JP2002191372A - New nucleic acid probe, method for assaying nucleic acid and method for analyzing data obtained by the method - Google Patents

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

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JP2002191372A
JP2002191372A JP2001295145A JP2001295145A JP2002191372A JP 2002191372 A JP2002191372 A JP 2002191372A JP 2001295145 A JP2001295145 A JP 2001295145A JP 2001295145 A JP2001295145 A JP 2001295145A JP 2002191372 A JP2002191372 A JP 2002191372A
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nucleic acid
probe
target nucleic
fluorescent dye
measuring
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Japanese (ja)
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Ryuichiro Kurane
隆一郎 倉根
Takahiro Kanekawa
貴博 金川
Yoichi Kamagata
洋一 鎌形
Masamoto Torimura
政基 鳥村
Shinya Kurata
信也 蔵田
Kazutaka Yamada
一隆 山田
Toyoichi Yokomaku
豊一 横幕
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Kankyo Engineering Co Ltd
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Kankyo Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a new nucleic acid probe for simply and efficiently assaying a target nucleic acid or performing polymorphism analysis and real time quantitative PCR, or the like. SOLUTION: (1) The new probe has a hybridization reaction-based fluorescent intensity which reduces before and after the hybridization reaction when the nucleic acid probe is hybridized with a target nucleic acid. (2) The nucleic acid probe comprises an oligonucleotide in which, in order to increase the hybridization reaction-based fluorescent intensity before and after the hybridization reaction, a stem loop is not formed between a base chain at a site at which a fluorescent coloring matter and a quencher substance are labeled and the fluorescent coloring matter is labeled and at a site at which the quencher substance is labeled. The assay kit, the DNA chip, the nucleic acid assay method, the polymorphism analysis method and the real time quantitative PCR method use the above mechanism.

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、蛍光色素または/
およびクエンチャー物質で標識された新規核酸プローブ
に関する。詳しくは、当該核酸プローブが標的核酸にハ
イブリダイズしているときはハイブリダイゼーション反
応系の蛍光強度が増加するか、または減少するように、
蛍光色素または/およびクエンチャー物質が、一本鎖の
オリゴヌクレオチドに標識されているものである。ま
た、当該核酸プローブを用いる核酸測定方法に関する。
またそれらの方法に使用される測定キット類、測定デバ
イス類、及びそれらに関係する各種測定装置類に関す
る。また、各種の核酸の種、量の解析方法、またそれら
の方法で得られるデータの解析方法、解析方法の過程
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に関す
る。
[0001] The present invention relates to a fluorescent dye and / or a fluorescent dye.
And a novel nucleic acid probe labeled with a quencher substance. Specifically, when the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid, the fluorescence intensity of the hybridization reaction system increases or decreases,
A fluorescent dye and / or a quencher substance is labeled on a single-stranded oligonucleotide. Further, the present invention relates to a nucleic acid measurement method using the nucleic acid probe.
The present invention also relates to measurement kits and measurement devices used in the methods and various measurement devices related thereto. Also, the present invention relates to a method for analyzing species and amounts of various nucleic acids, a method for analyzing data obtained by those methods, and a computer-readable recording medium which records a procedure for causing a computer to execute a process of the analysis 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 the nucleic acid probe hybridized with the target nucleic acid is labeled. This is for measuring the fluorescence intensity of only the fluorescent dye molecules thus obtained.

【0003】(2)インターカレーター方法(Glazer e
t 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 e
t 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. How to 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, Inc. on April 5, 1999).

【0004】(3)FRET(fluorescence energy tr
ansfer)を利用する方法(Mergney etal., Nucleic Acid
Res.,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 tr)
ansfer) (Mergney et al., Nucleic Acid
Res., 22: 920-928, 1994. This method consists in 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. Therefore, 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
(hairpinstem)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 a nucleic acid probe labeled with a reporter dye at one end and a quencher dye at the other end. Since both ends are complementary to each other in the base sequence, the base sequence is designed so as to form a hairpin structure as a whole probe. 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 situ hybridization assays)、PC
R方法、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方
法( strand displacement assays)、競合的ハイブリダ
イゼーション方法(competitive hybridization)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)
A probe was prepared in which a fluorescent dye was bound to the 3 ′ end of the oligonucleotide via a spacer having 18 carbon atoms. This was applied to flow cytometry. 3 '
It was reported that a 10-fold fluorescence intensity was obtained when hybridization was carried out as compared with the case where a fluorescent dye was directly bound to the end. These methods include various nucleic acid measurement methods, FISH method (fluorescent in situ hybridization assays), PC
It has been applied to R method, LCR method (ligase chain reaction), SD method (strand displacement assays), competitive hybridization method and the like, and has made remarkable development.

【0007】(6)PCR方法(蛋白質・核酸・酵素;
35巻、17号、1990年、共立出版株式会社)で標的遺伝子
を増幅し、それを多型解析する方法は、格段の技術的改
良がなされて、現在、医学等の各分野で広く活用されて
いる(実験医学、15巻、7号、1997年、羊土社)。そし
て、各種疾病、特に免疫に係る病気の遺伝子からの解明
がなされ、ある程度の成果が得られている。
(6) PCR method (protein, nucleic acid, enzyme;
(Vol. 35, No. 17, 1990, Kyoritsu Publishing Co., Ltd.) (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, 1997, Yodosha). In addition, the genes of various diseases, particularly, diseases relating to immunity have been elucidated, and some results have been obtained.

【0008】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。
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 unfavorable 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.

【0009】また、従来の多型解析方法においては、遺
伝子増幅について定量性をもたないPCRを用いてなさ
れていたために、標的遺伝子を増幅する前の初期の遺伝
子の量や多型の構成比まで解析することが出来なかっ
た。
Further, in the conventional polymorphism analysis method, since the amplification of the gene is performed using PCR without quantification, the amount of the gene and the composition ratio of the polymorphism before the amplification of the target gene are increased. Could not be analyzed.

【0010】[0010]

【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、それに利用する核酸プローブ類、そのプローブ類を
使用した各種デバイス類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, nucleic acid probes used for the method, and various devices using the probes.

【0011】また、本発明の第二の課題は、標的遺伝子
の多型の構成比の測定を簡便かつ迅速に行う新規な多型
解析方法及びそれらに使用する試薬キット類、定量的多
型解析方法で得られるデータを解析する方法をコンピュ
ータに実行させるための手順のプログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体、定量的多型解析の
ための解析装置を提供することである。
A second object of the present invention is to provide a novel polymorphism analysis method for simply and rapidly measuring the polymorphism composition ratio of a target gene, reagent kits used therefor, and quantitative polymorphism analysis. An object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium storing a program of a procedure for causing a computer to execute a method of analyzing data obtained by the method, and an analyzer for quantitative polymorphism analysis.

【0012】[0012]

【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、以下のような種々の検討を行い、
次の知見を得た。 種々の核酸プローブについて詳しく検討し、試行錯誤
的に多数のプローブを試作した。その結果、蛍光色素が
標識されている個所とクエンチャー物質が標識されてい
る個所の塩基鎖間でステムループ構造を形成することが
ないオリゴヌクレオチドからなる核酸プローブであって
も、特定の位置に当該物質を標識することにより、蛍光
色素の発光にクエンチャー物質が作用し、当該発光にク
エンチング効果(quenching effect)を及ぼす場合があ
ること。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted various studies as described below.
The following findings were obtained. Various nucleic acid probes were examined in detail, and a large number of probes were produced by trial and error. As a result, even in the case of a nucleic acid probe consisting of an oligonucleotide that does not form a stem-loop structure between the base chain where the fluorescent dye is labeled and the base chain where the quencher substance is labeled, By labeling the substance, the quencher substance may act on the emission of the fluorescent dye, which may have a quenching effect on the emission.

【0013】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。
[0013] A method for measuring the concentration of a nucleic acid using a nucleic acid probe was studied repeatedly. As a result, when the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye hybridizes to the target nucleic acid, there is a phenomenon (fluorescence quenching phenomenon) in which the emission of the fluorescent dye is reduced (fluorescence quenching phenomenon). In particular, the degree of the reduction depends on the type or base sequence of the base to which the fluorescent dye is bound.

【0014】定量的遺伝子増幅方法を用いて標的遺伝
子を増幅したのち、その標的遺伝子について多型の解析
を行うことにより、増幅前の標的遺伝子の量と該遺伝子
の多型の構成比の測定が簡便、迅速かつ定量性よく行う
ことができる。本発明は上記の知見に基づいて完成され
たものである。
After amplifying a target gene using a quantitative gene amplification method, polymorphism analysis is performed on the target gene, so that the amount of the target gene before amplification and the composition ratio of the polymorphism of the gene can be measured. It can be performed simply, quickly and with good quantitativeness. The present invention has been completed based on the above findings.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、 1)標的核酸にハイブリダイズしうる一本鎖のオリゴヌ
クレオチドに蛍光色素およびクエンチャー物質を標識し
てなる核酸プローブであって、当該核酸プローブが標的
核酸にハイブリダイズしているときはハイブリダイゼー
ション反応系の蛍光強度が増加するように、蛍光色素と
クエンチャー物質が当該オリゴヌクレオチドに標識さ
れ、かつ前記オリゴヌクレオチドは蛍光色素が標識され
ている個所とクエンチャー物質が標識されている個所の
塩基間でステムループ構造を形成することがないことを
特徴とする核酸測定用の新規核酸プローブ、または、
That is, the present invention provides: 1) a nucleic acid probe comprising a single-stranded oligonucleotide capable of hybridizing to a target nucleic acid, and a fluorescent dye and a quencher substance being labeled; When the probe is hybridized to the target nucleic acid, a fluorescent dye and a quencher substance are labeled on the oligonucleotide so that the fluorescence intensity of the hybridization reaction system increases, and the oligonucleotide is labeled with a fluorescent dye. Novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement, characterized in that there is no formation of a stem-loop structure between the base where the quencher substance is located and the quencher substance, or

【0016】2)蛍光色素およびクエンチャー物質が一
本鎖のオリゴヌクレオチドの同一ヌクレオチドの個所に
標識されている前記1)に記載の核酸測定用の新規核酸
プローブ、または、
2) The novel nucleic acid probe for measuring nucleic acid according to 1) above, wherein the fluorescent dye and the quencher substance are labeled at the same nucleotide position of the single-stranded oligonucleotide, or

【0017】3)蛍光色素が標識されている個所の塩基
とクエンチャー物質が標識されている個所の塩基の距離
が、塩基数にて、1〜20、または、{(3から8の任
意の整数)+10n}(ただし、nは0を含む整数)で
ある前記1)に記載の核酸測定用の新規核酸プローブ、
または、 4)一本鎖のオリゴヌクレオチドが、標的核酸と同鎖長
である前記1)〜3)のいずれか1に記載の核酸測定用
の新規核酸プローブ、または、
3) The distance between the base where the fluorescent dye is labeled and the base where the quencher substance is labeled is 1 to 20 or {(any of 3 to 8) in terms of the number of bases. The novel nucleic acid probe for measuring a nucleic acid according to the above 1), wherein (integer) + 10n} (where n is an integer including 0),
Or 4) the novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of 1) to 3) above, wherein the single-stranded oligonucleotide has the same chain length as the target nucleic acid, or

【0018】5)少なくとも一つの蛍光色素で標識され
た核酸プローブであって、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、5’
末端のリン酸基または3’末端のリボース若しくはデオ
キシリボースの3’位のOH基以外の部分で前記蛍光色
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、当該修飾部の塩
基から1〜3塩基離れて(修飾部の塩基を1と数え
る。)、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
設計されており、かつ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) A nucleic acid probe labeled with at least one fluorescent dye, wherein, when hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its luminescence, and the probe is: 5 '
When the nucleic acid probe is labeled with the fluorescent dye at a portion other than the terminal phosphate group or the 3′-terminal OH group of ribose or deoxyribose at the 3 ′ end, and the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the modification is performed. The base sequence of the probe is designed so that one to three bases are separated from the base of the target portion (the base of the modified portion is counted as 1), and at least one base of G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid. When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye reduces its emission, and the nucleic acid labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid. Probes, also

【0019】6)少なくとも一つの蛍光色素で標識され
た核酸プローブであって、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、5’
末端のリン酸基またはは3’末端のリボース若しくはデ
オキシリボースの3’位のOH基以外の部分で前記蛍光
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、当該修飾部の
塩基から1〜3塩基離れて(修飾部の塩基を1と数え
る。)、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
れており、かつ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、
6) A nucleic acid probe labeled with at least one fluorescent dye, wherein the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its luminescence when hybridized to a target nucleic acid, and the probe is: 5 '
A terminal phosphate group or is labeled with the fluorescent dye at a portion other than the 3′-position OH group of 3′-terminal ribose or deoxyribose, and when the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid, A plurality of base pairs of the probe-nucleic acid hybrid form at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) at a distance of 1 to 3 bases from the base of the modified portion (the base of the modified portion is counted as 1). The base sequence of the probe is designed, and when the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to the target nucleic acid, the fluorescent dye reduces the emission of the target nucleic acid, A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for concentration measurement,
Also,

【0020】7)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5’末端部のリン酸基およ
び3’末端部のリボース若しくはデオキシリボースの
3’位のOH基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に当該両末端部おいて標的核酸
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(末端塩基を1と数える。)、プロー
ブ−核酸ハイブリッドの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おり、かつ蛍
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、
7) 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 its emission,
In addition, the probe is labeled with the fluorescent dye at the phosphate group at the 5 ′ end and the OH group at the 3 ′ position of ribose or deoxyribose at the 3 ′ end, and the nucleic acid probe is attached to both ends. When the probe hybridizes to the target nucleic acid, the probe-nucleic acid hybrid has at least one base pair separated from the terminal base of the target nucleic acid hybridized to the probe by 1 to 3 bases (the terminal base is counted as 1). G
The base sequence of the probe is designed to form a pair of (guanine) and C (cytosine), and when the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye hybridizes to the target nucleic acid, the fluorescent dye A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, characterized in that its emission is reduced,

【0021】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1)〜7)の何れか1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、または、 9)核酸プローブの5’末端又は/及び3’末端のリン
酸基が蛍光色素で標識されている前記1)〜7)の何れ
か1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、または、
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′-terminal ribose is phosphorylated. A) a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of the above, or 9) a phosphate group at the 5 ′ end and / or 3 ′ end of the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to any one of 1) to 7) above, or

【0022】10)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前記1)〜
9)の何れか1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、または、 11)化学的に修飾した核酸が2’−−メチルオリゴ
ヌクレオチド、2’−−エチルオリゴヌクレオチド、
2’−−ブチルオリゴヌクレオチド、2’−−エチ
レンオリゴヌクレオチド、又は2’−−ベンジルオリ
ゴヌクレオチドである前記10)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
は、
10) The oligonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement, wherein the oligonucleotide is a chemically modified nucleic acid.
9) The nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to any one of the above 9), or 11) the chemically modified nucleic acid is a 2′- O -methyl oligonucleotide, 2′- O − Ethyl oligonucleotide,
The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to the above 10), which is a 2′- O -butyl oligonucleotide, a 2′- O -ethylene oligonucleotide, or a 2′- O -benzyl oligonucleotide. Or

【0023】12)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
oligonucleotide)である前記1)〜11)の何れか1
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、または、 13)キメリックオリゴヌクレトチドが、2’−−メ
チルオリゴヌクレオチド、2’−−エチルオリゴヌク
レオチド、2’−−ブチルオリゴヌクレオチド又は
2’−−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12)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、または、
12) The oligonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement is a chimeric oligonucleotide containing ribonucleotides and deoxyribonucleotides.
any one of the above 1) to 11) which is an oligonucleotide)
Or a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring a concentration of a target nucleic acid according to 13), or 13) chimeric oligonucleotide is a 2′- O -methyl oligonucleotide, 2′- O -ethyl oligonucleotide, 2) '- O - butyl oligonucleotide or 2'O - benzyl fluorescent dye-labeled nucleic acid probe for density measurement of the target nucleic acid according to the 12) is an oligonucleotide intended to intervening or,

【0024】14)前記1)〜13)のいずれか1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、測
定系の蛍光強度を測定することを特徴とする標的核酸の
濃度測定方法、または、 15)前記1)〜13)の何れか1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
光の変化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、または、
(14) A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising hybridizing the nucleic acid probe according to any one of the above (1) to (13) to a target nucleic acid and measuring the fluorescence intensity of a measuring system. 15) The target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of the above 1) to 13) is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of change in emission of the fluorescent dye before and after hybridization is measured. Concentration measurement method, or

【0025】16)前記10)〜13)のいずれか1に
記載の核酸プローブを用いて標的核酸の濃度を測定する
方法において、標的核酸の高次構造が十分に破壊される
に適した条件でその標的核酸を加熱処理後、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ことを特
徴とする標的核酸の濃度測定方法、または、 17)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前記16)に記載の標
的核酸の濃度測定方法、または、
16) In the method of measuring the concentration of a target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of the above 10) to 13), under conditions suitable for sufficiently destroying the higher-order structure of the target nucleic acid. A method for measuring the concentration of the target nucleic acid, which comprises subjecting the target nucleic acid to heat treatment and then hybridizing the nucleic acid probe and the target nucleic acid; or 17) a method for performing a hybridization reaction on a hybridization reaction system before the hybridization reaction. The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 16), wherein a helper probe is added, or

【0026】18)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1)〜13)の何れか1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、また
は、
18) In a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the nucleic acid probe according to any one of 1) to 13) above is hybridized to the target nucleic acid. A method for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, which comprises measuring a change in fluorescence intensity, or

【0027】19)標的遺伝子を定量的遺伝子増幅方法
で増幅し、その標的遺伝子について多型解析することに
より標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比もしく
は各成分の量の測定を行うことを特徴とする新規な定量
的多型解析方法、または、 20)多型解析がT−RFLP(terminal restriction
fragment length polymorphism)、RFLP(restric
tion fragment length polymorphism)方法、SSCP
(single strand conformation)方法、またはCFLP
(cleavage fragment length polymorphism)方法であ
る前記19)に記載の定量的多型解析方法、または、
19) Amplifying the target gene by a quantitative gene amplification method and analyzing the polymorphism of the target gene to measure the amount of the target gene, the composition ratio of the polymorphism of the gene or the amount of each component. Or 20) polymorphism analysis is performed by T-RFLP (terminal restriction).
fragment length polymorphism), RFLP (restric
Option fragment length polymorphism) method, SSCP
(Single strand conformation) method or CFLP
(Cleavage fragment length polymorphism) The quantitative polymorphism analysis method according to 19) above, or

【0028】21)定量的遺伝子増幅方法が、定量的P
CR方法である前記19)または20)に記載の定量的
多型解析方法、または、 22)定量的PCR方法が前記1)〜13)の何れか1
に記載の核酸プローブを用いるものである前記21)に
記載の定量的多型解析方法、または、 23)定量的PCR方法において、前記1)〜13)の
何れか1に記載の核酸プローブをプライマーとして用
い、蛍光色素の発光の変化量を測定する前記21)に記
載の定量的多型解析方法、または、
21) When the quantitative gene amplification method is quantitative P
The quantitative polymorphism analysis method according to the above 19) or 20), which is a CR method, or 22) the quantitative PCR method according to any one of the above 1) to 13)
In the quantitative polymorphism analysis method according to the above item 21), wherein the nucleic acid probe according to any one of the above items 1) to 13) is used as a primer, The quantitative polymorphism analysis method according to 21), wherein the amount of change in the emission of the fluorescent dye is measured, or

【0029】24)定量的PCR方法がリアルタイムモ
ニタリング定量的PCR方法である前記21)〜23)
の何れか1に記載の定量的多型解析方法、または、 25)標的核酸の濃度を測定するキットにおいて、前記
1)〜13)の何れか1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、または、
24) The above-mentioned 21) to 23) wherein the quantitative PCR method is a real-time monitoring quantitative PCR method.
25) The method for quantitative polymorphism analysis according to any one of the above, or 25) a kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the nucleic acid probe according to any one of the above 1) to 13). A kit for measuring the concentration of the target nucleic acid, or

【0030】26)ヘルパープローブを含有又は付帯す
る前記25)に記載の標的核酸の濃度測定用キット、ま
たは、 27)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1)〜13)の何れか
1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
めのキット、または、
26) The kit for measuring the concentration of a target nucleic acid according to the above 25) containing or accompanying a helper probe, or 27) a measuring kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, A) a kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, which comprises the nucleic acid probe according to any one of) to 13); or

【0031】28)ヘルパープローブを含有又は付帯す
る前記27)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、または、 29)前記19)〜24)の何れか1に記載の定量的多
型解析方法における定量的PCR方法に使用する試薬キ
ットにおいて、前記1)〜13)の何れか1にに記載の
核酸プローブを含有するか、もしくは添付されているこ
とを特徴とする定量的PCR用試薬キット、または、
28) A measurement kit for analyzing or measuring the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid according to the above 27) containing or accompanying a helper probe, or 29) any of the above 19) to 24) A reagent kit for use in a quantitative PCR method in the quantitative polymorphism analysis method according to 1, wherein the reagent kit contains or is attached to the nucleic acid probe according to any one of the above 1) to 13). Characteristic quantitative PCR reagent kit, or

【0032】30)前記1)〜13)の何れか1に記載
の核酸プローブを複数個固体支持体表面に結合させ、標
的核酸を対応する核酸プローブにハイブリダイゼーショ
ンさせて、蛍光強度の変化量を測定することにより、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
特徴とする複数種の核酸のうち少なくとも一種の標的核
酸の濃度を測定するためのデバイス、または、 31)前記30)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、または、
30) A plurality of the nucleic acid probes according to any one of the above 1) to 13) are bound to the surface of the solid support, and the target nucleic acid is hybridized to the corresponding nucleic acid probe. 31) a device for measuring the concentration of at least one target nucleic acid among a plurality of nucleic acids, wherein the concentration of the target nucleic acid can be measured by the measurement; or In the device for nucleic acid measurement according to the, nucleic acid probes are arranged in an array on the surface of the solid support,
A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids bound, respectively, or

【0033】32)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、前記対応する核酸プロ
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30)又は31)に記載の複数種の核酸のうち
の少なくとも一種の標的核酸の濃度を測定するためのデ
バイス、または、
32) For each nucleic acid probe bound to the surface of the solid support, at least one temperature sensor and heater are provided on the opposite surface so that the corresponding nucleic acid probe binding region is at the optimal temperature condition. A device for measuring the concentration of at least one target nucleic acid of the plurality of nucleic acids according to 30) or 31), which can be temperature-controlled, or

【0034】33)前記30)〜32)の何れか1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
とを特徴とする複数種の核酸のうちの少なくとも一種の
標的核酸の濃度測定方法、または、 34)前記30)〜32)の何れか1に記載の核酸測定
用デバイスを用い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、または、 35)前記30)〜32)の何れか1に記載の核酸測定
用デバイスを用いることを特徴とする定量的多型解析方
法、または、
33) Measuring the concentration of at least one target nucleic acid among a plurality of nucleic acids, wherein the target nucleic acid is measured using the nucleic acid measuring device according to any one of 30) to 32). 34) A method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, characterized by using the nucleic acid measuring device according to any one of the above 30) to 32), or 35) 30. A quantitative polymorphism analysis method using the nucleic acid measurement device according to any one of 30) to 32), or

【0035】36)標的核酸が、純粋分離して得た微生
物由来、もしくは動物由来の細胞内に含まれるかもしく
はそれら細胞のホモジネートに含まれる核酸である前記
14)〜17)の何れか1に記載の標的核酸の濃度の測
定方法、または、 37)標的核酸が、複合微生物系、あるいは共生微生物
系の細胞内もしくは細胞のホモジネートの核酸である前
記18)に記載の標的核酸の多型又は/及び変異を解析
若しくは測定する方法、または、
36) The target nucleic acid according to any one of the above 14) to 17), wherein the target nucleic acid is a nucleic acid contained in cells derived from microorganisms or animals obtained by pure isolation or contained in a homogenate of those cells. 37) the method for measuring the concentration of the target nucleic acid according to the above, or 37) the polymorphism of the target nucleic acid according to the above 18), wherein the target nucleic acid is a nucleic acid of an intracellular or homogenate of a cell of a complex microbial system or a symbiotic microbial system, or / And a method for analyzing or measuring the mutation, or

【0036】38)標的核酸が、複合微生物系、あるい
は共生微生物系の細胞内もしくは細胞のホモジネートの
核酸である前記19)〜24)の何れか1に記載の定量
的多型解析方法、または、 39)PCR方法において、前記1)〜13)の何れか
1に記載の核酸プローブを用いて反応を行い、当該プロ
ーブと増幅標的核酸とのハイブリダイゼーションにより
発生する蛍光強度値の変化率から増幅された標的核酸の
初期濃度を測定することを特徴とするPCR方法に用い
る標的核酸の濃度測定方法、または、
38) The method for quantitative polymorphism analysis according to any one of 19) to 24) above, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid of intracellular or homogenate of a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system. 39) In the PCR method, a reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of 1) to 13) above, and amplification is performed based on a change rate of a fluorescence intensity value generated by hybridization between the probe and the amplified target nucleic acid. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid used in a PCR method, which comprises measuring an initial concentration of a target nucleic acid, or

【0037】40)PCR方法において、前記1)〜1
3)の何れか1に記載の核酸プローブをプライマーとし
て反応を行い、当該プライマーあるいは当該プライマー
から増幅された増幅核酸と増幅標的核酸とのハイブリダ
イゼーションにより発生する蛍光強度値の変化率から増
幅された標的核酸の初期濃度を測定することを特徴とす
るPCR方法を用いる標的核酸の測定方法、または、
40) In the PCR method, 1) to 1
The reaction was performed using the nucleic acid probe according to any one of 3) as a primer, and amplification was performed based on a change rate of a fluorescence intensity value generated by hybridization of the primer or an amplified nucleic acid amplified from the primer with an amplified target nucleic acid. A method for measuring a target nucleic acid using a PCR method, which comprises measuring an initial concentration of the target nucleic acid, or

【0038】41)PCR方法において、前記1)〜1
3)の何れか1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変化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初期濃度を測定する方
法、または、
41) In the PCR method, 1) to 1
A reaction system in which a reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of the above 3), and the probe is decomposed and removed by a polymerase during a nucleic acid extension reaction, or a reaction system during a nucleic acid denaturation reaction or when a nucleic acid denaturation reaction is completed Measuring the fluorescence intensity value and the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe, and calculating the rate of change of the fluorescence intensity value from the former. A method for measuring an initial concentration of a target nucleic acid amplified by PCR, or

【0039】42)PCR方法において、前記1)〜1
3)の何れか1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初期濃度を測定する
方法、または、
42) In the PCR method, 1) to 1
3) performing a reaction using the nucleic acid probe according to any one of the above as a primer, the fluorescence intensity value of the reaction system in which the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid are not hybridized, and the nucleic acid probe being the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid. A method for measuring the initial concentration of the target nucleic acid amplified by PCR, which comprises measuring the fluorescence intensity value of the reaction system when hybridizing, and calculating the reduction rate of the former fluorescence intensity value, or ,

【0040】43)PCR方法がリアルタイム定量的P
CR方法である前記41)又は42)に記載のPCRで
増幅された標的核酸の初期濃度を測定する方法、また
は、 44)前記14)〜24)の何れか1、又は前記33)
〜43)の何れか1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、または、
43) The PCR method is real-time quantitative P
The method for measuring the initial concentration of a target nucleic acid amplified by PCR according to the above 41) or 42) which is a CR method, or 44) any one of the above 14) to 24), or the above 33)
-43) in the method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of (1) to (3), wherein the fluorescence intensity value of the reaction system after the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, A data analysis method for a method for measuring the concentration of a target nucleic acid, which is corrected by the fluorescence intensity value of the reaction system obtained after the probe-nucleic acid hybrid complex formed as described above is dissociated, or

【0041】45)前記43)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
たは、
45) In the method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method described in 43) above, after the amplified nucleic acid in each cycle binds to the fluorescent dye, or the amplified nucleic acid is labeled with the 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, or

【0042】46)前記45)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、または、 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〕
46) The data analysis method for the real-time quantitative PCR method according to 45), wherein the correction operation processing according to 45) is based on the following [Equation 1] or [Equation 2]. Or f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] f n = f den, n / f hyb, n [Formula 2] [where, f n : [Formula 1] or [Formula 2] F hyb, n : In the n-th cycle, after the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye, The fluorescence intensity value of the subsequent reaction system, f den, n : the fluorescence intensity value of the reaction system after dissociation of the formed fluorescent dye-nucleic acid complex or the formed probe-nucleic acid hybrid complex in the nth cycle ]

【0043】47)前記43)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46)
に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
たは、 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〕
47) Analyzing the data obtained by the real-time quantitative PCR method described in 43) above)
In each cycle,
Alternatively, the correction calculation processing value calculated by [Equation 2] is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change ratio or the fluorescence change ratio between each sample in each cycle is calculated and compared. data analysis methods or, F n = f n / f a [equation 3] F n = f a / f n [equation 4] wherein, for real-time quantitative PCR method, which comprises, F n : Fluorescence change rate or fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in the nth cycle, f n : Correction operation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] f a : [Equation 1] ] Or a correction calculation processing value according to [Equation 2] with an arbitrary number of cycles before a change in f n is observed]

【0044】48)前記43)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47)
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、または、
48) Analyzing the data obtained by the real-time quantitative PCR method described in 43) above 47)
In the method described in (1), using (5), (6) or (7), using the fluorescence change rate or the data of the fluorescence change rate calculated by (Formula 3) or (Formula 4), Calculation process, 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 and b are arbitrary numerical values, F n : [Equation 3] or [Equation 4] ] (2) a calculation process for obtaining the number of cycles in which the calculation value of (1) has reached a fixed value, and (3) a nucleic acid of a known concentration. Calculation processing to calculate the relational expression between the number of cycles in the sample and the number of copies of the target nucleic acid at the start of the reaction , (4) data analysis method for real-time quantitative PCR method characterized by an arithmetic process, for obtaining the number of copies of the target nucleic acid at the PCR started in an unknown sample or,

【0045】49)標的核酸について前記1)〜13)
の何れか1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、または、
49) Regarding the target nucleic acid 1) to 13)
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, characterized by obtaining an m value, or

【0046】50)前記45)〜48)の何れか1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)を得る過程、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、を提供する。
50) The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of the above 45) to 48), 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 results on the display as a function of time and drawing a melting curve of the nucleic acid on the display, The differentiated value of the curve (-dF
/ DT, F: fluorescence intensity, T: time), displaying the differentiated value as a differential value on a display,
A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, comprising a step of obtaining an inflection point from the differential value.

