidyl ester)
の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導
体に結合させる試薬を含有するキット)を購入した。当
該キットを前記購入のプライマーDNAに作用させて下
記のボデピーFLで標識した本発明のプローブprobe a
〜d、及びf〜hのを合成した。そして対応する合成デオ
キシリボオリゴヌクレオチドとハイブリダイズしたとき
に、蛍光色素の発光がどの程度減少するかを下記の条件
下に調べ、本発明のプローブの特異性を検討した。
Further, the following probe of the present invention was prepared in which the 5 'end of the deoxyribooligonucleotide corresponding to the above-mentioned synthetic DNA was labeled with bodypy FL. Primer DNA corresponding to the above-mentioned synthetic DNA, in which-(CH 2 ) 6 -NH 2 was bound to the phosphate group at the 5 ′ end, was obtained from Medland Certified Resin Co., Ltd.
dland Certified Reagent Company, USA). In addition, Molecular Probes
Fluo Reporter Kit
F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinidyl ester)
In addition, a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. The kit is allowed to act on the purchased primer DNA and the probe probe a of the present invention labeled with the following bodypy FL
~ D and f ~ h were synthesized. Then, the extent to which the emission of the fluorescent dye decreased when hybridized with the corresponding synthetic deoxyribooligonucleotide was examined under the following conditions, and the specificity of the probe of the present invention was examined.

【0123】 [0123]

【0124】 [0124]

【0125】 [0125]

【0126】 [0126]

【0127】 [0127]

【0128】 [0128]

【0129】その結果を表1に示した。表1から分かる
ように、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的DN
A(オリゴデオキシリボヌクレオチド)にハイブリダイ
ズしたときに、当該末端部において、当該プローブと標
的DNAとがハイブリダイズした末端塩基部から1〜3
塩基離れて、標的DNAの塩基配列にG(グアニン)が
少なくとも1塩基以上存在するように、当該プローブの
塩基配列が設計されていることが好適である。また、蛍
光色素で標識された核酸プローブが標的DNAにハイブ
リダイズしたときに、当該末端部において核酸ハイブリ
ッド複合体の複数の塩基対がGとCのペアーを少なくと
も一対以上形成するように、当該プローブの塩基配列が
設計されていることが好適であることが表1から分か
る。
Table 1 shows the results. As can be seen from Table 1, the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye
A (oligodeoxyribonucleotide), when the probe is hybridized to the target DNA at the terminal, the terminal base is 1 to 3
It is preferable that the base sequence of the probe is designed so that G (guanine) is present in the base sequence of the target DNA at least one base or more apart from the base. In addition, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target DNA, the probe is designed so that a plurality of base pairs of the nucleic acid hybrid complex form at least one pair of G and C at the terminal portion. It can be seen from Table 1 that the base sequence is preferably designed.

【0130】実施例6 下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プロー
ブを調製した。標的核酸内のG及び本発明の核酸プロー
ブ内のGの数の影響について、前記実施例と同様にして
調べた。
Example 6 A target nucleic acid having the following nucleotide sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The influence of the number of G in the target nucleic acid and the number of G in the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above example.

【0131】 [0131]

【0132】 [0132]

【0133】 [0133]

【0134】 [0134]

【0135】 [0135]

【0136】表2から分かるように、標的核酸内のGの
数、本発明のプローブ内のGの数はそれほど蛍光強度の
減少に影響しないことが認識される。
As can be seen from Table 2, it is recognized that the number of G in the target nucleic acid and the number of G in the probe of the present invention do not significantly affect the decrease in fluorescence intensity.

【0137】実施例7 前記と同様にして下記のような塩基配列の標的核酸と本
発明の核酸プローブを調製した。なお、本実施例におけ
る本発明の核酸プローブはオリゴヌクレオチドの5’末
端部をボデピーFL/C6で標識したものである。標的核酸
内の塩基種及び本発明の核酸プローブ内の塩基種の影響
について、前記実施例と同様にして調べた。
Example 7 A target nucleic acid having the following nucleotide sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared in the same manner as described above. The nucleic acid probe of the present invention in the present example is obtained by labeling the 5 ′ end of the oligonucleotide with bodypy FL / C6. The effects of the base species in the target nucleic acid and the base species in the nucleic acid probe of the present invention were examined in the same manner as in the above Examples.

【0138】 [0138]

【0139】 [0139]

【0140】 [0140]

【0141】表3及び前記の実施例から分かるように、
(i)蛍光色素で標識される本発明のプローブの末端がC
で構成され、標的核酸がハイブリダイズしたとき、GC
ペアーを形成するとき、(ii)蛍光色素で標識される本発
明のプローブの末端がC以外の塩基で構成された場合、
蛍光色素で標識されている個所の塩基と、標的核酸の塩
基との塩基ペアーより、標的核酸の3’末端側にGが少
なくとも1個以上存在する場合に、蛍光強度の減少率が
大きい。
As can be seen from Table 3 and the above examples,
(i) The terminal of the probe of the present invention labeled with a fluorescent dye is C
When the target nucleic acid hybridizes, GC
When forming a pair, (ii) when the end of the probe of the present invention labeled with a fluorescent dye is composed of a base other than C,
When at least one G is present at the 3′-terminal side of the target nucleic acid, the rate of decrease in the fluorescence intensity is greater than the base pair of the base at the site labeled with the fluorescent dye and the base of the target nucleic acid.

【0142】実施例8 本発明の核酸プローブに標識する色素の種類について、
前記実施例と同様にして調べた。なお、本発明のプロー
ブは、前記実施例7のプローブzを、また、標的核酸は
前記実施例7のオリゴヌクレオチドzを用いた。その結
果を、表4に示した。表から分かるように、本発明に用
いる蛍光色素として好適なものは、FITC、 BODIPY FL、
BODIPY FL/C3、 6-joe、TMRなどを挙げることができ
る。
Example 8 Regarding the type of dye to be labeled on the nucleic acid probe of the present invention,
Investigation was conducted in the same manner as in the above-mentioned Example. The probe of the present invention used was the probe z of Example 7, and the target nucleic acid was the oligonucleotide z of Example 7. Table 4 shows the results. As can be seen from the table, those suitable as the fluorescent dye used in the present invention are FITC, BODIPY FL,
BODIPY FL / C3, 6-joe, TMR and the like can be mentioned.

【0143】 [0143]

【0144】実施例9(標的核酸(16SrRNA)の
加熱処理の効果の実験) 本発明の核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の1
6SrRNAの1156塩基目から1190塩基の塩基
配列に相当するKYM−7株の16SrRNA塩基配列
に特異的にハイブリダイズする(5')CATCCCCACC TTCCT C
CGAG TTGACCCCGG CAGTC(3')(35塩基対)の塩基配列
をもち、1〜16及び25〜35塩基目がデオキシリボ
ヌクレオチド、17〜24塩基目が2’位炭素のOH基
をメチル基で修飾(エーテル結合で修飾)したリボオリ
ゴヌクレオチドからなり、その5’末端のリン酸基のO
H基を-(CH2)7-NN2で修飾して結合したオリゴヌクレオ
チドを、実施例1と同様にメドランド・サーテイファイ
ド・レージント・カンパニー社(Midland Certified Re
agent Company、米国)から購入した。また、2-O-Meプ
ローブ(2-O-Meオリゴヌクレオチドからなるプローブを
単に2-O-Meプローブという。)に使用する2-O-Meオリゴ
ヌクレオチドは、GENSET株式会社(フランス)に
合成を委託し、得たものである。更に実施例1と同様に
モレキュラープローブ(Molecular Probes)社からフロ
オ・リポーターキット(FluoReporter Kit) F-6082
(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステ
ル(BODIPY FL/ C6 propionic acid succinimidyleste
r)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン
誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入した。
当該キットを前記オリゴヌクレオチドに作用させて、ボ
デピーFL/C6で標識した本発明の核酸プローブを合成し
た。得られた合成物を実施例1と同様に精製して、最初
のオリゴヌクレオチド原料2mMより23%の収率でボ
デピーFL/C6で標識した本発明の核酸プローブを得た。
このプローブを35塩基鎖2-O-Meプローブと名づけた。
Example 9 (Experiment of effect of heat treatment of target nucleic acid (16S rRNA)) Preparation of nucleic acid probe of the present invention: Escherichia coli JM109 strain 1
(5 ′) CATCCCCACC TTCCT C that specifically hybridizes to the 16S rRNA nucleotide sequence of the KYM-7 strain corresponding to the nucleotide sequence from the 1156th nucleotide to the 1190 nucleotides of the 6S rRNA
It has a base sequence of CGAG TTGACCCCGG CAGTC (3 ′) (35 base pairs), bases 1 to 16 and 25 to 35 are deoxyribonucleotides, and bases 17 to 24 are modified with an OH group at the 2 ′ carbon with a methyl group ( Ribooligonucleotide modified with an ether bond), and the 5 ′ terminal phosphate group
An oligonucleotide in which the H group was modified with-(CH 2 ) 7 -NN 2 and bound was used in the same manner as in Example 1 to obtain a product of Medland Certified Reagent Company (Midland Certified Reagent).
agent Company, USA). A 2-O-Me oligonucleotide used for a 2-O-Me probe (a probe consisting of a 2-O-Me oligonucleotide is simply referred to as a 2-O-Me probe) was synthesized by GENSET (France). Outsourced and obtained. Further, as in Example 1, a Fluoro Reporter Kit F-6082 from Molecular Probes was used.
(BODIPY FL / C6 propionic acid succinimidyleste
In addition to r), a kit containing a reagent that binds the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased.
The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe of the present invention labeled with bodypy FL / C6. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe of the present invention labeled with bodypi FL / C6 in a yield of 23% from the initial oligonucleotide material of 2 mM.
This probe was designated as a 35 base chain 2-O-Me probe.

【0145】5')TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3')の塩基
配列を有するオリゴリボヌクレオチドを前記同様にして
DNA合成機を用いて合成して、フォワード(forwar
d)型のヘルパープローブとした。一方、(5')CCCTGGTCG
T AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')の塩基配列を有するオ
リゴリボヌクレオチドを前記同様にしてDNA合成機を
用いて合成して、バックワード(back ward) 型すなわち
リバース型ヘルパープローブとした。
5 ′) Oligoribonucleotide having the nucleotide sequence of TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above, and forward (forwar)
d) Type helper probe. On the other hand, (5 ') CCCTGGTCG
An oligoribonucleotide having the base sequence of T AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to obtain a backward type, ie, a reverse type helper probe.

【0146】35塩基鎖2-O-Meプローブ、フォワード型
のヘルパープローブ及びリバース型ヘルパープローブを
各々25nMになるように下記に示す組成の緩衝液に溶解さ
せ、75℃に加温した(プローブ溶液)。前記の16S
rRNAを95℃で5分加熱処理した後、それを下記に
示す反応条件においた前記のプローブ溶液に添加した
後、蛍光測定機器パーキンエルマー(Perkin Elmer) L
S-50Bで蛍光強度を測定した。その結果を図2に示し
た。尚、上記の加熱処理しない16SrRNAを用いた
ものをコントロールとした。加熱処理した実験区におい
ては、蛍光強度の減少が大きいことが図2から分かる。
この結果は、16SrRNAを95℃で加熱処理するこ
とで本発明のプローブとより強いハイブリダイゼーショ
ンをしていることを示している。
A 2-base O-Me probe, a forward-type helper probe and a reverse-type helper probe were dissolved in a buffer solution having the following composition to give 25 nM each and heated to 75 ° C. (probe solution) ). The above 16S
After the rRNA was heated at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to the above-mentioned probe solution under the following reaction conditions, and the fluorescence measurement instrument Perkin Elmer L was used.
The fluorescence intensity was measured with S-50B. The result is shown in FIG. The control using 16S rRNA not subjected to the heat treatment was used as a control. It can be seen from FIG. 2 that the decrease in the fluorescence intensity is large in the heat-treated experimental plot.
This result indicates that heat treatment of 16S rRNA at 95 ° C. results in stronger hybridization with the probe of the present invention.

【0147】実施例10(2'-O-Meオリゴヌクレオチド
及びヘルパープローブのハイブリダイゼーション効率向
上への寄与の実験) 前記の16SrRNAにハイブリダイズする下記の各種
の本発明の核酸プローブ及び各種のヘルパープローブを
前記実施例9と同様にして調製した。また、2-O-Meプロ
ーブに使用する2-O-Meオリゴヌクレオチドは、すべてGE
NSET株式会社(フランス)に合成を委託し、得たものであ
る。そして下記の条件にて、本発明の2-O-Meプローブの
効果、当該プローブの塩基鎖の長さの影響、及びヘルパ
ープローブの効果について、下記の図3A、B、C、及
びDの実験系で前記実施例9と同様にして検討した。そ
の結果を図3に示した。図から、本発明の2-O-Meプロー
ブがハイブリダイゼーション効率に寄与していることが
分かる。また、2-O-Meプローブの塩基鎖が短い場合にヘ
ルパープローブがハイブリダイゼーション効率を高める
のに役立っている。
Example 10 (Experiment of Contribution to Improvement of Hybridization Efficiency of 2'-O-Me Oligonucleotide and Helper Probe) The following various nucleic acid probes of the present invention and various helper probes which hybridize to the above 16S rRNA. Was prepared in the same manner as in Example 9. In addition, all 2-O-Me oligonucleotides used for the 2-O-Me probe are GE
It was obtained by commissioning synthesis to NSET Co., Ltd. (France). Under the following conditions, the effects of the 2-O-Me probe of the present invention, the effect of the length of the base chain of the probe, and the effect of the helper probe were examined in the experiments shown in FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D below. The system was examined in the same manner as in Example 9. The result is shown in FIG. From the figure, it can be seen that the 2-O-Me probe of the present invention contributes to the hybridization efficiency. Further, when the base chain of the 2-O-Me probe is short, the helper probe is useful for increasing the hybridization efficiency.