【0047】[0047]

【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。本発明は三つの発明から
なる。第一の発明の特徴は、標的核酸にハイブリダイズ
する一本鎖のオリゴヌクレオチドに蛍光色素およびクエ
ンチャー物質を標識してなる核酸プローブであって、当
該核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしていると
きは、ハイブリダイゼーション反応系の蛍光強度が増加
するように、蛍光色素とクエンチャー物質が、当該オリ
ゴヌクレオチドに標識され、かつ蛍光色素が標識されて
いる個所とクエンチャー物質が標識されている個所の塩
基鎖間でステムループ構造を形成することがないオリゴ
ヌクレオチドであることを特徴とする核酸測定用の新規
核酸プローブである。それで、以下、簡便化のために本
発明の核酸プローブを、蛍光発光プローブ、または、第
一発明の核酸プローブ、と称する場合もある。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The present invention consists of three inventions. A feature of the first invention is a nucleic acid probe obtained by labeling a single-stranded oligonucleotide that hybridizes to a target nucleic acid with a fluorescent dye and a quencher substance, wherein the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid. In some cases, a fluorescent dye and a quencher substance are labeled on the oligonucleotide, and a place where the fluorescent dye is labeled and a place where the quencher substance is labeled so that the fluorescence intensity of the hybridization reaction system is increased. A novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement, characterized in that the oligonucleotide does not form a stem-loop structure between base chains. Therefore, hereinafter, for convenience, the nucleic acid probe of the present invention may be referred to as a fluorescent probe or the nucleic acid probe of the first invention.

【0048】次に本発明の第二の発明の特徴は、蛍光色
素で標識された核酸プローブであって、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、ハイブリダイ
ゼーション前後で蛍光色素の発光が減少量するものであ
る。尚、本発明の核酸プローブを、簡便化のために、蛍
光消光プローブ、または、第二発明の核酸プローブ、と
称する場合がある。また、本発明の第三の発明の特徴
は、前記の蛍光発光プローブ及び蛍光消光プローブの各
種の利用に関するものである。
Next, a second aspect of the present invention is a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye. When the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, the emission of the fluorescent dye decreases before and after hybridization. Is to measure. Incidentally, the nucleic acid probe of the present invention may be referred to as a fluorescence quenching probe or the nucleic acid probe of the second invention for simplification. A feature of the third invention of the present invention relates to various uses of the above-mentioned fluorescent probe and fluorescent quenching probe.

【0049】本発明において使用する技術用語につい
て、以下説明する。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。また、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。
The technical terms used in the present invention will be described below. 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. Further, 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.

【0050】また、本発明において、核酸プローブ、ハ
イブリダイズ、ハイブリダイゼーション、ステムループ
構造、クエンチング、クエンチング効果、DNA、RNA、cD
NA、mRNA、rRNA、XTPs、dXTPs、NTPs、dNTPs、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)、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-primed PCR、 St
retch PCR、 逆PCR、 Alu配列を利用したPCR、多重PC
R、 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)、FISH(fluorescent in situ hybridizati
on assays)方法、PCR方法(polymerase chain assay
s )、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方
法(strand displacement assays)、競合的ハイブリダ
イゼーション方法(competitive hybridization)、D
NAチップ、核酸検出用(遺伝子検出用)デバイス、S
NP(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。
Also, in the present invention, nucleic acid probe, hybridization, hybridization, stem-loop structure, quenching, quenching effect, DNA, RNA, cD
NA, mRNA, rRNA, XTPs, dXTPs, NTPs, dNTPs, nucleic acid probes, helper nucleic acid probes (or nucleic acid helper probes, or simply helper probes), intercalators, primers, annealing, extension reactions, heat denaturation reactions, nucleic acid melting curves, PCR, RT-PCR, RNA-primed PCR, St
retch PCR, reverse PCR, PCR using Alu sequence, multiplex PC
R, PCR using mixed primers, PCR using PNA,
Hybridization assay method (hybridization
assays), FISH (fluorescent in situ hybridizati
on assays), PCR (polymerase chain assay)
s), LCR method (ligase chain reaction), SD method (strand displacement assays), competitive hybridization method (competitive hybridization), D
NA chip, nucleic acid detection (gene detection) device, S
Terms such as NP (snip: single nucleotide substitution polymorphism) and complex microbial systems have the same meanings as those generally used at present in molecular biology, genetic engineering, microbial engineering and the like.

【0051】“標的遺伝子”及び“標的核酸”とは、存
在量若しくは濃度の測定・定量若しくは定性的検出の対
象である核酸または遺伝子のことをいう。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、RNA、PN
A、オリゴデオキシリボヌクレオチド(oligodeoxyribo
nucleotides)、オリゴリボヌクレオチド(oligoribonu
cleotides)等、また、前記核酸のキメラ(chimera)核
酸等を例示することができる。
The “target gene” and “target nucleic acid” refer to a nucleic acid or gene to be measured or quantified or qualitatively detected for its abundance or concentration. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example, a complex microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple microorganisms) or a symbiotic microbial system (RNA of multiple animals and plants and / or multiple microorganisms)
Alternatively, the specific nucleic acid is used for measuring the concentration in a mixed system of gene DNA. If the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example,
It can be performed using a commercially available purification kit or the like. Specific examples of the above nucleic acids include DNA, RNA, PN
A, oligodeoxyribonucleotide (oligodeoxyribonucleotide)
nucleotides), oligoribonucleic acid (oligoribonu
cleotides), and chimera nucleic acids of the above-mentioned nucleic acids.

【0052】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、定性的検出をすること、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。尚、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。
In the present invention, measuring the concentration of a target nucleic acid means that one or more nucleic acids in a measurement system are used.
This means quantifying the concentration, performing qualitative detection, simply detecting, or analyzing polymorphisms / mutations and the like. 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.

【0053】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。
The target nucleic acid concentration measuring device includes various types of D
Refers to an NA chip. Specific examples thereof include various types of 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.

【0054】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 assa
ys)、FISH方法(fluorescent in situ hybridizat
ion assays)、PCR方法(polymerase chain assay
s)、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方法
(strand displacement assays)、競合的ハイブリダイ
ゼーション方法(competitive 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。
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, for simplicity, simply, The nucleic acid measurement method is referred to as a hybridization method (hybridization assa).
ys), FISH method (fluorescent in situ hybridizat
ion assays), PCR method (polymerase chain assay)
s), LCR method (ligase chain reaction), SD method (strand displacement assays), competitive hybridization method (competitive hybridization) and the like to measure the concentration of the target nucleic acid.

【0055】蛍光発光プローブから説明する。本プロー
ブの特徴は、標的核酸にハイブリダイズしていないとき
は、蛍光色素の発光が、クエンチャー物質により、阻害
されているが、ハイブリダイズしているときは、その阻
害が解除され、蛍光強度が増加するプローブである。本
発明において蛍光色素とは、一般に核酸プローブに標識
して、核酸の測定・検出に用いられている蛍光色素の類
である。例えば、フルオレセイン(fluorescein)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)(FITC)若しくは
その誘導体等}、Alexa 488、Alexa 532、cy3、cy5、6-
joe、EDANS、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(terameth
ylrhodamine)(TMR)、テトラメチルローダミンイソチ
オシアネート(tetramethylrhodamine isothiocyanat
e)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhodamine)、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(BODIPY)5-FAM(商標名;モレキュラー・プロー
ブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODI
PY)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(BODIPY)TR(商標名;モレキュラー・プロー
ブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODI
PY)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、EDAN
S、テキサスレッド、6-joe、TMR、Alexa 488、Alexa 53
2、ボデピー(BODIPY)FL/C3、ボデピー(BODIPY)FL/C
6等を好適なものとして、また、EDANS、テキサスレッ
ド、FITC、TMR、6-joe、ボデピー(BODIPY)FL/C3、ボ
デピー(BODIPY)FL/C6をより好適なものとして挙げる
ことができる。
The description starts with the fluorescent probe. The characteristic of this probe is that when it does not hybridize to the target nucleic acid, the emission of the fluorescent dye is inhibited by the quencher substance, but when it hybridizes, the inhibition is released and the fluorescence intensity Is an increasing probe. In the present invention, the fluorescent dye is a kind of fluorescent dye generally used for measuring and detecting nucleic acids by labeling a nucleic acid probe. For example, fluorescein or derivatives thereof (eg, fluorescein isothiocyanate (FITC) or derivatives thereof), Alexa 488, Alexa 532, cy3, cy5, 6-
joe, EDANS, rhodamine 6G (R6G) or a derivative thereof (eg, tetramethylrhodamine (terameth
ylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate
e) (TMRITC), x-rhodamine, x-rhodamine, Texas red, BODIPY FL (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY 5-FAM (BODIPY) Trade names: Molecular Probes, USA), BODI
PY) TMR (trade name; Molecular Probe)
Probes, USA) or a derivative thereof (eg, BODIPY TR (trade name); Molecular Probes, USA), BODIPY (BODIY)
PY) R6G (trade name; Molecular Probe)
Probes, Inc., USA), BODIPY 564 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY 581 (trade name; Molecular Probes, USA) ) And the like. Among them, FITC, EDAN
S, Texas Red, 6-joe, TMR, Alexa 488, Alexa 53
2, BODIPY FL / C3, BODIPY FL / C
6 and the like are preferred, and EDANS, Texas Red, FITC, TMR, 6-joe, BODIPY FL / C3, and BODIPY FL / C6 are more preferred.

【0056】クエンチャー物質とは、前記蛍光色素に作
用して、その発光を抑制もしくは消光する物質である。
例えば、Dabcyl、QSY7(モルキュラー・プローブ)、QS
Y33(モルキュラー・プローブ)、Ferroceneまたはその
誘導体、methyl viologen、N,N'-dimethyl-2,9-diazopy
reniumなど、好適にはDabcylなどを挙げることができ
る。前記のような、蛍光色素およびクエンチャー物質
を、オリゴヌクレオチドの特定の位置に標識することに
より、蛍光色素の発光は、クエンチャー物質によりクエ
ンチング効果を受ける。
A quencher substance is a substance that acts on the fluorescent dye to suppress or quench its emission.
For example, Dabcyl, QSY7 (Molecular probe), QS
Y33 (Molecular probe), Ferrocene or its derivative, methyl viologen, N, N'-dimethyl-2,9-diazopy
renium and the like, preferably Dabcyl and the like. By labeling a fluorescent dye and a quencher substance at a specific position on the oligonucleotide as described above, the luminescence of the fluorescent dye is quenched by the quencher substance.

【0057】本発明において、本発明の核酸プローブを
形成し、蛍光色素が標識されている個所とクエンチャー
物質が標識されている個所の塩基鎖間でステムループ構
造を形成することのない一本鎖のオリゴヌクレオチドと
は、蛍光色素が標識されている個所とクエンチャー物質
が標識されている個所の塩基鎖間で、少なくも2か所以
上の個所の塩基配列の相補性から、自己鎖中において2
重鎖を形成し、ステムループ構造を形成することのない
オリゴヌクレオチドのことを云う。
In the present invention, the nucleic acid probe of the present invention is formed so that a single nucleotide which does not form a stem-loop structure between the base chain where the fluorescent dye is labeled and the base chain where the quencher substance is labeled is formed. The oligonucleotide of the strand is defined as the oligonucleotide in the self-chain due to the complementarity of at least two or more base sequences between the place where the fluorescent dye is labeled and the place where the quencher substance is labeled. At 2
An oligonucleotide that forms a heavy chain and does not form a stem-loop structure.

【0058】本発明の核酸プローブが標的核酸にハイブ
リダイズしているときは、ハイブリダイゼーション反応
系の蛍光強度が増加するように、蛍光色素とクエンチャ
ー物質を、本発明のオリゴヌクレオチドに標識するに
は、以下のように行えばよい。蛍光色素が標識されてい
る個所の塩基とクエンチャー物質が標識されている個所
の塩基の距離は、塩基数にしてゼロ即ち蛍光色素および
クエンチャー物質が一本鎖のオリゴヌクレオチドの同一
のヌクレオチドの個所に標識するか、または、塩基数に
て1〜20、または、{(3から8の任意の整数)+1
0n}(ただし、nは0を含む整数)である。好ましく
は、一本鎖のオリゴヌクレオチドの同一のヌクレオチド
の個所、または、4〜8若しくはそれらの中の任意の数
に10を加算したものである。より好ましくは一本鎖の
オリゴヌクレオチドの同一のヌクレチドの個所、また
は、4〜8である。このように、各物質をオリゴヌクレ
オチドに標識するのがよい。しかしながら、塩基の間隔
は、プローブの塩基配列、修飾に用いる蛍光色素とクエ
ンチャー物質、それらをオリゴヌクレオチドに結合させ
るリンカーの長さなどに強く依存する。それで、塩基間
隔を完全に特定するのはむずかしく、前記の塩基間隔は
あくまでも一般的例であり、例外的なものが多い。
When the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to the target nucleic acid, a fluorescent dye and a quencher are labeled on the oligonucleotide of the present invention so that the fluorescence intensity of the hybridization reaction system increases. Can be performed as follows. The distance between the base where the fluorescent dye is labeled and the base where the quencher substance is labeled is zero in terms of the number of bases, i.e., the same nucleotide of the single-stranded oligonucleotide where the fluorescent dye and the quencher substance are single-stranded. Label at the site, or 1 to 20 bases, or {(any integer from 3 to 8) +1
0n} (where n is an integer including 0). Preferably, 10 is added to the position of the same nucleotide in the single-stranded oligonucleotide, or 4 to 8 or any number thereof. More preferably, it is at the same nucleotide position of a single-stranded oligonucleotide, or 4 to 8. Thus, it is preferable to label each substance on the oligonucleotide. However, the distance between bases strongly depends on the base sequence of the probe, the fluorescent dye and quencher used for modification, the length of the linker that links them to the oligonucleotide, and the like. Therefore, it is difficult to completely specify the base interval, and the above-mentioned base interval is only a general example, and there are many exceptions.

【0059】標識する個所は、一本鎖のオリゴヌクレオ
チドの同一ヌクレオチドの個所に標識する場合、一方を
塩基に、他方を塩基以外の部分、即ちリン酸部、または
リボース部もしくはデオキシリボース部に標識するのが
好適である。尚、この場合、3’末端部または5’末端
部に標識するのが好適である。
When labeling is performed at the same nucleotide position of a single-stranded oligonucleotide, one is labeled with a base and the other is labeled with a moiety other than a base, ie, a phosphate moiety, a ribose moiety or a deoxyribose moiety. It is preferred to do so. In this case, it is preferable to label the 3 'end or the 5' end.

【0060】または、蛍光色素とクエンチャー物質を標
識する塩基の距離を塩基数にて、塩基数にて1〜20、
または、{(3から8の任意の整数)+10n}(ただ
し、nは0を含む整数)、好ましくは、または、4〜8
若しくはそれらの中の任意の数に10を加算したもの、
より好ましくは、4〜8であるようにする場合、各物質
をオリゴヌクレオチドの鎖中に標識してもよく、また一
方をオリゴヌクレオチドの5’末端または3’末端に標
識し、対応する他の物質を鎖中に標識してもよい。好ま
しくは蛍光色素またはクエンチャー物質をオリゴヌクレ
オチドの5’末端または3’末端に、対応するクエンチ
ャー物質または蛍光色素をそれらの末端から、上記の塩
基数の塩基に標識するのがよい。この場合、3’末端
部、または5’末端部に標識するとき、塩基、リン酸
部、またはリボース部もしくはデオキシリボース部に、
好ましくはリン酸部、リボース部もしくはデオキシリボ
ース部に、より好ましくはリン酸部に標識するのがよ
い。また鎖中に標識する場合は、鎖中の塩基に標識する
のが好適である。尚、前記の各場合において塩基に修飾
する場合、修飾可能なところであればどこでもよいので
あるが、例えば、プリン塩基のOH基、アミノ基、2位
のN、7位のN、8位のC、また、ピリミジン塩基のO
H基、アミノ基、メチル基、2位のNに修飾するのがよ
い(ANALYTICAL BIOCHEMISTRY、225巻、32〜38頁、1998
年)。
Alternatively, the distance between the fluorescent dye and the base for labeling the quencher substance is 1 to 20,
Or {(any integer from 3 to 8) + 10n} (where n is an integer including 0), or preferably 4 to 8
Or any number in them plus 10;
More preferably, when it is 4 to 8, each substance may be labeled in the oligonucleotide chain, and one substance may be labeled at the 5 ′ end or 3 ′ end of the oligonucleotide, and the corresponding other substance may be labeled. The substance may be labeled in the chain. Preferably, a fluorescent dye or quencher substance is labeled at the 5 'end or 3' end of the oligonucleotide, and a corresponding quencher substance or fluorescent dye is labeled from the end to the base having the above-mentioned number of bases. In this case, when labeling at the 3 ′ end or 5 ′ end, a base, a phosphate, or a ribose or deoxyribose may be
It is preferable to label the phosphate moiety, ribose moiety or deoxyribose moiety, and more preferably to label the phosphate moiety. When labeling in a chain, it is preferable to label a base in the chain. In addition, when modifying to a base in each of the above cases, any modification can be made as long as it can be modified. And the pyrimidine base O
H group, amino group, methyl group, and N-position at the 2-position may be modified (ANALYTICAL BIOCHEMISTRY, Vol. 225, pp. 32-38, 1998).
Year).

【0061】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 that hybridizes to a target nucleic acid may be composed of oligodeoxyribonucleotides or oligoribonucleotides. Moreover, a chimeric oligonucleodite containing both of them may be used. These oligonucleotides may be chemically modified. Oligonucleotides that have been chemically modified may be interposed in the chimeric oligonucleotide chain.

【0062】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-alkyloligorib
onucleotides)(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-alkyleneol
igoribonucleotides)、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
色素の蛍光強度の増加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。尚、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 Researc
h、 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。
Examples of the modified site 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 oligoribonucleotides (2'- o- alkyloligorib
onucleotides) (hereinafter, 2'o -. the abbreviated to 2-o-), 2-
o-alkylene oligoribonucleotide (2-o-alkyleneol
igoribonucleotides) 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 is 2 -O
-Among alkylene oligoribonucleotides, 2-o-
Ethylene oligoribonucleotide and 2-o-benzyl oligoribonucleotide are particularly preferably used, and 2-o-methyl oligoribonucleotide (hereinafter simply referred to as 2-O-Me oligoribonucleotide) is particularly preferably 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 increase 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 a generic term for them. 2-o-alkyl oligoribonucleotides, 2-o-alkylene oligoribonucleotides, and 2-o-benzyl oligoribonucleotides can be prepared by known methods (Nucleic Acids Researc
h, vol. 26, pages 222-2229, 1998). In addition, 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.

【0063】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RNA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90〜100℃、最適には93〜97℃で、1〜1
5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。
The nucleic acid of the present invention in which a modified RNA such as 2-O-methyl oligoribonucleotide (hereinafter simply referred to as 2-O-Me-oligoribonucleotide) is interposed in an oligodeoxyribonucleotide. Preferred results are obtained when the probe is used mainly for measuring RNA, particularly rRNA. When measuring RNA using the nucleic acid probe of the present invention, before hybridizing with the probe, an RNA solution as a sample is subjected to 80 to 100 ° C, preferably 90 to 100 ° C, optimally 93 to 97 ° C. And 1-1
Heat treatment for 5 minutes, preferably 2 to 10 minutes, optimally 3 to 7 minutes to destroy the higher order structure of the RNA is suitable for improving the hybridization efficiency.

【0064】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増加し、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 oligoribonucleotide, or may be an oligonucleotide subjected to the same chemical modification as described above. As an example of the above-mentioned oligonucleotide, (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 Preferable examples of the chemically modified oligonucleotide 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 increases 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.

【0065】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 an 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 in 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.

【0066】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 will be poor when used in the FISH method, and the application range of the present invention will be narrowed. If it is less than 5, non-specific hybridization is likely to occur, resulting in a large measurement error.

【0067】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、19
86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))。また、商業的依頼合成を引き受けている
企業体があるので、塩基配列の設計だけを行ってそこに
合成を依頼するのが最も簡便なやり方である。そのよう
な企業体として、タカラ(日本)、エスペックオリゴな
どを例示することができる。
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, Vol. 22, pp. 1859-1862, 1981).
Year; Nucleic acids Research, 14, 6227-6245, 19
1986). It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer (for example, ABI394 (manufactured by Perkin Elmer, USA)). In addition, since there are companies that undertake commercial commissioned synthesis, the easiest way is to design only the base sequence and request synthesis there. Examples of such a company include Takara (Japan), Espec Oligo, and the like.

【0068】オリゴヌクレオチドに蛍光色素およびクエ
ンチャー物質を標識するには、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 Biotech
nology、14巻、303〜308頁、1996年;Applied and Envi
ronmental Microbiology、63巻、1143〜1147頁、1997
年;Nucleic acids Research、24巻、4532〜4535頁、19
96年)。例えば、5´末端に蛍光色素またはクエンチャ
ー物質を結合させる場合は、先ず、常法に従って5´末
端のリン酸基にリンカーまたはスペーサーとして、例え
ば、−(CH2)n−SHまたは−(CH2)n−NH2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(Midland Certified Reagent Compan
y))。この場合、nは3〜8、好ましくは6、7であ
る。このリンカーまたはスペーサーに−SH基または−
NH2基に反応性を有する蛍光色素またはクエンチャー
物質を反応させることによりオリゴヌクレオチドを標識
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 and a quencher substance, any of the conventionally known labeling methods can be used (Nature Biotech).
nology, 14, 303-308, 1996; Applied and Envi
ronmental Microbiology, 63, 1143-1147, 1997
Year; Nucleic acids Research, 24, 4532-4535, 19
96). For example, when a fluorescent dye or a quencher substance is bonded to the 5′-terminal, first, a linker or a spacer, for example, — (CH 2 ) n —SH or — (CH 2) introducing the n -NH 2. These transductants are commercially available and may be purchased commercially (Midland Certified Reagent Companion).
y)). In this case, n is 3 to 8, preferably 6, 7. This linker or spacer has a -SH group or-
The oligonucleotide can be labeled by reacting a fluorescent dye or quencher substance having reactivity with the NH 2 group. 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.

【0069】また、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍
光色素またはクエンチャー物質を結合させるには、リボ
ースの2’位もしくは3’位のCのOH基、またはデオ
キシリボースの3’位CのOH基にリンカーとして、例
えば、−(CH2)n−NH2もしくは−(CH2)n−SH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 Ce
rtified Reagent Company))。また、前記OH基にリ
ン酸基を導入して、リン酸基のOH基にリンカーとし
て、例えば、−(CH2)n−SHもしくは−(CH2)n−N
2を導入する。これらの場合、nは3〜9、好ましく
は4〜8である。このリンカーに、−NH2基もしくは
−SH基に反応性を有する蛍光色素もしくはクエンチャ
ー物質を反応させることによりオリゴヌクレオチドを標
識できる。
In order to attach a fluorescent dye or a quencher substance to the 3 ′ end of the oligonucleotide, a C OH group at the 2 ′ or 3 ′ position of ribose or a C OH group at the 3 ′ position of deoxyribose as a linker, for example, - (CH 2) n -NH 2 or - (CH 2) introducing n -SH. Since these introduced products are also commercially available in the same manner as described above, commercially available products may be purchased (Midland Cervified Residential Company (Midland CE)
rtified Reagent Company)). Further, a phosphate group is introduced into the OH group, and as a linker at the OH group of the phosphate group, for example,-(CH 2 ) n -SH or-(CH 2 ) n -N
H 2 is introduced. In these cases, n is 3-9, preferably 4-8. This linker can be labeled oligonucleotides by reacting a fluorescent dye or quencher substance reactive to the -NH 2 group or -SH group.

【0070】このアミノ基を導入する場合、キット試薬
(例えば、Uni-link aminomodifier(CLONTECH社製、米
国)、フルオ・リポターキット(FluoReporter Kit) F-
6082、 F-6083、 F-6084、 F-10220(いずれもモレクキ
ュラー・プローブ(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(ANALYTICAL BIOCHEMISTRY
225, 32-38頁(1998年))。
When introducing this amino group, kit reagents (for example, Uni-link aminomodifier (manufactured by CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kit F-
6082, F-6083, F-6084, F-10220 (all manufactured by Molecular Probes, USA)
It is convenient to use Then, a fluorescent dye molecule can be bound to the oligoribonucleotide according to a conventional method. It is also possible to introduce fluorescent dye molecules into the probe nucleic acid chain (ANALYTICAL BIOCHEMISTRY
225, pp. 32-38 (1998)).

【0071】尚、オリゴヌクレオチドのリボース部、デ
オキシリボース部、リン酸部、また塩基部、リンカー、
蛍光色素、クエンチャー物質に、それらの反応性を高め
るためにアミノ基を導入するような場合、キット試薬
(例えば、Uni-link aminomodifier(CLONTECH社製、米
国)、フルオ・リポターキット(FluoReporter Kit)F-
6082、F-6083、F-6084、F-10220(いずれもモレクキュ
ラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)))
を用いるのが便利である。そして、常法に従ってオリゴ
リボヌクレオチドに蛍光色素とクエンチャー物質を結合
させることができる。また、前記の合成において、各機
能基ヘの保護基の導入、保護基の離脱は通常の公知の方
法で行うことができる。
The ribose, deoxyribose, phosphate, base, linker,
In the case where an amino group is introduced into a fluorescent dye or quencher substance to enhance their reactivity, kit reagents (for example, Uni-link aminomodifier (manufactured by CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kit (FluoReporter Kit) ) F-
6082, F-6083, F-6084, F-10220 (all manufactured by Molecular Probes, USA))
It is convenient to use Then, a fluorescent dye and a quencher substance can be bound to the oligoribonucleotide according to a conventional method. In the above-mentioned synthesis, introduction of a protective group to each functional group and elimination of the protective group can be carried out by a commonly known method.

【0072】前記のようにして、蛍光色素とクエンチャ
ー物質で標識されたオリゴヌクレオチドを合成できる
が、中間合成物、完成された合成物はゲル濾過、逆相等
の液体クロマトグラフィー等で精製するのがよい。この
ようにして本発明の核酸プローブが得られる。
As described above, an oligonucleotide labeled with a fluorescent dye and a quencher substance can be synthesized, but the intermediate compound and the completed compound are purified by liquid chromatography such as gel filtration and reverse phase. Is good. Thus, the nucleic acid probe of the present invention is obtained.

【0073】以上のように、本発明の核酸プローブの設
計は、標的核酸にハイブリダイズする塩基配列のオリゴ
ヌクレオチドに蛍光色素とクエンチャー物質を標識する
だけでよいので、設計が簡便である。本発明の核酸プロ
ーブの作成もプローブの設計さえできれば、オリゴヌク
レオチドの合成と同様に依頼合成を行って入手すること
ができる。
As described above, the design of the nucleic acid probe of the present invention is simple because it is only necessary to label the oligonucleotide having the base sequence that hybridizes to the target nucleic acid with the fluorescent dye and the quencher. The nucleic acid probe of the present invention can be obtained by request synthesis in the same manner as oligonucleotide synthesis, as long as the probe can be designed.

【0074】次に本発明の第二の発明である蛍光消光プ
ローブを説明する。本発明のプローブは、オリゴヌクレ
オチドに標識された特定の蛍光色素が、その近傍にG
(グアニン塩基)が存在するとその蛍光強度が減少する
(蛍光消光する。)という現象を本発明者等が、世界で
初めて発見したことによって達成されたものである(特
願2001−133529)。本発明のプローブの特徴
は、少なくとも一つ以上の蛍光色素で、少なくとも一つ
以上の部位で標識されたオリゴヌクレオチドであり、標
的核酸にハイブリダイズさせたとき、蛍光強度が減少す
るものであり、蛍光発光プローブと反対の性質を有す
る。本プローブの標識に使用する蛍光色素は前記の蛍光
発光プローブの場合と同様のもの用いてよい。標識に用
いる蛍光色素が複数の場合、蛍光色素は同種でもよい
し、異種のものでもよい。本発明のプローブを標的核酸
にハイブリダイズさせたとき、蛍光強度が減少するもの
であればよい。前記標識部位は、末端部、両末端部、鎖
内の部位である。要するに、本発明の目的が達成できる
ものであればよい。尚、蛍光色素が複数の場合、単数の
場合より、測定感度が格段に増加するので、好ましい核
酸プローブになる。また、蛍光色素が異種の場合、異な
った波長で測定できるので、各種分析、データ解析の信
頼度が格段に向上する。標的核酸にハイブリダイズさせ
る本発明の蛍光消光プローブのオリゴヌクレオチドは、
前記蛍光発光プローブと同様である。即ち、キメリック
オリゴヌクレオチドでもよく、化学修飾を受けたもので
よい。またそれらが鎖中に介在したものでもよい。
Next, a fluorescence quenching probe according to the second invention of the present invention will be described. In the probe of the present invention, a specific fluorescent dye labeled on an oligonucleotide has G
This phenomenon has been achieved by the present inventors discovering for the first time in the world that the fluorescence intensity decreases (fluorescence quenches) when (guanine base) is present (Japanese Patent Application No. 2001-133529). The feature of the probe of the present invention is an oligonucleotide labeled with at least one or more fluorescent dyes and at least one or more sites, and when hybridized to a target nucleic acid, the fluorescence intensity is reduced, It has properties opposite to those of fluorescent probes. The fluorescent dye used for labeling the present probe may be the same as the fluorescent dye described above. When a plurality of fluorescent dyes are used for labeling, the fluorescent dyes may be the same or different. It is sufficient that the fluorescence intensity decreases when the probe of the present invention is hybridized to the target nucleic acid. The labeling site is a terminal portion, both terminal portions, and a site in a chain. In short, it is only necessary that the object of the present invention can be achieved. When a plurality of fluorescent dyes are used, the measurement sensitivity is remarkably increased as compared with the case where a single fluorescent dye is used. In addition, when the fluorescent dye is of a different type, since the measurement can be performed at different wavelengths, the reliability of various analyzes and data analysis is significantly improved. Oligonucleotide of the fluorescence quenching probe of the present invention to be hybridized to the target nucleic acid,
It is the same as the above-mentioned fluorescent probe. That is, it may be a chimeric oligonucleotide or a chemically modified one. They may be interposed in the chain.

【0075】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、そのヘルパープローブの塩基配列、塩基鎖数、化学
修飾オリゴヌクレオチドの使用なども前記発明のものと
同様である。そして、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150pMまでRNAを測定できるようになる。
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.
The addition of e) to the hybridization reaction solution, the base sequence of the helper probe, the number of base chains, the use of chemically modified oligonucleotides, and the like are the same as those of the invention. Then, when hybridized to RNA, the hybridization efficiency is increased, so that the fluorescence intensity is reduced according to the amount of RNA in the reaction solution, and the RNA can be measured up to a final RNA concentration of about 150 pM.

【0076】本発明の蛍光消光プローブを用いるRNA
の測定法における、RNAの加熱変性処理、ヘルパープ
ローブの添加処理も前記の蛍光発光プローブの場合と同
様である。これにより本発明方法においてもハイブリダ
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。
RNA using the fluorescence quenching probe of the present invention
The heat denaturation treatment of the RNA and the addition treatment of the helper probe in the measurement method described above are the same as in the case of the above-described fluorescent probe. Thereby, also in the method of the present invention, the hybridization efficiency becomes substantially 100%, and the quantitativeness is improved. In addition, it becomes much simpler than the conventional method.

【0077】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。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蛍光色素標識部か
ら1ないし3塩基離れて(標識部塩基を1と数え
る。)、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)またはC
(シトシン)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塩基配列、
(2)当該プローブにハイブリダイズした標的核酸の蛍
光色素標識部から1ないし3塩基離れて(標識部塩基を
1と数える。)、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)
またはC(シトシン)が少なくとも1塩基以上存在し、
かつ、当該プローブ−核酸ハイブリッド複合体の蛍光色
素標識部において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、蛍光色素標
識部から1ないし3塩基離れて(標識部塩基を1と数え
る。)、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、を挙げることができる。(3)
当該プローブ−核酸ハイブリッド複合体の蛍光色素標識
部において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、蛍光色素標識部から
1ないし3塩基離れて(標識部塩基を1と数える。)、
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、等を挙げることができる。
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. The base 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 has hybridized to a target nucleic acid, (1) one to three bases apart from the fluorescent dye labeling part of the target nucleic acid hybridized to the probe (the labeling base is assumed to be 1) ), G (guanine) or C in the base sequence of the target nucleic acid.
So that (cytosine) exists at least one base or more,
A nucleotide sequence for which the nucleotide sequence of the probe is designed,
(2) One to three bases apart from the fluorescent dye labeling part of the target nucleic acid hybridized to the probe (the base of the labeling part is counted as 1), and G (guanine) is added to the base sequence of the target nucleic acid.
Or C (cytosine) has at least one base or more,
In addition, at least one base pair in the fluorescent dye-labeled portion of the probe-nucleic acid hybrid complex has G
A base whose nucleotide sequence of the probe is designed to form a pair of (guanine) and C (cytosine) 1 to 3 bases away from the fluorescent dye labeling part (the labeling part base is counted as 1). Sequence. (3)
In the fluorescent dye-labeled portion of the probe-nucleic acid hybrid complex, a pair of G (guanine) and C (cytosine) having at least one base pair is separated from the fluorescent dye-labeled portion by 1 to 3 bases (labeled base Is counted as 1.),
A base sequence for which the base sequence of the probe is designed to be formed, and the like can be mentioned.

【0078】より好ましくは、(4)上記(1)、
(2)および(3)において、プローブ−核酸ハイブリ
ッド複合体の蛍光色素標識部がC(シトシン)若しくは
G(グアニン)で、当該塩基がGCペアーを形成する塩
基配列等を挙げることができる。
More preferably, (4) the above (1),
In (2) and (3), there may be mentioned, for example, a base sequence in which the fluorescent dye-labeled portion of the probe-nucleic acid hybrid complex is C (cytosine) or G (guanine), and the base forms a GC pair.

【0079】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に設計できないプローブの
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。
From the base sequence of the target nucleic acid,
Alternatively, in the case of a probe whose 5 'end cannot be designed as G or C, 5'-guanylic acid or guanosine or 5'-cytidylic acid or cytidine is added to the 5' end of the oligonucleotide which is a primer designed from the base sequence of the target nucleic acid. , The object of the present invention can be suitably achieved. Even if 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 a probe designed from the base sequence of a target nucleic acid, and a 5 ′ end of the probe in question. A probe obtained by adding 5′-guanylic acid or guanosine or 5′-cytidylic acid or cytidine to a probe, and a probe obtained by adding 5′-guanylic acid or 5′-cytidylic acid to the 5 ′ end of the probe. Defined to include.

【0080】本発明の核酸プローブは上記の如くである
が、より具体的な形態は以下のごとくである。上記
(1)、(2)、(3)の塩基配列を有するもので、
5’末端部、3’末端部、鎖内の塩基部、リン酸結合
部、リボース部若しくはデオキシリボース部において、
少なくとも1つ以上の部位(単数の若しくは複数の部
位)で蛍光色素を用いて標識されているプローブを挙げ
ることができる。なお、5’末端部の標識部位は、リン
酸基若しくは脱リンした場合のリボース若しくはデオキ
シリボースの5’位のOH基、リボースの2’若しくは
3’位のOH基、またはデオキシリボースの2’位のH
基若しくは3’位のOH基、等を挙げることができる。
3’末端部の標識部位は、リボースの2’若しくは3’
位のOH基、またはデオキシリボースの2’位のH基若
しくは3’位のOH基、等を挙げることができる。上記
のプローブの中でも、好ましいプローブとして、(a)
5’末端のリン酸基または/および3’末端のリボース
若しくはデオキシリボースの3’位のOH基を除く上記
の標識部位であって、少なくとも1つ以上の部位を標識
したプローブ、(b)5’末端のリン酸基および3’末
端のリボース若しくはデオキシリボースの3’位のOH
基の双方を標識したプローブ、等を挙げることができ
る。
The nucleic acid probe of the present invention is as described above.
However, a more specific form is as follows. the above
(1) having a base sequence of (2), (3),
5 'end, 3' end, base in chain, phosphate bond
Part, ribose part or deoxyribose part,
At least one or more sites (single or multiple
Probe labeled with a fluorescent dye
Can be Note that the labeling site at the 5 ′ end is phosphorous.
Ribose or deoxy in the case of acid group or dephosphorization
OH group at 5'-position of siribose, 2 'of ribose or
An OH group at the 3′-position or H at the 2′-position of deoxyribose
Or an OH group at the 3′-position.
The labeling site at the 3 'end is 2' or 3 'of ribose.
OH group or H group at 2'-position of deoxyribose
Or an OH group at the 3′-position. the above
Among the probes of (a), (a)
5'-terminal phosphate group and / or 3'-terminal ribose
Or the above except for the 3′-position OH group of deoxyribose
Labeling at least one or more sites
Probe, (b) 5 ′ terminal phosphate group and 3 ′ terminal
OH at the 3'-position of terminal ribose or deoxyribose
A probe in which both groups are labeled, and the like.
You.

【0081】本発明の核酸プローブのオリゴヌクレオチ
ドはの製造方法、及びオリゴヌクレオチドに蛍光色素を
標識する方法は、前記発明と同様である(ANALYTICAL B
IOCHEMISTRY 225, 32-38頁(1998年))。
The method for producing the oligonucleotide of the nucleic acid probe of the present invention and the method for labeling the oligonucleotide with a fluorescent dye are the same as in the above-mentioned invention (ANALYTICAL B
IOCHEMISTRY 225, pp. 32-38 (1998)).

【0082】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、最も好ましいプローブの形態は、3’お
よび/又は5’末端が蛍光色素が標識されたもので、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。また鎖内の、少なくとも一つ以上のGまたはCが蛍
光色素で標識されたものである。また前者と後者が組み
合わさったものである。これら形態の中で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、
また3’末端のリボースの2’位炭素のOH基をリン酸
基等の修飾基で修飾してもよく何ら制限されない。この
場合、後記する定量的PCRにおいては、鎖伸長のプラ
イマーとして利用できないが、核酸プローブとして利用
できる。
Although the nucleic acid probe of the present invention can be prepared as described above, the most preferable form of the probe is one in which the 3 ′ and / or 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye, and The base is G or C. Further, at least one or more G or C in the chain is labeled with a fluorescent dye. Also, the former and the latter are combined. In these forms, the OH group at the 3′-carbon of the 3′-terminal ribose or deoxyribose is
Further, the OH group at the 2′-position carbon of the 3′-terminal ribose may be modified with a modifying group such as a phosphate group, without any limitation. In this case, in the quantitative PCR described below, it cannot be used as a primer for chain elongation, but can be used as a nucleic acid probe.

【0083】本発明の第三の発明は前記蛍光発光プロー
ブ及び蛍光消光プローブを利用した発明である。 1)測定キット及び測定デバイス類 前記蛍光発光プローブ及び蛍光消光プローブ(以下、簡
便化のために、特別に記載しない限り、両プローブを本
発明の核酸プローブという。)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
る蛍光強度の変化量(蛍光発光プローブの場合は、蛍光
強度の増加量、蛍光消光プローブの場合は、蛍光強度の
減少量)を測定すると、標的核酸を簡便、正確、かつ短
時間に測定できるようになる。また、従来、測定が難し
かったRNAの測定もできるようになる。
The third invention of the present invention is an invention utilizing the above-mentioned fluorescent probe and fluorescent quenching probe. 1) Measuring Kit and Measuring Devices The fluorescence emitting probe and the fluorescence quenching probe (both probes are referred to as nucleic acid probes of the present invention unless otherwise specified for simplicity) are hybridized to a target nucleic acid, The amount of change in fluorescence intensity before and after hybridization (in the case of a fluorescent probe, the amount of increase in fluorescence intensity, and in the case of a fluorescence quenching probe, the amount of decrease in fluorescence intensity) can be measured in a simple, accurate, and short time. Measurement. In addition, it becomes possible to measure RNA, which was conventionally difficult to measure.

【0084】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
測定キットである。また、前記した本発明のヘルパープ
ローブを当該キットに含有、付帯させてなる、標的核酸
の濃度を測定する測定キットでもある。
Thus, the present invention is a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the nucleic acid probe of the present invention. Further, the present invention is also a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which is obtained by including and accompanying the above-mentioned helper probe of the present invention in the kit.

【0085】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、2004〜20
11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又は/及び変
異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。即ち、特に蛍光消光プローブの場合は、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
酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定することが
できる。具体的方法は、下記の実施例に記した。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、即ち、1塩基多型(si
ngle nucleotide polymorphism (SNP))などの多型等を
解析若しくは測定することができる。尚、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, device for measuring target nucleic acid concentration 標的 DNA
Chip (protein nucleic acid enzyme, 43 volumes, 2004-20
(Page 11, 1998)} to provide a more convenient device for measuring the concentration of a target nucleic acid. Further, a method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid using the device is a very convenient method. That is, particularly in the case of a fluorescence quenching probe, GC in the hybridization with the nucleic acid probe of the present invention.
The fluorescence intensity changes depending on whether or not a pair is formed. Thus, by hybridizing the nucleic acid probe of the present invention to the target nucleic acid and measuring the luminescence intensity, the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid can be analyzed or measured. The specific method is described in the following examples. In this case, the target nucleic acid may be an amplified product amplified by one of various nucleic acid amplification methods, or may be an extracted product. 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, C → T, C ← T, G
→ C, G ← C mutation or substitution, ie, single nucleotide polymorphism (si
polymorphisms such as nucleotide nucleotide polymorphism (SNP)) 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.

【0086】それで、本発明の核酸プローブを標的核酸
の多型及び変異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、標的核酸の多型又は/及び変異を
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。
Then, by including the nucleic acid probe of the present invention in a measurement kit for analyzing or measuring the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid, it is suitable as a measurement kit for analyzing or measuring the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid. Can be used.

【0087】本発明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を提供する。
When analyzing data obtained by the method for analyzing or measuring the polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid of the present invention, the fluorescence intensity of the reaction system when the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. Providing a process for correcting the value by the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned ones are not hybridized makes the processed data highly reliable. Thus, the present invention provides a data analysis method for a method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid.

【0088】また、本発明の特徴は、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、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
型又は/及び変異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, in a measuring device for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. And a means for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, comprising means for performing correction processing based on the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned substances are not hybridized.

【0089】また、本発明の特徴は、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。
Further, a feature of the present invention is that when analyzing data obtained by a method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the target nucleic acid when hybridized with the nucleic acid probe of the present invention is analyzed. A computer-readable recording medium on which a procedure for causing a computer to execute a process of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system by the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-described one is not hybridized is recorded as a program. is there.

【0090】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(muta
tion analysis)、1塩基多型(single nucleotide poly
morphism (SNP))などの多型解析(polymorphism analys
is)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 immobilized on a solid (support layer) surface, for example, a slide glass surface. In this case, it is preferable that the end not labeled with the fluorescent dye is fixed. This format is currently called a DNA chip. Monitoring of gene expression, determination of base sequence, mutation analysis (muta)
Option analysis) single nucleotide polymorphism
morphism (SNP)) and other polymorphism analyses (polymorphism analys
is). Of course, it can also be used as a nucleic acid measurement device (chip).

【0091】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 a
l.,Science,251,767-773(1991); Schena,M.,et al.,Pro
c.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,10614-10619(1996);McGa
l,G.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,13555-13
560(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. And, i) react the 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 an amino or aldehyde group-introduced probe, etc. (Fodor, PA, et a
l., Science, 251, 767-773 (1991); Schena, M., et al., Pro.
c. Natl. Acad. Sci., USA, 93, 10614-10619 (1996); McGa
l, G., et al., Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 93,13555-13
560 (1996); Blanchard, AP, et al., Biosens. Bioelectro.
n., 11, 687-690 (1996)).

【0092】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により核酸測定がより便
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を
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 form makes nucleic acid measurement more convenient. In this case, many types of target nucleic acids can be measured at the same time by creating a device in which many nucleic acid probes having different base sequences are individually bonded on the same solid surface. 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 bonded, and the region of the solid to which the probe is bonded is set to an optimum temperature condition. Preferably, it is designed so that the temperature can be adjusted so that

【0093】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.

【0094】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濃度測定に使用できるので新規の
DNA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、SNPの検出ができる。また、本ディバイスにより
PCR法などによる遺伝子増幅と遺伝子検出を同時に行
うことも可能となる。
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, or rRNA 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. Further, by binding a large number of nucleic acid probes of the present invention having different base sequences on one solid surface, the concentration of many target nucleic acids can be measured at once. Therefore, it is a novel DNA chip because it can be used for measuring the concentration of a target nucleic acid in exactly the same application as the DNA 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 perform an operation 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. Also,
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, the properties of the hybridized nucleic acid can be determined, and the SNP can be detected. In addition, the present device also enables simultaneous gene amplification and gene detection by PCR or the like.

【0095】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(r
everse transcriptase)を用いて、蛍光色素で修飾され
ヌクレオチ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: fix) to a solid surface, and a target nucleic acid labeled with a fluorescent dye is hybridized with the nucleic acid probe. 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, take the following steps: (1) m extracted from cells
Extract all RNA. (2) Then, reverse transcriptase (r
Using reverse transcriptase), cDNA is synthesized while incorporating nucleotides modified with a fluorescent dye.
In the present invention, such an operation is not necessary.

【0096】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。
[0096] Although a large number of various probes are spotted on the device, the optimal hybridization conditions for nucleic acids hybridizing to each probe, such as the temperature, 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 performed at the same temperature for all probes, and washing is also performed 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.

【0097】2)標的核酸の測定方法 本発明においては、前記した本発明の核酸プローブ、測
定キット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 Biotechnolog
y、14巻、303〜308頁、1996年;Applied and Environme
ntal 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。
2) Method for Measuring Target Nucleic Acid In the present invention, the concentration of the target nucleic acid can be measured in a short time, simply and specifically by using the above-described nucleic acid probe, measuring kit or device of the present invention. Can be. 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 Biotechnolog
y, 14, 303-308, 1996; Applied and Environme
ntal Microbiology, 63, 1143-1147, 1997). For example, the hybridization conditions are as follows:
2 molar, preferably 0.1-1.0 molar, pH
Is 6 to 8, preferably 6.5 to 7.5.

【0098】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が起
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。即ち、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T
m値を通常の方法で測定する。
[0098] The reaction temperature is preferably within the range of the Tm value 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 ± 10 ° C. By doing so, non-specific hybridization can be prevented. Tm-10
When the temperature is lower than 0 ° C, nonspecific 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, it hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention (of a base sequence complementary to the nucleic acid probe).
Oligonucleotides are chemically synthesized using the above-described nucleic acid synthesizer or the like, and the T
The m value is measured in the usual way.

【0099】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。尚、反応時間は核酸種、即
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、発光の変化量を計算する。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 luminescence of the fluorescent dye is measured with a fluorometer, and the amount of change in luminescence 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.

【0100】反応液中の標的核酸の濃度:0.1〜10.0nM
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。
The concentration of the target nucleic acid in the reaction solution: 0.1 to 10.0 nM
It is preferred that 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.

【0101】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変化量を測定する。
そして、測定された蛍光強度の変化量値のうちの最大な
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
変化量値もって、検量線から標的核酸の定量値を求める
ことになる。
Actually, 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 amount of change in the fluorescence intensity value is measured.
Then, the probe concentration corresponding to the largest one of the measured change 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 amount of change in the fluorescence intensity measured with the probe having a preferable concentration.

【0102】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、FI
SH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 FI
The method can be applied to the SH method, PCR method, LCR method, SD method, competitive hybridization method, TAS method, and the like.

【0103】例えば、以下の通りである。 FISH方法への適用 本発明の方法は微生物、植物、動物の各細胞内、各細胞
ホモジネートの核酸に適用できる。また、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を調べたい菌株の
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5SrRNA、16SrRNA
若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAの特
定配列である。
For example, it is as follows. Application to FISH Method The method of the present invention can be applied to nucleic acids in microorganisms, plants and animals, and in cell homogenates. In addition, various types of microorganisms are mixed, or one or more types of microorganisms are mixed with cells derived from animals or plants, and cannot be isolated from each other in cells of a microbial system (complex microbial system, symbiotic microbial system). Alternatively, the method can be suitably applied to measurement of nucleic acids such as cell homogenates. 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, it refers to a nucleic acid having a nucleotide sequence having specificity for cells of a strain for which it is desired to examine how it is active. For example, 5S rRNA, 16S rRNA of a specific strain
Or a specific sequence of 23S rRNA or their gene DNA.

【0104】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
素の発光強度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FISH方法と定義する。
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, the method of adding the nucleic acid probe to a homogenate of a complex microbial system or a symbiotic microbial system, measuring the emission intensity of a fluorescent dye before and after hybridization, and measuring the abundance of the specific strain is also a method of the present invention, Define.

【0105】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/mL、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10 7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。1012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。ただし、この範囲は使用する蛍光光
度計の性能に依存する。
The above measuring method is, for example, as follows.
is there. That is, before adding the nucleic acid probe of the present invention,
Pre-set the temperature, salt concentration and pH of the combined or symbiotic microbial system
Adjust to the conditions described above. Complex or symbiotic microbial systems
The specific strain in7~Ten12Pcs / mL, good
Preferably 109~TenTenIt is preferable to adjust to
You. It may be performed by dilution or concentration by centrifugation, etc.
Can be. 10 cells 7If the number is less than
The degree is weak and the measurement error increases. Ten12More than individual / mL
When the fluorescence intensity of a complex or symbiotic microorganism system is high,
Measurement of the quantity of specific microorganisms
And cannot do it. However, this range is the fluorescent light used
Depends on the performance of the meter.

【0106】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 as follows:
It depends on the cell number of a particular strain in a complex or commensal microbial system. The concentration is 0.1 to 10.0 nM, preferably 0.5 to 5 nM, more preferably 1.0 nM per 1 × 10 8 cells / mL. If it 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.

【0107】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
の発光強度を測定する。
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 when hybridizing to rRNA or its gene DNA is the same as the above-mentioned conditions. 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 emission intensity of the fluorescent dye of the complex microorganism or symbiotic microorganism before and after hybridization is measured.

【0108】尚、本発明において、複合微生物系または
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
もしくは23SrRNAまたはそれらの遺伝子DNAと
のハイブリダイゼーションを阻害しない限り、またオリ
ゴヌクレオチドに標識されている蛍光色素の発光またク
エンチャー物質の作用を阻害をしない限り、特に限定さ
れない。例えば、KH2PO4、K2HPO4、NaH2PO4、Na2HPO4
どのリン酸塩、硫安、硝安、尿素などの無機窒素類、マ
グネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムイオン
などの金属イオンの各種塩類、マンガン、亜鉛、鉄、コ
バルトイオンなどの微量金属イオンの硫酸塩、塩酸、炭
酸塩などの各種塩類、更にビタミン類などが適当に含ま
れていてもよい。もし、上記の阻害が観察される場合
は、遠心分離などの操作で複数の微生物が混在する系か
ら菌体を分離し、再び緩衝液系などに懸濁すればよい。
In the present invention, the components other than the microorganism in the complex microbial system or the symbiotic microbial system are the nucleic acid probe of the present invention and 5S rRNA or 16S rRNA of the specific strain.
Alternatively, it is not particularly limited as long as it does not inhibit hybridization with 23S rRNA or their gene DNA, and does not inhibit the emission of a fluorescent dye labeled on the oligonucleotide or the action of a quencher substance. For example, KH 2 PO 4, K 2 HPO 4, NaH 2 PO 4, phosphate salts such as Na 2 HPO 4, ammonium sulfate, ammonium nitrate, inorganic nitrogen such as urea, magnesium, sodium, potassium, metal ions such as calcium ions , Various salts such as sulfates, hydrochloric acid, and carbonates of trace metal ions such as manganese, zinc, iron, and cobalt ions, and vitamins. If the above-mentioned inhibition is observed, the cells may be separated from a system in which a plurality of microorganisms are mixed by an operation such as centrifugation and suspended again in a buffer system or the like.

【0109】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、グット緩衝液などの各種緩衝液を
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、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。
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 be used as the above buffer. . The concentration of the buffer is a concentration that does not inhibit hybridization and emission of the fluorescent dye.
The concentration depends on the type of buffer. Buffer pH is 4
-12, preferably 5-9.