【0148】1)35塩基鎖2-O-Meプローブ: 前記実
施例9と同じプローブ、 2)35塩基鎖DNAプローブ: 前記1)の35塩基
鎖2-O-Meプローブと同じ塩基配列であるが、オリゴヌク
レオチドがデオキシリボースで構成されているプロー
ブ、 3)17塩基鎖2-O-Meプローブ: 前記1)の35塩基
鎖2-O-Meプローブと同じ塩基配列であるが、5’末端か
ら8塩基分、3’末端から10塩基分のヌクレオチドを
削除したプローブ、 4)17塩基鎖DNAプローブ: 前記2)の33塩基
鎖DNAプローブと同じ塩基配列であるが、3’末端から
16塩基分のヌクレオチドを削除したプローブ、
1) 35-base chain 2-O-Me probe: the same probe as in Example 9; 2) 35-base chain DNA probe: the same base sequence as the 35-base chain 2-O-Me probe in 1) above Is a probe in which the oligonucleotide is composed of deoxyribose. 3) 17-base chain 2-O-Me probe: has the same base sequence as the 35-base chain 2-O-Me probe in the above 1), but has a 5′-terminal. 4) 17 base strand DNA probe: the same base sequence as the 33 base strand DNA probe of 2) above, but 16 bases from the 3 'end Probe with nucleotides removed for minutes

【0149】5)フォワード型2-O-Meヘルパープロー
ブ: 前記実施例9のフォワード型ヘルパープローブの
中央8塩基分(5’末端から数えて9塩基〜16塩基
分)のリボースの2’位炭素のOH基を、メチル基で修
飾(エーテル結合)したヘルパープローブ、 6)リバース型2-O-Meヘルパープローブ: 前記実施例
9のリバース型ヘルパープローブの中央8塩基分(5’
末端から数えて9塩基〜16塩基分)のリボースの2’
位炭素のOH基を、メチル基で修飾(エーテル結合)し
たヘルパープローブ、 7)フォワード型DNAヘルパープローブ: 前記実施
例9のフォワード型ヘルパープローブの塩基配列と同じ
塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリボ
ヌクレオチドで構成されているヘルパープローブ、 8)リバース型DNAヘルパープローブ: 前記 前記
実施例9のリバース型ヘルパープローブの塩基配列と同
じ塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリ
ボヌクレオチドで構成されているヘルパープローブ、 9)35塩基オリゴリボヌクレオチド: (5')CATCCCCAC
C TTCCTCCGAG TTGA CCCCGG CAGTC(3')なる塩基配列を
有するオリゴリボヌクレオチド、 10)17塩基鎖オリゴリボヌクレオチド: (5')CCTT
CCTCCG AGTTGAC(3')なる塩基配列を有するオリゴリボヌ
クレオチド。
5) Forward type 2-O-Me helper probe: The 2′-position carbon of ribose at the central 8 bases (9 to 16 bases counted from the 5 ′ end) of the forward type helper probe of Example 9 6) Reverse type 2-O-Me helper probe: The OH group of the above is modified with a methyl group (ether bond). 6) Reverse type 2-O-Me helper probe: The central 8 bases (5 ′) of the reverse type helper probe of Example 9 above.
2 'of ribose (9 to 16 bases counted from the end)
Helper probe in which the OH group at the carbon atom is modified (ether bond) with a methyl group. 7) Forward type DNA helper probe: The base sequence is the same as the base sequence of the forward type helper probe of Example 9, but the oligonucleotide is 8) Reverse-type DNA helper probe: a helper probe having the same nucleotide sequence as that of the reverse-type helper probe of Example 9, but the oligonucleotide is composed of deoxyribonucleotides. Probe, 9) 35 base oligoribonucleotide: (5 ') CATCCCCAC
C TTCCTCCGAG TTGA CCCCGG Oligoribonucleotide having a base sequence of CAGTC (3 ′), 10) 17-base chain oligoribonucleotide: (5 ′) CCTT
An oligoribonucleotide having a base sequence of CCTCCG AGTTGAC (3 ′).

【0150】 [0150]

【0151】 [0151]

【0152】 [0152]

【0153】 [0153]

【0154】 [0154]

【0155】実施例11(rRNA測定のための検量線
の作成) 前記rRNAを、0.1〜10nMの範囲のさまざまな
濃度において、95℃で5分間加熱後、得られた核酸溶
液を予め下記反応条件においた反応液に添加し、100
0秒後、蛍光強度の減少をパーキンエルマーLS-50Bを使
用して測定した。その結果を図4に示した。図から検量
線は0.1〜10nMにおいて直線性を示すことが分か
る。なお、下記の35塩基鎖2-O-Meプローブは実施例9
と同じプローブである。
Example 11 (Preparation of Calibration Curve for RRNA Measurement) The rRNA was heated at 95 ° C. for 5 minutes at various concentrations ranging from 0.1 to 10 nM. Added to the reaction solution under the reaction conditions,
After 0 seconds, the decrease in fluorescence intensity was measured using a Perkin Elmer LS-50B. The result is shown in FIG. The figure shows that the calibration curve shows linearity at 0.1 to 10 nM. The following 35 base chain 2-O-Me probe was used in Example 9
Is the same probe as.

【0156】実施例12(FISH方法) セルロモナス(Cellulomonas)sp.KYM-7(FERM P-1133
9)及びアグロバクテリウム(Agrobacterium) sp. KYM-
8(FERM P-16806)の各々のrRNAにハイブリダイズす
る下記の本発明の35又は36塩基鎖オリゴデオキシリボヌ
クレオチド 2-O-Meプローブを前記と同様にして調製し
た。各プローブの塩基配列は下記の通りである。
Example 12 (FISH method) Cellulomonas sp.KYM-7 (FERM P-1133)
9) and Agrobacterium sp. KYM-
The following 35- or 36-base oligodeoxyribonucleotide 2-O-Me probe of the present invention, which hybridizes to each rRNA of 8 (FERM P-16806), was prepared in the same manner as described above. The base sequence of each probe is as follows.

【0157】セルロモナス sp.KYM-7のrRNA測定の
ための35塩基鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド2-O-
Meプローブ:(5')CATCCCCACC TTCCTCCGAG TTGACCCCGG
CAGTC(3')(アンダーライン部分がメチル基で修飾され
ている。)。 アグロバクテリウム sp. KYM-8のrRNA測定のための
36塩基鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド2-O-Meプロ
ーブ:(5')CATCCCCACC TTCCTCTCGG CTTATCACCG GCAGTC
(3')(アンダーライン部分がメチル基で修飾されてい
る。)。
KYM-7 Cellulomonas sp. KYM-7 35 Base Oligodeoxyribonucleotide 2-O-
Me probe: (5 ') CATCCCCACC TTCCTC CGAG TTGA CCCCGG
CAGTC (3 ') (The underlined portion is modified with a methyl group.) 36-base oligodeoxyribonucleotide 2-O-Me probe for measuring rRNA of Agrobacterium sp. KYM-8: (5 ') CATCCCCACC TTCCTC TCGG CTTAT CACCG GCAGTC
(3 ') (The underlined portion is modified with a methyl group.)

【0158】セルロモナス sp. KYM-7及びアグロバクテ
リウム sp. KYM-8を下記の培地組成の培地で下記の培
養条件で混合培養し、培養時間毎に培養物を採取した。
それらから、rRNAをRNeasy Maxikit(QIAGEN社)を
用いて調製した。当該rRNAを95℃で5分加熱後、
予め反応条件においた反応液に添加し、70℃、100
0秒間反応させた後、蛍光強度をパーキンエルマーLS-5
0Bを使用して測定した。その結果を図5に示した。尚、
全rRNAはリボグリーン(RiboGreen) totalRNA Quant
ification Kit (会社名:モレキュラープローブ(mole
cular probes)、所在地名:Eugene,Oregon, USA)を用
いて測定した。図から分かるように、各菌株のrRNA
の動態は全 rRNAの動態と一致した。また、各菌株の
rRNAの合計量は全rRNAと一致した。このこと
は、本発明方法はFISH方法において有効な方法になるこ
とを示している。
[0158] Cellulomonas sp. KYM-7 and Agrobacterium sp. KYM-8 were mixed-cultured in a medium having the following medium composition under the following culture conditions, and the culture was collected every culture time.
From them, rRNA was prepared using RNeasy Maxikit (QIAGEN). After heating the rRNA at 95 ° C. for 5 minutes,
The reaction solution was added to the reaction solution previously set in the reaction conditions,
After reacting for 0 seconds, the fluorescence intensity was measured using Perkin Elmer LS-5.
Measured using 0B. The results are shown in FIG. still,
Total rRNA is RiboGreen totalRNA Quant
ification Kit (Company name: molecular probe (mole
(Regular probes), location name: Eugene, Oregon, USA). As can be seen from the figure, rRNA of each strain
Kinetics were consistent with total rRNA kinetics. In addition, the total amount of rRNA of each strain coincided with the total rRNA. This indicates that the method of the present invention is an effective method in the FISH method.

【0159】・培地組成(g/l):デンプン,10.0;ア
スパラギン酸,0.1; K2HPO4,5.0;KH 2PO4,2.0;MgSO4
・7H2O ,0.2;NaCl,0.1; (NH4)2SO4;0.1. ・培地100mlを500ml容のコニカルフラスコに
分注し、該フラスコを120℃で10分間、オートクレ
ーブ釜を用いて殺菌した。 ・培養条件:前記の菌株を斜面培地で予め培養した。該
斜面培地より1白金耳の菌体をとり、前記の殺菌したコ
ニカルフラスコの培地に接種した。30℃、150rp
mで撹拌培養した。
Medium composition (g / l): starch, 10.0;
Spartic acid, 0.1; KTwoHPOFour, 5.0; KH TwoPOFour, 2.0; MgSOFour
・ 7HTwoO, 0.2; NaCl, 0.1; (NHFour)TwoSOFour0.1. ・ 100 ml of medium into a 500 ml conical flask
After dispensing, the flask was autoclaved at 120 ° C for 10 minutes.
Sterilized using a boiler. Culture conditions: The above strains were cultured in advance on a slant medium. The
Take one platinum loop of cells from the slant medium,
The medium in a nial flask was inoculated. 30 ° C, 150 rpm
m.

【0160】 [0160]

【0161】以下実施例13に、標的核酸の多型及び変
異を解析若しくは測定する方法を記す。 実施例13 下記に示した塩基配列をもつ4種類のオリゴヌクレオチ
ドを前記実施例5のDNA合成機を用いて合成した。ま
た、前記実施例5と同様にして、下記の塩基配列の本発
明の核酸プローブを合成した。該プローブと各々のオリ
ゴヌクレオチドを溶液中でハイブリダイズさせた後、蛍
光強度の変化から1塩基置換の評価ができるかどうか検
討した。本発明の核酸プローブの塩基配列は、標的オリ
ゴヌクレオチドのうちのいずれかの3’末端にGが存在
する場合に、そのオリゴヌクレオチドの塩基配列に10
0%マッチするように設計されている。ハイブリダイゼ
ーション温度は、プローブと標的オリゴヌクレオチドと
の間の全塩基対(base-pairs)が100%ハイブリダイ
ズできる40℃に設定した。プローブ及び標的オリゴヌ
クレオチドの濃度、緩衝液の濃度,蛍光測定装置、蛍光
測定条件、実験操作などは、前記実施例5と同様であ
る。
Example 13 describes a method for analyzing or measuring a polymorphism and mutation of a target nucleic acid. Example 13 Four types of oligonucleotides having the base sequences shown below were synthesized using the DNA synthesizer of Example 5 described above. In the same manner as in Example 5, a nucleic acid probe of the present invention having the following nucleotide sequence was synthesized. After the probe and each oligonucleotide were hybridized in a solution, it was examined whether single base substitution could be evaluated from the change in fluorescence intensity. The base sequence of the nucleic acid probe of the present invention has a base sequence of 10 when G is present at any 3 ′ end of the target oligonucleotide.
Designed to match 0%. The hybridization temperature was set at 40 ° C. at which 100% of the base-pairs between the probe and the target oligonucleotide could hybridize. The concentration of the probe and the target oligonucleotide, the concentration of the buffer solution, the fluorescence measurement device, the fluorescence measurement conditions, the experimental operation, and the like are the same as those in Example 5.

【0162】 [0162]

【0163】その結果を表5に示した。表から、標的オ
リゴヌクレオチドNo.1〜3においては、蛍光強度に
変化は観察されなかったが、標的オリゴヌクレオチドN
o.4においては84%の減少が観察された。
Table 5 shows the results. From the table, the target oligonucleotide No. In Nos. 1 to 3, no change in the fluorescence intensity was observed, but the target oligonucleotide N
o. In No. 4, an 84% reduction was observed.

【0164】 [0164]

【0165】本発明において、標的核酸(例えば上記標
的オリゴヌクレオチドNo.1〜4)の多型及び/又は
変異を解析若しくは測定する方法により得られるデータ
(例えば表5のカラムA及びBのデータ)を解析する方
法において、標的核酸が本発明の核酸プローブ(上記の
核酸プローブ)とハイブリダイズしたときの反応系の蛍
光強度値を、前記のハイブリダイズしていないときの反
応系の蛍光強度値により補正演算処理するとは、表3の
(A−B)/Bの計算をいう。以上の結果より、標的核
酸が2本鎖の場合、G→A、G←A、C→T、C←T、
G→C、G←Cの置換を検出できることが明らかになっ
た。
In the present invention, data obtained by a method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid (for example, the above target oligonucleotide Nos. 1 to 4) (for example, data of columns A and B in Table 5) In the method of analyzing the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention (the above nucleic acid probe), the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid does not hybridize The correction operation processing refers to the calculation of (AB) / B in Table 3. From the above results, when the target nucleic acid is double-stranded, G → A, G ← A, C → T, C ← T,
It became clear that substitution of G → C and G ← C can be detected.

【0166】実施例14 図6に本発明のDNAチップのモデルの一例を図示し
た。先ず、実施例13で調製した本発明のプローブであ
る3'TTTTTTTTGGGGGGGGC5'BODIPY FL/C6のの3’末端の
リボースの3’位炭素のOH基にアミノ基を導入して調
製した修飾プローブ、また、スライドガラスを反応基と
してエポキシ基を有するシランカップリン剤でスライド
ガラスの表面を処理した表面処理済スライドガラスを用
意した。上記の修飾プローブを含む溶液をDNAチップ
作成装置GMSTM417ARRAYER(TAKARA)で該表面処理済スラ
イドガラス上にスポットした。そうすると、3’末端で
上記修飾プローブがガラス面に結合した。該スライドガ
ラスを密閉容器内に4時間位おき反応を完結させた。そ
して該スライドガラスを0.2%SDS溶液、水に1分
程度交互に2回づつ漬けた。更にホウ素溶液(水300
mlにNaBH41.0gを溶かしたもの。)に5分位つけ
た。95℃の水に2分つけてから、素早く0.2%SD
S溶液、水に1分程度交互に2回づつ漬けて試薬を洗い
流した。室温で乾燥した。このようにして本発明のDN
Aチップを調製した。
Embodiment 14 FIG. 6 shows an example of a DNA chip model of the present invention. First, a modified probe prepared by introducing an amino group into the OH group at the 3'-position carbon of the 3'-terminal ribose of 3'TTTTTTTTGGGGGGGGC5'BODIPY FL / C6 which is the probe of the present invention prepared in Example 13, and A surface-treated slide glass was prepared by treating the surface of the slide glass with a silane coupling agent having an epoxy group as a reactive group. The solution containing the modified probe was spotted on the surface-treated slide glass using a DNA chip preparation device GMS 417ARRAYER (TAKARA). Then, the modified probe bound to the glass surface at the 3 'end. The slide glass was placed in a closed container for about 4 hours to complete the reaction. Then, the slide glass was alternately soaked twice in a 0.2% SDS solution and water for about one minute. Further, a boron solution (water 300)
1.0 g of NaBH 4 dissolved in ml. ) For about 5 minutes. Soak in water at 95 ° C for 2 minutes, then quickly add 0.2% SD
The reagent was washed away by immersing it twice in the S solution and water alternately for about 1 minute each. Dry at room temperature. Thus, the DN of the present invention
A chip was prepared.