【0110】PCR方法への適用 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変化量をリアルタイ
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。
Application to PCR Method Although any method can be applied as long as it is a PCR method, the case where it is applied to a real-time quantitative PCR method is described below. That is, in the real-time quantitative PCR method, PCR is performed using the specific nucleic acid probe of the present invention, and the amount of change in luminescence 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
It also includes PCR, inverse PCR, PCR using Alu sequence, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR using PNA, and the like. Further, the term “quantitative” means quantitative measurement of the degree of detection in addition to the original quantitative measurement, as described above.

【0111】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, a target nucleic acid refers to a nucleic acid whose abundance 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 to be amplified 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).
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.

【0112】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 nucleic acid probe or intercalator labeled with a fluorescent dye,
The target nucleic acid is amplified while the temperature is repeatedly lowered and increased, and the increase in the emission of the fluorescent dye during the amplification process is monitored in real time (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, No. 4,
6-51, 1997, Youtosha).

【0113】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、蛍光色素の発光の変化量、特に蛍光発光プローブ
の場合は、蛍光強度の増加量、蛍光消光プローブの場合
は蛍光強度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15〜20
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(reverse)型
のどちらに設計してもよい。
In the quantitative PCR method of the present invention, the target nucleic acid is amplified using the nucleic acid probe of the present invention, and the amount of change in the emission of the fluorescent dye during the amplification process, particularly, the increase in the fluorescence intensity in the case of the fluorescent probe. In the case of a fluorescence quenching probe, the amount of decrease in fluorescence intensity is measured. In the quantitative PCR of the present invention, the preferable nucleic acid probe of the present invention has 5 to 50 bases, preferably 10 to 25, and particularly preferably 15 to 20 bases.
In this regard, any compound may be used as long as it hybridizes with the amplification product of the target nucleic acid during the PCR cycle. Further, it may be designed as either a forward type or a reverse type.

【0114】例えば、蛍光発光プローブの場合は以下の
ものを挙げることができる。前記した蛍光発光プローブ
であれば、どのようなものでも使用できるのであるが、
最適なものは、3’末端が標識されていないものであ
る。それは、当該プローブをプライマーとして用いてい
るので、反応の回数と共に蛍光色素、即ち、クエンチャ
ー物質及び蛍光色素で標識された標的核酸量が増加する
ために、反応の回数と共にハイブリダイゼーション時の
反応系の蛍光強度が増加するからである。勿論、3’末
端が標識されているものも充分使用できる。この場合
は、単なる核酸プローブとして使用できる。
For example, in the case of a fluorescent probe, the following can be mentioned. Any of the above-described fluorescent emission probes can be used,
Most preferred are those that are unlabeled at the 3 'end. That is, since the probe is used as a primer, the amount of a fluorescent dye, i.e., a target nucleic acid labeled with a quencher substance and a fluorescent dye, increases with the number of reactions. This is because the fluorescence intensity increases. Of course, those labeled at the 3 'end can be used sufficiently. In this case, it can be used as a simple nucleic acid probe.

【0115】また、蛍光消光プローブの場合は、前記し
た本発明の蛍光消光プロ−ブのすべて好適に利用でき
る。
In the case of a fluorescence quenching probe, all of the above-described fluorescence quenching probes of the present invention can be suitably used.

【0116】特に前記した蛍光消光プローブのうち、
3’末端のリボース若しくはデオキシリボースがリン酸
基若しくは蛍光色素で標識された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, among the fluorescence quenching probes described above,
The nucleic acid probe of the present invention in which the 3 ′ terminal ribose or deoxyribose is labeled with a phosphate group or a fluorescent dye 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 decrease 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 lower than the former. The decrease in the fluorescence intensity value is proportional to the amount of the amplified nucleic acid.

【0117】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Tm
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、当該プ
ローブの塩基配列が設計されることが望ましい。
In this case, the Tm of the nucleic acid hybrid complex when the probe hybridizes with the target nucleic acid
Is the Tm value of the nucleic acid hybrid complex of the primer ±
It is desirable that the nucleotide sequence of the probe is designed to be in the range of 15 ° C., preferably ± 5 ° C.

【0118】前記の蛍光消光プローブのうち、3’末端
のリボース若しくはデオキシリボースがリン酸基若しく
は蛍光色素で標識されたプローブ以外のプローブは、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。
Among the above-mentioned fluorescent quenching probes, those other than the probe in which ribose or deoxyribose at the 3 ′ end is labeled with a phosphate group or a fluorescent dye 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. As the PCR 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.

【0119】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。
[0119] The PCR reaction can be carried out under the same reaction conditions as in the ordinary PCR method. Thus, the target nucleic acid can be amplified in a reaction system in which the Mg ion concentration is low (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.

【0120】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。
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 method for analyzing a melting curve of a nucleic acid. In this 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.

【0121】3)データ解析方法 第三発明の一つは、前記のリアルタイム定量的PCR方
法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 Detection Software S
ystem)、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。
3) Data Analysis Method One of the third inventions is an 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 reaction device for performing PCR, a device for detecting the emission of a fluorescent dye, a user interface, that is, a computer-readable record in which each procedure of the data analysis method is programmed and recorded. Medium (Also known as Sequence Detection Software S
ystem) and a computer that controls them and analyzes the data, and is measured in real time. Thus, the measurement according to the invention is also performed with such a device.

【0122】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 Sy
stem 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 (Sequence Detection Sy
stem SDS 7700) (Perkin Elmer Applied)
Biosystems (Perkin Elmer Applied Biosytems)
Company, USA)), the LightCycler TM system (Roche
Diagnostics Co., Germany) and the like are particularly preferable.

【0123】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 consists of 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.

【0124】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、即ちPCRのamplification plo
t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(threshol
d 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。
A data analysis program recorded on a computer-readable recording medium is a process for measuring the fluorescence intensity for each cycle, and measures the measured fluorescence intensity as a function of the cycle, that is, the PCR amplification protocol.
process of displaying on a computer display as t
The number of PCR cycles (threshol
d 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 the data and plot values of each step. When PCR progresses exponentially, a linear relationship holds between the Log value of the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR 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.

【0125】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発明である。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、即ち蛍光色
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、即ち核酸ハイブリ
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 an invention 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, that is, the 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 with the fluorescence intensity value of the reaction system when the hybrid complex is dissociated, that is, a correction arithmetic processing step.

【0126】「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 the fluorescent dye or when the amplified target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention” is specifically exemplified by the 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.

【0127】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。
As the correction calculation process in the correction calculation process, any process may be used as long as it meets 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.

【0128】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 calculation 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 the samples or This is a data analysis method that calculates the rate of change in fluorescence and compares them.

【0129】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をコ
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] f n is any number of cycles before the change is observed, but is usually, for example, 10 to 40 cycles, preferably 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 a sub-step of similarly displaying and / or printing the comparison value or the value in the form of a graph as a function of the number of cycles, but with [Equation 1] or [Equation 2]
The above sub-steps may or may not be applied to the correction calculation processing value by.

【0130】第三の特徴は、(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 (1) using the fluorescence change ratio or the data of the fluorescence change ratio calculated by [Equation 3] or [Equation 4], [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 6] 7] log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 5] 6] log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7]

【0131】〔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〕、(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、を有するデータ解析方法である。そし
て、(1)→(2)→(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 : the rate of change of fluorescence or the rate of change of fluorescence in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4]; (3) calculating the relational expression between the cycle number of the nucleic acid sample of known concentration and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction, and (4) calculating the copy number of the target nucleic acid at the start of the PCR in the unknown sample. This is a data analysis method having an arithmetic processing step to be sought. Then, a process consisting of (1) → (2) → (3) → (4) is preferred.

【0132】前記(1)〜(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(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(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。
In each of the above steps (1) to (3), the operation value obtained in each process is displayed on a computer display and / or the value is displayed in the form of a graph as a function of the number of cycles. Similarly, it may include a sub-step of displaying and / or printing. Since the operation processing value obtained in the process (4) needs to be printed at least, the process includes a sub-step of printing. The operation processing value obtained in the above (4) may be further displayed on a display of a computer. In addition, the corrected 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.

【0133】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 that real-time quantitative PCR
Is a real-time quantitative PCR measurement and / or analysis device having an operation and storage means for executing the data analysis method for the real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0134】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 the PCR using the analyzer 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.

【0135】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。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、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。
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. Further, a seventh feature is that the method for analyzing the melting curve of the nucleic acid of the present invention, that is, the Tm of the nucleic acid by performing the PCR method of the present invention.
This is a method of analyzing data obtained by a method of obtaining a value. That is, for a 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, from 50 ° C to 95 ° C),
In this process, a short time interval (for example, 0.2 ° C. to 0.5
The process of measuring the fluorescence intensity at intervals corresponding to the temperature rise of ℃, the process of displaying the measurement results on the display as a function of time, ie, the process of displaying the melting curve of nucleic acids, and the differentiation of this melting curve by differentiation. This analysis method consists of obtaining the value (-dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time), displaying the value as a derivative on the display, and finding the inflection point from the derivative. . In the present invention, at the time of nucleic acid extension reaction in each cycle, preferably, by adding to the above-described process, a process of performing an arithmetic 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.

【0136】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, which is 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.

【0137】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。
Furthermore, 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 procedure 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 records a program that enables a computer to execute the respective steps 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.

【0138】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 medicine, anthropology, ancient biology, biology, genetic engineering, molecular biology, agriculture, and plant breeding. Available at Also referred to as a complex microbial system or 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 mutually isolated. 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.

【0139】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 the 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 homogenate of a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system. This method is also within the technical scope of the present invention.

【0140】4)多型解析方法 その特徴は多型解析方法に前記の本発明の核酸プローブ
を用いて、核酸を測定することにある。本発明におい
て、“多型”とは、生物学的多型(polymorphisms)の
ことであるが、本発明においては、特に、その多型をも
たらしている遺伝子(RNA、DNA、遺伝子)の多型
である。現在分子生物学で使用されている意味と同じで
ある。“多型解析”とは、遺伝子にはどのような多型が
あるかを分析・解析することである。
4) Polymorphism Analysis Method A feature of the method is that a nucleic acid is measured using the nucleic acid probe of the present invention in the polymorphism analysis method. In the present invention, “polymorphism” refers to biological polymorphisms. In the present invention, in particular, polymorphism of a gene (RNA, DNA, gene) that causes the polymorphism is considered. It is. It has the same meaning as currently used in molecular biology. “Polymorphism analysis” refers to analyzing and analyzing what polymorphisms are present in a gene.

【0141】現在、上記の多型解析方法には、SSOP(seq
uence specific oligonucleotide probe)方法、RFLP(re
striction fragment length polymorphism)方法、T-RFL
P(terminal restriction fragment length polymorphis
m)方法、SSCP(single strandconformation)方法、MP
H方法、CFLP(cleavase fragment length polymorphis
m)方法、SSP(ssequences specific primer)方法、PHFA
(preferential homoduplex formation formation assa
y)方法、SBT(sequence based typing)方法(PCR方
法、利用の手引き、中外医学社、1998年;蛋白質・
核酸・酵素;35巻、17号、1990年、共立出版株
式会社;実験医学、15巻、7号(増刊号)、1997
年)などがあるが、本発明においては、現在多型解析に
用いられている方法はすべて使用できるが、特にT-RFLP
方法、またはCFLP方法が好適に使用できる。
Currently, the above polymorphism analysis methods include SSOP (seq
uence specific oligonucleotide probe) method, RFLP (re
striction fragment length polymorphism) method, T-RFL
P (terminal restriction fragment length polymorphis
m) method, SSCP (single strand conformation) method, MP
H method, CFLP (cleavase fragment length polymorphis
m) method, SSP (ssequences specific primer) method, PHFA
(preferential homoduplex formation formation assa
y) method, SBT (sequence based typing) method (PCR method, User's Guide, Chugai Medical Co., 1998;
Nucleic acid / enzyme: 35, 17, 1990, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd .; Experimental Medicine, 15, 7 (extra number), 1997
In the present invention, all methods currently used for polymorphism analysis can be used, but in particular, T-RFLP
The method or the CFLP method can be suitably used.

【0142】以下、順を追って具体的に説明する。第一
の特徴は本発明の核酸プローブを用いる定量的遺伝子増
幅方法にある。定量的遺伝子増幅方法は、定量性を有す
る方法であればどの方法でも採用できる。例えば、PC
R方法が好適に採用できる。その中でも定量的PCR方
法もしくはリアルタイムモニタリング定量的PCR方法
がより好ましい方法である。従来公知の定量的PCR方
法には、例えば、RT-PCR、RNA-primed PCR、Stretch PC
R、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等の方法などを
挙げることができる。
Hereinafter, a specific description will be given step by step. The first feature resides in a method for quantitatively amplifying a gene using the nucleic acid probe of the present invention. As the method of quantitative gene amplification, any method having a quantitative property can be adopted. For example, PC
The R method can be suitably adopted. Among them, the quantitative PCR method or the real-time monitoring quantitative PCR method is a more preferable method. Conventionally known quantitative PCR methods include, for example, RT-PCR, RNA-primed PCR, Stretch PC
Examples of such methods include R, reverse PCR, PCR using Alu sequence, multiplex PCR, PCR using mixed primers, and PCR using PNA.

【0143】これら従来公知の定量的PCR方法は、d
ATP、dGTP、dCTPおよびdTTP若しくはd
UTP、標的遺伝子(DNAまたは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
的遺伝子を増幅し、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、46〜51ページ、1997年、羊
土社)。
[0143] These conventionally known quantitative PCR methods include d
ATP, dGTP, dCTP and dTTP or d
Using UTP, a target gene (DNA or RNA), Taq polymerase, primers, and a nucleic acid probe or intercalator labeled with a fluorescent dye, Mg
In the presence of ions, the target gene is amplified while repeating low and high temperatures, and the increase in the emission of the fluorescent dye during the amplification process is monitored in real time (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, No. 46- 51, 1997, Yodosha).

【0144】本発明の本発明の核酸プローブを用いる定
量的PCR方法は、蛍光色素で標識したプローブを用い
る方法であるが、当該プローブが標的遺伝子とハイブリ
ダイズしたときに蛍光色素の発光量が変化(特に、蛍光
発光プローブの場合では増加するが、蛍光消光プローブ
では減少する。)するように設計されたプローブを用い
る定量的PCR方法である。具体的には、第一発明、第
二発明の個所で詳しく記載した本発明の核酸プローブを
用いて、第三発明の個所で詳しく記載した定量的PCR
方法を行う方法で遺伝子増幅を行えばよい。
The quantitative PCR method using the nucleic acid probe of the present invention is a method using a probe labeled with a fluorescent dye. When the probe hybridizes with a target gene, the amount of emission of the fluorescent dye changes. (In particular, it increases in the case of a fluorescent probe, but decreases in the case of a fluorescent quenching probe.) This is a quantitative PCR method using a probe designed to be used. Specifically, using the nucleic acid probe of the present invention described in detail in the first invention and the second invention, the quantitative PCR described in detail in the third invention is used.
The gene amplification may be performed by the method of performing the method.

【0145】本発明の定量的PCR方法による遺伝子増
幅は、従来公知の増幅反応条件で達成できる。増幅は一
般に通常用いられている増幅度まで行うのがよい。標的
遺伝子の増幅過程において、蛍光強度値を蛍光光度計で
測定する。その変化量は増幅された遺伝子量に比例す
る。蛍光強度値の変化量を時間(PCR方法の場合はサ
イクル数)の関数として、通常のグラフにプロットする
とS字型(シグモイド)曲線になり、片対数グラフにプ
ロットすると、最初は指数関数と同様に直線状に増加
し、その後穏やかなプラトーに達する曲線になる。
The gene amplification by the quantitative PCR method of the present invention can be achieved under conventionally known amplification reaction conditions. Amplification is preferably performed up to a commonly used amplification degree. In the process of amplifying the target gene, the fluorescence intensity value is measured with a fluorometer. The amount of change is proportional to the amount of the amplified gene. When plotting the change in the fluorescence intensity value as a function of time (cycle number in the case of the PCR method) on a normal graph, an S-shaped (sigmoid) curve is obtained. To a curve that increases linearly to a gentle plateau.

【0146】PCR開始前の初期遺伝子量の定量性を向
上させるための標的遺伝子の増幅の程度即ち遺伝子増幅
の反応を停止する時期は、多型系解析の目的に依存する
ので、特に限定されるものではない。即ち、多型系の優
先多型だけを解析する場合には、前記蛍光変化が観察さ
れ始めてから前記のプラトーに達する前までの任意の時
間まで標的遺伝子を増幅させるのが好適である。最も好
適には指数関数的増幅期(シグモイド曲線の中点(曲線
の微分値が0になる点)に達する前)で反応を止めるこ
とである。しかし、多型系に含まれる多型全部を解析す
る場合、試行錯誤的に何回かの実験を行い、最良と考え
られる増幅度を求め、反応系における多型を示す遺伝子
全てが観察され得る程度まで増幅するのがよい。また増
幅を複数回に分けて、即ち複数の増幅度で実験を行い、
総合的に結果を解析する方法も好適に採用される。それ
は、マイナーな多型は時間的に大きなラグ(遅延)を有
するシグモイド曲線を描くようになるからである。
The degree of amplification of the target gene for improving the quantification of the initial gene amount before the start of PCR, that is, the time at which the gene amplification reaction is stopped depends on the purpose of polymorphism analysis, and is therefore particularly limited. Not something. That is, when only the preferential polymorphism of the polymorphism system is analyzed, it is preferable to amplify the target gene for an arbitrary time from when the change in fluorescence starts to be observed until the plateau is reached. Most preferably, the reaction is stopped at an exponential amplification phase (before reaching the midpoint of the sigmoid curve (point before the derivative of the curve becomes zero)). However, when analyzing all the polymorphisms included in the polymorphism system, several experiments are performed by trial and error to determine the amplification degree considered to be the best, and all the genes showing the polymorphism in the reaction system can be observed. It is good to amplify to the extent. Also, the amplification was divided into multiple times, that is, experiments were performed with multiple amplification degrees,
A method of comprehensively analyzing the results is also suitably adopted. This is because minor polymorphisms begin to draw sigmoid curves with large lags (delays) in time.

【0147】本発明の蛍光消光プローブをプライマーと
して用いて、定量的PCR方法、特にリアルタイムモニ
タリング定量的PCR方法を行った場合は、プライマー
としての蛍光消光プローブが標的遺伝子の増幅に次から
次へと利用され、蛍光色素で標識された標的遺伝子が増
幅される。そして、増幅された標的遺伝子はお互いに対
応する標的遺伝子とハイブリダイズする。ハイブリダイ
ズすると、蛍光強度値が減少する。それで、蛍光強度の
減少量をトーレスすることにより前記と同様にして最良
な増幅度まで増幅反応を行えばよい。当該定量的PCR
方法も通常のPCR方法と同様の反応条件で反応を行う
ことができる。それで、Mgイオン濃度が低濃度(1〜
2mM)もしくは従来公知の高濃度(2〜4mM)であ
る反応系で標的遺伝子の増幅を行うことができる。
[0147] When a quantitative PCR method, particularly a real-time monitoring quantitative PCR method, is performed using the fluorescent quenching probe of the present invention as a primer, the fluorescent quenching probe as a primer is used one after another for amplification of the target gene. It is used to amplify a target gene labeled with a fluorescent dye. Then, the amplified target genes hybridize with the corresponding target genes. Upon hybridization, the fluorescence intensity value decreases. Then, the amplification reaction may be performed up to the optimum amplification degree in the same manner as described above by tracing the amount of decrease in the fluorescence intensity. The quantitative PCR
The reaction can be carried out under the same reaction conditions as in the ordinary PCR method. Therefore, the Mg ion concentration is low (1 to
The target gene can be amplified in a reaction system having a high concentration (2 mM) or a conventionally known high concentration (2 to 4 mM).

【0148】前記の標的遺伝子の増幅反応前に、標準の
遺伝子を用いて遺伝子の検量線を作成しておくのが好ま
しい。例えば、前記の本発明の蛍光消光プローブをプラ
イマーとして用い、前記リアルタイムモニタリング定量
的PCR方法を行った場合について記述する。そして、
蛍光強度の減少量をサイクル数の関数として、通常のグ
ラフにプロットするとS字型(シグモイド)曲線にな
る。そして、減少速度の最も大きい時点のサイクル数と
標的遺伝子の初期のコピー数(PCR開始前のコピー
数)、即ち初期の標的遺伝子とは指数関数的な関係にあ
る。それらの時点のサイクル数とコピー数の関係の標準
直線を作成しておけば、未知試料の標的遺伝子の最初の
コピー数、即ち最初の標的遺伝子量を求めることができ
る。尚、前記の蛍光消光プローブを用いる定量的PCR
方法は、本発明者らによって開発された新規な方法であ
る。
Prior to the target gene amplification reaction, it is preferable to prepare a standard curve of the gene using a standard gene. For example, a case where the real-time monitoring quantitative PCR method is performed using the above-described fluorescence quenching probe of the present invention as a primer will be described. And
When the amount of decrease in the fluorescence intensity is plotted on a normal graph as a function of the number of cycles, an S-shaped (sigmoid) curve is obtained. The cycle number at the point of the maximum decrease rate and the initial copy number of the target gene (the copy number before the start of PCR), that is, the initial target gene, have an exponential relationship. By preparing a standard straight line of the relationship between the cycle number and the copy number at those times, the initial copy number of the target gene of the unknown sample, that is, the initial target gene amount can be obtained. In addition, quantitative PCR using the above-mentioned fluorescence quenching probe
The method is a new method developed by the present inventors.

【0149】当該定量的多型解析方法の第二の特徴は、
当該定量的PCR方法によって得られるデータを解析す
る解析方法である。そして、それは前記の定量的PCR
方法で得られたデータを解析する方法そのものである。
この解析方法は、初期の標的遺伝子量をできるだけ正確
に測定するには現在最も好適なものである。
The second feature of the quantitative polymorphism analysis method is as follows.
This is an analysis method for analyzing data obtained by the quantitative PCR method. And that is the quantitative PCR described above.
It is the method of analyzing the data obtained by the method itself.
This analysis method is currently the most suitable for measuring the initial target gene amount as accurately as possible.

【0150】また、本発明は、前記の定量的遺伝子増幅
方法に用いる試薬キット、前記のデータ解析方法をコン
ピュータに実行させるためのプログラムを記録したこと
を特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体であ
る。また、本発明は、前記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データ解析装置で
ある。
The present invention also provides a reagent kit used for the above-described quantitative gene amplification method, and a computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute the above-mentioned data analysis method. . Further, the present invention is a data analysis device having means for performing the above data analysis method.

【0151】本発明の第三の特徴は、前記のようにして
本発明の定量的PCR方法で増幅された遺伝子につい
て、多型を解析する方法である。そこで、多型解析方法
について具体的に説明する。多型解析の各種方法の中で
もT−RFLP方法が本発明において好適に利用でき
る。そこで、本発明の一つの例として、蛍光消光プロー
ブをプライマーとして用いる定量的PCR方法、特にリ
アルタイムモニタリング定量的PCR方法で、遺伝子を
増幅し、かつPCR前の初期遺伝子量を測定する。そし
て、その増幅産物について、T−RFLP方法で多型を
解析する方法につて記述する。尚、蛍光消光プローブを
プライマーとして用いて増幅された遺伝子は5’末端が
本発明の蛍光色素で標識されている。
A third feature of the present invention is a method for analyzing a polymorphism in a gene amplified by the quantitative PCR method of the present invention as described above. Therefore, a polymorphism analysis method will be specifically described. Among various methods for polymorphism analysis, the T-RFLP method can be suitably used in the present invention. Thus, as one example of the present invention, a gene is amplified and the initial gene amount before PCR is measured by a quantitative PCR method using a fluorescence quenching probe as a primer, particularly a real-time monitoring quantitative PCR method. Then, a method of analyzing a polymorphism of the amplified product by the T-RFLP method will be described. The gene amplified using the fluorescence quenching probe as a primer has the 5 ′ end labeled with the fluorescent dye of the present invention.

【0152】(1)先ず、増幅産物を制限酵素で消化す
る。このとき制限酵素としては、現在公知のどのような
ものでも用いられるが、例えば、Bso FI、Hha I、Hph
I、Mnl I、Rca I、Alu I、Msp Iなどを挙げることがで
きる。これらの中でも好ましいものとしては、Hha I、A
lu I、Msp Iなど、最も好ましいものとしては、Hha Iで
ある。消化反応条件は現在公知の遺伝子ついての通常の
条件でよい。例えば、制限酵素としてHha Iを選んだ場
合、10単位の制限酵素濃度にて、37℃、6時間反応
させる。
(1) First, the amplification product is digested with a restriction enzyme. At this time, any of the currently known restriction enzymes can be used, for example, Bso FI, Hha I, Hph
I, Mnl I, Rca I, Alu I, Msp I and the like. Among these, Hha I, A
Hha I is the most preferred, such as lu I and Msp I. The digestion reaction conditions may be the usual conditions for currently known genes. For example, when Hha I is selected as a restriction enzyme, the reaction is carried out at 37 ° C. for 6 hours at a restriction enzyme concentration of 10 units.

【0153】(2)前記のようにして消化された遺伝子
断片について、加熱変性して、一本鎖化することが好適
である。この変性処理も公知の通常の条件で行うことが
できる。例えば、97℃、5分処理後、氷中にて冷却す
る。
(2) The gene fragment digested as described above is preferably denatured by heating to form a single strand. This modification treatment can also be performed under known ordinary conditions. For example, after treatment at 97 ° C. for 5 minutes, the mixture is cooled in ice.

【0154】(3)遺伝子断片の分析・解析 本発明の多型解析方法では、蛍光色素で標識された遺伝
子断片だけを、電気泳動方法、HPLC方法、シーケン
サー方法などで分析し、解析することになる。即ち、蛍
光強度値で各バンド、各ピークを検出する。検出は現在
市販されている通常の分析機器を使って行うことができ
る。例えば、ABI 373A(ABI社のシークエンサー)、ABI
377(ABI社のシークエンサー)、Biofocus 3000(バイ
オラット社)などを挙げることができる。
(3) Analysis and Analysis of Gene Fragment In the polymorphism analysis method of the present invention, only a gene fragment labeled with a fluorescent dye is analyzed and analyzed by an electrophoresis method, an HPLC method, a sequencer method, or the like. Become. That is, each band and each peak are detected based on the fluorescence intensity value. Detection can be carried out using conventional analytical instruments currently on the market. For example, ABI 373A (ABI sequencer), ABI
377 (ABI sequencer), Biofocus 3000 (Biorat) and the like.

【0155】本発明において、前記分析で、複数のバン
ド、または複数のピークが出現することは多型が存在す
ることになる。シングルバンドまたはシングルピークの
場合は多型が存在しないとになる。各バンドまたは各ピ
ークの蛍光強度値の比は、とりもなおさず多型の存在比
になる。前記の本発明の定量的PCR方法ではPCRを
行う前の標的遺伝子の量が測定されるので、この測定値
に前記の多型の比を乗ずれば、多型の初期存在量が求め
られることになる。多型に関して、このようにしてデー
タを出す方法は、本発明の蛍光消光プローブを用いる定
量的PCR方法を使用することにより初めて可能になる
ものである。
In the present invention, the appearance of a plurality of bands or a plurality of peaks in the above analysis means that a polymorphism exists. In the case of a single band or a single peak, there is no polymorphism. The ratio of the fluorescence intensity value of each band or each peak is the abundance ratio of the polymorphism. In the above-described quantitative PCR method of the present invention, the amount of the target gene before PCR is measured, so that by multiplying the measured value by the ratio of the polymorphism, the initial abundance of the polymorphism can be obtained. become. With respect to polymorphisms, this method of generating data is only possible with the use of the quantitative PCR method using the fluorescent quenching probe of the present invention.

【0156】また、前記の定量的PCR方法のための試
薬キットを含有するかもしくは添付させることにより、
便利な定量的多型解析用試薬キットになる。また、前記
の多型解析方法で得られるデータを解析する方法をコン
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
ピュータ読み取り可能な記録媒体におて、前記のリアル
タイムモニタリング定量的PCRのデータ解析方法をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを合わせ記録
せることにより、コンピュータ読み取り可能な定量的多
型解析方法のデータ解析のためのより便利な記録媒体に
なる。また、量的多型解析方法のための手段を有する多
型解析装置において、PCR方法のためのデータ解析装
置を併設させることにより、便利な多型解析装置にな
る。
Further, by containing or attaching a reagent kit for the aforementioned quantitative PCR method,
A convenient kit for quantitative polymorphism analysis. The method for analyzing data of real-time monitoring quantitative PCR may be performed on a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute a method of analyzing data obtained by the polymorphism analysis method is recorded. In addition, by storing a program to be executed by a computer, a more convenient recording medium for data analysis by a computer-readable quantitative polymorphism analysis method can be provided. In addition, a polymorphism analyzer having means for a quantitative polymorphism analysis method is provided with a data analyzer for a PCR method, thereby providing a convenient polymorphism analyzer.

【0157】[0157]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。実施例1から7までが本発明の蛍光発光プロー
ブに関するものである。 実施例1核酸プローブの合成 :標的核酸の塩基配列をオリゴデオ
キシリボヌクレオチドからなる(5')GGGGGGAAAAAAAAA
(3')として、本発明の核酸プローブの合成:次の順序で
行った。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Examples 1 to 7 relate to the fluorescent probe of the present invention. Example 1 Synthesis of Nucleic Acid Probe : The base sequence of a target nucleic acid is composed of oligodeoxyribonucleotide (5 ′) GGGGGGAAAAAAAAA
As (3 ′), synthesis of the nucleic acid probe of the present invention was performed in the following order.

【0158】核酸プローブのデザイン:標的核酸の塩基
配列が(5')GGGGGGAAAAAAAAA(3')であるから核酸プロー
ブの塩基配列は簡単にオリゴデオキシリボヌクレオチド
からなる(5')TTTTTTTTTCCCCCC(3')と設計できた。また
本発明の核酸プローブを以下のようにデザインした。
5’末端のリン酸に蛍光色素テキサスレッド(Texas Re
d)を、5’末端から6番目のチミンの塩基環の6位C
のOH基にクエンチャー物質Dabcylを標識するものとし
た(Texas Red-(5')TTTTTT(Dabcyl-)TTTCCCCCC(3')なる
デザイン)。
Design of nucleic acid probe : Since the base sequence of the target nucleic acid is (5 ′) GGGGGGAAAAAAAAA (3 ′), the base sequence of the nucleic acid probe is simply designed as (5 ′) TTTTTTTTTCCCCCC (3 ′) consisting of oligodeoxyribonucleotide. did it. The nucleic acid probe of the present invention was designed as follows.
The fluorescent dye Texas Red (Texas Re
d) is the C-position of the 6th thymine base ring from the 5 'end
The quencher substance Dabcyl was labeled on the OH group of (Texas Red- (5 ') TTTTTT (Dabcyl-) TTTCCCCCC (3') design).

【0159】5'Amino-Modifier C6キット(Glen Resear
ch社、米国)を用いてチミジル酸のリン酸基をアミノリ
ンカー(保護基MMT)で修飾した。Amino-Modifier C2dT
キット(Glen Research社、米国)を用いてチミジンの
塩基環の6位CのOH基をアミノリンカー(保護基TF
A)で修飾した。これらの修飾チミジル酸およびチミジ
ンを用いて、DNA合成機(ABI394)(株式会社パーキ
ンエルマージャパンアプライド)を用いて、次の塩基配
列を有するオリゴヌクレオチドを合成した。即ち、(5')
TTTTTTTTTCCCCCC(3')の塩基配列をもつデオキシリボオ
リゴヌクレオチドで、5’末端のリン酸基が前記アミノ
リンカー(保護基MMT)で、また5’末端から6番目チ
ミンの塩基環の6位CのOH基がアミノリンカー(保護
基TFA)で修飾されている。尚、DNAの合成はβ−シ
アノエチルフォスフォルアミダイト法で行った。合成し
た後、保護基の脱離は28%アンモニア水で55℃、5
時間で行った。
5 'Amino-Modifier C6 kit (Glen Resear
(Ch. USA) was used to modify the phosphate group of thymidyl acid with an amino linker (protecting group MMT). Amino-Modifier C2dT
Using a kit (Glen Research, USA), an OH group at the 6-position C of the base ring of thymidine is converted to an amino linker (protecting group TF).
A). Using these modified thymidylic acid and thymidine, oligonucleotides having the following base sequences were synthesized using a DNA synthesizer (ABI394) (Perkin Elmer Japan Applied). That is, (5 ')
A deoxyribooligonucleotide having a base sequence of TTTTTTTTTCCCCCC (3 ′), wherein the phosphate group at the 5 ′ end is the amino linker (protecting group MMT), and the OH at the 6-position C of the 6th thymine base ring from the 5 ′ end The group is modified with an amino linker (protecting group TFA). The DNA was synthesized by the β-cyanoethyl phosphoramidite method. After synthesis, elimination of the protecting groups was carried out at 55 ° C. and 5% with 28% aqueous ammonia.
Went on time.

【0160】合成物の精製:前記得られた合成オリゴヌ
クレオチドを乾固し乾固物を得た。それを0.5MNa
HCO3/Na2CO3緩衝液(pH9.0)に溶解し
た。当該溶解物をNAP-10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。
Purification of synthesized product : The obtained synthetic oligonucleotide was dried to obtain a dried product. 0.5M Na
It was dissolved in an HCO 3 / Na 2 CO 3 buffer (pH 9.0). The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-10 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances.

【0161】クエンチャー物質の標識:前記濾過物を乾
固し、150μLの滅菌水に溶解した(オリゴヌクレオ
チドA溶液)。1mgのDabcyl-NHS(Molecular Probes
社、USA)を100μLのDMF(ジメチルホルムアミド)
に溶解し、前記オリゴヌクレオチドA溶液、1M Na
HCO3/Na2CO3バファー150μLを加え、撹拌
後、室温で1晩反応させた。
Labeling of quencher substance : The filtrate was dried and dissolved in 150 μL of sterilized water (oligonucleotide A solution). 1 mg of Dabcyl-NHS (Molecular Probes
Co., USA) with 100 μL of DMF (dimethylformamide)
And the oligonucleotide A solution, 1M Na
150 μL of HCO 3 / Na 2 CO 3 buffer was added, and the mixture was stirred and reacted at room temperature overnight.

【0162】合成物の精製:前記反応物をNAP-25(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。次いで、2%TFAで5’末端の保護基(MMT)を脱離
した。SEP-PAC C18カラムを用いる逆相HPLCを行い、
前記オリゴヌクレオチドのリンカー−(CH2)7−NH2
にクエンチャー物質Dabcylを結合せた目的物を分画し
た。分画物をNAP-10(ファルマシア社製)でゲル濾過し
た。
Purification of synthesized product : The reaction product was subjected to gel filtration with NAP-25 (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted products. Then, the protecting group (MMT) at the 5 'end was removed with 2% TFA. Perform reverse phase HPLC using a SEP-PAC C18 column,
Linker of the oligonucleotide - (CH 2) 7 -NH 2
Was bound to the quencher substance Dabcyl. The fraction was subjected to gel filtration using NAP-10 (Pharmacia).

【0163】蛍光色素の標識:前記ゲル濾過物を乾固
し、150μLの滅菌水に溶解した(オリゴヌクレオチ
ドB溶液)。1mgのSulforhodamine 101 Acid Chlori
de(DOJINDO社、日本)を100μLのDMFに溶解し、前
記オリゴヌクレオチドB溶液、1M NaHCO3/N
2CO3バファー150μLを加え、撹拌後、室温で1
晩反応させ、5’末端のアミノリンカーに蛍光色素テキ
サスレッド(Texas-Red)を結合させた。
Labeling of fluorescent dye : The gel filtrate was dried and dissolved in 150 μL of sterilized water (oligonucleotide B solution). 1mg Sulforhodamine 101 Acid Chlori
de (DOJINDO, Japan) was dissolved in 100 μL of DMF, and the oligonucleotide B solution, 1 M NaHCO 3 / N
a 2 CO 3 buffer 150 μL was added, and after stirring, 1
The reaction was performed overnight, and the fluorescent dye Texas Red (Texas-Red) was bound to the amino linker at the 5 'end.

【0164】合成物の精製:前記反応物をNAP-25(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。前記同様の逆相HPLCを行い、5’末端より7番目の
チミン塩基に前記クエンチャー物質を結合させたオリゴ
ヌクレオチドで、かつ5’末端に蛍光色素テキサスレッ
ド(Texas-Red)を付加した本発明の核酸プローブ、即
ち、蛍光色素とクエンチャー物質で標識された本発明の
核酸プローブを得た。尚、本発明の核酸プローブは前記
クエンチャー物質を結合させたオリゴヌクレオチドより
遅れて溶出された。
Purification of synthesized product : The reaction product was subjected to gel filtration with NAP-25 (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. The present invention in which the same reverse phase HPLC is performed as described above, and the oligonucleotide is obtained by binding the quencher substance to the thymine base at the seventh position from the 5 'end, and the fluorescent dye Texas Red (Texas-Red) is added to the 5' end. , Ie, the nucleic acid probe of the present invention labeled with a fluorescent dye and a quencher substance. The nucleic acid probe of the present invention was eluted later than the oligonucleotide to which the quencher substance was bound.

【0165】本発明の核酸プローブの定量は、分光光度
計で260nmの値を測定することにより行った。ま
た、当該プローブについて、分光光度計を用いて650
nm〜220nmの吸光度のスキャニングを行った結
果、Dabcyl、テキサスレッド、DNAの吸収があること
を確認した。さらに、前記同様の逆相HPLCで精製物の純
度検定を行った結果、シングルピークであることを確認
した。前記のように、合成された本発明の核酸プロープ
では、蛍光色素であるテキサスレッドおよびクエンチャ
ー物質であるDabcylが標識されている個所の塩基鎖間
で、少なくとも2か所で相補性のある塩基配列はない。
それで、自己鎖中で2重鎖を形成することがない。即ち
ステムループ構造を形成することがない。
Quantification of the nucleic acid probe of the present invention was performed by measuring a value at 260 nm with a spectrophotometer. The probe was measured for 650 using a spectrophotometer.
As a result of scanning at an absorbance of nm to 220 nm, it was confirmed that there was absorption of Dabcyl, Texas Red, and DNA. Furthermore, the purity of the purified product was determined by reversed-phase HPLC in the same manner as described above, and it was confirmed that the product was a single peak. As described above, in the synthesized nucleic acid probe of the present invention, at least two complementary bases are present between the base strands where the fluorescent dye Texas Red and the quencher substance Dabcyl are labeled. There is no array.
Therefore, no double chain is formed in the self-chain. That is, no stem loop structure is formed.

【0166】尚、上記の逆相クトマトグラフィーの条件
は次の通りである。 ・溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN ・溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):
0.05N TEAA 40%CH3CN ・カラム:SEP-PAK C18;6×250mm ・溶出速度:1.0ml/min ・温度:40℃ ・検出:254nm
The conditions for the above reverse phase chromatography are as follows. And elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN · eluting Solvent B (for gradient (gradient)):
0.05N TEAA 40% CH 3 CN ・ Column: SEP-PAK C18; 6 × 250mm ・ Elution rate: 1.0ml / min ・ Temperature: 40 ℃ ・ Detection: 254nm

【0167】実施例2標的核酸の合成 :前記のオリゴヌクレオチドの合成と同
様にして、(5')GGGGGGAAAAAAAAA(3')なる塩基配列のオ
リゴヌクレオチドを合成して、本発明が適用可能な標的
核酸とした。
Example 2 Synthesis of Target Nucleic Acid : An oligonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ′) GGGGGGAAAAAAAAA (3 ′) was synthesized in the same manner as in the synthesis of the above-described oligonucleotide, and the target nucleic acid to which the present invention was applicable. And

【0168】実施例3標的核酸に本発明のプローブをハイブリダイズさせた反
応系の蛍光強度測定 :石英セル(10mm×10mm)
(容量4mL)に500μLの緩衝液(2M NaCl、20
0mM Tris-HCl:pH=7.2)を添加し、次に14
60μLの滅菌蒸留水を添加し撹拌した。そこに、8.
0μLの本発明の核酸プローブ(10μM)溶液を添加
して撹拌した。35℃に保温して蛍光強度を時間を追っ
て測定した(励起波長:581nm(8nm幅))、測
定蛍光波長:603nm(8nm幅)。ついで、160
nM濃度の標的核酸溶液32.0μLを添加し、撹拌し
た。そして時間を追って蛍光強度を前記と同じ条件で測
定した。その結果を図1に示した。図から、標的核酸を
添加したことにより、蛍光強度が増加し、増加度が極め
て短時間即ち100秒(1分40秒)以内で一定になる
ことが分かる(尚、分子ビーコンの場合、約15分を必
要とする:Nature Biotechnology、14巻、303〜308ペー
ジ、1998年)。このことは本発明の核酸測定方法が短時
間で実施できることを示している。
Example 3 Antibody obtained by hybridizing a probe of the present invention to a target nucleic acid
Responsive fluorescence intensity measurement : quartz cell (10 mm x 10 mm)
(4 mL volume) in 500 μL of buffer (2M NaCl, 20
0 mM Tris-HCl: pH = 7.2), then add
60 μL of sterile distilled water was added and stirred. There, 8.
0 μL of the nucleic acid probe (10 μM) solution of the present invention was added and stirred. The fluorescence intensity was measured over time while keeping the temperature at 35 ° C. (excitation wavelength: 581 nm (8 nm width)), and measured fluorescence wavelength: 603 nm (8 nm width). Then 160
32.0 μL of an nM target nucleic acid solution was added and stirred. Then, the fluorescence intensity was measured over time under the same conditions as described above. The result is shown in FIG. From the figure, it can be seen that the addition of the target nucleic acid increases the fluorescence intensity, and the degree of the increase becomes constant within a very short time, that is, within 100 seconds (1 minute and 40 seconds). Need a minute: Nature Biotechnology, 14, pp. 303-308, 1998). This indicates that the nucleic acid measuring method of the present invention can be performed in a short time.

【0169】実施例4標的核酸の測定 :標的核酸の濃度を種々替える以外は前
記と同じ条件で、各濃度について蛍光強度を測定した。
その結果を図2に示した。図から、標的核酸の濃度に応
じて蛍光強度も増加し、この関係が比例関係にあること
が判明した。以上の結果から、本発明の核酸プローブを
用いれば、精度のよい核酸測定ができることが認識され
る。
Example 4 Measurement of Target Nucleic Acid: The fluorescence intensity was measured for each concentration under the same conditions as described above except that the concentration of the target nucleic acid was variously changed.
The result is shown in FIG. From the figure, it was found that the fluorescence intensity also increased according to the concentration of the target nucleic acid, and this relationship was proportional. From the above results, it is recognized that accurate nucleic acid measurement can be performed using the nucleic acid probe of the present invention.

【0170】実施例5 蛍光色素とクエンチャー物質間
の距離の影響 図3に示す塩基配列のデオキシリボオリゴヌクレオチド
を実施例1と同様に合成した。そして実施例1と同様に
プローブとしては、デオキシリボオリゴヌクレオチドの
5‘末端のリン酸基に蛍光色素Texas Redを標
識し、チミン塩基の6位CのOH基にクエンチャー物質
Dabcylを標識した。そして、標識チミン塩基を
3’末端側に1塩基ずつ移動させた。このような本発明
のプローブを20種合成した。各プローブを相補する標
的デオキシリボオリゴヌクレオチドにハイブリダイズさ
せて、ハイブリダイゼーション前後の蛍光強度の変化量
を測定した。
Example 5 Influence of distance between fluorescent dye and quencher substance A deoxyribooligonucleotide having the base sequence shown in FIG. 3 was synthesized in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, as a probe, a fluorescent dye Texas Red was labeled at the phosphate group at the 5 ′ end of the deoxyribooligonucleotide, and a quencher substance Dabcyl was labeled at the OH group at the 6-position C of the thymine base. Then, the labeled thymine base was moved one base at a time to the 3 ′ end. Twenty kinds of such probes of the present invention were synthesized. Each probe was hybridized to a complementary target deoxyribooligonucleotide, and the amount of change in fluorescence intensity before and after hybridization was measured.

【0171】石英セル(実施例3と同じ)に500μl
のトリス緩衝液(2M NaCl、200mM Tri
s−HCl、pH7.2)を添加した。次に1460μ
lの滅菌蒸留水を添加して攪拌した。そこに、10μM
の本発明のプローブ溶液を8.0μl添加し、攪拌した
(プローブの終濃度:40nM)。35℃に保温して蛍
光測定を行った(励起:581nm、蛍光:603n
m、スリット幅:8nm(両者とも))。ついで、10
μMの標的デオキシリボオリゴヌクレオチド溶液を3
2.0μlを添加し、攪拌した(標的デオキシリボオリ
ゴヌクレオチドの終濃度:160nM)。そして、前記
と同条件で蛍光測定を時間を追って行った。
500 μl in a quartz cell (same as in Example 3)
Tris buffer (2M NaCl, 200 mM Tri)
s-HCl, pH 7.2) was added. Then 1460μ
One liter of sterile distilled water was added and stirred. There 10μM
Was added and stirred (final concentration of the probe: 40 nM). The fluorescence was measured while keeping the temperature at 35 ° C (excitation: 581 nm, fluorescence: 603 n).
m, slit width: 8 nm (both). Then 10
3 μM target deoxyribooligonucleotide solution
2.0 μl was added and stirred (final concentration of target deoxyribooligonucleotide: 160 nM). Then, the fluorescence measurement was performed over time under the same conditions as described above.

【0172】図4にその結果を示す。この図から明らか
なように、DabcylとTexas Redで2重修飾した本発明の
蛍光発光プローブは、ほとんどのプローブにおいて、標
的デオキシリボオリゴヌクレオチドとハイブリダイズす
ると、ハイブリダイゼーション前の蛍光発色量に比較し
て、蛍光発色の増加が観察された。また、最大の蛍光発
色はTexas Red標識リン酸基を有する塩基からDabcyl標
識塩基の塩基間の距離(Texas Redで標識され
た塩基の塩基番号を0塩基とした場合)が6塩基のとき
にみられた。このときの蛍光発色量は約11倍であっ
た。また、塩基間距離が16塩基のときにも大きな蛍光
発色量が観察され、このときの蛍光発色量も6塩基同様
に約11倍であった。DNAのラセンは、10塩基で1
回転することから、5´末端塩基から見た6番目、16
番目の塩基はほぼラセンの裏側になる。よって、6番
目、16番目の塩基をクエンチャー物質でラベルするこ
とで、デオキシリボオリゴヌクレオチドが一本鎖の時に
は、DabcylとTexasRed間の電子移動によ
る蛍光消光が起っていたが、ハイブリダイゼーションに
より物理的にDabcylとTexas Redが引き
離された結果、電子移動による蛍光消光が解除され、T
exas Redが蛍光発色したと考えられた。
FIG. 4 shows the result. As is apparent from this figure, the fluorescence-emitting probe of the present invention, which has been double-modified with Dabcyl and Texas Red, shows that in most probes, when hybridized with the target deoxyribooligonucleotide, the amount of fluorescence emitted before the hybridization was lower than that before hybridization. , An increase in fluorescence was observed. The maximum fluorescence was observed when the distance between the base having the Texas Red-labeled phosphate group and the base of the Dabcyl-labeled base (when the base number of the base labeled with Texas Red was 0) was 6 bases. Was done. At this time, the amount of emitted fluorescent light was about 11 times. Also, when the distance between bases was 16 bases, a large amount of fluorescent coloring was observed, and the amount of fluorescent coloring at this time was about 11 times as with 6 bases. The helix of DNA is 1 in 10 bases
From the rotation, the 6th and 16th from the 5 'terminal base
The third base is almost on the back of the helix. Therefore, by labeling the 6th and 16th bases with a quencher substance, when the deoxyribooligonucleotide was single-stranded, fluorescence quenching due to electron transfer between Dabcyl and TexasRed occurred. As a result of the separation of Dabcyl and Texas Red, the fluorescence quenching due to electron transfer is released,
exas Red was considered to have developed fluorescence.

【0173】実施例6 蛍光色素と蛍光発色量の関係 本発明の蛍光発光プローブにおける蛍光色素の種類につ
いて検討した。実験は実施例5と同様に行った。ただ
し、蛍光色素とDabcylの塩基間距離を6塩基とし
た。また、蛍光測定のスリット幅を励起、測定とも5n
mとした。その結果を表1に示した。クエンチャーであ
るDabcylの吸収は、400−500nmにある
が、蛍光発色量が多いプローブは、Dabcylの吸収
を大きく外れ、550nmより長波長側に蛍光発色を出
すプローブが多い。この現象は、550nmより長波長
側に蛍光を出す蛍光色素の場合、Dabcylの蛍光消
光機構は主に、FRETではなく光励起電子移動による
ものと考えられる。プローブの立体構造の変化により、
物理的にDabcylと蛍光色素が引き離されるため、
光励起電子移動による蛍光消光現象が解除される。FI
TCなどDabcylの吸収に近い波長の蛍光を出す蛍
光色素の場合、立体構造の変化により物理的に、Dab
cylと蛍光色素が引き離され、光励起電子移動による
蛍光消光現象が解除されても、FRETによる蛍光消光
が大部分を占めるため、FRETの蛍光消光からの蛍光
発色があまり起らないと考えられた。したがって、本発
明の蛍光発光プローブで用いる蛍光色素は以下の3点の
条件をみたす色素が望ましい。即ち、(1)光励起電子
移動による蛍光消光現象がDabcylとの間で発生する蛍光
色素である。(2)Dabcylの吸収から大きく外れた波長
の蛍光を発する蛍光色素である。(3)ハイブリ前の蛍
光強度を押さえるため(光励起電子移動による蛍光消光
現象がより起こりやすいように)、Dabcylとの相互作用
の強い蛍光色素である。
Example 6 Relationship Between Fluorescent Dye and Fluorescent Color Amount The type of fluorescent dye in the fluorescent probe of the present invention was examined. The experiment was performed as in Example 5. However, the distance between bases between the fluorescent dye and Dabcyl was 6 bases. Excitation of the slit width for fluorescence measurement and measurement of 5n
m. The results are shown in Table 1. Although the absorption of Dabcyl, which is a quencher, is in the range of 400 to 500 nm, many probes that emit a large amount of fluorescent light emit the fluorescent light on the longer wavelength side than 550 nm, largely deviating from the absorption of Dabcyl. This phenomenon is considered that in the case of a fluorescent dye that emits fluorescence on the longer wavelength side than 550 nm, the fluorescence quenching mechanism of Dabcyl is mainly due to photoexcited electron transfer instead of FRET. Due to the change in the three-dimensional structure of the probe,
Because Dabcyl and the fluorescent dye are physically separated,
The fluorescence quenching phenomenon due to photoexcited electron transfer is canceled. FI
In the case of a fluorescent dye that emits fluorescence having a wavelength close to the absorption of Dabcyl such as TC, the Dab is physically changed due to a change in the three-dimensional structure.
Even if cyl and the fluorescent dye were separated from each other and the fluorescence quenching phenomenon caused by the photoexcited electron transfer was canceled, the fluorescence quenching due to FRET occupied a large part, so it was considered that the fluorescence coloring from the FRET fluorescence quenching did not occur much. Therefore, the fluorescent dye used in the fluorescent probe of the present invention desirably satisfies the following three conditions. That is, (1) it is a fluorescent dye whose fluorescence quenching phenomenon due to photoexcited electron transfer occurs with Dabcyl. (2) It is a fluorescent dye that emits fluorescence at a wavelength far outside the absorption of Dabcyl. (3) It is a fluorescent dye that has a strong interaction with Dabcyl because it suppresses the fluorescence intensity before hybridization (so that the fluorescence quenching phenomenon due to photoexcited electron transfer is more likely to occur).

【0174】 [0174]

【0175】実施例7 蛍光色素、クエンチャーで鎖中
塩基を修飾したプローブ 図5に示したような、蛍光色素とクエンチャーで鎖中の
塩基を修飾したプローブと標的デオキシリボオリゴヌク
レオチドを、以下の点を除いて実施例1と同様な方法で
合成した。(1)5'Amino-Modifier C6キット(Glen Res
earch社製、米国)を用いる方法の替わりに、Amino-Mod
ifier C6 dT(Glen Research社製、米国)を用いる方法に
て、Texas Redをプローブに修飾した。(2)5'Amino-M
odifierC6キット(Glen Research社製、米国)を介して
プローブをDabcylで修飾する方法の替わりに、Dabcyl d
T(Glen Research社製、米国)を用いて、直接Dabcylを
塩基鎖中に導入した。(3)よって、Dabcyl修飾工程と
その後の精製工程を省いた。そして得られたプローブが
実際使用できるのかどうかを、実施例5と同様にして検
討した。また、クエンチャー(Dabcyl)と蛍光色素(Te
xas Red)標識塩基間の距離の影響をも検討した。図6
にその結果を示す。この結果からも明らかなように、蛍
光色素、クエンチャーで鎖中の塩基を修飾したプローブ
でも、実際使用できることが判明した。また、最大の蛍
光発色は、5’末端のリン酸基にTexas Redを修飾した
ものと同様に、Texas RedとDabcylとの塩基間の距離が
6塩基、16塩基のときにみられた。このときの蛍光発
色量はハイブリダイゼーション前に比較して約10倍で
あった。
Example 7 Probe Modified in Nucleotide Base with Fluorescent Dye and Quencher As shown in FIG. 5, a probe modified in base in a chain with a fluorescent dye and quencher and a target deoxyribooligonucleotide were used as follows. Except for the above point, it was synthesized in the same manner as in Example 1. (1) 5'Amino-Modifier C6 kit (Glen Res
Amino-Mod instead of using earch, USA)
Texas Red was modified to a probe by a method using ifier C6 dT (manufactured by Glen Research, USA). (2) 5'Amino-M
Instead of modifying the probe with Dabcyl via the odifierC6 kit (Glen Research, USA), Dabcyl d
Dabcyl was directly introduced into the base chain using T (Glen Research, USA). (3) Therefore, the Dabcyl modification step and the subsequent purification step were omitted. Then, whether or not the obtained probe can be actually used was examined in the same manner as in Example 5. In addition, quencher (Dabcyl) and fluorescent dye (Te
xas Red) The effect of the distance between labeled bases was also examined. FIG.
Shows the results. As is clear from these results, it was found that a probe in which a base in a chain was modified with a fluorescent dye or a quencher can actually be used. In addition, the maximum fluorescence was observed when the distance between the bases of Texas Red and Dabcyl was 6 bases or 16 bases, similarly to the case where Texas Red was modified at the phosphate group at the 5 ′ end. At this time, the amount of fluorescent color development was about 10 times that before hybridization.

【0176】実施例8から31及び比較実施例1は本発
明の蛍光消光プローブに関するものである。 実施例8 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、(5')CTGCCTCCCG TAGGAGT
(3')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。
Examples 8 to 31 and Comparative Example 1 relate to the fluorescence quenching probe of the present invention. Example 8 It hybridizes to the nucleic acid base sequence of 16S rRNA of Escherichia coli , that is, (5 ′) CTGCCTCCCG TAGGAGT
A nucleic acid probe having the nucleotide sequence of (3 ′) was prepared as follows.