【0167】更に、ガラスの下面の修飾プローブの各ス
ポットに対応する位置に図のような微小な温度センサー
とヒータを設けることにより、本発明のDNAチップに
高性能を付与することができた。このDNAチップを用
いて標的核酸を測定する場合を説明する。該プローブに
標的核酸がハイブリダイズしていないとき、又はハイブ
リダイズしても蛍光色素標識末端でGCペアーを形成し
ないとき、若しくは当該プローブと標的核酸とがハイブ
リダイズした末端塩基部分から1ないし3塩基離れて、
標的核酸の塩基配列にG(グアニン)又はシトシン
(C)が少なくとも1つ存在しないときは、蛍光強度に
変化ない。しかし、その反対に、該プローブに標的核酸
がハイブリダイズしているとき、又はハイブリダイズし
ても蛍光色素標識末端でGCペアーを形成していると
き、若しくは当該プローブと標的核酸とがハイブリダイ
ズした末端塩基部分から1ないし3塩基離れて、標的核
酸の塩基配列にG(グアニン)又はシトシン(C)が少
なくとも1つ存在するときは蛍光強度が減少する。この
蛍光強度はDNAチップ解析装置GMSTM418アレー
スキャナー(Array Scanner)(TAKARA)を使用して測
定できる。
Further, by providing a minute temperature sensor and a heater as shown in the figure at positions corresponding to the respective spots of the modified probe on the lower surface of the glass, high performance could be imparted to the DNA chip of the present invention. A case where a target nucleic acid is measured using this DNA chip will be described. When the target nucleic acid is not hybridized to the probe, or when the probe does not form a GC pair at the fluorescent dye-labeled end even when hybridized, or 1 to 3 bases from the terminal base portion where the probe and the target nucleic acid are hybridized Away,
When at least one G (guanine) or cytosine (C) does not exist in the base sequence of the target nucleic acid, the fluorescence intensity does not change. However, conversely, when a target nucleic acid is hybridized to the probe, or when a GC pair is formed at the fluorescent dye-labeled end even when hybridized, or when the probe and the target nucleic acid are hybridized. When at least one G (guanine) or cytosine (C) exists in the base sequence of the target nucleic acid at a distance of one to three bases from the terminal base, the fluorescence intensity decreases. This fluorescence intensity can be measured using a DNA chip analyzer GMS 418 Array Scanner (TAKARA).

【0168】実施例15:本発明のDNAチップを用い
た一塩基多型(SNPs)の検出実験 I)標的核酸の調製:(5')AAACGATGTG GGAAGGCCCA GACA
GCCAGG ATGTTGGCTT AGAAGCAGCC(3')の塩基配列をもつオ
リゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI394
(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、標的核酸
とした。 II)核酸プローブの調製:標的核酸の5’末端から15
塩基の配列(アンダーライン部)にハイブリダイズする
塩基配列をもつ、下記の6個のオリゴデオキシリボヌク
レオチドを、DNA合成機ABI394(Perkin Elmer社製、
米国)を用いて合成した。そして、3'-Amino-Modifier
C7 CPG(グレンリサーチ、カタログ番号20ー2957)を用
いて、3’末端のデオキシリボースの3’位のOH基を
アミノ化した。更に5’末端のリン酸基を実施例5と同
様な方法でBODIPY FLで標識した。
Example 15: Detection experiment of single nucleotide polymorphism (SNPs) using the DNA chip of the present invention I) Preparation of target nucleic acid: (5 ') AAACGATGTG GGAAGGCCCA GACA
G CCAGG ATGTTGGCTT AGAAGCAGCC (3 ') oligodeoxyribonucleotide having the nucleotide sequence of a DNA synthesizer ABI394
(Perkin Elmer, USA) to obtain a target nucleic acid. II) Preparation of nucleic acid probe: 15 from 5 ′ end of target nucleic acid
The following six oligodeoxyribonucleotides having a base sequence that hybridizes to the base sequence (underlined part) were synthesized using a DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer,
(USA). And 3'-Amino-Modifier
The 3'-OH group of the 3'-terminal deoxyribose was aminated using C7 CPG (Glen Research, catalog number 20-2957). Further, the phosphate group at the 5 'end was labeled with BODIPY FL in the same manner as in Example 5.

【0169】 1)プローブ100(100%マッチ):(5')CCTTCCCACA
TCGTTT(3')、 2)プローブ−T(1塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCAT
A TCGTTT(3')、 3)プローブ−A(1塩基ミスマッチ): (5')CCTTCCCAA
A TCGTTT(3')、 4)プローブ−G(1塩基ミスマッチ): (5')CCTTCCCAG
A TCGTTT(3')、 5)プローブ−TG(2塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCTG
A TCGTTT(3')、 6)プローブ−TGT(3塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCT
GT TCGTTT(3')、
1) Probe 100 (100% match): (5 ′) CCTTCCCACA
TCGTTT (3 '), 2) Probe-T (1 base mismatch): (5') CCTTCCCAT
A TCGTTT (3 '), 3) Probe-A (1 base mismatch): (5') CCTTCCCAA
A TCGTTT (3 '), 4) Probe-G (1 base mismatch): (5') CCTTCCCAG
A TCGTTT (3 '), 5) Probe-TG (2 base mismatch): (5') CCTTCCCTG
A TCGTTT (3 '), 6) Probe-TGT (3 base mismatch): (5') CCTTCCCT
GT TCGTTT (3 '),

【0170】III)DNAチップの調製 全てのDNAプローブを、滅菌蒸留水に溶解して、1μ
M濃度の溶液にした。DNAマイクロアレイヤー装置
(DNAマイクロアレイヤーNo.439702、32ピン型、
およびDNAスライドインデックスNo.439701からなる
手動式のチップアレイヤーである。greiner社)を用い
て、DNAチップ用スライドグラス(Blacksilylated s
lides、greiner社)の上に、前記プローブ溶液をスポテ
イング(spotting)した。スポット終了後10分間反応
させ、プローブをスライドグラス上に固定化した。その
後、50mMのTE緩衝液(pH:7.2)にて洗浄し
た。なお、各プローブ溶液につき、4スポットづつスポ
ッテングした。本発明のDNAチップの模式図を図6に
示した。スライドグラス上に固定化された本発明のプロ
ーブは、標的核酸にハイブリダイズしないときはBODIPY
FLは発色しているが、ハイブリダイズしているときは
発色が、ハイブリダイズしないときのものよりも少な
い。すなわち減少する。スライドグラスはマイクロヒー
ターで加熱されるようになっている(本発明では、下記
に示すように顕微鏡用透明加熱板(MP-10MH-PG、(株式
会社)北里サプライ)で行われた。)。
III) Preparation of DNA Chip All DNA probes were dissolved in sterile distilled water and
An M concentration solution was obtained. DNA microarrayer device (DNA microarrayer No.439702, 32-pin type,
And a manual chip arrayer comprising DNA slide index No. 439701. slide glass (Blacksilylated s) for DNA chips using greiner
The probe solution was spotted on a lides (greiner). After the completion of the spot, the reaction was performed for 10 minutes, and the probe was immobilized on a slide glass. Thereafter, the plate was washed with a 50 mM TE buffer (pH: 7.2). Each probe solution was spotted by four spots. FIG. 6 shows a schematic diagram of the DNA chip of the present invention. When the probe of the present invention immobilized on a slide glass does not hybridize to the target nucleic acid, BODIPY
FL is colored, but when hybridized, the color is less than when non-hybridized. That is, it decreases. The slide glass is heated by a microheater (in the present invention, the slide glass was heated using a transparent heating plate for a microscope (MP-10MH-PG, Kitasato Supply Co., Ltd.) as shown below).

【0171】IV)SNPsの検出測定 100μM濃度の標的核酸溶液{50mMのTE緩衝液
(pH:7.2)使用}を上記のごとくに調製したDN
Aチップの上にのせた。カバーグラスで覆い、標的核酸
が漏れないようにマニキュアにてカバーグラスをシール
した。検出測定のための装置類の概略は図7に示した。
先ず、オリンパス正立顕微鏡(AX80型)の試料台に顕微
鏡用透明加熱板(MP-10MH-PG、(株式会社)北里サプラ
イ)をのせた。当該板上に前記に調製した本発明のDN
Aチップを置き、95℃から33℃まで3℃刻みで変化
させ、30分かけて反応させた。各スポットの反応過程
の蛍光強度変化を、冷却CCDカメラ(C5810型、浜松
フォトニクス社)にて画像取り込み形式で測定した。取
り込み画像を画像解析装置(画像解析ソフト(TPlab s
pectrum; SignalAnalytics社,Verginia)がインスト
ールされたパソコン(NEC))にて解析し、各スポット
の輝度を算出し、温度と輝度の関係を求めた。
IV) Detection and Measurement of SNPs DN prepared by preparing a 100 μM target nucleic acid solution {using 50 mM TE buffer (pH: 7.2)} as described above
Placed on A chip. It was covered with a cover glass, and the cover glass was sealed with nail polish so that the target nucleic acid did not leak. FIG. 7 shows an outline of devices for detection and measurement.
First, a transparent heating plate for microscope (MP-10MH-PG, Kitasato Supply Co., Ltd.) was placed on a sample stage of an Olympus upright microscope (AX80 type). The DN of the present invention prepared above on the plate
The A chip was placed, and the temperature was changed from 95 ° C. to 33 ° C. in steps of 3 ° C., and reacted for 30 minutes. The change in fluorescence intensity during the reaction process of each spot was measured in an image capture format using a cooled CCD camera (C5810, Hamamatsu Photonics). The captured image is converted to an image analysis device (image analysis software (TPlab s
The spectrum was analyzed with a personal computer (NEC) in which SignalAnalytics, Verginia) was installed, the brightness of each spot was calculated, and the relationship between temperature and brightness was obtained.

【0172】実験結果を図8に示した。図から全てのプ
ローブで蛍光強度が減少していることが分かる。従っ
て、本発明の方法により、本発明のプローブと標的核酸
との解離曲線を簡便にモニタリングすることができる。
また、標的核酸と100%マッチするプローブ100と一
塩基ミスマッチするプローブとのTm値の差は10℃以
上あるので、解離曲線から両者を容易に識別することが
できる。すなわち本発明のDNAチップを使用すること
によりSNPsの解析が容易にできることがわかる。
FIG. 8 shows the experimental results. From the figure, it can be seen that the fluorescence intensity is reduced for all the probes. Therefore, the dissociation curve between the probe of the present invention and the target nucleic acid can be easily monitored by the method of the present invention.
In addition, since the difference between the Tm value of the probe 100 that matches 100% with the target nucleic acid and the probe that mismatches by one base is 10 ° C. or more, both can be easily identified from the dissociation curve. That is, it is understood that the analysis of SNPs can be easily performed by using the DNA chip of the present invention.

【0173】以下、実施例16〜19に本発明のPCR
方法を記す。 実施例16 大腸菌のゲノムDNAにおける16SrRNA遺伝子を
標的核酸として、当該核酸の増幅のための(BODIPY FL/
C6で標識した)プライマー(本発明の核酸プローブ)を
調製した。
Hereinafter, the PCR of the present invention is described in Examples 16 to 19.
The method is described. Example 16 A 16S rRNA gene in E. coli genomic DNA was used as a target nucleic acid for amplification of the nucleic acid (BODIPY FL /
A primer (a nucleic acid probe of the present invention) labeled with C6) was prepared.

【0174】プライマー1(Eu800R:リバース型)の調
製:(5')CATCGTTTAC GGCGTGGAC(3')の塩基配列をもつオ
リゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI394
(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該
オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基
をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシン
の5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したオリゴ
ヌクレオチドを、ミドランド・サーテイファイド・レー
ジンド・カンパニー社(米国)から購入した。更に、モ
レキュラープローブ社からフロオ・リポーターキット
(FluoReporter Kits)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピ
オン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FLpropionic a
cid succinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴ
ヌクレオチドのアミン誘導体に結合させる試薬を含有す
るキット)を購入した。前記購入したオリゴヌクレオチ
ドに当該キットを作用させて、本発明のボデピーFL/C6
で標識したプライマー1を合成した。
Preparation of Primer 1 (Eu800R: reverse type): An oligodeoxyribonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ′) CATCGTTTAC GGCGTGGAC (3 ′) was converted to a DNA synthesizer ABI394.
(Perkin Elmer, USA), and the oligodeoxyribonucleotide was treated with a phosphatase to treat the phosphate group at the 5 'end of the oligodeoxyribonucleotide, to give a cytosine. the bound oligonucleotide 2) 9 -NH 2, were purchased from the Midland-Sateifaido-Rejindo Company, Inc. (USA). In addition, from Molecular Probes, Inc., FluoReporter Kits F-6082 (Succinimidyl propionate of Bodepy FL / C6 (BODIPY FLpropionic a
In addition to cid succinimidyl ester), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide was purchased. The kit is allowed to act on the purchased oligonucleotide to obtain the bodepy FL / C6 of the present invention.
Was synthesized.

【0175】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3緩衝液(pH
9.0)に溶解した。当該溶解物をNAP−25カラム
(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除
去した。更に逆相HPLC(B gradient:15〜65%、2
5分間)を以下の条件で行った。そして、溶出するメイ
ンピークを分取した。分取した画分を凍結乾燥して本発
明のプライマー1を、最初のオリゴヌクレオチド原料2
mMより50%の収率で得た。
Purification of the synthesized product: The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. Add it to a 0.5M Na 2 CO 3 / NaHCO 3 buffer (pH
9.0). The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 2
5 minutes) under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was lyophilized to give the primer 1 of the present invention to the first oligonucleotide material 2
Obtained in 50% yield over mM.

【0176】 [0176]

【0177】実施例17 プライマー2(Eu500R/forward:フォワード型)の調
製:(5')CCAGCAGCCG CGGTAATAC(3')の塩基配列をもつオ
リゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端に蛍光色素
(BODIPY FL/C6)で標識したプライマー2を実施例14
と同様にして収率50%で調製した。
Example 17 Preparation of Primer 2 (Eu500R / forward: forward type): Fluorescent dye (BODIPY FL / C6) at the 5 ′ end of oligodeoxyribonucleotide having the base sequence of (5 ′) CCAGCAGCCG CGGTAATAC (3 ′) The primer 2 labeled with
It was prepared in the same manner as in a yield of 50%.

【0178】実施例18 殺菌したニュトリエントブロス(NB)(Difco社製)液体
培地5ml(組成:NB、0.08g/100ml)を含有する試験管
を用いて、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養し
た。培養液1.5mlを1.5ml容量の遠心チューブで遠
心分離し、菌体を得た。この菌体から、DNeasy Tissue
Kit(キアゲン(QIAGEN)社、ドイツ国)を用いてゲノ
ムDNAを抽出した。その抽出は本キットのプロトコル
に従った。その結果、17ng/μlのDNA溶液を得た。
Example 18 Using a test tube containing 5 ml of sterilized nutrient broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 100 ml), E. coli JM109 strain was cultured at 37 ° C. overnight. The cells were cultured with shaking. 1.5 ml of the culture was centrifuged in a 1.5 ml centrifuge tube to obtain cells. From these cells, DNeasy Tissue
Genomic DNA was extracted using Kit (QIAGEN, Germany). The extraction followed the protocol of this kit. As a result, a 17 ng / μl DNA solution was obtained.

【0179】実施例19 上記の大腸菌のゲノムDNA、プライマー1及び/又は
プライマー2を使用して、ロシュ・ダイアグノスティッ
クス株式会社発売のライトサイクラーTMシステム(Ligh
tCyclerTM System)を用いて常法通りにPCR反応を行
った。操作は当該システム機器の手順書に従った。ま
た、上記システムにおいてPCRは、当該手順書に記さ
れている核酸プローブ(FRET現象を利用する二個のプロ
ーブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識されていな
い通常のプライマー)の代りに本発明プライマー1及び
/又は2を用いる以外は当該手順書通りに行った。
Example 19 Using the above-described genomic DNA of E. coli, primer 1 and / or primer 2, the LightCycler system (Ligh
PCR reaction was carried out in the usual manner using a tCycler System). The operation followed the procedure manual of the relevant system equipment. In the above system, PCR is performed according to the present invention instead of the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and the normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye) described in the procedure manual. The procedure was performed according to the procedure except that the primers 1 and / or 2 were used.

【0180】PCRは次のコンポーネントのハイブリダ
イゼーション溶液中で行った。 尚、標的核酸である大腸菌16SrDNAは、図9の説
明欄に示される実験区の濃度で、また、プライマーは、
同様に図9の説明欄に示される実験区のプライマー1及
び/又は2の組合せで実験を行った。
The PCR was performed in a hybridization solution of the following components. The target nucleic acid Escherichia coli 16S rDNA was used at the concentration of the experimental section shown in the description column of FIG.
Similarly, an experiment was performed using a combination of the primers 1 and / or 2 in the experimental section shown in the description column of FIG.

【0181】また、上記のTaq溶液は次の試薬の混合液
である。
The above Taq solution is a mixture of the following reagents.

【0182】尚、Taq 溶液、 Taq DNAポリメラーゼ溶液
はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDN
Aマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Mast
er Hybridization Probes)キットのものである。特にTa
q DNA ポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャップ)
を10倍に希釈して用いた。また、Taq スタートは、ク
ローンテック社(USA)より販売されているTaq DNA
ポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加すること
で70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑えること
ができる。即ち、ホット・スタート(hot start)を行う
ことができるものである。
The Taq solution and the Taq DNA polymerase solution were obtained from DN of Roche Diagnostics, Inc.
A master hybridization probe (DNA Mast
er Hybridization Probes) kit. Especially Ta
q DNA polymerase solution is 10 × conc. (red cap)
Was used 10 times diluted. Taq Start is a Taq DNA product sold by Clonetech (USA).
It is an antibody for polymerase, and the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed up to 70 ° C by adding it to the reaction solution. That is, a hot start can be performed.

【0183】 測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。
その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F
1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強
度は75に固定した。
[0183] The measurement was performed using a LightCycler system.
At that time, among the detectors F1 to F3 in the system, F
One detector was used, the gain of the detector was fixed at 10, and the excitation intensity was fixed at 75.

【0184】その結果を図9及び10に示した。図9及
び10から、蛍光色素の発光の減少が観察される時点の
サイクル数と標的核酸の大腸菌16SrDNAのコピー
数が比例していることが分かる。尚、図においては、蛍
光色素の発光の減少量を蛍光強度の減少値として表現し
た。図11は、サイクル数の関数として、大腸菌16S
rDNAのコピー数を表現した大腸菌16SrDNAの
検量線を示す。相関係数は0.9973で、極めてよい
相関を示した。以上の結果から分かるように、本発明の
定量的PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数
を測定できるようになる。即ち、標的核酸の濃度の測定
ができる。
The results are shown in FIGS. From FIGS. 9 and 10, it can be seen that the cycle number at the time when the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of Escherichia coli 16S rDNA of the target nucleic acid. In the figure, the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye is expressed as the decrease in the fluorescence intensity. FIG. 11 shows E. coli 16S as a function of cycle number.
3 shows a calibration curve of 16S rDNA of E. coli expressing rDNA copy number. The correlation coefficient was 0.9973, showing a very good correlation. As can be seen from the above results, the use of the quantitative PCR method of the present invention makes it possible to measure the initial copy number of a target nucleic acid. That is, the concentration of the target nucleic acid can be measured.

【0185】実施例20 実施例19においては、本発明のプローブをプライマー
としてPCRを行ったが、本実施例では従来法に用いる
FRET現象を利用する二個のプローブの代わりに本発
明のプローブを用いて下記の条件で本発明のPCRを行
った。 a)標的核酸:大腸菌の16S−rDNA b)使用プライマー: ・フォワードプライマー E8F:(5')AGAGTTTGAT CCTGGC
TCAG(3') ・リバースプライマー E1492R:(5')GGTTACCTTG TTACG
ACTT(3') c)使用プローブ:BODIPY FL-(5')CGGGCGGTGT GTAC
(3') d)使用PCR測定機器:ライトサイクラーTMシステム e)PCRの条件: 変性反応 :95℃、10秒(第一回のみ、60
秒間、95℃) アニーリング反応:50℃、5秒 核酸伸長反応 :72℃、70秒 全サイクル数 :70サイクル
Example 20 In Example 19, PCR was carried out using the probe of the present invention as a primer. In this example, the probe of the present invention was replaced with the two probes using the FRET phenomenon used in the conventional method. The PCR of the present invention was performed under the following conditions. a) Target nucleic acid: 16S-rDNA of E. coli b) Primers used: Forward primer E8F: (5 ') AGAGTTTGAT CCTGGC
TCAG (3 ') ・ Reverse primer E1492R: (5') GGTTACCTTG TTACG
ACTT (3 ') c) Probe used: BODIPY FL- (5') CGGGCGGTGT GTAC
(3 ') d) PCR measurement equipment used: LightCycler system e) PCR conditions: Denaturation reaction: 95 ° C, 10 seconds (first time only, 60 times)
Annealing reaction: 50 ° C, 5 seconds Nucleic acid extension reaction: 72 ° C, 70 seconds Total number of cycles: 70 cycles

【0186】 [0186]

【0187】その結果を図12に示した。図から、蛍光
色素の発光の減少が観察される時点のサイクル数と標的
核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が比例している
ことが分かる。以上の結果から分かるように、本発明の
定量的PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数
を測定できるようになる。即ち、標的核酸の測定ができ
る。
The results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the cycle number at which the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of Escherichia coli 16S rDNA of the target nucleic acid. As can be seen from the above results, the use of the quantitative PCR method of the present invention makes it possible to measure the initial copy number of a target nucleic acid. That is, the target nucleic acid can be measured.

【0188】次に以下の実施例に、上記の本発明の定量
的PCR方法を用いて得られるデータを解析する本発明
のデータ解析方法について記す。 実施例21 ヒトゲノムDNA(ヒトβ−グロビン(globin)(TaKa
Raカタログ商品番号9060)(TaKaRa株式会社製)
(以下、ヒトゲノムDNAという。)を標的核酸とし
て、当該核酸の増幅のためのボデピー FL/C6で標識した
プライマーを調製した。
Next, the following examples describe the data analysis method of the present invention for analyzing data obtained by using the above-described quantitative PCR method of the present invention. Example 21 Human genomic DNA (human β-globin (TaKa
Ra catalog product number 9060) (TaKaRa Corporation)
(Hereinafter, referred to as human genomic DNA) as a target nucleic acid, a primer labeled with Bodepy FL / C6 for amplification of the nucleic acid was prepared.

【0189】プライマーKM38+C(リバース型)の調製:
(5')CTGGTCTCCT TAAACCTGTC TTG(3')の塩基配列をもつ
オリゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI3
94(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当
該オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸
基をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシ
ンの5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したも
のを、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カ
ンパニー社から購入した。更に、モレキュラープローブ
社からリポーターキット(FluoReporter Kit)F-6082
(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステ
ル(BODIPY FL propionic acid succinimidylesters)の
他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体
に結合させる試薬を含有するキット)を購入した。前記
購入したオリゴヌクレオチドに当該キットを作用させ
て、本発明のボデピーFL/C6で標識したプライマーKM38+
Cを合成した。
Preparation of primer KM38 + C (reverse type):
(5 ') CTGGTCTCCT TAAACCTGTC An oligodeoxyribonucleotide having a base sequence of TTG (3') was converted to a DNA synthesizer ABI3.
94 (manufactured by Perkin Elmer, USA), and the phosphate group at the 5 'end of the oligodeoxyribonucleotide was treated with phosphatase to give cytosine. The 5'-carbon OH group of cytosine was replaced with-( CH 2 ) 9 -NH 2 was purchased from Midland Certified Raised Company. In addition, a reporter kit (FluoReporter Kit) F-6082 from Molecular Probes, Inc.
(Kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide in addition to BODIPY FL propionic acid succinimidylesters) was purchased. The kit is allowed to act on the purchased oligonucleotide, and the primer KM38 + labeled with the bodepy FL / C6 of the present invention is used.
C was synthesized.

【0190】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3緩衝液(pH9.0)
に溶解した。当該溶解物をNAP-25カラム(ファルマシア
社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除去した。更に逆
相HPLC(B gradient:15〜65%、25分間)を以下の条件で
行った。そして、溶出するメインピークを分取した。分
取した画分を凍結乾燥して本発明のプライマーKM38+C
を、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより50%の収
率で得た。
Purification of synthesized product: The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. 0.5M Na 2 CO 3 / NaHCO 3 buffer (pH 9.0)
Was dissolved. The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65% for 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction is freeze-dried and the primer of the present invention KM38 + C
Was obtained in 50% yield from the initial oligonucleotide starting material 2 mM.

【0191】 [0191]

【0192】実施例21 プライマーKM29(フォワード型)の調製:(5')GGTTGGCC
AA TCTACTCCCA GG(3')の塩基配列をもつオリゴデオキシ
リボヌクレオチドを実施例18と同様に合成した。
Example 21 Preparation of Primer KM29 (Forward Type): (5 ′) GGTTGGCC
An oligodeoxyribonucleotide having the base sequence of AA TCTACTCCCA GG (3 ′) was synthesized in the same manner as in Example 18.

【0193】比較実験例1 本比較実験例は、核酸伸長反応時の蛍光強度値を、熱変
性反応時の蛍光強度値を用いて割る演算処理過程(数式
(1)の処理)を有しないデータ解析用ソフトウエアの
使用に係るものである。上記のヒトゲノムDNA、プラ
イマーKM38+C及びプライマーKM29を使用して、ライトサ
イクラー TMシステムを用いてPCR反応を行い、各サ
イクル毎の蛍光強度を測定した。尚、本比較実施例のP
CRは、前記に説明した蛍光色素色素で標識したプライ
マーを用いるものであり、蛍光発光の増加でなく、減少
を測定する新規なリアルタイム定量的PCR方法であ
る。データ解析は当該システムのソフトウエアを用いて
行った。本比較実験例のPCRは、当該手順書に記され
ている核酸プローブ(FRET現象を利用する二個のプ
ローブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識されてい
ない通常のプライマー)の代りに本発明プライマーKM38
+C及びKM29を用いる以外は当該装置の手順書通りに行っ
た。
Comparative Experimental Example 1 In this comparative experimental example, data having no arithmetic processing step (the processing of equation (1)) for dividing the fluorescence intensity value during the nucleic acid extension reaction using the fluorescence intensity value during the thermal denaturation reaction was used. It relates to the use of analysis software. Using the above-mentioned human genomic DNA, primer KM38 + C and primer KM29, a PCR reaction was performed using a LightCycler system, and the fluorescence intensity in each cycle was measured. In addition, P of this comparative example
CR is a novel real-time quantitative PCR method that uses a primer labeled with a fluorescent dye described above and measures the decrease, not the increase, of fluorescence emission. Data analysis was performed using the software of the system. In the PCR of this comparative experimental example, instead of the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and a normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye) described in the procedure, the present invention was used. Primer KM38
Except for using + C and KM29, the procedure was performed according to the procedure manual of the apparatus.

【0194】PCRは次のコンポーネントのハイブリダ
イゼーション溶液中で行った。 尚、ヒトゲノムDNAは、図13の簡単な説明欄に示さ
れる実験区の濃度で実験を行った。MgCl2の最終濃度は2
mMであった。
The PCR was performed in a hybridization solution of the following components. The experiment was performed on human genomic DNA at the concentrations shown in the brief description column of FIG. Final concentration of MgCl 2 is 2
mM.

【0195】また、上記のTaq溶液は次に試薬の混合液
である。
The Taq solution is a mixed solution of reagents.

【0196】尚、Taq溶液、 Taq DNA ポリメラーゼ溶液
はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDN
Aマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Mast
er Hybridization Probes)キットのものである。特に
Taq DNA ポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャッ
プ)を10倍に希釈して用いた。また、Taqスタート
は、クローンテック社(USA)より販売されているTa
q DNA ポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加す
ることで70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑え
ることができる。即ち、ホット・スタートを行うことが
できるものである。
Incidentally, the Taq solution and the Taq DNA polymerase solution are DNS sold by Roche Diagnostics, Inc.
A master hybridization probe (DNA Mast
er Hybridization Probes) kit. Particularly, the Taq DNA polymerase solution was used by diluting 10 × conc. (Red cap) 10-fold. In addition, Taq Start is a Taq product sold by Clonetech (USA).
This is an antibody for q DNA polymerase. By adding it to the reaction solution, the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed up to 70 ° C. That is, a hot start can be performed.

【0197】反応条件は次の如くである。 測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。
その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F
1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強
度は75に固定した。
The reaction conditions are as follows. The measurement was performed using a LightCycler system.
At that time, among the detectors F1 to F3 in the system, F
One detector was used, the gain of the detector was fixed at 10, and the excitation intensity was fixed at 75.

【0198】前記の如くにPCRを行って、各サイクル
の蛍光強度を実測した。その結果を図13に示す。即
ち、各コピー数のヒトゲノムDNAについて、各サイク
ルの変性反応時及び核酸伸長反応時の蛍光強度を測定
し、印字したものである。どのサイクルにおいても変性
反応時には蛍光強度値は一定であるが、核酸伸長反応時
には、25サイクル目当たりから蛍光強度が減少してい
るのが観察される。そうして、減少はヒトゲノムDNA
のコピー数が多い順に起こることが分かる。
The PCR was performed as described above, and the fluorescence intensity in each cycle was measured. The result is shown in FIG. That is, the fluorescence intensity of each copy number of the human genomic DNA at the time of the denaturation reaction and the nucleic acid extension reaction of each cycle was measured and printed. In any cycle, the fluorescence intensity value is constant during the denaturation reaction, but during the nucleic acid extension reaction, it is observed that the fluorescence intensity decreases from around the 25th cycle. So the reduction is human genomic DNA
It can be seen that this occurs in the order of increasing copy numbers.