【0177】核酸プローブの調製:(5')CTGCCTCCCG TAG
GAGT(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’末端のリン酸基に、-(CH2)7-NH2を結合した
オリゴヌクレオチドを、メドランド・サーテイファイド
・レージント・カンパニー社(Midland Certified Reag
ent 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(BODIPYFL pro
pionic acid 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 : (5 ') CTGCCTCCCG TAG
An oligodeoxyribonucleotide having a base sequence of GAGT (3 '), in which-(CH 2 ) 7 -NH 2 is bonded to the phosphate group at the 5' end of the oligodeoxyribonucleotide, is available from Medland Certified Residential Co. ( Midland Certified Reag
ent Company, USA). Furthermore, from Molecular Probes, a Fluo Reporter Kit F-6082 (Bodypie FL)
Succinimidyl propionate (BODIPYFL pro
In addition to pionic acid succinimidyl ester), 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.

【0178】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/Na 2CO3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%、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。
[0178]Synthetic purification: Dry the resulting compound to dryness
A solid was obtained. 0.5M NaHCOThree/ Na TwoCOThreeBuffer solution (pH
9.0). The lysate is applied to a NAP-25 column
Unreacted matter is removed by gel filtration using
Was. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 25 minutes)
) Was performed under the following conditions. And elute main pipe
The work was separated. Lyophilize the collected fractions and
Nucleic acid in 23% yield from 2 mM oligonucleotide material
A probe was obtained.

【0179】尚、上記の逆相クトマトグラフィーの条件
は次の通りである。 ・溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5% CH3CN ・溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):
0.05N TEAA 40% CH3CN ・カラム:CAPCEL PAK C18; 6×250mm ・溶出速度:1.0ml/min ・温度:40℃ ・検出:254nm
The conditions for the above reverse phase chromatography are as follows. And elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN · eluting Solvent B (for gradient (gradient)):
0.05N TEAA 40% CH 3 CN ・ Column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250mm ・ Elution rate: 1.0ml / min ・ Temperature: 40 ℃ ・ Detection: 254nm

【0180】実施例9 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/100ml)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100
μl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 9 Sterilized Nutrient Broth (NB) (manufactured by Difco)
Escherichia coli JM109 strain was cultured overnight at 37 ° C. in a 200 ml (sterilized) Erlenmeyer flask to which 50 ml of liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 100 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 cells. The cells were washed once with 100 μl of 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH: 7.2). The cells were treated with the phosphate buffer 100 containing 130 mM NaCl.
Suspended in μl. The suspension is sonicated for 40 minutes in ice cooling (output: 33 w, oscillation frequency: 20 kHz, oscillation method: 0.
(5 second oscillation, 0.5 second pause)) to prepare a homogenate.

【0181】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 centrifuging the homogenate, 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 fluorometer.

【0182】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503n
m;測定蛍光色512nm)。その結果を図7に示した。
図7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。
The emission amount of the fluorescent dye before hybridization was measured using a 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH: 7.2) containing 130 mM NaCl instead of the supernatant. The value was adopted. The amount of luminescence was measured by changing the ratio of the amount of the nucleic acid probe to the amount of the supernatant (excitation light 503n).
m; measured fluorescence color 512 nm). The result is shown in FIG.
As can be seen from FIG. 7, 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.

【0183】実施例10 核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の23SrRNA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-NH2を結合したオリゴ
ヌクレオチドを、実施例8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 Certi
fied Reagent Company、米国)から購入した。更に、実
施例8と同様にモレキュラープローブ(Molecular Prob
es)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter K
it) 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
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8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 10 Preparation of Nucleic Acid Probe: The oligonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ′) CCCACATCGTTTTGTCTGGG (3 ′) hybridizes to 23S rRNA of Escherichia coli JM109 strain. ,-(CH 2 ) 7 -NH 2 was combined with the oligonucleotide of Midland Certified Resin Co., Ltd. in the same manner as in Example 8.
fied Reagent Company, USA). Furthermore, as in Example 8, a molecular probe (Molecular Prob
es) from the Fluoro Reporter Kit (FluoReporter K)
it) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl
ester) and a kit containing a reagent that binds the compound to an amine derivative of an oligonucleotide). 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 8 to obtain a nucleic acid probe labeled with Bodepy FL in a yield of 25% from the initial oligonucleotide starting material of 2 mM.

【0184】実施例11 実施例9で得られた大腸菌JM109株の菌体に実施例9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(Pseudomonas paucimobilis
(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JM109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9と同一)について実施例
9と同じ方法によりホモジネートを調製した。実施例1
0で調製した核酸プローブを用いて、実施例9と同様な
実験を行った結果、実施例9と同様な結果を得た。
Example 11 Pseudomonas paucimobilis 421Y strain (E. coli JM109 strain) obtained in Example 9 was prepared using the same medium and culture conditions as in Example 9.
(Current name: Sphingomonas pusubimovils) (FERM
P-5122) was mixed at the same concentration with E. coli JM109 strain at OD660 value to prepare a composite microorganism system. The resulting mixture (E. coli
A homogenate was prepared in the same manner as in Example 9 for the bacterial cell concentration of the JM109 strain). Example 1
The same experiment as in Example 9 was carried out using the nucleic acid probe prepared in Example 0, and the same result as in Example 9 was obtained.

【0185】実施例12 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(pol
y a〜poly j)をDNA合成機ABI394(Perkin Elmer社
製、米国)で調製した。
Example 12 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 (30mer) shown below (pol
ya-poly j) was prepared using a DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer, USA).

【0186】更に、上記の合成デオキシリボオリゴヌク
レオチド(標的遺伝子または標的核酸)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
記の合成デオキシリボオリゴヌクレオチドに対応するプ
ライマーであるデオキシリボオリゴヌクレオチドの5’
末端のリン酸基に、-(CH2)6-NH2を結合したプライマー
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(Midland Certified Reagent Company、米国)
から購入した。更に、モレキュラープローブ(Molecula
r Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoRepo
rter 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 succinidy
l ester)の他に、当該化合物をデオキシリボオリゴヌ
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
ーのデオキシリボオリゴヌクレオチドに作用させて下記
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(即ち、消光
の程度)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。尚、精製は実施例8と同様に行った。
Further, a bodepy FL is added to the 5 ′ end of the deoxyribooligonucleotide corresponding to the above-mentioned synthetic deoxyribooligonucleotide (target gene or target nucleic acid).
The following probe of the present invention labeled with was prepared. 5 ′ of deoxyribooligonucleotide which is a primer corresponding to the above synthetic deoxyribooligonucleotide
A primer in which-(CH 2 ) 6 -NH 2 is bonded to the terminal phosphate group is used as a primer at Medland Certified Reagent Company (Midland Certified Reagent Company, USA)
Purchased from. In addition, molecular probes (Molecula
r Probes) from Fluo Reporter Kit (FluoRepo)
rter Kit) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinidy of FL / C6)
kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of deoxyribooligonucleotide) in addition to the ester). The kit is reacted with the deoxyribooligonucleotide of the purchased primer, and the probe of the present invention labeled with the following bodypy FL:
d and fh were synthesized. Then, the degree of decrease in the emission of the fluorescent dye (that is, the degree of quenching) upon hybridization with the corresponding synthetic deoxyribooligonucleotide was examined under the following conditions, and the specificity of the probe of the present invention was examined. The purification was performed in the same manner as in Example 8.

【0187】名称:標的デオキシリボオリゴヌクレオチ
ド ・poly a 5'ATATATATTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTTT3' ・poly b 5'ATATATATTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTT3' ・poly c 5'ATATATATTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTT3' ・poly d 5'ATATATATTTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTT3' ・poly e 5'ATATATATTTTTTTTTTTTGTTTTTTTTTT3'
Name: Target deoxyribooligonucleotide ・ poly a 5′ATATATATTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTTT3 ′ ・ poly b 5′ATATATATTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTTT3 ′ ・ poly c 5′ATATATATTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT

【0188】名称:標的デオキシリボオリゴヌクレオチ
ド ・poly f 5'ATATATATTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTTT3' ・poly g 5'ATATATATTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTT3' ・poly h 5'ATATATATTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTT3' ・poly i 5'ATATATATTTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTT3' ・poly j 5'ATATATATTTTTTTTTTTTCTTTTTTTTTT3'
Name: target deoxyribooligonucleotide ・ poly f 5'ATATATATTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTTT3 '・ poly g 5'ATATATATTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTT3' ・ poly h 5'ATATATATTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT

【0189】名称:本発明のプローブ ・probe a 3'TATATATAAAAAAAACAA5'-BODIPY FL/C6 ・probe b 3'TATATATAAAAAAAAACA5'-BODIPY FL/C6 ・probe c 3'TATATATAAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL/C6 ・probe d 3'TATATATAAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL/C6Name: Probe of the present invention probe a 3'TATATATAAAAAAAACAA5'-BODIPY FL / C6 probe b 3'TATATATAAAAAAAAACA5'-BODIPY FL / C6 probe c 3'TATATATAAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL / C6 probe d 3 ' TATATATAAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL / C6

【0190】名称:本発明のプローブ ・probe f 3'TATATATAAAAAAAAGAA5'-BODIPY FL/C6 ・probe g 3'TATATATAAAAAAAAAGA5'-BODIPY FL/C6 ・probe h 3'TATATATAAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL/C6Name: Probe of the present invention probe f 3'TATATATAAAAAAAAGAA5'-BODIPY FL / C6 probe g 3'TATATATAAAAAAAAAGA5'-BODIPY FL / C6 probe h 3'TATATATAAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL / C6

【0191】(1)ハイブリダイゼーション溶液のコン
ポーネント ・合成DNA 320nM(終濃度) ・核酸プローブ 80nM(終濃度) ・NaCl 50mM(終濃度) ・MgCl2 1mM(終濃度) ・トリス−塩酸緩衝液(pH=7.2)100mM(終
濃度) ・ミリQ純水 1.6992ml ・終全量 2.0000ml (2)ハイブリダイゼーションの温度:51℃ (3)測定条件: ・励起光:503nm ・測定蛍光色:512nm
(1) Components of hybridization solution: Synthetic DNA 320 nM (final concentration) Nucleic acid probe 80 nM (final concentration) NaCl 50 mM (final concentration) MgCl 2 1 mM (final concentration) Tris-HCl buffer (pH = 7.2) 100 mM (final concentration) • Milli-Q pure water 1.6992 ml • Final volume 2.000 ml (2) Hybridization temperature: 51 ° C (3) Measurement conditions: • Excitation light: 503 nm • Measurement fluorescence color: 512 nm

【0192】 [0192]

【0193】その結果を表2に示した。表2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2から分か
る。
The results are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, 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 2 that the base sequence is preferably designed.

【0194】実施例13 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 13 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.

【0195】名称:標的デオキシリボオリゴヌクレオチ
ド ・poly k 5'TATATATATATTTTTGGGGG3' ・poly l 5'TATATATATATTTTTTGGGG3' ・poly m 5'TATATATATATTTTTTTGGG3' ・poly n 5'TATATATATATTTTTTTTGG3' ・poly o 5'TATATATATATTTTTTTTTG3
Name: target deoxyribooligonucleotide poly k 5'TATATATATATTTTTGGGGG3 'poly l 5'TATATATATATTTTTTGGGG3' poly m 5'TATATATATATTTTTTTTTGGG3 'poly n 5'TATATATATATTTTTTTTGG3' poly o 5'TATATATATATTTTTTTTTG3

【0196】名称:標的デオキシリボオリゴヌクレオチ
ド ・poly p 5'TATATATATATTTTTCCCCC3' ・poly q 5'TATATATATATTTTTTCCCC3' ・poly r 5'TATATATATATTTTTTTCCC3' ・poly s 5'TATATATATATTTTTTTTCC3' ・poly t 5'TATATATATATTTTTTTTTC3' ・poly u 5'TATATATATATTTTTTTTTT3'
Name: Target deoxyribooligonucleotide ・ poly p 5'TATATATATATTTTTCCCCC3 '・ poly q 5'TATATATATATTTTTTCCCC3' ・ poly r 5'TATATATATATTTTTTTCCC3 '・ poly s 5'TATATATATATTTTTTTTCC3' ・ poly t 5'TATATATTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT '

【0197】 名称:本発明のプローブ ・probe k 3'ATATATATATAAAAACCCCC5'-BODIPY FL/C6 ・probe l 3'ATATATATATAAAAAACCCC5'-BODIPY FL/C6 ・probe m 3'ATATATATATAAAAAAACCC5'-BODIPY FL/C6 ・probe n 3'ATATATATATAAAAAAAACC5'-BODIPY FL/C6 ・probe o 3'ATATATATATAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL/C6Name: Probe of the present invention probe k 3'ATATATATATAAAAACCCCC5'-BODIPY FL / C6 probe l 3'ATATATATATAAAAAAAACCCC5'-BODIPY FL / C6 probe m 3'ATATATATATAAAAAAACCC5'-BODIPY FL / C6 probe 3 ' ATATATATATAAAAAAAACC5'-BODIPY FL / C6 ・ probe o 3'ATATATATATAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL / C6

【0198】 名称:本発明のプローブ ・probe p 3'ATATATATATAAAAAGGGGG5'-BODIPY FL/C6 ・probe q 3'ATATATATATAAAAAAGGGG5'-BODIPY FL/C6 ・probe r 3'ATATATATATAAAAAAAGGG5'-BODIPY FL/C6 ・probe s 3'ATATATATATAAAAAAAAGG5'-BODIPY FL/C6 ・probe t 3'ATATATATATAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL/C6 ・probe u 3'ATATATATATAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL/C6Name: Probe of the present invention probe p 3'ATATATATATAAAAAGGGGG5'-BODIPY FL / C6 probe q 3'ATATATATATAAAAAAGGGG5'-BODIPY FL / C6 prober 3'ATATATATATAAAAAAAGGG5'-BODIPY FL / C6'probes ATATATATATAAAAAAAAGG5'-BODIPY FL / C6 ・ probe t 3'ATATATATATAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL / C6 ・ probe u 3'ATATATATATAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL / C6

【0199】 [0199]

【0200】表3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 3, 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.

【0201】実施例14 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。尚、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 14 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. In addition, 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.

【0202】名称:標的デオキシリボオリゴヌクレオチ
ド ・poly W 5'CCCCCCTTTTTTTTTTTT 3' ・poly X 5'GGGGGGAAAAAAAAAAAA 3' ・poly Y 5'TTTTTTCCCCCCCCCCCC 3' ・poly Z 5'AAAAAAGGGGGGGGGGGG 3'
Name: Target deoxyribooligonucleotide poly W 5'CCCCCCTTTTTTTTTTTT 3 'poly X 5'GGGGGGAAAAAAAAAAAA 3' poly Y 5'TTTTTTCCCCCCCCCCCC 3 'poly Z 5'AAAAAAGGGGGGGGGGGG 3'

【0203】名称:本発明のプローブ ・probe w BODIPY FL/C6-5'AAAAAAAAAGGGGGG 3' ・probe x BODIPY FL/C6-5'TTTTTTTTTCCCCCC 3' ・probe y BODIPY FL/C6-5'GGGGGGGGGAAAAAA 3' ・probe z BODIPY FL/C6-5'CCCCCCCCCTTTTTT 3'Name: Probe of the present invention probe w BODIPY FL / C6-5'AAAAAAAAAGGGGGG 3 'probe x BODIPY FL / C6-5'TTTTTTTTTCCCCCC 3' probe y BODIPY FL / C6-5'GGGGGGGGGAAAAAA 3 'probe z BODIPY FL / C6-5'CCCCCCCCCTTTTTT 3 '

【0204】 [0204]

【0205】表4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、G
C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 4 and the above embodiment,
(I) When the terminus of the probe of the present invention labeled with a fluorescent dye is composed of C and the target nucleic acid hybridizes, G
When forming the C 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, the base at the position labeled with the fluorescent dye and the base of the target nucleic acid G at the 3 'end of the target nucleic acid from the base pair
When at least one is present, the decrease rate of the fluorescence intensity is large.

【0206】実施例15 鎖内修飾の蛍光消光プローブ プローブおよび標的核酸(ターゲット)の調製 下記に示す塩基配列の本発明の核酸プローブaおよびb
並びにオリゴデオキシリボヌクレオチドの標的核酸cお
よびdを下記に示す方法で調製した。プローブa、bに
示す塩基配列のオリゴデオキシリボヌクレオチドの鎖内
にAmio-Modifier C6 dC(グリンリサーチ社製)を用い
てアミノリンカーをプローブ配列内に導入した後、当該
アミノリンカーにBodipy FLでポストラベルを本発明の
プローブとした(下線部がAmino-Modifier C6 dC導入部
位)。上記以外の合成方法は実施例8と同様である。下
記に示したように、プローブaはデオキシリボオリゴヌ
クレオチドの鎖内の一ケ所で、またプローブbは、5ケ
所でBodipy FLにより修飾されている。オリゴデオキシ
リボヌクレオチドの合成、当該オリゴデオキシリボヌク
レオチドのBodipy FLでの修飾方法、およびプローブの
精製方法等は、前記実施例に示した方法と同様である。
Example 15 Preparation of Probe and Target Nucleic Acid (Target) for Fluorescence Quenching Probe with Intrachain Modification Nucleic acid probes a and b of the present invention having the following base sequences:
In addition, target nucleic acids c and d of oligodeoxyribonucleotide were prepared by the following method. After introducing an amino linker into the probe sequence using Amio-Modifier C6 dC (manufactured by Grin Research) in the oligodeoxyribonucleotide chain of the nucleotide sequence shown in probes a and b, the amino linker was post-labeled with Bodipy FL. Was used as the probe of the present invention (the underlined portion is the Amino-Modifier C6 dC introduction site). The other synthesis methods are the same as in Example 8. As shown below, probe a is modified at one site in the deoxyribooligonucleotide chain and probe b is modified at five sites by Bodipy FL. The synthesis of the oligodeoxyribonucleotide, the method for modifying the oligodeoxyribonucleotide with Bodipy FL, the method for purifying the probe, and the like are the same as those described in the above Examples.

【0207】 プローブa:5'TTTC(-Bodipy FL)TTTTTT CCCCCCCCC3' プローブb:5'TTTC(-Bodipy FL)TTC(-Bodipy FL)TTC(-
Bodipy FL) CCC(-Bodipy FL)CCC(-Bodipy FL)CCC3' 標的核酸c:5'GGGGGGGGAA AAAAGAAA3'(プローブaの
ターゲット) 標的核酸d:5'GGGGGGGGGA AGAAGAAA 3’(プローブb
のターゲット)
Probe a: 5'TTT C (-Bodipy FL) TTTTTT CCCCCCCCC3 'Probe b: 5'TTT C (-Bodipy FL) TT C (-Bodipy FL) TT C (-
Bodipy FL) CC C (-Bodipy FL) CC C (-Bodipy FL) CCC 3 'Target nucleic acid c: 5'GGGGGGGGAA AAAAGAAA3' (target of probe a) Target nucleic acid d: 5'GGGGGGGGGA AGAAGAAA 3 '(probe b
Target)

【0208】測定方法 添加プローブ濃度は8μM(最終濃度)、添加標的核酸
濃度は32μM(最終濃度)とした。また、蛍光励起波
長は499nm、蛍光測定波長は522nmで行った。
スリット幅は、それぞれ5nmとした。上記以外の条件
は、実施例12の蛍光消光現象における標的核酸の塩基
選択性と同様の実験法方法で行った。
Measurement Method The concentration of the added probe was 8 μM (final concentration), and the concentration of the added target nucleic acid was 32 μM (final concentration). The fluorescence excitation wavelength was 499 nm, and the fluorescence measurement wavelength was 522 nm.
The slit width was 5 nm each. Conditions other than the above were performed by the same experimental method as the base selectivity of the target nucleic acid in the fluorescence quenching phenomenon of Example 12.

【0209】実験結果 下記の表5から、プローブa若しくはbが標的核酸にハ
イブリダイズすると、そのハイブリダイゼーション前後
で蛍光強度が著しく減少する(蛍光消光する)ことが明
らかとなった。よって、一個若しくは数個の蛍光色素を
同一DNAプローブ鎖内のCに修飾した場合でも、1個
の蛍光色素をオリゴヌクレオチドの5’末端のリン酸
基、または3’末端のリボース若しくはデオキシリボー
スの3’位のOH基に修飾した場合(この場合、核酸プ
ローブの5’末端若しくは3’末端のの塩基が標的核酸
とGCペアーを形成している。−−−特願2001−1
33529)と同様に蛍光強度が減少することが明らか
となった。また、プローブbの初期蛍光強度値は、プロ
ーブaの初期蛍光強度値より、約4倍高いことが分か
る。従って、同一鎖内のCに複数個の蛍光色素をラベル
する事により、蛍光強度が減少する性質を損なうことな
しに、検出感度が大幅に向上することが示唆された。こ
の蛍光強度の減少は、蛍光色素の発光エネルギーがGと
の相互作用により、Gに転移するのか他の物質に転移す
るかによりおこるものと推定される。この現象は本発明
者らにより世界で初めて発見されたものである。
Experimental Results From the following Table 5, it was revealed that when the probe a or b hybridized to the target nucleic acid, the fluorescence intensity was significantly reduced (fluorescence quenched) before and after the hybridization. Therefore, even when one or several fluorescent dyes are modified to C in the same DNA probe chain, one fluorescent dye is replaced with a 5 ′ terminal phosphate group of the oligonucleotide, or a 3 ′ terminal ribose or deoxyribose. When the OH group at the 3'-position is modified (in this case, the base at the 5'-end or 3'-end of the nucleic acid probe forms a GC pair with the target nucleic acid. --- Japanese Patent Application No. 2001-1)
33529), the fluorescence intensity was found to decrease. Also, it can be seen that the initial fluorescence intensity value of probe b is about four times higher than the initial fluorescence intensity value of probe a. Therefore, it was suggested that by labeling C in the same chain with a plurality of fluorescent dyes, the detection sensitivity was significantly improved without impairing the property of decreasing the fluorescence intensity. It is presumed that the decrease in the fluorescence intensity is caused by whether the emission energy of the fluorescent dye is transferred to G or another substance due to the interaction with G. This phenomenon was discovered for the first time in the world by the present inventors.

【0210】実施例16 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。尚、本発明のプローブ
は、前記実施例14のプローブzを、また、標的核酸は
前記実施例14のオリゴヌクレオチドzを用いた。その
結果を、表6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 F
L、 BODIPY FL/C3、 BODIPY FL/C6、 6-joe、TMRなどを
挙げることができる。
Example 16 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 14, and the target nucleic acid was the oligonucleotide z of Example 14. The results are shown in Table 6. As can be seen from the table, the preferred fluorescent dyes for use in the present invention are FITC, BODIPY F
L, BODIPY FL / C3, BODIPY FL / C6, 6-joe, TMR and the like.

【0211】 [0211]

【0212】実施例17(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16SrRNA
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 CCGAG 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OH基を-(CH 2)7-NN2で修飾し
て結合したオリゴヌクレオチドを、実施例8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 Reagent 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、GEN
SET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8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 propio
nic acid 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8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 17 Heating of Target Nucleic Acid (16S rRNA)
Experiment of effect of treatment) Preparation of nucleic acid probe of the present invention: 16S rRNA of Escherichia coli JM109 strain
KYM-7 corresponding to the nucleotide sequence from bases 1156 to 1190
Specifically hybridizes to the 16S rRNA nucleotide sequence of the strain
(5 ') CATCCCCACC TTCCT CCGAG TTGACCCCGG CAGTC (3')
(35 base pairs) having a base sequence of 1 to 16 and 25 to
35th base is deoxyribonucleotide, 17-24 salt
Modification of the OH group at the 2'-position carbon with a methyl group (ether
Modified with a bond).
The OH group of the phosphate group at the 5'-terminal of-(CH Two)7-NNTwoQualify with
The oligonucleotide bound by the
Dorand Certified Refining Company
(Midland Certified Reagent Company, USA)
Purchased. In addition, a 2-o-Me probe (2-o-Me oligonucleotide)
The probe consisting of otide is simply called 2-o-Me probe.
U. The 2-o-Me oligonucleotide used for) is GEN
Outsourced synthesis to SET Corporation (France) and obtained
It is. Further, the molecular probe is used in the same manner as in Example 8.
Fluor Reporter Kit from (Molecular Probes)
(FluoReporter Kit) F-6082 (Bodypie FL / C6
Succinimidyl onate (BODIPY FL / C6 propio
nic acid succinimidyl ester)
Including reagents that bind to amine derivatives of oligonucleotides
Kit). The kit is
A book labeled with Bodepy FL / C6 that acts on nucleotides
A nucleic acid probe of the invention was synthesized. Implement the resulting composite
Purified as in Example 8 to obtain the first oligonucleotide material
The present invention labeled with bodypi FL / C6 in a yield of 23% from 2 mM
A light nucleic acid probe was obtained. This probe is used for 35 base chain 2-
It was named O-Me probe.

【0213】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(forward)
型のヘルパープローブとした。一方、(5')CCCTGGTCGT A
AGGGCCATG 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(backward)型即ちリバー
ス型ヘルパープローブとした。
5 ′) An oligoribonucleotide having the nucleotide sequence of TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above, and
Type helper probe. On the other hand, (5 ') CCCTGGTCGT A
An oligoribonucleotide having the nucleotide sequence of AGGGCCATG ATGACTTGAC GT (3 ') was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to obtain a backward type, that is, a reverse type helper probe.

【0214】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16Sr
RNA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)LS-50Bで
蛍光強度を測定した。その結果を図8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8から分かる。この結果は、16Sr
RNA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。 反応条件: ・16SrRNA:10.0nM ・プローブ:各々25nM ・緩衝液:100mMコハク酸、125mM水酸化リチ
ウム、8.5%リチウムドデシルサルファイト、pH
5.1 ・温度:75℃
A 35-base chain 2-O-Me probe, a forward type helper probe and a reverse type helper probe were each dissolved in a buffer solution having the following composition so as to have a concentration of 25 nM, and heated to 75 ° C. (probe solution) ). 16Sr
After heat-treating the RNA at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to the above-mentioned probe solution under the following reaction conditions, and the fluorescence intensity was measured with a fluorescence measuring instrument Perkin Elmer LS-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. 8 that the decrease in the fluorescence intensity is large in the heat-treated experimental plot. The result is 16Sr
Heat treatment of RNA at 95 ° C. shows stronger hybridization with the probe of the present invention. Reaction conditions: 16S rRNA: 10.0 nM Probe: 25 nM each Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite, pH
5.1 Temperature: 75 ° C

【0215】実施例18(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17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GENSET
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9A、B、C、及
びDの実験系で前記実施例17と同様にして検討した。
その結果を図9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 18 (Experiment of Contribution of 2'-O-Me Oligonucleotide and Helper Probe to Improvement of Hybridization Efficiency) The following various nucleic acid probes of the present invention and various helper probes that hybridize to the 16S rRNA described above. Was prepared in the same manner as in Example 17 above. In addition, all 2-O-Me oligonucleotides used for 2-o-Me probes are GENSET
It was obtained by commissioning a synthesis company (France). Then, 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 by the experiments in FIGS. 9A, 9B, 9C, and 9D below. The system was examined in the same manner as in Example 17.
The result is shown in FIG. The figure shows that the 2-o-Me probe of the present invention contributes to the hybridization efficiency. Moreover, when the base chain of the 2-o-Me probe is short, the helper probe is useful for increasing the hybridization efficiency.