【0199】図13に示すようにヒトゲノムDNAの各
コピー数について初期のサイクル数の蛍光強度値が一様
でなかった。それで、本比較例で使用するデータ解析方
法に以下の過程(b)〜(j)を追加した。 (b)10サイクル目の蛍光強度値を1として各サイク
ルの蛍光強度値を換算する過程、即ち、下記の〔数式
8〕による計算をする過程、 Cn=Fn(72)/F10(72) 〔数式8〕 ただし、Cn=各サイクルにおける蛍光強度値の換算
値、Fn(72)=各サイクルの72℃の蛍光強度値、
10(72)=10サイクル目の72℃における伸長反
応後の蛍光強度値。 (c)前記(b)の過程で得られた各換算値を、サイク
ル数の関数として、デスプレー上に表示及び/又は印字
する過程、
As shown in FIG. 13, the fluorescence intensity value at the initial cycle number was not uniform for each copy number of human genomic DNA. Therefore, the following steps (b) to (j) were added to the data analysis method used in this comparative example. (B) The process of converting the fluorescence intensity value of each cycle with the fluorescence intensity value of the 10th cycle as 1, that is, the process of calculating by the following [Equation 8], C n = F n (72) / F 10 ( 72) [Expression 8] where C n = converted value of the fluorescence intensity value in each cycle, F n (72) = the fluorescence intensity value at 72 ° C. in each cycle,
F 10 (72) = the fluorescence intensity value after the extension reaction at 72 ° C. at the 10th cycle. (C) displaying and / or printing each converted value obtained in the step (b) on a display as a function of the number of cycles;

【0200】(d)前記(b)の過程で得られた各サイ
クルの換算値から下記の〔数式9〕による蛍光強度の変
化率(減少率、消光率)を計算をする過程、 〔数式9〕 Fdn =log10{100−Cn×100)} Fdn =2log10{1−Cn} ただし、Fdn=蛍光強度変化率(減少率、消光率)、C
n=〔数式8〕で得られた値。 (e)前記(d)の過程で得られた各換算値を、サイク
ル数の関数として、デスプレー上に表示及び/又は印字
する過程、
(D) calculating the change rate (decrease rate, extinction rate) of the fluorescence intensity from the converted value of each cycle obtained in the process (b) by the following [Equation 9], [Equation 9] F dn = log 10 −100 −C n × 100)} F dn = 2log 10 {1−C n } where, F dn = fluorescence intensity change rate (decrease rate, extinction rate), C
n = value obtained by [Equation 8]. (E) displaying and / or printing each converted value obtained in the step (d) on a display as a function of the number of cycles;

【0201】(f)前記(d)の過程で処理されたデー
タを、スレッシュホールド(threshold)とし
ての0.5と比較し、その値に達したサイクル数を計数
する過程、 (g)前記(f)の過程で計数した値をX軸に、反応開
始前のコピー数をY軸にプロットしたグラフを作成する
過程、 (h)前記(g)の過程で作成したグラフをデスプレー
上に表示及び/又は印字する過程、 (i)前記(h)の過程で描かれた直線の相関係数又は
関係式を計算する過程、 (j)前記(i)の過程で計算された相関係数又は関係
式をデスプレー上に表示及び/又は印字する過程。
(F) comparing the data processed in the step (d) with 0.5 as a threshold, and counting the number of cycles reaching the value; (g) the step (g). f) plotting the value counted in step f) on the X-axis and the copy number before the start of the reaction on the y-axis, and (h) displaying the graph prepared in step (g) on a display. (I) a step of calculating a correlation coefficient or a relational expression of the straight line drawn in the step (h), (j) a correlation coefficient or a relation calculated in the step (i) The process of displaying and / or printing the formula on the display.

【0202】上記のデータ解析用ソフトウエアを用い
て、前記図13で得られたデータを前記に引き続いて以
下のように処理した。図14は、上記(b)の過程で処
理されたデータを印字した(前記(c)過程)したもの
である。即ち、10サイクル目の蛍光強度値を1として
各サイクルの蛍光強度を換算し、その換算値を対応する
サイクル数に対してプロットしたものである。図15
は、前記(d)の過程で処理したデータを印字した(前
記(e)過程)ものである。即ち、図14の各プロット
値から蛍光強度の減少率(消光率)を計算して、各計算
値を各サイクル数に対してプロットしたものである。
Using the data analysis software described above, the data obtained in FIG. 13 was subsequently processed as follows. FIG. 14 is a printout of the data processed in the process (b) (the process (c)). That is, the fluorescence intensity of each cycle is converted with the fluorescence intensity value of the 10th cycle as 1, and the converted value is plotted against the corresponding cycle number. FIG.
Is a printout of the data processed in step (d) (step (e)). That is, the reduction rate (quenching rate) of the fluorescence intensity was calculated from each plot value in FIG. 14, and each calculated value was plotted against each cycle number.

【0203】図16は、前記(f)の過程で処理したデ
ータについて、前記(g)の過程で作成したグラフを印
字した(前記(h)の過程)ものである。即ち、蛍光強
度減少率=0.5をスレッシュホールド(threshold)
し、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノムD
NAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットしたグラ
フである。このグラフの直線の相関係数(R2)を前記
(i)の過程で計算し、印字した(前記(j)の過程)
もので、0.9514であった。このように、この相関
係数では正確なコピー数を求めるは無理であった。
FIG. 16 is a graph obtained by printing the graph created in the step (g) on the data processed in the step (f) (the step (h)). That is, the fluorescence intensity reduction rate = 0.5 is set as a threshold.
And the number of cycles that reached that value was plotted on the X-axis,
It is the graph which plotted the copy number before the reaction start of NA on the Y-axis. The correlation coefficient (R2) of the straight line in this graph was calculated in the process (i) and printed (process (j)).
Was 0.9514. Thus, it was impossible to obtain an accurate copy number with this correlation coefficient.

【0204】実施例23(本発明のデータ解析方法を用
いてデータ処理がなされた実験例)PCRは比較実験例
1と同様に行った。データ処理は、比較実験例1の
(b)の過程の前に下記の(a)の過程をおき、
(b)、(d)の過程を以下のように変更する以外は比
較実験例1と同様な過程で行った。 (a)各サイクルにおける増幅した核酸が本発明の核酸
プローブである(蛍光色素で標識された)核酸プライマ
ーとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値(即
ち、核酸伸長反応時(72℃)の蛍光強度値)を、核酸
ハイブリッド複合体(増幅した核酸が核酸プライマーと
ハイブリダイズしたもの)が解離したときに測定された
反応系の蛍光強度値(即ち、核酸熱変性反応完了時(9
5℃)の蛍光強度値)で割る補正演算処理過程、即ち、
実測の蛍光強度値を次の〔数式1〕で補正した。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 [式中、fn=サイクルの蛍光強度の補正値、fhyb,n
各サイクルの72℃の蛍光強度値、fden,n=各サイク
ルの95℃の蛍光強度値] 得られた値を各サイクル数に対してプロットしたのが図
17である。
Example 23 (Experimental example in which data processing was performed using the data analysis method of the present invention) PCR was performed in the same manner as in Comparative experimental example 1. In the data processing, the following process (a) is performed before the process (b) of Comparative Experimental Example 1,
The procedure was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the steps (b) and (d) were changed as follows. (A) The fluorescence intensity value of the reaction system when the nucleic acid amplified in each cycle is hybridized with the nucleic acid probe of the present invention (labeled with a fluorescent dye) (that is, at the time of nucleic acid extension reaction (72 ° C.) Of the reaction system measured when the nucleic acid hybrid complex (the amplified nucleic acid hybridized with the nucleic acid primer) is dissociated (that is, when the nucleic acid thermal denaturation reaction is completed (9)).
5)), the correction calculation process,
The measured fluorescence intensity value was corrected by the following [Equation 1]. f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1] [where, f n = correction value of the fluorescence intensity of the cycle, f hyb, n =
Fluorescence intensity value at 72 ° C. in each cycle, f den, n = fluorescence intensity value at 95 ° C. in each cycle] FIG. 17 shows the obtained values plotted against the number of cycles.

【0205】(b)各サイクルにおける〔数式1〕にお
ける補正演算処理値を〔数式3〕に代入し、各サイクル
における各サンプル間の蛍光変化率(減少率又は消光
率)を算出する演算処理過程、即ち、下記の〔数式1
0〕で演算処理する過程、 Fn=fn/f25 〔数式10〕 [式中、Fn=各サイクルの演算処理値、fn=〔数式
1〕で得られた各サイクルの値、f25=〔数式1〕で得
られた値で、サイクル数が25回目のもの]。〔数式1
0〕は〔数式3〕において、a=25とした場合におけ
るものである。
(B) An arithmetic processing step of substituting the correction operation processing value in [Equation 1] in each cycle into [Equation 3] and calculating a fluorescence change rate (decrease rate or extinction rate) between samples in each cycle. That is, the following [Equation 1]
0], F n = f n / f 25 [Equation 10] [where, F n = operation processing value of each cycle, f n = value of each cycle obtained by [Equation 1], f 25 = value obtained by [Equation 1] and the number of cycles is 25]. [Equation 1
0] is obtained when a = 25 in [Equation 3].

【0206】(d)前記(b)の過程で得られた各サイ
クルの演算処理値を〔数式6〕による蛍光強度の変化率
(減少率又は消光率)の対数値を得るための演算処理に
付す過程、即ち、下記の〔数式11〕で演算処理する過
程、 log10{(1−Fn)×100} 〔数式11〕 [式中、Fn=[数式10]で得られた値]。〔数式1
1〕は〔数式6〕において、b=10、A=100とし
た場合におけるものである。
(D) The arithmetic processing value of each cycle obtained in the above process (b) is applied to arithmetic processing for obtaining the logarithmic value of the change rate (decrease rate or extinction rate) of the fluorescence intensity according to [Equation 6]. Affixing process, that is, a process of performing an arithmetic process by the following [Expression 11], log 10 {(1-F n ) × 100} [Expression 11] [where, F n = value obtained by [Expression 10]] . [Equation 1
1] is a case where b = 10 and A = 100 in [Equation 6].

【0207】上記の結果を図18及び19に示した。図
18は、前記(a)及び(b)の過程で処理された値を
サイクル数に対してプロットし、印字したものである。
図19は、図18で得られた値を前記(d)の過程のよ
うに処理して得られた値を、サイクル数に対してプロッ
トし、印字したものである。
The above results are shown in FIGS. FIG. 18 is a graph in which the values processed in the processes (a) and (b) are plotted against the number of cycles and printed.
FIG. 19 is a graph in which the values obtained by processing the values obtained in FIG. 18 as in the process (d) are plotted against the number of cycles and printed.

【0208】次に、図19のグラフを基に、前記
(f)、(g)、及び(h)の過程で処理した。即ち、
図19のグラフを基に比較実験例1と同様に、log10
(蛍光強度変化率)のスレッシュホールド値として、
0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.2を選
び、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノムD
NAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットし、検量
線を描かせた。その結果を図20に示した。これらの検
量線について前記(i)及び(j)の過程で処理して求
めた相関係数(R2)は、前記各スレッシュホールド値
に対して、各々0.998、0.999、0.999
3、0.9985、0.9989、0.9988であっ
た。これらの相関係数から、スレッシュホールド値とし
て0.5(相関係数0.9993)を採用することが望
ましいことが認識できた。この相関係数をもつ検量線で
あれば、未知コピー数の核酸試料について反応開始前の
コピー数を精度よく求めることができることが分かる。
Next, based on the graph of FIG. 19, processing was performed in the steps (f), (g), and (h). That is,
Based on the graph of FIG. 19, log 10
(Fluorescent intensity change rate)
0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 and 1.2 were selected, and the number of cycles that reached that value was plotted on the X-axis and the human genome D
The copy number before the start of the NA reaction was plotted on the Y-axis, and a calibration curve was drawn. The result is shown in FIG. Correlation coefficients (R 2 ) obtained by processing these calibration curves in the processes (i) and (j) are 0.998, 0.999, 0. 999
3, 0.9985, 0.9989 and 0.9988. From these correlation coefficients, it was recognized that it is desirable to adopt 0.5 (correlation coefficient 0.9993) as the threshold value. With the calibration curve having this correlation coefficient, it can be seen that the copy number before the start of the reaction can be accurately determined for the nucleic acid sample having the unknown copy number.

【0209】実施例24(核酸の融解曲線分析及びTm
値分析の例) 本発明の新規なPCR法により増幅された核酸につい
て、51)低い温度から核酸が完全に変性するまで、温
度を徐々に上げるあるいは下げる過程(例えば、50℃
から95℃まで)、52)前記51)過程において、短
い時間間隔(例えば、0.2℃〜0.5℃の温度上昇に
相当する間隔)で蛍光強度を測定する過程、53)前記
52)過程の測定結果を時間の関数としてデスプレー上
に表示する過程、即ち、核酸の融解曲線を表示する過
程、54)前記53)過程の融解曲線を一次微分する過
程、55)前記54)過程の微分値(−dF/dT、
F:蛍光強度、T:時間)をデスプレー上に表示する過
程、56)前記55)から得られる微分値から変曲点を
求める過程からなるソフトウエアを作成し、前記本発明
のデータ解析用ソフトウエアに合体した。当該データ解
析用ソフトウエアを記録したコンピューター読み取り可
能な記録媒体をインストールした前記ライトサイクラー
TMシステムを用いて本発明の新規リアルタイム定量的P
CR反応を行い、核酸融解曲線の分析を行った。本発明
においては、蛍光強度は温度が上がるごとに増加する。
Example 24 (Melting curve analysis of nucleic acid and Tm
Example of Value Analysis) For the nucleic acid amplified by the novel PCR method of the present invention, 51) a process of gradually increasing or decreasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, 50 ° C.)
To 95 ° C.), 52) a step of measuring the fluorescence intensity at short time intervals (for example, an interval corresponding to a temperature rise of 0.2 ° C. to 0.5 ° C.) in the step 51), 53) the 52) Displaying the measurement results of the process as a function of time on the display, ie displaying the melting curve of the nucleic acid; 54) first-order differentiating the melting curve of the 53) process; 55) differentiating the 54) process Value (-dF / dT,
F: fluorescence intensity, T: time) on the display; 56) software for analyzing the data of the present invention, comprising the step of obtaining an inflection point from the differential value obtained in 55). Combined with wear. The light cycler having a computer-readable recording medium on which the data analysis software is recorded.
New real-time quantitative P of the present invention using TM system
A CR reaction was performed, and a nucleic acid melting curve was analyzed. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases.

【0210】実施例23と同じヒトゲノムDNAの1コ
ピーと10コピーについて、実施例21と同様のPCR
を行い、前記51)、52)、53)、54)及び5
5)の過程で処理されたデータを印字したものが図21
である。1コピーと10コピーの75回目の増幅産物に
ついて、本実施例の51)、52)及び53)の過程で
処理した核酸融解曲線の図が図22である。54)の過
程でこの曲線を微分し、55)及び56)の過程で変曲
点(Tm値)を求めたものが図23である。図23か
ら、1コピーと10コピーの増幅産物のTm値が異なる
故に、各増幅産物は異なる産物であることが判明した。
The same PCR as in Example 21 was performed on 1 and 10 copies of the same human genomic DNA as in Example 23.
And 51), 52), 53), 54) and 5
FIG. 21 shows a printout of the data processed in step 5).
It is. FIG. 22 is a diagram of a nucleic acid melting curve obtained by treating the 75th amplification product of 1 copy and 10 copies in the steps 51), 52) and 53) of this example. FIG. 23 shows the result of differentiating this curve in the process of 54) and obtaining the inflection point (Tm value) in the processes of 55) and 56). From FIG. 23, it was found that each amplification product was a different product because the Tm values of the amplification products of 1 copy and 10 copies were different.

【0211】[0211]

【発明の効果】本発明は次のような効果を有する。 1)本発明の標的核酸の濃度を測定する方法、本発明の
各種の核酸プローブ、特に2-O-アルキルオリゴヌクレオ
チド若しくは2-O-アルキレンオリゴヌクレオチド、2-O-
ベンジルオリゴヌクレオチドなど化学的修飾オリゴヌク
レオチドなどからなる本発明の核酸プローブ、またオリ
ゴリボヌクレオチドとオリゴデオキシリボヌクレオチド
が介在するキメリックオリゴヌクレオチドなどからなる
本発明の核酸プローブ、それらの本発明の核酸プローブ
を含有若しくは付帯する、標的核酸の濃度を測定する測
定キット、及び前記の本発明の核酸プローブを結合して
なるDNAチップなどの核酸チップ若しくは核酸デバイ
スを用いると、測定系から未反応の核酸プローブを除く
等の操作をすることがないので、標的核酸の濃度を短時
間でかつ簡便に測定できる。また、複合微生物系又は共
生微生物系に適用すると、当該系における特定菌株の存
在量を特異的かつ短時間に測定できる。また、本発明は
標的核酸若しくは遺伝子のSNPなどの多型又は変異な
どの解析若しくは測定する簡便な方法を提供している。
The present invention has the following effects. 1) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid of the present invention, various nucleic acid probes of the present invention, particularly 2-O-alkyl oligonucleotides or 2-O-alkylene oligonucleotides, 2-O-
Nucleic acid probes of the present invention comprising chemically modified oligonucleotides such as benzyl oligonucleotides, nucleic acid probes of the present invention consisting of chimeric oligonucleotides interposed by oligoribonucleotides and oligodeoxyribonucleotides, and those nucleic acid probes of the present invention. When a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which is contained or incidental, and a nucleic acid chip or a nucleic acid device such as a DNA chip obtained by binding the nucleic acid probe of the present invention, an unreacted nucleic acid probe is measured from the measurement system. Since there is no operation such as removal, the concentration of the target nucleic acid can be measured in a short time and easily. Further, when applied to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, the abundance of a specific strain in the system can be measured specifically and in a short time. The present invention also provides a simple method for analyzing or measuring a polymorphism or mutation such as SNP of a target nucleic acid or gene.

【0212】2)また、本発明の定量的PCR方法は、
次のような効果を有する。 a.TaqDNAポリメラーゼによる標的核酸の増幅に
阻害的に作用する因子が添加されていないことから、従
来公知の特異性のある通常のPCRと同様の条件で定量
的PCRを行うことができる。 b.また、PCRの特異性を高く保つことができるの
で、プライマーダイマーの増幅が遅くなることから、従
来公知の定量的PCRと比較すると定量限界が約1桁の
オーダー低くなる。 c.複雑な核酸プローブを用意する必要がないので、そ
れに要する時間と費用が節約できる。 d.標的核酸の増幅効果も大きく、増幅過程をリアルタ
イムでモニタリングすることができる。
2) The quantitative PCR method of the present invention
It has the following effects. a. Since no factor that inhibits the amplification of the target nucleic acid by Taq DNA polymerase is added, quantitative PCR can be performed under the same conditions as those of conventionally known ordinary PCR having specificity. b. In addition, since the specificity of PCR can be kept high, the amplification of the primer dimer is slowed down, so that the quantification limit is reduced by about one order of magnitude as compared with conventionally known quantitative PCR. c. Since there is no need to prepare a complicated nucleic acid probe, the time and cost required for the preparation can be saved. d. The effect of amplifying the target nucleic acid is large, and the amplification process can be monitored in real time.

【0213】3)また、リアルタイム定量的PCR方法
で得られたデータを解析する際、本発明のデータ解析方
法を用いて、未知核酸コピー数の核酸試料について核酸
のコピー数を求める検量直線を作成すると、検量線の相
関係数は従来の方法により得られたものに較べて格段に
高い。それで、本発明のデータ解析方法を用いると核酸
の正確なコピー数を求めることができる。
3) When analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method, a calibration line for obtaining the copy number of a nucleic acid for a nucleic acid sample having an unknown nucleic acid copy number is prepared using the data analysis method of the present invention. Then, the correlation coefficient of the calibration curve is much higher than that obtained by the conventional method. Thus, the use of the data analysis method of the present invention makes it possible to determine the exact copy number of a nucleic acid.

【0214】4)また、本発明のリアルタイム定量的P
CR方法によって得られたデータの解析方法に係るデー
タ解析用ソフトウエア、また、その解析方法の手順をプ
ログラムとして記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体、また、それを用いたリアルタイム定量的PCR
の測定若しくは解析装置を用いると、相関係数の高い検
量直線を自動的に作成することができる。
4) The real-time quantitative P of the present invention
Data analysis software according to a method of analyzing data obtained by the CR method, a computer-readable recording medium in which the procedure of the analysis method is recorded as a program, and real-time quantitative PCR using the same
The use of a measurement or analysis device enables automatic creation of a calibration line having a high correlation coefficient.

【0215】5)また、本発明の新規な核酸の融解曲線
の分析方法を用いると、精度の高い、核酸のTm値を求
めることができる。更に、当該方法に係るデータ解析用
ソフトウエア、また、その分析方法の手順をプログラム
として記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、
また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若
しくは解析装置を用いると、正確なTm値を求めること
ができる
5) Further, by using the novel nucleic acid melting curve analysis method of the present invention, a highly accurate Tm value of a nucleic acid can be obtained. Furthermore, software for data analysis according to the method, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program,
In addition, when a real-time quantitative PCR measurement or analysis device using the same is used, an accurate Tm value can be obtained.

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

【図1】実施例1で得た核酸プローブを用いて大腸菌の
16SrRNAの5´末端から数えて335から358
番目の核酸塩基配列を測定した場合の蛍光強度測定デー
タを示す図。
FIG. 1 shows that the nucleic acid probe obtained in Example 1 is used to count 335 to 358 from the 5 ′ end of 16S rRNA of E. coli.
The figure which shows the fluorescence intensity measurement data at the time of measuring the 3rd nucleic acid base sequence.

【図2】35塩基鎖2-O-Meプローブの標的核酸へのハイ
ブリダイゼーションに対する熱処理の効果 点線:rRNAを加熱処理後,標的核酸が添加された。 実線:非加熱処理rRNA.
FIG. 2: Effect of heat treatment on hybridization of 35 base chain 2-O-Me probe to target nucleic acid Dotted line: After rRNA was heat-treated, target nucleic acid was added. Solid line: unheated rRNA.

【図3】プローブと標的核酸16SrRNAのハイブリ
ダイゼーションに対するプローブの塩基鎖の塩基数、ヘ
ルパープローブ及びプローブの5’末端のリボースの
2’位炭素OH基のメチル基修飾の効果
FIG. 3 shows the effect of the base number of the base chain of the probe, the helper probe and the methyl group modification of the 2′-carbon OH group of the 5′-end ribose of the probe on the hybridization between the probe and the target nucleic acid 16S rRNA.

【図4】本発明方法によるrRNA測定のための検量線FIG. 4 is a calibration curve for measuring rRNA according to the method of the present invention.

【図5】KYM7株及びKYM8株の複合培養系のrR
NA量の時間経過についての本発明のFISH方法によ
る分析
FIG. 5: rR of a combined culture system of KYM7 strain and KYM8 strain
Analysis of time course of NA amount by FISH method of the present invention

【図6】本発明のDNAチップを説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a DNA chip of the present invention.

【図7】本発明のDNAチップを用いるSNPs検出測
定のための装置類を説明する図。
FIG. 7 is a diagram illustrating devices for detecting and measuring SNPs using the DNA chip of the present invention.

【図8】本発明のDNAチップを用いるSNPs検出測
定の実験結果を示す図。
FIG. 8 is a view showing an experimental result of SNPs detection measurement using the DNA chip of the present invention.

【図9】ボデピーFL/C6で標識したプライマー1及び2
を用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発
光の減少量の関係を示す図。図中の〜なる記号は、
下記の意味を表す。
FIG. 9: Primers 1 and 2 labeled with Bodepy FL / C6
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of cycles and the amount of decrease in luminescence of a fluorescent dye. The symbol "-" in the figure is
Indicates the following meaning.

【図10】ボデピーFL/C6で標識したプライマー1及び
2を用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の
発光の減少量の対数値の関係を示す図。図中の〜な
る記号は、図9と同じ意味を表す。
FIG. 10 shows a quantitative PCR method using primers 1 and 2 labeled with bodypy FL / C6: the relationship between the number of cycles and the logarithmic value of the decrease in the emission of the fluorescent dye. The symbol "-" in the figure represents the same meaning as in FIG.

【図11】本発明の定量的PCR方法を用いて作成した
大腸菌16SrDNAの検量線を示す図。n:10n
FIG. 11 shows a calibration curve of Escherichia coli 16S rDNA prepared using the quantitative PCR method of the present invention. n: 10 n

【図12】上図は、FRET現象を用いるリアルタイム
定量的PCR方法において使用する蛍光色素で標識した
二つのプローブの代わりに、本発明の一つのプローブを
用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光強
度の減少率の変化を示す図である。下図は蛍光強度の減
少が有為に観察され始めるサイクル数(thresholdnumbe
r:Ct値)を算出し、検量線を作成した図である。
FIG. 12 shows a case where real-time quantitative PCR is performed using one probe of the present invention instead of two probes labeled with a fluorescent dye used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon. It is a figure which shows the change of the reduction rate of fluorescence intensity. The figure below shows the number of cycles (thresholdnumbe
(r: Ct value) was calculated and a calibration curve was created.

【図13】本発明の補正演算処理しない場合の、本発明
のボデピーFL/C6で標識したプライマーを用いたリアル
タイム定量的PCRによって得られた蛍光減少曲線を示
す図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温
度=72℃ ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の
温度=72℃ ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系
の温度=72℃ ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応
系の温度=72℃ □:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温
度=95℃ ○:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の
温度=95℃ △:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系
の温度=95℃ ◇:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応
系の温度=95℃
FIG. 13 is a graph showing a fluorescence reduction curve obtained by real-time quantitative PCR using a primer labeled with the bodypy FL / C6 of the present invention without performing the correction arithmetic processing of the present invention. ■: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. ●: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. ▲: target nucleic acid = 1000 copies; Reaction system temperature = 72 ° C. ◆: target nucleic acid = 10000 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. □: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 95 ° C. ○: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 1000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 10000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C

【図14】各曲線の10サイクル目の値を1として補正
する以外は、図13の曲線の場合と同様にしたリアルタ
イム定量的PCRによって得られた蛍光減少曲線を示す
図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定温度=72℃ ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定温度=72
℃ ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定温度=7
2℃ ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=
72℃ 5:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=
72℃
FIG. 14 is a diagram showing a fluorescence reduction curve obtained by real-time quantitative PCR in the same manner as in the case of the curve in FIG. 13 except that the value at the 10th cycle of each curve is corrected to 1. ■: Target nucleic acid = 10 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C. ●: target nucleic acid = 100 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72
° C: Target nucleic acid = 1000 copies; Fluorescence intensity measurement temperature = 7
2 ° C ◆: target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature =
72 ° C. 5: Target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature =
72 ° C

【図15】図14の各曲線の各プロット値について、
[数式9]の蛍光強度減少率(変化率)を計算し、計算
値をプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 15 shows the plot values of the curves in FIG.
The figure which shows the curve which calculated the fluorescence intensity reduction rate (change rate) of [Formula 9], and plotted the calculated value. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図16】図15のデータから求めたヒトゲノムDNA
の検量直線を示す図。 y=ヒトβ−グロビン遺伝子コピー数 x=サイクル数(Ct) R2=相関係数
FIG. 16 shows human genomic DNA obtained from the data shown in FIG.
FIG. y = human β-globin gene copy number x = cycle number (Ct) R 2 = correlation coefficient

【図17】図13の各サイクルの測定値を〔数式1〕で
補正演算処理した値を各サイクル数に対してプロットし
た曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
17 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing a correction operation on the measured value of each cycle in FIG. 13 using [Equation 1] with respect to each cycle number. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図18】図17の各サイクルの演算処理値を〔数式
3〕で演算処理した値をサイクル数に対してプロットし
た曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
18 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing an arithmetic operation on the operation processing value of each cycle in [Equation 3] in FIG. 17 against the number of cycles. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図19】図18の各サイクルの演算処理値を〔数式
6〕の式で演算処理した値をサイクル数に対してプロッ
トした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 19 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing an arithmetic processing value of each cycle in FIG. 18 by the equation [Equation 6] with respect to the number of cycles; ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図20】図18の各log(蛍光変化率)値からCt値
の候補として、0.1、0.3、0.5、0.7、0.
9、1.2を適当に選んで、それに対応する検量直線を
描かせた場合の図。尚、各検量線における相関係数を下
記に示した。 ▲:log10(蛍光変化率)=0.1;相関係数=0.9
98 ■:log10(蛍光変化率)=0.3;相関係数=0.9
99 ●:log10(蛍光変化率)=0.5;相関係数=0.9
993 △:log10(蛍光変化率)=0.7;相関係数=0.9
985 □:log10(蛍光変化率)=0.9;相関係数=0.9
989 ○:log10(蛍光変化率)=1.2;相関係数=0.9
988
FIG. 20 is a table showing 0.1, 0.3, 0.5, 0.7,.
FIG. 9 is a diagram in which 9 and 1.2 are appropriately selected and a calibration straight line corresponding thereto is drawn. In addition, the correlation coefficient in each calibration curve was shown below. :: log 10 (fluorescence change rate) = 0.1; correlation coefficient = 0.9
98 1: log 10 (fluorescence change rate) = 0.3; correlation coefficient = 0.9
99 ●: log 10 (fluorescence change rate) = 0.5; correlation coefficient = 0.9
993 Δ: log 10 (fluorescence change rate) = 0.7; correlation coefficient = 0.9
985 □: log 10 (fluorescence change rate) = 0.9; correlation coefficient = 0.9
989 ○: log 10 (fluorescence change rate) = 1.2; correlation coefficient = 0.9
988