【0216】1)35塩基鎖2-o-Meプローブ:前記実施
例17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 17, 2) 35-base chain DNA probe: 35-base chain of 1) above
A probe having the same base sequence as the 2-o-Me probe, but having an oligonucleotide composed of deoxyribose; 3) a 17-base chain 2-O-Me probe: the 35-base chain of the above 1)
A probe having the same base sequence as the 2-O-Me probe, but having 8 bases removed from the 5 'end and 10 bases removed from the 3' end. 4) 17 base strand DNA probe: 33 bases of the above 2) A probe having the same base sequence as a strand DNA probe, but having 16 nucleotides removed from the 3 ′ end,

【0217】5)フォワード型2-o-Meヘルパープロー
ブ:前記実施例17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1
7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
17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:前記実施例1
7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')CATCCCCACC
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')CCTTCC
TCCG 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 17 Helper probe in which the OH group of (1) is modified (ether bond) with a methyl group. 6) Reverse type 2-O-Me helper probe: Example 1 described above.
7 reverse-type helper probes at the central 8 bases (5 ′
2 'of ribose (9 to 16 bases counted from the end)
7) a forward type DNA helper probe: the same base sequence as that of the forward type helper probe of Example 17, except that the oligonucleotide is Helper probe composed of deoxyribonucleotide; 8) reverse-type DNA helper probe: Example 1 above
7) A helper probe having the same nucleotide sequence as that of the reverse type helper probe, but the oligonucleotide is composed of deoxyribonucleotides. 9) 35 nucleotide oligoribonucleotides: (5 ′) CATCCCCACC
TTCCTCCGAG TTGA CCCCGG Oligoribonucleotide having a base sequence of CAGTC (3 ′), 10) 17-base chain oligoribonucleotide: (5 ′) CCTTCC
An oligoribonucleotide having a nucleotide sequence of TCCG AGTTGAC (3 ′).

【0218】反応条件: ・16SrRNA:10nM ・プローブ:25nM ・ヘルパープローブ:1μM ・緩衝液:100mM コハク酸、125mM 水酸化
リチウム、8.5% リチウムドデシルサルファイト、
pH5.1 反応温度: ・35塩基鎖2−O−Meプローブ:75℃ ・17塩基鎖2−O−Meプローブ:70℃ ・35塩基鎖DNAプローブ:75℃ ・17塩基鎖オリゴリボヌクレオチドDNAプローブ:
60℃
Reaction conditions: 16S rRNA: 10 nM Probe: 25 nM Helper probe: 1 μM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite
pH 5.1 Reaction temperature: 35 base chain 2-O-Me probe: 75 ° C. 17 base chain 2-O-Me probe: 70 ° C. 35 base chain DNA probe: 75 ° C. 17 base chain oligoribonucleotide DNA probe :
60 ° C

【0219】実験系、図9A: ・HP(M)+:16SrRNA、35塩基鎖DNAプ
ローブ、フォワード型2−O−Meヘルパープローブ、
リバース型2−O−Meヘルパープローブ、 ・HP(D)+:16SrRNA、35塩基鎖DNAプ
ローブ、フォワードDNAヘルパープローブ、リバース
型DNAヘルパープローブ、 ・HP−:16SrRNA、35塩基鎖DNAプロー
ブ、 ・Ref.(対照):35塩基鎖DNAオリゴリボヌク
レオチド、35塩基鎖
Experimental system, FIG. 9A: HP (M) +: 16S rRNA, 35 base strand DNA probe, forward 2-O-Me helper probe,
Reverse 2-O-Me helper probe, HP (D) +: 16S rRNA, 35 base strand DNA probe, forward DNA helper probe, reverse DNA helper probe, HP-: 16S rRNA, 35 base strand DNA probe, Ref . (Control): 35 base strand DNA oligoribonucleotide, 35 base strand

【0220】実験系、図9B: ・HP(M)+:16SrRNA、35塩基鎖2−O−
Meプローブ、フォワード型2−O−Meヘルパープロ
ーブ、リバース型2−O−Meヘルパープローブ、 ・HP(D)+:16SrRNA、35塩基鎖2−O−
Meプローブ、フォワードDNAヘルパープローブ、リ
バース型DNAヘルパープローブ、 ・HP−:16SrRNA、35塩基鎖2−O−Meプ
ローブ、 ・Ref.(対照):35塩基鎖DNAオリゴリボヌク
レオチド、35塩基鎖2−O−Meプローブ。
Experimental system, FIG. 9B: HP (M) +: 16S rRNA, 35 base strand 2-O-
Me probe, forward type 2-O-Me helper probe, reverse type 2-O-Me helper probe, HP (D) +: 16S rRNA, 35 base chain 2-O-
Me probe, forward DNA helper probe, reverse type DNA helper probe, HP-: 16S rRNA, 35 base chain 2-O-Me probe, Ref. (Control): 35 base chain DNA oligoribonucleotide, 35 base chain 2-O-Me probe.

【0221】実験系、図9C: ・HP+(M):16SrRNA、17塩基鎖DNAプ
ローブ、フォワード型2−O−Meヘルパープローブ、
リバース型2−O−Meヘルパープローブ、 ・HP+(D):16SrRNA、17塩基鎖DNAプ
ローブ、フォワード型DNAヘルパープローブ、リバー
ス型DNAヘルパープローブ、 ・HP−:16SrRNA、17塩基鎖DNAプロー
ブ、 ・Ref.(対照):17塩基鎖DNAオリゴリボヌク
レオチド、17塩基鎖
Experimental system, FIG. 9C: HP + (M): 16S rRNA, 17 base strand DNA probe, forward type 2-O-Me helper probe,
Reverse type 2-O-Me helper probe, HP + (D): 16S rRNA, 17 base strand DNA probe, forward type DNA helper probe, reverse type DNA helper probe, HP-: 16S rRNA, 17 base strand DNA probe, Ref . (Control): 17-base strand DNA oligoribonucleotide, 17-base strand

【0222】実験系、図9D: ・HP+(M):16SrRNA、17塩基鎖2−O−
Meプローブ、フォワード型2−O−Meヘルパープロ
ーブ、リバース型2−O−Meヘルパープローブ、 ・HP+(D):16SrRNA、17塩基鎖2−O−
Meプローブ、フォワード型DNAヘルパープローブ、
リバース型DNAヘルパープローブ、 ・HP−:16SrRNA、17塩基鎖2−O−Meプ
ローブ、 ・Ref.(対照):17塩基鎖DNAオリゴリボヌク
レオチド、17塩基鎖2−O−Meプローブ。
Experimental system, FIG. 9D: HP + (M): 16S rRNA, 17 base strand 2-O-
Me probe, forward type 2-O-Me helper probe, reverse type 2-O-Me helper probe, HP + (D): 16S rRNA, 17 base chain 2-O-
Me probe, forward type DNA helper probe,
Reverse type DNA helper probe, HP-: 16S rRNA, 17 base chain 2-O-Me probe, Ref. (Control): 17-base strand DNA oligoribonucleotide, 17-base strand 2-O-Me probe.

【0223】実施例19(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10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。尚、下記の35塩基鎖2-o-Meプローブは実施例17
と同じプローブである。 反応条件: ・35塩基鎖2−O−Meプローブ:1.0〜25nM ・緩衝液:100mM コハク酸、125mM 水酸化
リチウム、8.5% リチウムドデシルサルファイト、
pH5.1 ・反応温度:75℃
Example 19 (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 results are 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 17
Is the same probe as. Reaction conditions: 35 base chain 2-O-Me probe: 1.0 to 25 nM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite,
pH 5.1-Reaction temperature: 75 ° C

【0224】実施例20 (FISH方法) セルロモナス(Cellulomonas)sp.KYM-7(FERM P-11339)
及びアグロバクテリウム(Agrobacterium) sp. KYM-8(FE
RM 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 20 (FISH method) Cellulomonas sp.KYM-7 (FERM P-11339)
And Agrobacterium sp.KYM-8 (FE
The following 35- or 36-base oligodeoxyribonucleotide 2-o-Me probe of the present invention which hybridizes to each rRNA of RMP-16806) was prepared in the same manner as described above. The base sequence of each probe is as follows.

【0225】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 GCAGT
C(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 GCAGT
C (3 ') (The underlined portion is modified with a methyl group.)

【0226】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℃、
1000秒間反応させた後、蛍光強度をパーキンエルマ
ーLS−50Bを使用して測定した。その結果を図11
に示した。尚、全rRNAはリボグリーン(RiboGree
n) total RNA Quantification Kit (会社名:モレキ
ュラープローブ(molecular probes)、所在地名:Eugen
e,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。
[0226] 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 converted to RNeasy Maxikit (QIAGEN
Was prepared by using After heating the rRNA at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to a reaction solution that had been previously set under reaction conditions.
After reacting for 1000 seconds, the fluorescence intensity was measured using Perkin Elmer LS-50B. The result is shown in FIG.
It was shown to. The total rRNA was RiboGree
n) total RNA Quantification Kit (Company name: molecular probes) Location: Eugen
e, Oregon, USA). As can be seen from the figure, the kinetics of rRNA of each strain was consistent with the kinetics of total rRNA. 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.

【0227】・培地組成(g/l):デンプン、10.0;アス
パラギン酸、0.1; K2HPO4、5.0;KH2PO4、2.0;MgSO4・7H
2O、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。
[0227] - medium composition (g / l): starch, 10.0; aspartic acid, 0.1; K 2 HPO 4, 5.0; KH 2 PO 4, 2.0; MgSO 4 · 7H
2 O, 0.2; NaCl, 0.1; (NH 4 ) 2 SO 4 ; 0.1. • 100 ml of the medium was dispensed into a 500 ml conical flask, and the flask was sterilized at 120 ° C. for 10 minutes using an autoclave kettle. Culture conditions: The above strains were cultured in advance on a slant medium. One platinum loop of cells was taken from the slant medium and inoculated into the sterilized conical flask medium. 30 ° C, 150 rpm
m.

【0228】反応条件: ・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:1.0〜10nM ・緩衝液:100mM コハク酸、125mM 水酸化
リチウム、8.5% リチウムドデシルサルファイト、
pH5.1 ・反応温度:75℃
Reaction conditions: 35 base chain oligodeoxyribonucleotide 2-o-
Me probe: 1.0 to 10 nM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite,
pH 5.1-Reaction temperature: 75 ° C

【0229】実施例21(鎖内修飾の蛍光消光プローブ
実施例) 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。プローブa)、b)を提供するために、
にAmino-Modifier C6 dC(Glen Research社製)を用い
てアミノリンカーを対応する塩基配列内に導入した後、
このアミノリンカーにBODIPY FLラベルした。上記以外
の合成法は実施例8と同様である。よってプローブa)
は、5’末端のリン酸基ではなく、5’末端のC塩基に
蛍光修飾している。BODIPY FL修飾法、精製方法等は、
前記と同様である。 プローブa) 5' C(-BODIPY FL)TTTTTTTTTCCCCCCCCC 3' プローブb) 5' TTTC(-BODIPY FL)TTTTTTCCCCCCCCC 3' プローブa)の標的核酸C) 5' GGGGGGGGGAAAAAAAAG 3' プローブb)の標的核酸d) 5' GGGGGGGGGAAAAAGAAA 3'
Example 21 (Example of fluorescence quenching probe with intrachain modification) A target nucleic acid having the following base sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. To provide probes a), b),
After introducing an amino linker into the corresponding base sequence using Amino-Modifier C6 dC (manufactured by Glen Research),
This amino linker was labeled BODIPY FL. Other synthesis methods are the same as in Example 8. Therefore the probe a)
Is fluorescently modified not at the phosphate group at the 5 ′ end but at the C base at the 5 ′ end. BODIPY FL modification method, purification method, etc.
Same as above. Probe a) 5 'C (-BODIPY FL) TTTTTTTTTCCCCCCCCC 3' Probe b) 5 'TTTC (-BODIPY FL) TTTTTTCCCCCCCCC 3' Probe nucleic acid of probe a) C) 5 'GGGGGGGGGAAAAAAAAG 3' Probe nucleic acid of probe b) d) 5 'GGGGGGGGGAAAAAGAAA 3'

【0230】<実験方法>実施例9と同様の方法で実験
を行った。 <実験結果>下の表から明らかなように、プローブ
a)、プローブb)共に標的核酸にハイブリダイズした
ときに蛍光強度が減少することが明らかとなった。プロ
ーブb)の結果より、5’末端あるいは3’末端以外の
DNA鎖内のシトシン塩基に蛍光修飾することでも、蛍
光消光プローブとして機能することが明らかとなった。
また、プローブa)の結果より、末端のシトシンであっ
ても5’末端のリン酸基または3’末端のOH基以外の
部位に蛍光修飾することで、蛍光消光プローブが得られ
ることも明らかとなった。
<Experimental Method> An experiment was conducted in the same manner as in Example 9. <Experimental results> As is clear from the table below, it was revealed that the fluorescence intensity decreases when both the probe a) and the probe b) hybridize to the target nucleic acid. From the results of probe b), it was clarified that fluorescence modification of cytosine bases in the DNA strand other than the 5 ′ end or 3 ′ end also functions as a fluorescence quenching probe.
It is also clear from the results of probe a) that even for cytosine at the terminal, a fluorescent quenching probe can be obtained by fluorescently modifying a site other than the phosphate group at the 5′-terminal or the OH group at the 3′-terminal. became.

【0231】 [0231]

【0232】以下実施例22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22 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12のDNA合成機を用いて合成した。
また、前記実施例12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100%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12と
同様である。
Example 22 describes a method for analyzing or measuring a polymorphism and mutation of a target nucleic acid. Example 22 Four kinds of oligonucleotides having the base sequences shown below were synthesized using the DNA synthesizer of Example 12 described above.
In the same manner as in Example 12, 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 nucleotide sequence of the nucleic acid probe of the present invention has G at any 3 ′ end of the target oligonucleotide.
Is designed to match 100% to the nucleotide sequence of the oligonucleotide when it exists. 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 12.

【0233】・本発明のプローブ:3'TTTTTTTTGGGGGGGG
C5'BODIPY FL/C6 ・標的オリゴヌクレオチドNo.1:5'AAAAAAAACCCCCC
CCA3' ・標的オリゴヌクレオチドNo.2:5'AAAAAAAACCCCCC
CCC3' ・標的オリゴヌクレオチドNo.3:5'AAAAAAAACCCCCC
CCI3'(I:hypoxanthine) ・標的オリゴヌクレオチドNo.4:5'AAAAAAAACCCCCC
CCG3'
The probe of the present invention: 3'TTTTTTTTGGGGGGGG
C5'BODIPY FL / C6-Target oligonucleotide No. 1: 5'AAAAAAAACCCCCC
CCA3 ′ • Target oligonucleotide No. 2: 5'AAAAAAAACCCCCC
CCC3 '-Target oligonucleotide No. 3: 5'AAAAAAAACCCCCC
CCI3 '(I: hypoxanthine)-Target oligonucleotide No. 4: 5'AAAAAAAACCCCCC
CCG3 '

【0234】その結果を表8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 8 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.

【0235】 [0235]

【0236】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8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4の
(A−B)/A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, target nucleic acids (for example, data obtained by a method for analyzing or measuring polymorphisms and / or mutations of the above target oligonucleotide Nos. 1 to 4 (for example, data of columns A and B in Table 8)) In the analyzing method, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe of the present invention (the nucleic acid probe described above) is corrected by the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is not hybridized. The arithmetic processing means the calculation of (AB) / A in Table 4. 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.

【0237】実施例23 図12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22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回ずつ漬けた。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。9
5℃の水に2分つけてから、素早く0.2%SDS溶
液、水に1分程度交互に2回ず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DNAチ
ップを調製した。
Embodiment 23 FIG. 12 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 22, 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. 9
After immersing in water at 5 ° C. for 2 minutes, the reagent was quickly immersed alternately twice in a 0.2% SDS solution and water for about 1 minute to wash away the reagent. Dry at room temperature. Thus, the DNA chip of the present invention was prepared.

【0238】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る。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)(TAKA
RA)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 each spot of the modified probe on the lower surface of the glass, high performance can 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 was measured using a DNA chip analyzer GMS 418 Array Scanner (TAKA).
RA).

【0239】実施例24: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20−295
7)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12と同様な方法でBODIPYFLで標識した。
Example 24: 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
C7 CPG (Glen Research, Catalog No. 20-295
Using 3), the 3'-OH group of the 3'-terminal deoxyribose was aminated. Further, the phosphate group at the 5 'end was labeled with BODIPYFL in the same manner as in Example 12.

【0240】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')CCTTCCCA
TA TCGTTT(3')、 3)プローブ−A(1塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCA
AA TCGTTT(3')、 4)プローブ−G(1塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCA
GA TCGTTT(3')、 5)プローブ−TG(2塩基ミスマッチ):(5')CCTTCC
CTGA TCGTTT(3')、 6)プローブ−TGT(3塩基ミスマッチ):(5')CCTT
CCCTGT TCGTTT(3')、
1) Probe 100 (100% match):
(5 ') CCTTCCCACA TCGTTT (3'), 2) Probe-T (1 base mismatch): (5 ') CCTTCCCA
TA TCGTTT (3 '), 3) Probe-A (1 base mismatch): (5') CCTTCCCA
AA TCGTTT (3 '), 4) Probe-G (1 base mismatch): (5') CCTTCCCA
GA TCGTTT (3 '), 5) Probe-TG (2 base mismatch): (5') CCTTCC
CTGA TCGTTT (3 '), 6) Probe-TGT (3 base mismatch): (5') CCTT
CCCTGT TCGTTT (3 '),

【0241】III)DNAチップの調製 全てのDNAプローブを、0.1M MES(2-Morpholinoethan
esulfonic acid)緩衝液(pH:6.5)に溶解して、500nM
濃度の溶液にした。DNAマイクロアレイヤー装置(D
NA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社製)を用い
て、DNAチップ用スライドグラス(Black silylated
slides、Greiner社製)の上に、前記プローブ溶液をス
ポッテング(spotting)した。スポット終了後、湿性チ
ャンバー内で60分間室温でDNAプローブとスライド
グラスを反応させ、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。尚、各プローブ溶液につき、4スポットずつス
ポッテングした。固定化後スライドグラスを、0.1%SDS
(sodium dodecylsulfate)溶液にて1回洗浄後、蒸留水
にて2回洗浄し、Sodium Borohydrate溶液(2.5mg−
NaBH4/ml−25%エタノール溶液)内に5分間浸した。
その後、3分間95℃に加温した湯浴中に浸した後、乾
燥させた。本発明のDNAチップの模式図を図12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 F
L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、
即ち減少する。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 prepared using 0.1 M MES (2-Morpholinoethan).
esulfonic acid) buffer solution (pH: 6.5), 500nM
It was a solution of the concentration. DNA microarrayer (D
This is a manual chip arrayer consisting of NA microarrayer No. 439702, 32-pin type, and DNA slide index No. 439701. Slide glass (Black silylated) for DNA chip using Greiner
The probe solution was spotted on slides (manufactured by Greiner). After the completion of the spot, the DNA probe was reacted with the slide glass at room temperature for 60 minutes in a wet chamber, and the probe was immobilized on the slide glass. Thereafter, the plate was washed with 50 mM TE buffer (pH: 7.2). In addition, four spots were spotted for each probe solution. After immobilization, slide the glass with 0.1% SDS
(sodium dodecylsulfate) solution, washed twice with distilled water, and washed with sodium borate solution (2.5 mg-
NaBH 4 / ml-25% ethanol solution) for 5 minutes.
Then, it was immersed in a hot water bath heated to 95 ° C. for 3 minutes and dried. FIG. 12 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 F
L is colored, but when hybridized, the color is less than when not hybridized,
That is, it decreases. The slide glass is heated by a micro heater (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).

【0242】IV)SNPsの検出測定 100μM濃度の標的核酸溶液{50mMのTE緩衝液(p
H:7.2)使用}を上記のごとくに調製したDNA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13に示した。
先ず、オリンパス正立焦点レーザー顕微鏡(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DNAチップを置き、該版の温度を95℃か
ら33℃まで3℃刻みで変化させ、30分かけて標的核
酸とプローブを反応させた。各スポットの反応過程の蛍
光強度を、冷却CCDカメラ(C4880-40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 spectrum;S
ignal Analytics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 100 μM target nucleic acid solutionμ50 mM TE buffer (p
H: 7.2) The} was placed on the DNA chip prepared as described above. 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. 13 shows an outline of devices for detection and measurement.
First, a transparent heating plate for a microscope (MP-10MH-PG, Kitasato Supply Co., Ltd.) was placed on a sample stage of an Olympus erect focus laser microscope (AX80 type). The DNA chip of the present invention prepared above was placed on the plate, the temperature of the plate was changed from 95 ° C. to 33 ° C. in steps of 3 ° C., and the target nucleic acid and the probe were reacted for 30 minutes. The fluorescence intensity of the reaction process of each spot was measured in an image capture format using a cooled CCD camera (C4880-40, Hamamatsu Photonics). The captured image is converted to an image analyzer (image analysis software (TPlab spectrum; S
(Ignal Analytics, Verginia) was installed on a personal computer (NEC)), the brightness of each spot was calculated, and the relationship between temperature and brightness was obtained.

【0243】実験結果を図14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。即ち本発明の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。
The results of the experiment are shown in FIG. 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 SNPs can be easily analyzed by using the DNA chip of the present invention.

【0244】以下、実施例25〜28に本発明のPCR
方法を記す。 実施例25 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。
The PCR of the present invention is described in Examples 25 to 28 below.
The method is described. Example 25 Using 16S rRNA gene in Escherichia coli genomic DNA as a target nucleic acid, (BODIPY FL /
A primer (a nucleic acid probe of the present invention) labeled with C6) was prepared.

【0245】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
(FluoReporterKits)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 propio
nic acid 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 base sequence of (5 ′) CATCGTTTAC GGCGTGGAC (3 ′) was converted to a DNA synthesizer ABI394.
(Perkin Elmer, USA), and the oligodeoxyribonucleotide was treated with a phosphatase at the 5′-terminal phosphate group to produce cytosine. The 5′-carbon OH group of cytosine was replaced with-(CH the bound oligonucleotide 2) 9 -NH 2, were purchased from the Midland-Sateifaido-Rejindo Company, Inc. (USA). Furthermore,
Fluo Reporter Kits F-6082 (Succinimidyl propionate of BODIPY FL / C6 (BODIPY FL propio)
In addition to nic acid succinimidyl ester), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide was purchased. The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize Primer 1 of the present invention labeled with bodypi FL / C6.

【0246】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%、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1を、最初のオリゴヌクレオチド原料2m
M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. Furthermore, reverse phase HPLC (B gradient: 15-65%, 25
Min) under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was freeze-dried to give the primer 1 of the present invention 2 m of the first oligonucleotide material.
M obtained in 50% yield.

【0247】尚、上記の逆相クロマトグラフィーの条件
は次の通りである。 ・溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN ・溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):
0.05N TEAA 40%CH3CN ・カラム:CAPCEL PAK C18;6×250mm ・溶出速度:1.0ml/min ・温度:40℃ ・検出:254nm
The conditions for the above reverse phase chromatography are as follows. And elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN · eluting Solvent B (for gradient (gradient)):
0.05N TEAA 40% CH 3 CN ・ Column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250mm ・ Elution rate: 1.0ml / min ・ Temperature: 40 ℃ ・ Detection: 254nm

【0248】実施例26 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25
と同様にして収率50%で調製した。
Example 26 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 ′) Primer 2 labeled with
It was prepared in the same manner as in a yield of 50%.

【0249】実施例27 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D
NA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 27 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 incubated 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 this cell, DNeasy Tissue Kit
Genome D using (QIAGEN, Germany)
NA was extracted. The extraction followed the protocol of this kit. As a result, a 17 ng / μl DNA solution was obtained.

【0250】実施例28 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 28 Using the above-described Escherichia coli genomic DNA, 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 by replacing the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and a normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye) according to the present invention with the present invention. Primer 1
And / or 2 was performed according to the procedure manual.

【0251】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。 ・大腸菌ゲノムDNA溶液:3.5μl(終濃度0〜6
ng/20μl)(終コピー数0〜2.4・106個) ・プライマー溶液:0.8μl(終濃度0.08μM) ・Taq溶液:10.0μl ・ミリQ純水:5.7μl ・全容量:20.0μl 尚、標的核酸である大腸菌16SrDNAは、図15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15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. E. coli genomic DNA solution: 3.5 μl (final concentration 0-6)
(ng / 20 μl) (final copy number: 0 to 2.4 · 10 6 ) ・ Primer solution: 0.8 μl (final concentration: 0.08 μM) ・ Taq solution: 10.0 μl ・ Milli-Q pure water: 5.7 μl ・ all Volume: 20.0 μl In addition, Escherichia coli 16S rDNA as a target nucleic acid was used at the concentration of the experimental section shown in the explanatory column of FIG. Experiments were performed with / or a combination of the two.

【0252】また、上記のTaq溶液は次の試薬の混合
液である。 Taq溶液:96.0μl ミリQ純水:68.2μl Taq DNA ポリメラーゼ溶液:24.0μl Taqスタート(start):3.8μl
The above Taq solution is a mixture of the following reagents. Taq solution: 96.0 μl Milli-Q pure water: 68.2 μl Taq DNA polymerase solution: 24.0 μl Taq start: 3.8 μl

【0253】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(ho
t start)を行うことができるものである。
Incidentally, 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 diluted 10-fold and used. Also, Taq Start is sold by Clonetech (USA)
An antibody for Taq DNA polymerase, which can be added to the reaction solution to suppress the activity of Taq DNA polymerase up to 70 ° C. That is, the hot start (ho
t start).

【0254】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(ロッシュ・ダイ
アグノステック社製)を用いて行った。その際、該シス
テムにあるF1〜3の検出器のうち、F1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 (manufactured by Roche Diagnostics). At that time, among the F1 to F3 detectors in the system, the F1 detector was used, and the gain of the detector was fixed at 10 and the excitation intensity was fixed at 75.

【0255】その結果を図15及び16に示した。図1
5及び16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17は、サイクル数の関数として、大腸菌
16SrDNAのコピー数を表現した大腸菌16SrD
NA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。
FIGS. 15 and 16 show the results. FIG.
5 and 16, 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. In the figure, the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye is expressed as the decrease in the fluorescence intensity. FIG. 17 shows E. coli 16SrD expressing the copy number of E. coli 16S rDNA as a function of cycle number.
2 shows a calibration curve of NA. 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.

【0256】実施例29 実施例28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 CCTGGCT
CAG(3') ・リバースプライマー E1492R:(5')GGTTACCTTG TTACGA
CTT(3') c)使用プローブ:BODIPY FL-(5')CGGGCGGTGT GTAC
(3')(但し、3'末端はリン酸化されたもの) 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 29 In Example 28, PCR was performed using the probe of the present invention as a primer. In this example, the probe of the present invention was replaced with the probe of the present invention instead of the two probes utilizing the FRET phenomenon. 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 CCTGGCT
CAG (3 ') ・ Reverse primer E1492R: (5') GGTTACCTTG TTACGA
CTT (3 ') c) Probe used: BODIPY FL- (5') CGGGCGGTGT GTAC
(3 ′) (However, the 3 ′ end is phosphorylated) d) PCR measuring instrument used: LightCycler system e) PCR conditions: Denaturation reaction: 95 ° C., 10 seconds (first time only, 60
Annealing reaction: 50 ° C, 5 seconds Nucleic acid extension reaction: 72 ° C, 70 seconds Total number of cycles: 70 cycles

【0257】f)蛍光測定(アニーリング反応と変性反
応後各サイクル一回ずつ測定された。 g)反応液の組成: ・反応液の全量:20μl ・DNA ポリメラーゼの量(TaKaRa Ex taq):0.5
U ・Taqスタート(抗体):0.3μl ・プライマーの濃度:0.2μM(双方とも) ・プローブの濃度:0.05μM ・MgCl2濃度:2mM ・BSA(bovine serum albumin)濃度:0.25mg
/ml ・dNTPs濃度:2.5mM(各ヌクレオチドについ
て)
F) Fluorescence measurement (measured once each cycle after annealing reaction and denaturation reaction) g) Composition of reaction solution: • Total amount of reaction solution: 20 µl • Amount of DNA polymerase (TaKaRa Ex taq): 0. 5
U ・ Taq start (antibody): 0.3 μl ・ Primer concentration: 0.2 μM (both) ・ Probe concentration: 0.05 μM ・ MgCl 2 concentration: 2 mM ・ BSA (bovine serum albumin) concentration: 0.25 mg
/ Ml dNTPs concentration: 2.5 mM (for each nucleotide)

【0258】その結果を図18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。
FIG. 18 shows the result. 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.