【図21】1コピー及び10コピーのヒトゲノムDNA
について、本発明のボデピーFL/C6で標識したプライマ
ーを用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍
光減少曲線を示す図。ただし、〔数式1〕の補正演算処
理を施した。 1:標的核酸=0コピー 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 21 shows 1 and 10 copies of human genomic DNA
FIG. 4 is a diagram showing a fluorescence decrease curve when real-time quantitative PCR was performed using primers labeled with the bodypy FL / C6 of the present invention. However, the correction calculation processing of [Equation 1] was performed. 1: Target nucleic acid = 0 copy 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

【図22】図21に示されるPCRの増幅産物について
の核酸の融解曲線分析を行った場合の核酸の融解曲線を
示す図。 1:標的核酸=0コピー 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 22 is a view showing a melting curve of a nucleic acid when a melting curve analysis of the nucleic acid is performed on the PCR amplification product shown in FIG. 21. 1: Target nucleic acid = 0 copy 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

【図23】図22の曲線を微分して得られた、Tm値を
示す曲線を示す図(谷がTm値)。 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 23 is a diagram showing a curve indicating a Tm value obtained by differentiating the curve of FIG. 22 (a valley is a Tm value). 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

───────────────────────────────────────────────────── 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) G01N 33/53 G01N 37/00 102 5B056 33/566 G06F 17/10 Z 33/58 C12N 15/00 ZNAA 37/00 102 F G06F 17/10 G01N 1/28 K J (72)発明者 倉根 隆一郎 茨城県つくば市東1−1−1 独立行政法 人産業技術総合研究所 つくばセンター内 (72)発明者 金川 貴博 茨城県つくば市東1−1−1 独立行政法 人産業技術総合研究所 つくばセンター内 (72)発明者 鎌形 洋一 茨城県つくば市東1−1−1 独立行政法 人産業技術総合研究所 つくばセンター内 (72)発明者 鳥村 政基 茨城県つくば市東1−1−1 独立行政法 人産業技術総合研究所 つくばセンター内 (72)発明者 蔵田 信也 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山田 一隆 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 横幕 豊一 東京都千代田区東神田1−9−8 環境エ ンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 2G045 AA35 AA40 BB20 CB17 CB20 CB21 DA12 DA13 DA14 FA16 FA19 FA29 FA33 FB02 FB06 FB13 FB16 GC15 JA01 JA02 JA04 JA20 2G052 AA35 AA36 AA37 AB20 AD46 DA08 EB11 GA20 GA23 GA30 GA31 HA17 HB07 HB08 HB10 HC03 HC04 HC22 HC44 JA03 JA07 JA09 JA16 4B024 AA11 AA20 CA01 CA09 CA12 HA14 HA19 4B029 AA23 BB20 CC03 4B063 QA01 QA08 QA13 QA17 QQ42 QQ53 QR08 QR55 QR58 QR62 QR82 QS25 QS34 QX02 5B056 AA04 BB00 HH00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/53 G01N 37/00 102 5B056 33/566 G06F 17/10 Z 33/58 C12N 15/00 ZNAA 37 / 00 102 F G06F 17/10 G01N 1/28 KJ (72) Inventor Ryuichiro Kurane 1-1-1 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Independent Administrative Law, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Center (72) Inventor Takahiro Kanekawa 1-1-1 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Independent Administrative Law, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Center (72) Inventor Yoichi Kamagata 1-1-1, Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Center ( 72) Inventor Masaki Torimura 1-1-1 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Inside the center (72) Inventor Shinya Kurata 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Kazutaka Yamada 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental engineering (72) Inventor Toyoichi Yokomaku 1-9-8 Higashi Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 2G045 AA35 AA40 BB20 CB17 CB20 CB21 DA12 DA13 DA14 FA16 FA19 FA29 FA33 FB02 FB06 FB13 FB16 GC15 JA01 JA02 JA04 JA20 2G052 AA35 AA36 AA37 AB20 AD46 DA08 EB11 GA20 GA23 GA30 GA31 HA17 HB07 HB08 HB10 HC03 HC04 HC22 HC44 JA03 JA07 JA09 JA16 4B024 AA11 AA20 CA01 CA09 CA12 HA14 A19 QB QA14 QBQ QQ53 QR08 QR55 QR58 QR62 QR82 QS25 QS34 QX02 5B056 AA04 BB00 HH00

Claims (50)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蛍光色素で標識された核酸プローブを用
いる核酸測定方法において、前記核酸プローブが標的核
酸にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、
その発光を減少させる核酸プローブであり、前記核酸プ
ローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイ
ブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少
量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度の測定方
法。
In a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, when the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is:
A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, which is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, wherein the nucleic acid probe is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured.
【請求項2】 蛍光色素で標識された核酸プローブが標
的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、前記蛍光
色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、か
つ、当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素
で標識されており、当該核酸プローブが当該末端部にお
いて標的核酸にハイブリダイゼーションしたとき、当該
プローブにハイブリダイゼーションした標的核酸の末端
塩基から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列に
G(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当
該プローブの塩基配列が設計されていることを特徴とす
る標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プ
ローブ。
2. When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, and the probe has the fluorescent dye at the end thereof. When labeled with a dye and the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid at the end, the base sequence of the target nucleic acid is separated from the terminal base by 1 to 3 bases from the terminal nucleic acid hybridized to the probe, and G ( A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the base sequence of the probe is designed so that at least one base of guanine is present.
【請求項3】 核酸プローブが3’末端において蛍光色
素で標識されている請求項2に記載の標的核酸の濃度測
定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。
3. The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end.
【請求項4】 核酸プローブが5’末端において蛍光色
素で標識されている請求項2に記載の標的核酸の濃度測
定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。
4. The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is labeled at its 5 ′ end with a fluorescent dye.
【請求項5】 蛍光色素で標識された核酸プローブが標
的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、上記蛍光
色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、か
つ、当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素
で標識されており、当該核酸プローブが、前記標的核酸
にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端部分にお
いてプローブ−核酸ハイブリッドの複数塩基対が少なく
とも一つのG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを
形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されて
いることを特徴とする標的核酸の濃度測定用の蛍光色素
で標識された核酸プローブ。
5. When the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, and the probe has the fluorescent dye at the end thereof. When the nucleic acid probe is labeled with a dye and hybridizes to the target nucleic acid, a plurality of base pairs of the probe-nucleic acid hybrid form at least one G (guanine) and C (cytosine) pair at the terminal portion. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, characterized in that the nucleotide sequence of the probe is designed so that
【請求項6】 核酸プローブの3’末端塩基がG又はC
で、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている請求項5
に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された
核酸プローブ。
6. The nucleic acid probe, wherein the 3 ′ terminal base is G or C.
And the 3 ′ end is labeled with a fluorescent dye.
2. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 1.).
【請求項7】 核酸プローブの5’末端塩基がG又はC
で、かつ5’末端が蛍光色素で標識されている請求項5
に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された
核酸プローブ。
7. The nucleic acid probe according to claim 5, wherein the 5 ′ terminal base is G or C.
And the 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye.
2. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 1.).
【請求項8】 核酸プローブが、3’末端のリボース若
しくはデオキシリボースの3’炭素の水酸基、又は3’
末端のリボースの3’若しくは2’炭素の水酸基がリン
酸化されている請求項4又は7に記載の標的核酸の濃度
測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。
8. A nucleic acid probe comprising a 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose or deoxyribose, or 3 ′
The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 4 or 7, wherein the hydroxyl group at the 3 'or 2' carbon of the terminal ribose is phosphorylated.
【請求項9】 核酸測定用核酸プローブのオリゴヌクレ
オチドが、化学的に修飾した核酸であるである請求項1
〜8の何れか1項に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光
色素で標識された核酸プローブ。
9. The oligonucleotide according to claim 1, wherein the oligonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement is a chemically modified nucleic acid.
9. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of items 8 to 8.
【請求項10】 化学的に修飾した核酸が2'-O-メチル
オリゴヌクレオチド、2'-O-エチルオリゴヌクレオチ
ド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド、2'-O-エチレンオ
リゴヌクレオチド、又は2'-O-ベンジルオリゴヌクレオ
チドである請求項9に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍
光色素で標識された核酸プローブ。
10. The chemically modified nucleic acid is a 2′- O -methyl oligonucleotide, 2′- O -ethyl oligonucleotide, 2′- O -butyl oligonucleotide, 2′- O -ethylene oligonucleotide, or 2′- O -ethylene oligonucleotide. '- O - benzyl oligonucleotide nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for concentration measurement of the target nucleic acid of claim 9.
【請求項11】 核酸測定用核酸プローブのオリゴヌク
レオチドが、リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオ
チドを含むキメリックオリゴヌクレトチド(chimeric o
ligonucleotide)である請求項2〜8の何れか1項に記
載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸
プローブ。
11. The oligonucleotide for a nucleic acid probe for nucleic acid measurement, wherein the oligonucleotide comprises a chimeric oligonucleotide containing ribonucleotides and deoxyribonucleotides.
A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of claims 2 to 8, which is a ligonucleotide).
【請求項12】 キメリックオリゴヌクレトチドが、2'
-O-メチルオリゴリボヌクレオチド、2'-O-エチルオリゴ
ヌクレオチド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド又は2'-
O-ベンジルオリゴヌクレオチドを介在するものである請
求項11に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標
識された核酸プローブ。
12. The method according to claim 12, wherein the chimeric oligonucleotide is 2 ′
- O - methyl oligoribonucleotides, 2'-O - ethyl oligonucleotide, 2'-O - butyl oligonucleotide or 2'
The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 11, which is provided with an O -benzyl oligonucleotide.
【請求項13】 請求項2〜8の何れか1項に記載の核
酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイゼー
ションさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光
色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核
酸の濃度測定方法。
13. A nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 2 to 8, which is hybridized to a target nucleic acid, and a decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. The method for measuring the concentration of the target nucleic acid.
【請求項14】 請求項9〜12の何れか1項に記載の
核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイゼ
ーションさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍
光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的
核酸の濃度測定方法。
14. A nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 9, wherein the nucleic acid probe is hybridized to a target nucleic acid, and a decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. The method for measuring the concentration of the target nucleic acid to be performed.
【請求項15】 標的核酸をその高次構造が十分に破壊
されるに適した条件で加熱処理後、核酸プローブと標的
核酸をハイブリダイゼーションさせる請求項14に記載
の標的核酸の濃度測定方法。
15. The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 14, wherein the nucleic acid probe and the target nucleic acid are hybridized after heat treatment of the target nucleic acid under conditions suitable for sufficiently destroying the higher order structure.
【請求項16】 ハイブリダイゼーション反応前にハイ
ブリダイゼーション反応系にハイブリダイゼーション反
応実施のためのヘルパープローブを添加する請求項14
又は15に記載の標的核酸の濃度測定方法。
16. A helper probe for performing a hybridization reaction is added to a hybridization reaction system before the hybridization reaction.
Or the method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 15.
【請求項17】 ヘルパープローブの塩基配列が(5')T
CCTTTGAGT TCCCGGCCGG A(3')又は/及び(5')CCCTGGTCGT
AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')である請求項16に記
載の標的核酸の濃度測定方法。
17. The nucleotide sequence of the helper probe is (5 ′) T
CCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ') or / and (5') CCCTGGTCGT
The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 16, which is AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (3 ').
【請求項18】 加熱処理条件が80〜100℃、1〜
15分である請求項15〜17のいずれか1項に記載の
標的核酸の濃度測定方法。
18. Heat treatment conditions are 80 to 100 ° C., 1 to 1
The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of claims 15 to 17, which is 15 minutes.
【請求項19】 標的核酸がRNAである請求項13〜
18のいずれか1項に記載の標的核酸の濃度測定方法。
19. The method according to claim 13, wherein the target nucleic acid is RNA.
19. The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of 18.
【請求項20】 標的核酸の濃度を測定するキットにお
いて、請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プロー
ブを含有又は付帯することを特徴とする標的核酸の濃度
測定用キット。
20. A kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which comprises or has the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12 attached thereto.
【請求項21】 ヘルパープローブを含有又は付帯する
請求項20に記載の標的核酸の濃度測定用キット。
21. The kit for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 20, which contains or is accompanied by a helper probe.
【請求項22】 標的核酸の多型(polymorphism)又は
/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法に
おいて、請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プロ
ーブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、蛍光強
度の変化量を測定することを特徴とする標的核酸の多型
又は/及び変異を解析若しくは測定する方法。
22. A method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12 is hybridized to the target nucleic acid. A method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, which comprises measuring a change in fluorescence intensity.
【請求項23】 標的核酸の多型又は/及び変異を解析
若しくは測定する測定キットにおいて、請求項2〜12
の何れか1項に記載の核酸プローブを含有することを特
徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは
測定するための測定キット。
23. A measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, wherein
A measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, comprising the nucleic acid probe according to any one of the above.
【請求項24】 ヘルパープローブを含有又は付帯する
請求項23に記載の標的核酸の多型又は/及び変異を解
析若しくは測定するための測定キット。
24. The measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid according to claim 23, which contains or is accompanied by a helper probe.
【請求項25】 請求項22に記載の方法により得られ
るデータを解析する方法において、標的核酸が蛍光色素
で標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの
反応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしていな
いときの反応系の蛍光強度値により補正処理する過程を
有することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異
を解析若しくは測定する方法のためのデータ解析方法。
25. The method for analyzing data obtained by the method according to claim 22, wherein the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is determined by the hybridization method. A data analysis method for a method of analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, comprising a step of performing a correction process based on a fluorescence intensity value of a reaction system when a soybean is not soyed.
【請求項26】 標的核酸の多型又は/及び変異を解析
若しくは測定する測定装置において、請求項25に記載
のデータ解析方法を実施するための手段を有することを
特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しく
は測定する測定装置。
26. A target nucleic acid polymorphism, which comprises means for performing the data analysis method according to claim 25, in a measuring device for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid. And / or a measurement device for analyzing or measuring a mutation.
【請求項27】 請求項25に記載の補正処理過程をコ
ンピュータに実行させるための手順をプログラムとして
記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
27. A computer-readable recording medium in which a procedure for causing a computer to execute the correction process according to claim 25 is recorded as a program.
【請求項28】 請求項2〜12の何れか1項に記載の
核酸プローブ、又は一つの分子内に二つの異なった蛍光
色素を有し、標的核酸にハイブリダイゼーションしてい
ないときは、二つの蛍光色素の相互作用により消光若し
くは発光しているが、標的核酸にハイブリダイゼーショ
ンすると発光若しくは消光するように設計された構造を
もつ別の核酸プローブを複数個固体支持体表面に結合さ
せ、それに標的核酸をハイブリダイゼーションさせて標
的核酸の濃度を測定することができるようにしたことを
特徴とする単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞ
れ測定するためのデバイス。
28. The nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12, or two different fluorescent dyes in one molecule, and when not hybridized to a target nucleic acid, two A plurality of other nucleic acid probes having a structure designed to emit or quench when hybridized to a target nucleic acid are quenched or emit light by the interaction of a fluorescent dye, and are bound to the surface of the solid support. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids, wherein the concentration of the target nucleic acid can be measured by hybridization.
【請求項29】 請求項28に記載の核酸測定用デバイ
スにおいて、核酸プローブが固体支持体表面にアレー状
に配列、結合させた単数種若しくは複数種の核酸の濃度
をそれぞれ測定するためのデバイス(チップ)。
29. The device for nucleic acid measurement according to claim 28, wherein the nucleic acid probes are arranged and arrayed on the surface of the solid support in an array, and each of them measures the concentration of one or more nucleic acids. Chips).
【請求項30】 固体支持体表面に結合させられた核酸
プローブ毎に、反対側の表面に少なくとも一つの温度セ
ンサーとヒーターが設置され、核酸プローブ結合領域が
最適温度条件になるように温度調節され得る請求項28
又は29に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度を
それぞれ測定するためのデバイス。
30. For each nucleic acid probe bound to the surface of the solid support, at least one temperature sensor and a heater are provided on the opposite surface, and the temperature is adjusted so that the nucleic acid probe binding region has an optimal temperature condition. Claim 28
Or a device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to 29.
【請求項31】 核酸プローブを蛍光色素で標識してい
ない端部で固体支持体表面に結合させた請求項28〜3
0の何れか1項に記載の単数種若しくは複数種の核酸の
濃度をそれぞれ測定するためのデバイス。
31. The nucleic acid probe according to claim 28, wherein the nucleic acid probe is bound to the surface of the solid support at an end not labeled with a fluorescent dye.
0. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to any one of 0.
【請求項32】 請求項28〜30の何れか1項に記載
の核酸測定用デバイスを用いて標的核酸を測定すること
を特徴とする標的核酸の濃度測定方法。
32. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising measuring the target nucleic acid using the device for nucleic acid measurement according to claim 28.
【請求項33】 請求項1、13〜19の何れか1項、
又は請求項32に記載の核酸の測定方法において、標的
核酸が、純粋分離して得た微生物由来、又は動物由来で
あることを特徴とする標的核酸の濃度測定方法。
33. The method according to any one of claims 1, 13 to 19,
33. The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 32, wherein the target nucleic acid is derived from a microorganism or an animal obtained by pure separation.
【請求項34】 標的核酸が、複合微生物系、又は共生
微生物系の細胞内若しくは細胞のホモジネートに含まれ
る核酸である請求項1、13〜19の何れか1項、又は
請求項32に記載の標的核酸の濃度測定方法。
34. The target nucleic acid according to any one of claims 1, 13 to 19, or 32, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid contained in a cell of a complex microbial system or a symbiotic microbial system or in a homogenate of the cell. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid.
【請求項35】 PCR方法において、請求項2、3、
5、6、又は請求項8〜12の何れか1項に記載の核酸
プローブを用いて反応を行い、核酸伸長反応時当該プロ
ーブがポリメラーゼにより分解除去されている反応系又
は核酸変性反応時若しくは核酸変性反応が完了している
反応系の蛍光強度値と標的核酸若しくは増幅標的核酸が
該核酸プローブとハイブリダイズしているときの反応系
の蛍光強度値を測定し、前者からの蛍光強度値の減少率
を算出することを特徴とするPCRで増幅された標的核
酸の濃度測定方法。
35. The PCR method according to claim 2,3,
A reaction system in which a reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of claims 5, 6, or any one of claims 8 to 12, and the probe is decomposed and removed by a polymerase during a nucleic acid extension reaction, or during a nucleic acid denaturing reaction or during a nucleic acid denaturation reaction. The fluorescence intensity value of the reaction system in which the denaturation reaction is completed and the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or amplified target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe are measured, and the fluorescence intensity value from the former is decreased. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid amplified by PCR, comprising calculating a ratio.
【請求項36】 PCR方法において、請求項4又は7
に記載の核酸プローブをプライマーとして反応を行い、
当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸がハイブ
リダイズしていない反応系の蛍光強度値と該核酸プロー
ブが標的核酸若しくは増幅標的核酸とハイブリダイズし
ているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者の蛍光
強度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増
幅された標的核酸の濃度測定方法。
36. The PCR method according to claim 4 or 7,
Perform a reaction using the nucleic acid probe described in the primer,
Measure the fluorescence intensity value of the reaction system when the probe and the target nucleic acid or the amplification target nucleic acid are not hybridized and the reaction system when the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid or the amplification target nucleic acid, A method for measuring the concentration of a target nucleic acid amplified by PCR, comprising calculating the former rate of decrease in fluorescence intensity value.
【請求項37】 PCR方法がリアルタイム定量的PC
R方法である請求項35又は36に記載のPCR方法の
標的の増幅核酸の濃度測定方法。
37. The PCR method is a real-time quantitative PC.
The method for measuring the concentration of a target amplified nucleic acid in the PCR method according to claim 35 or 36, which is an R method.
【請求項38】 請求項1、13〜19の何れか1項、
又は請求項32〜37の何れか1項に記載の核酸測定法
で得られたデータを解析する方法において、標的核酸が
蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズし
た後の反応系の蛍光強度値を、そのように形成されたプ
ローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られ
る反応系の蛍光強度値により補正することを特徴とする
標的核酸の濃度測定方法のためのデータ解析方法。
38. The method according to any one of claims 1, 13 to 19,
Alternatively, in the method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of claims 32 to 37, the fluorescence intensity of the reaction system after the target nucleic acid hybridizes with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye. A data analysis method for a method for measuring a concentration of a target nucleic acid, wherein the value is corrected by a fluorescence intensity value of a reaction system obtained after dissociation of a probe-nucleic acid hybrid complex thus formed.
【請求項39】 請求項37に記載のリアルタイム定量
的PCR方法で得られたデータを解析する方法におい
て、各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素と結合
した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された
核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強
度値を、各サイクルにおける形成された蛍光色素−核酸
複合体、あるいはそのようにして形成されたプローブ−
核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られる反応系
の蛍光強度値により補正する演算処理過程(以下、補正
演算処理過程という。)を有することを特徴とするリア
ルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。
39. The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 37, wherein the amplified nucleic acid in each cycle is combined with a fluorescent dye, or the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. The fluorescence intensity value of the reaction system after hybridization with the nucleic acid probe thus obtained is determined by the fluorescent dye-nucleic acid complex formed in each cycle or the probe thus formed.
Data analysis for a real-time quantitative PCR method, comprising an arithmetic processing step for correcting with a fluorescence intensity value of a reaction system obtained after dissociation of a nucleic acid hybrid complex (hereinafter referred to as a correction arithmetic processing step). Method.
【請求項40】 請求項39に記載の補正演算処理過程
が、次の〔数式1〕あるいは〔数式2〕によるものであ
る請求項39に記載のリアルタイム定量的PCR方法の
ためのデータ解析方法。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 fn=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕 〔式中、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された
nサイクルにおける補正演算処理値、 fhyb,n:n次サイクルにおいて、増幅した核酸が蛍光
色素と結合した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で
標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応
系の蛍光強度値、 fden,n:n次サイクルにおける、形成された蛍光色素
−核酸複合体、あるいは形成されたプローブ−核酸ハイ
ブリッド複合体が解離した後の反応系の蛍光強度値〕
40. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to claim 39, wherein the correction operation processing step according to claim 39 is based on the following [Equation 1] or [Equation 2]. f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] f n = f den, n / f hyb, n [Formula 2] [where, f n : calculated by [Formula 1] or [Formula 2] F hyb, n : after the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or after the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye in the nth cycle Fluorescence intensity value of the reaction system, f den, n : fluorescence intensity value of the reaction system after dissociation of the formed fluorescent dye-nucleic acid complex or formed probe-nucleic acid hybrid complex in the nth cycle]
【請求項41】 請求項37に記載のリアルタイム定量
的PCR方法で得られたデータを解析する請求項40記
載の方法において、各サイクルにおける〔数式1〕ある
いは〔数式2〕により算出された補正演算処理値を次の
〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サイクルに
おける各サンプル間の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率
を算出し、それらを比較することを特徴とするリアルタ
イム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。 Fn=fn/fa 〔数式3〕 Fn=fa/fn 〔数式4〕 〔式中、 Fn:n次サイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数
式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値 fa:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル
数のもの〕
41. The method according to claim 40, wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 37 is analyzed, wherein the correction operation calculated by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle. A real-time quantitative PCR method characterized by substituting the processing value into the following [Equation 3] or [Equation 4], calculating a fluorescence change ratio or a fluorescence change ratio between samples in each cycle, and comparing the calculated values. Data analysis method for F n = f n / f a [Equation 3] F n = f a / f n [Equation 4] wherein, F n: the n th cycle, calculated by [Equation 3] or [Equation 4] Fluorescence change rate or fluorescence change rate, f n: correction processing value by [equation 1] or [equation 2] f a: correction processing value by [equation 1] or [equation 2], the change in f n is observed Any number of cycles before
【請求項42】 請求項37に記載のリアルタイム定量
的PCR方法で得られたデータを解析する請求項41に
記載の方法において、 1)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍
光変化割合あるいは蛍光変化率のデータを用いて、〔数
式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算処理
する過程、 logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕 logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕 logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕 〔式中、 A、b:任意の数値、 Fn:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
n次サイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率〕、 2)前記1)の演算処理値が一定値に達したサイクル数
を求める演算処理過程、 3)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開始
時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理過
程、 4)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピー
数を求める演算処理過程、を有することを特徴とするリ
アルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。
42. The method according to claim 41, wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 37 is analyzed. 1) The change in fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4]. Using the data of the ratio or the rate of change in fluorescence, a process of performing an arithmetic processing by [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7], log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b { (1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Formula 6] log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [ [Formula 7] [where, A and b: arbitrary numerical values, Fn : the ratio of change in fluorescence or the ratio of change in fluorescence in the nth cycle calculated by [Formula 3] or [Formula 4]], 2) the above 1) An arithmetic processing step for calculating the number of cycles in which the arithmetic processing value has reached a certain value; And 4) an arithmetic processing step of calculating the relational expression between the cycle number of the nucleic acid sample and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction, and 4) an arithmetic processing step of calculating the copy number of the target nucleic acid at the start of the PCR in the unknown sample. A data analysis method for a real-time quantitative PCR method characterized.
【請求項43】 標的核酸について請求項2〜12の何
れか1項に記載の核酸プローブを用いてPCRを行い、
標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のTm値
を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分析方
法。
43. Performing PCR on the target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12,
A method for analyzing a melting curve of a target nucleic acid, wherein the melting curve of a target nucleic acid is analyzed to determine a Tm value of each amplified nucleic acid.
【請求項44】 標的核酸について請求項4又は7に記
載の核酸プローブをプライマーとして用いてPCRを行
い、標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のT
m値を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分
析方法。
44. The target nucleic acid is subjected to PCR using the nucleic acid probe according to claim 4 or 7 as a primer, and the melting curve of the target nucleic acid is analyzed to determine the T of each amplified nucleic acid.
A method for analyzing a melting curve of a target nucleic acid, which comprises calculating an m value.
【請求項45】 請求項39〜42の何れか1項に記載
のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方
法において、PCR法により増幅された核酸を、低い温
度から核酸が完全に変性するまで、温度を徐々に上げる
過程、この過程において、所定の時間間隔で蛍光強度を
測定する過程、測定結果を時間に対する関数としてデス
プレー上に表示して核酸の融解曲線をデスプレー上に描
く過程、この融解曲線を微分して微分した値(−dF/
dT、F:蛍光強度、T:時間)得る過程、前記微分し
た値を微分値としてデスプレー上に表示する過程、その
微分値から変曲点を求める過程、を有することを特徴と
するリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析
方法。
45. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of claims 39 to 42, wherein the nucleic acid amplified by the PCR method is cooled from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured. A process of gradually increasing the temperature, a process of measuring the fluorescence intensity at predetermined time intervals in this process, a process of displaying the measurement result on the display as a function of time and drawing a melting curve of the nucleic acid on the display, The value obtained by differentiating the curve (−dF /
dT, F: fluorescence intensity, T: time), a process of displaying the differentiated value as a differential value on a display, and a process of obtaining an inflection point from the differential value. Data analysis method for PCR method.
【請求項46】 請求項39に記載のデータ解析方法に
よりデータを解析する過程、請求項40に記載のデータ
解析方法によりデータを解析する過程、請求項41に記
載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求
項42に記載のデータ解析方法によりデータを解析する
過程、請求項45に記載のデータ解析方法によりデータ
を解析する過程、を実施するための手段をそれぞれ有す
ることを特徴とするリアルタイム定量的PCRの測定及
び/又は解析装置。
46. A data analyzing method according to claim 39, a data analyzing method according to claim 40, and a data analyzing method according to claim 41. A real-time processing means for performing a step of performing data analysis, a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 42, and a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 45. An apparatus for measuring and / or analyzing quantitative PCR.
【請求項47】 請求項39に記載のデータ解析方法に
よりデータを解析する過程、請求項40に記載のデータ
解析方法によりデータを解析する過程、請求項41に記
載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求
項42に記載のデータ解析方法によりデータを解析する
過程、請求項45に記載のデータ解析方法によりデータ
を解析する過程を、コンピュータに実行させるための手
順をプログラムとして記録したコンピュータ読取可能な
記録媒体。
47. A data analysis method according to claim 39, a data analysis method according to claim 40, and a data analysis method according to claim 41. A computer-readable program that records, as a program, a procedure for causing a computer to execute a step of performing data, a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 42, and a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 45. Possible recording medium.
【請求項48】 核酸定量方法において、請求項39〜
42、45の何れか1項に記載のリアルタイム定量的P
CR方法のためのデータ解析方法を利用することを特徴
とする核酸の定量方法。
48. The method for quantifying a nucleic acid according to claim 39, wherein
42. Real-time quantitative P according to any one of items 42 and 45
A method for quantifying a nucleic acid, comprising utilizing a data analysis method for a CR method.
【請求項49】 核酸定量方法において、請求項46に
記載の装置を利用することを特徴とする核酸の定量方
法。
49. A method for quantifying a nucleic acid, wherein the method according to claim 46 is used in a method for quantifying a nucleic acid.
【請求項50】 核酸定量方法において、請求項47に
記載のコンピュータ読取可能な記録媒体を用いることを
特徴とする核酸の定量方法。
50. A method for quantifying a nucleic acid, comprising using the computer-readable recording medium according to claim 47.
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