【0259】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30 ヒトゲノムDNA(ヒトβ−グロビン(globin)
(TaKaRaカタログ商品番号 9060)(TaK
aRa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。
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 30 Human genomic DNA (human β-globin)
(TaKaRa catalog product number 9060) (TaK
Using aRa Co., Ltd. (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.

【0260】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(B
ODIPY FL propionic acid succinimidyl esters)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. Furthermore, a reporter kit (FluoReporter Kit) F-6082 (succinimidyl propionate of bodepy FL / C6 (B
In addition to ODIPY FL propionic acid succinimidyl esters), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. Acting the kit on the purchased oligonucleotide,
Primer KM38 labeled with bodypy FL / C6 of the present invention
+ C was synthesized.

【0261】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%、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 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: 15-65%, 25 minutes)
Was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The collected fraction was freeze-dried to obtain the primer KM38 + C of the present invention in a yield of 50% from the initial oligonucleotide starting material of 2 mM.

【0262】尚、上記の逆相クロマトグラフィーの条件
は次の通りである。 ・溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN ・溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):
0.05N TEAA 40%CH3CN ・カラム:CAPCEL PAK C18;6×250mm ・溶出速度:1.0ml/min ・温度:40℃ ・検出:254nm
The conditions for the above-mentioned reverse phase chromatography are as follows. And elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN · eluting Solvent B (for gradient (gradient)):
0.05N TEAA 40% CH 3 CN ・ Column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250mm ・ Elution rate: 1.0ml / min ・ Temperature: 40 ℃ ・ Detection: 254nm

【0263】実施例31 プライマーKM29(フォワード型)の調製:(5')GGTT
GGCCAA 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27と同様に合成した。
Example 31 Preparation of primer KM29 (forward type): (5 ′) GGTT
An oligodeoxyribonucleotide having the base sequence of GGCCAA TCTACTCCCA GG (3 ′) was synthesized in the same manner as in Example 27.

【0264】比較例1 本比較例は、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
例のPCRは、前記に説明した蛍光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 Example 1 This comparative example is for data analysis which does not have an arithmetic processing step (the processing of the formula (1)) in which the fluorescence intensity value during the nucleic acid extension reaction is divided by the fluorescence intensity value during the thermal denaturation reaction. It concerns the use of software. Using the above-mentioned human genomic DNA, primers KM38 + C and primer KM29, a PCR reaction was carried out using a LightCycler system, and the fluorescence intensity in each cycle was measured. The PCR of this comparative example uses the primer labeled with the fluorescent dye described above, and is a novel real-time quantitative PCR method for measuring a decrease, not an increase, in fluorescence emission. Data analysis was performed using the software of the system. In the PCR of this comparative example, the primer of the present invention is used 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. KM38
Except using + C and KM29, it carried out according to the procedure manual of the said apparatus.

【0265】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。 ヒトゲノムDNA:1.0μl(最終濃度1〜1000
0コピー) ・プライマー溶液:4.0μl(最終濃度0.1μM) ・Taq溶液:10.0μl ・ミリQ純水:5.0μl ・全容量:20.0μl 尚、ヒトゲノムDNAは、図19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2mMであった。
The PCR was performed in a hybridization solution of the following components. Human genomic DNA: 1.0 μl (final concentration 1 to 1000
・ Primer solution: 4.0 μl (final concentration: 0.1 μM) ・ Taq solution: 10.0 μl ・ Milli-Q pure water: 5.0 μl ・ Total volume: 20.0 μl The human genomic DNA is shown in FIG. The experiment was carried out at the concentrations in the experimental plots indicated in the detailed description columns. The final concentration of MgCl 2 was 2 mM.

【0266】また、上記のTaq溶液は次に試薬の混合
液である。 ・Taq溶液:96.0μl ・ミリQ純水:68.2μl ・Taq DNA ポリメラーゼ:24.0μl ・Taqスタート:3.8μl
The Taq solution is a mixed solution of reagents.・ Taq solution: 96.0 μl ・ Milli-Q pure water: 68.2 μl ・ Taq DNA polymerase: 24.0 μl ・ Taq start: 3.8 μl

【0267】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D
NAマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Ma
sterHybridization 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T
aq 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。
The Taq solution and Taq DNA polymerase solution are commercially available from Roche Diagnostics, Inc.
NA Master Hybridization Probe (DNA Ma
sterHybridization Probes) kit. In particular
Taq DNA polymerase solution is 10 × conc. (Red cap) was diluted 10-fold and used. In addition, Taq Start was launched by T
This is an antibody for aq 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.

【0268】反応条件は次の如くである。 ・変性反応初期:95℃、60秒 ・再(2回目以降の)変性反応:95℃、10秒 ・アニーリング反応:60℃、5秒 ・DNA伸長反応:72℃、17秒 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の検出器のうち、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. -Initial denaturation reaction: 95 ° C, 60 seconds-Re-denaturation reaction (from the second time on): 95 ° C, 10 seconds-Annealing reaction: 60 ° C, 5 seconds-DNA extension reaction: 72 ° C, 17 seconds The measurement was performed using a light cycler. This was performed using a TM system.
At this time, of 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.

【0269】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19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.

【0270】図19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. 19, 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;

【0271】(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、 Fdn =log10{100−Cn×100)} 〔数式9〕 Fdn =2log10{1−Cn} 〔数式9〕 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) according to the following [Equation 9], F dn = log 10 {100−C n × 100)} [Equation 9] F dn = 2 log 10 {1−C n } [Equation 9] where F dn = change rate of fluorescence intensity (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;

【0272】(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) The data processed in the process of (d) is used as a threshold value of 0.1.
5, a step of counting the number of cycles reaching the value, and (g) creating a graph in which the value counted in step (f) is plotted on the X-axis and the copy number before the start of the reaction is plotted on the Y-axis. (H) displaying and / or printing the graph created in the step (g) on the display; (i) calculating the correlation coefficient or the relational expression of the straight line drawn in the step (h). (J) displaying and / or printing the correlation coefficient or the relational expression calculated in the step (i) on a display.

【0273】上記のデータ解析用ソフトウエアを用い
て、前記図19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20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21
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20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. 19 was processed as follows following the above. FIG. 20 shows the data processed in the above process (b) printed (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 is calculated from each plot value in FIG. 20, and each calculated value is plotted with respect to each cycle number.

【0274】図22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(thresh
old)し、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒト
ゲノムDNA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(R
2)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. 22 is a graph in which the data prepared in the step (f) is printed with the graph created in the step (g) (the step (h)). That is, the fluorescence intensity decrease rate = 0.5 is set to a threshold (thresh).
Old), the number of cycles reaching the value is plotted on the X-axis, and the copy number of the human genomic DNA before the start of the reaction is plotted on the Y-axis. The correlation coefficient (R
2) was calculated in the step (i) and printed (the step (j)), and was 0.9514. Thus, it was impossible to obtain an accurate copy number with this correlation coefficient.

【0275】実施例32(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=各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
23である。
Example 32 (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. Data processing is
The same process as in Comparative Example 1 was performed except that the following process (a) was performed before the process (b) in Comparative Experimental Example 1, and the processes (b) and (d) were changed as follows. Was. (A) The fluorescence intensity value of the reaction system when the amplified nucleic acid 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, at the completion of the nucleic acid heat denaturation reaction (9)).
5)), the correction calculation process divided by the fluorescence intensity value),
The measured fluorescence intensity value was corrected by the following [Equation 1]. f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] [where, f n = correction value of fluorescence intensity in each 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. 23 shows the obtained values plotted against the number of cycles.

【0276】(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) A process of calculating the fluorescence change rate (decrease rate or extinction rate) between each sample in each cycle by substituting the correction calculation processing value in [Equation 1] for each cycle into [Equation 3]. 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].

【0277】(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 process of (b) is applied to an arithmetic processing for obtaining a logarithmic value of a 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].

【0278】上記の結果を図24及び25に示した。図
24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25は、図24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. 24 is a graph in which the values processed in the processes (a) and (b) are plotted against the number of cycles and printed.
FIG. 25 is a graph in which the values obtained by processing the values obtained in FIG. 24 as in the process (d) are plotted against the number of cycles and printed.

【0279】次に、図25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25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26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. 25, processing was carried out in the steps (f), (g) and (h). That is,
Based on the graph in FIG. 25, 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. The 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.

【0280】実施例33(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、1)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)、2)前記1)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、3)前記2)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、4)前記
3)過程の融解曲線を一次微分する過程、5)前記4)
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、6)前記5)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PCR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 33 (Melting curve analysis of nucleic acid and Tm
Example of value analysis) For nucleic acids amplified by the novel PCR method of the present invention, 1) a process of gradually increasing or decreasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, from 50 ° C to 95 ° C) 2) 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 1); Displaying on the display as a function of time, ie displaying the melting curve of the nucleic acid; 4) first differentiating the melting curve of step 3);
Create software consisting of displaying the differential value of the process (-dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time) on the display; 6) obtaining the inflection point from the differential value obtained in the above 5) Then, it was combined with the data analysis software of the present invention. A novel real-time quantitative PCR reaction of the present invention was performed using the LightCycler system in which a computer-readable recording medium on which the data analysis software was recorded was installed, and a nucleic acid melting curve was analyzed. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases.

【0281】実施例32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30と同様のPCR
を行い、前記1)、2)、3)、4)及び5)の過程で
処理されたデータを印字したものが図27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1)、2)及び3)の過程で処理した核酸融解曲
線の図が図28である。4)の過程でこの曲線を微分
し、5)及び6)の過程で変曲点(Tm値)を求めたも
のが図29である。図29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 30 was performed on 1 and 10 copies of the same human genomic DNA as in Example 32.
27, and the data processed in the steps 1), 2), 3), 4) and 5) are printed as shown in FIG. FIG. 28 is a diagram of a nucleic acid melting curve obtained by treating 1 and 10 copies of the 75th amplification product in the steps 1), 2) and 3) of this example. FIG. 29 shows the result of differentiating this curve in the process 4) and obtaining the inflection point (Tm value) in the processes 5) and 6). From FIG. 29, 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.

【0282】以下の実施例は定量的多型解析方法の実施
例である。 実施例34 本発明の蛍光消光プローブ:プローブEu47Fおよび
Eu1392Rの調製 (1)蛍光消光プローブEu47Fの合成 (5')CITAACACATGCAAGTCG(3')(I=inosine)の塩基配列を
もつデオキシリボオリゴヌクレオチドの5’末端のリン
酸基に、下記のようにしてボデピーFLで標識した蛍光
消光プローブEu47FをDNA合成機ABI 394
(PerkinElmer社製、米国)で合成した。
The following example is an example of a quantitative polymorphism analysis method. Example 34 Fluorescence Quenching Probe of the Present Invention: Preparation of Probes Eu47F and Eu1392R (1) Synthesis of Fluorescence Quenching Probe Eu47F A fluorescent quenching probe Eu47F labeled with a bodypy FL as described below was attached to the terminal phosphate group as described below.
(PerkinElmer, USA).

【0283】(2)Eu1392Rの合成 (5')TTGTACACACCGCCCGTCA(3')の塩基配列をもつデオキ
シリボオリゴヌクレオチドを合成した。
(2) Synthesis of Eu1392R A deoxyribooligonucleotide having the base sequence of (5 ′) TTGTACACACCGCCCGTCA (3 ′) was synthesized.

【0284】上記のデオキシリボオリゴヌクレオチドの
5’末端のリン酸基に、-(CH2)6-NH 2を結合したデオキ
シリボオリゴヌクレオチドをメドランド・サーテイファ
イド・レージント・カンパニー社(Midland Certified R
eagent 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 Kits)F-6082(ボデピーFL
のプロピオン酸サクシニジミルエステル(BODIPY FL pr
opionic acid succinidimyl esters)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
入の前記デオキシリボオリゴヌクレオチドに作用させて
ボデピーFLで標識した本発明の上記蛍光消光プローブ
を合成した。
The above deoxyribooligonucleotides
-(CHTwo)6-NH TwoDeoki combined with
Use Ciribooligonucleotides as Medland
Midland Certified R
eagent Company, USA). In addition,
Fluoro Report from Molecular Probes
Tar Kit (FluoReporter Kits) F-6082 (Bodypie FL
Succinidimyl propionate (BODIPY FL pr
opionic acid succinidimyl esters)
To bind the product to the amine derivative of the oligonucleotide
Kit containing the drug). Purchase the kit
To act on the deoxyribooligonucleotide
The above-described fluorescent quenching probe of the present invention labeled with bodypy FL
Was synthesized.

【0285】尚、前記合成物の精製は以下のように行っ
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-2
5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。さらに逆相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より目的物を
50%の収率で得た。
The purification of the synthesized product was carried out as follows. The synthesized product was dried to obtain a dried product. 0.5M Na 2 CO 3 /
It was dissolved in NaHCO 3 buffer (pH 9.0). Transfer the lysate to NAP-2
Gel filtration was performed with 5 columns (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. Furthermore, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65
%, 25 minutes) under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractions collected were freeze-dried to obtain the target compound at a yield of 50% from 2 mM of the initial oligonucleotide raw material.

【0286】逆相クロマトグラフィーの条件: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.
05N TEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18; 6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
Conditions for reverse phase chromatography: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.
05N TEAA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250mm Elution rate: 1.0ml / min Temperature: 40 ° C Detection: 254nm

【0287】実施例35 (1)大腸菌JM109株の培養 53培地(組成:カゼインペプトン(カゼインのトリプ
シン消化物)、10g;酵母エキス、5g;グルコー
ス、5g;食塩、5g;蒸留水、1000mL)用いて大
腸菌JM109株を培養した(培地50mL/250mL容
コニカルフラスコ、37℃、12時間、振とう培養)。
そして、培養液から菌体を集めた(遠心分離10,00
0rpm、5分、蒸留水で2回洗浄)。
Example 35 (1) Culture of Escherichia coli JM109 Strain 53 medium (composition: casein peptone (trypsin digest of casein), 10 g; yeast extract, 5 g; glucose, 5 g; salt, 5 g; distilled water, 1000 mL) The Escherichia coli JM109 strain was then cultured (medium 50 mL / 250 mL conical flask, shaking culture at 37 ° C. for 12 hours).
Then, cells were collected from the culture solution (centrifugation 10,000,
Washed twice with distilled water at 0 rpm for 5 minutes).

【0288】(2)16SrRNAのcDNAの調製 菌体から、SOGENキット(ニッポンジーン社)を用いて
全RNAを本キットのプロトコルに従って抽出した。そ
の後、BcaBESTTM RNA PCRキット(宝酒造株式会社)
を用い、本キットのプロトコルに従って、前記抽出液に
ついて、16sRNAを対象とした増幅と逆転写反応
(RT-PCR)を公知の通常の条件で行った。その際、前記
の本発明の蛍光消光プローブEu1392Rをプライマーとし
て用いた。続いて、RNAをRnase Hにより分解し(3
0℃、20分)、16SrRNA遺伝子の純粋なcDNAを得
た。cDNA濃度をOliGreenR ssDNA Quantitationキッ
ト(Molecular Probes)を使用して測定した。
(2) Preparation of 16S rRNA cDNA Total RNA was extracted from the cells using a SOGEN kit (Nippon Gene) according to the protocol of this kit. Then, BcaBEST RNA PCR kit (Takara Shuzo Co., Ltd.)
The extract was subjected to amplification and reverse transcription reaction (RT-PCR) for 16 sRNA under known conditions in accordance with the protocol of this kit. At that time, the aforementioned fluorescence quenching probe Eu1392R of the present invention was used as a primer. Subsequently, RNA was degraded by Rnase H (3
(0 ° C., 20 minutes), a pure cDNA of the 16S rRNA gene was obtained. cDNA concentration was measured using the OliGreen R ssDNA Quantitation kit (Molecular Probes).

【0289】実施例36 (1)定量的PCR、データ解析およびcDNAの検量
線の作成 前記cDNA溶液について、本発明の蛍光消光プローブ
Eu47Fをフオワードプライマーとして、Eu139
2Rをリバースプラマーとして用い、リアルタイムモニ
タリング定量的PCR反応を行った。リアルタイムモニ
タリング定量的PCR装置として、LightCyclerTM Syst
em(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社、ドイ
ツ)を使用し、手順書記載の手順に従って反応を行っ
た。尚、DNAポリメラーゼとしてTaKaRaTaqTM (宝酒
造株式会社)を使用した。
Example 36 (1) Quantitative PCR, Data Analysis, and Preparation of Calibration Curve for cDNA The above cDNA solution was treated with the fluorescence quenching probe Eu47F of the present invention as a forward primer and Eu139.
Real-time monitoring quantitative PCR reaction was performed using 2R as reverse plummer. LightCycler TM Syst as a real-time monitoring quantitative PCR device
The reaction was carried out using em (Roche Diagnostics, Germany) according to the procedure described in the procedure manual. In addition, TaKaRaTaq (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used as a DNA polymerase.

【0290】PCRは次のコンポーネントで行った。 ・大腸菌cDNA:1.0μl(最終濃度102〜106
コピー) ・プライマー溶液:4.0μl(最終濃度0.1μM) ・TaKaRaTaqTM :10.0μl(0.5Units) ・ミリQ純水:5.0μl ・全容量:20.0μl 尚、cDNAを、図30の注に示される実験区のコピー
数用いて実験を行った。MgCl2の最終濃度は2mM
であった。
The PCR was performed with the following components. E. coli cDNA: 1.0 μl (final concentration 10 2 to 10 6
・ Primer solution: 4.0 μl (final concentration: 0.1 μM) ・TaKaRaTaq : 10.0 μl (0.5 Units) ・ Milli-Q pure water: 5.0 μl ・ Total volume: 20.0 μl The experiment was performed using the copy number of the experimental section indicated in the note 30. Final concentration of MgCl 2 is 2 mM
Met.

【0291】反応条件は次の如くであった。 測定条件は次の如くであった。 ・励起光:488nm ・測定蛍光色:530nmThe reaction conditions were as follows. The measurement conditions were as follows.・ Excitation light: 488 nm ・ Measured fluorescent color: 530 nm

【0292】前記の条件でリアルタイムモニタリング定
量的PCRを行って、各サイクルの蛍光強度を実測し
た。その実測値を本発明のデーター解析方法に従って解
析した。即ち、次の過程でデータを処理した。 (a)各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素で標
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(即ち核酸伸長反応終了時(72℃)
の蛍光強度値)を、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完全に解離したときの反応系の
蛍光強度値(即ち核酸熱変性反応終了時(96℃)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[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96℃の蛍光強度値]
Under the above conditions, real-time monitoring quantitative PCR was performed, and the fluorescence intensity of each cycle was actually measured. The measured values were analyzed according to the data analysis method of the present invention. That is, the data was processed in the following process. (A) Fluorescence intensity value of the reaction system when the amplified nucleic acid in each cycle is hybridized with a nucleic acid primer labeled with a fluorescent dye (ie, at the end of nucleic acid extension reaction (72 ° C.)
Of the reaction system when the amplified nucleic acid hybridized with the nucleic acid primer is completely dissociated (ie, the fluorescence intensity value at the end of the nucleic acid thermal denaturation reaction (96 ° C.)). The correction calculation process, that is, the actually measured fluorescence intensity value was corrected by [Equation 1]. f n = f hyb, n / f den, n [Formula 1] [where, f n = correction value of the fluorescence intensity of the cycle, f hyb, n =
Fluorescence intensity value at 72 ° C. for each cycle, f den, n = fluorescence intensity value at 96 ° C. for each cycle]

【0293】(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消光率を算出する演算処理
過程、即ち、下記の[数式10]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) The correction processing value in [Equation 1] in each cycle is substituted into [Equation 3], and the calculation process of calculating the fluorescence extinction ratio between samples in each cycle, ie, the following [Equation 3] course of processing at 10], F n = [in equation 10] [wherein processing values of F n = each cycle, f n = [equation 1] f n / f 25 values for each cycle obtained in, f 25 = the value obtained by [Equation 1] and the number of cycles is 25]. [Formula 1
0] is obtained when a = 25 in [Equation 3].

【0294】(c)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
(減少率または消光率)の対数値を演算処理をする過
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。
(C) calculating the logarithmic value of the change rate (decrease rate or extinction rate) of the fluorescence intensity according to [Equation 6] with the calculated value of each cycle obtained in the step (b); That is, the process of performing the arithmetic processing by the following [Equation 11], log 10 {(1−F n ) × 100} [Equation 11] [where, F n = value obtained by [Equation 10]]. [Formula 1
1] is obtained when b = 10 and A = 100 in [Equation 6].

【0295】上記の結果を図30に示した。図30は、
前記(a)、(b)、(c)の過程で計算された値を、
サイクル数に対してプロットし、印字したものである。
FIG. 30 shows the above result. FIG.
The values calculated in steps (a), (b) and (c) are
It is plotted against the number of cycles and printed.

【0296】次に、図30のグラフを基に、次の(d)
および(e)の過程で処理した。 (d)前記(c)の過程で処理されたデーターの内、
0.2をスレッシュホールド(threshhold)し、その値
に達したサイクル数を計算する過程。 (e)前記(d)の過程で計算した値を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、即ち大腸
菌cDNAの検量線(図31)を作成する過程。図31
は、本発明の定量的PCR方法で得られるデータを、本
発明のデータ解析方法、即ち、(a)、(b)、
(c)、(d)、(e)の過程で処理した最終結果であ
る。図31から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. 30, the following (d)
And in the process of (e). (D) Among the data processed in the step (c),
The process of thresholding 0.2 and calculating the number of cycles that has reached that value. (E) A step of preparing a graph in which the values calculated in the step (d) are plotted on the X-axis and the copy number before the start of the reaction is plotted on the Y-axis, that is, a calibration curve of E. coli cDNA (FIG. 31). FIG.
Uses the data obtained by the quantitative PCR method of the present invention as a data analysis method of the present invention, that is, (a), (b),
It is the final result processed in the process of (c), (d), and (e). FIG. 31 shows that the copy number before the start of the reaction can be accurately determined for the nucleic acid sample having the unknown copy number.

【0297】実施例37 (1)多型系(複合微生物系)の構築 表6に示した10種類の細菌菌株をDSMZ(Deutsche Samm
lung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH)か
ら購入し、前記の53培地を用いて各々の菌株ついて別
個に培養した。培養条件は前記大腸菌の場合と同様であ
る。各々の培養液から菌体を集めた(遠心分離10,0
00rpm、10分、蒸留水で2回洗浄)。各々の菌体に
ついて、前記と同様にしてSOGENキット(ニッポン
ジーン社)を用いて全RNAを抽出した。
Example 37 (1) Construction of polymorphism system (complex microbial system) The 10 bacterial strains shown in Table 6 were isolated from DSMZ (Deutsche Samm
Lung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH) and each strain was separately cultured using the 53 medium described above. The culturing conditions are the same as those for Escherichia coli. The cells were collected from each culture (centrifugation was performed at 10,0 cells).
00 rpm, 10 minutes, washed twice with distilled water). Total RNA was extracted from each of the cells using a SOGEN kit (Nippon Gene) in the same manner as described above.

【0298】 1:Paracoccus pantotrophus、 2:Sphingomonas natator
ia、 3:Bdellovibriostolpii、 4:Microbacterium impe
riale、 5:Pseudomonas fluorescens、 6:Agromyces me
dislanum、 7:Cellulomonas cellulans、 8:Brevibacte
rium liquefaciens、 9:Leminorella grimontii、10:Rh
odococcus luteus
[0298] 1: Paracoccus pantotrophus, 2: Sphingomonas natator
ia, 3: Bdellovibriostolpii, 4: Microbacterium impe
riale, 5: Pseudomonas fluorescens, 6: Agromyces me
dislanum, 7: Cellulomonas cellulans, 8: Brevibacte
rium liquefaciens, 9: Leminorella grimontii, 10: Rh
odococcus luteus

【0299】その後、前記の大腸菌の場合と同様にし
て、それぞれの菌株の16SrRNA遺伝子の純粋なc
DNAを得た。得られた10菌株各々のcDNA濃度を
前記の大腸菌の場合と同様にして測定した。cDNA濃
度の判明した溶液について、蒸留水にて300,000
copy/μLとなるように希釈した。10菌株分について、
希釈液を当量ずつ混合したものを複合微生物系即ち多型
系(以下、多型系という。)とした。この多型系には、
10菌株分のcDNAがそれぞれ300,000copy/
μLの濃度で含まれているので、全体として、3,00
0,000copy/μLの濃度cDNAが含有していること
になる。
Thereafter, the pure cS of the 16S rRNA gene of each strain was
DNA was obtained. The cDNA concentration of each of the obtained 10 strains was measured in the same manner as in the case of Escherichia coli described above. For a solution with a known cDNA concentration, 300,000 with distilled water
It was diluted to copy / μL. For 10 strains,
A mixture obtained by mixing the diluents in equivalent amounts was defined as a composite microorganism system, that is, a polymorph system (hereinafter, referred to as a polymorph system). This polymorphism includes
CDNA of 10 strains is 300,000 copy /
Since it is contained at a concentration of μL, a total of 3,000
This means that cDNA was contained at a concentration of 0000 copy / μL.

【0300】(2)リアルタイムモニタリング定量的P
CR 前記多型系のcDNAについて、本発明の蛍光消光プロ
ーブEu47FおよびEu1392Rを菌株共通のプラマーとして用
いて、前記大腸菌と同様にしてリアルタイムモニタリン
グ定量的PCRを行った。多型系のサンプルを、絶対量
で濃度300,000copy/20μL(反応液全体20μ
L)となるように反応液に添加した。多型系のリアルタ
イムモニタリング定量的PCRにおいては、蛍光強度の
減少が観察され、かつ遺伝子の指数関数的増幅期である
22サイクル数で反応を停止させた(図30参照)。ス
レッシュホールドを、log Rn(蛍光消光率)=0.2と
設定したときの、多型系について行ったリアルタイムモ
ニタリング定量的PCRの反応液のcDNAのコピー数
は288,000コピーであった(図31参照)。初期
添加量即ち理論値は300,000コピーであるから、
本発明の方法によって作成された検量線は良好な定量性
を示すことが確認された。
(2) Real-time monitoring quantitative P
CR The cDNA of the polymorphism system was subjected to real-time monitoring quantitative PCR in the same manner as in the case of Escherichia coli, using the fluorescence quenching probes Eu47F and Eu1392R of the present invention as a common pramer. A polymorphic sample was prepared at an absolute concentration of 300,000 copy / 20 μL (20 μL of the entire reaction solution).
L) was added to the reaction solution. In the real-time monitoring quantitative PCR of the polymorphism system, a decrease in the fluorescence intensity was observed, and the reaction was stopped at 22 cycles, which is the exponential amplification phase of the gene (see FIG. 30). When the threshold was set to log Rn (fluorescence quenching rate) = 0.2, the copy number of the cDNA of the reaction solution of the real-time monitoring quantitative PCR performed on the polymorphic system was 288,000 copies (FIG. 31). Since the initial addition amount or theoretical value is 300,000 copies,
It was confirmed that the calibration curve prepared by the method of the present invention exhibited good quantitative properties.

【0301】実施例38 多型解析 (1)T-RFLPによる解析 前記のようにしてPCR反応を行った後、増幅産物をカ
ラム(MicroconPCR、Millipore Corporation、 Bedfor
d、 MA、 USA)を用いて精製した。精製物を制限酵素H
ha1(認識部位:GCG/C、/=切断個所)でO/
N(一晩)処理した。処理終了後、切断断片のみをカラ
ム(Microcon及びMicropure-EZ、 Millipore Corporati
on,Bedford、MA、USA)で精製した。制限酵素処理後の
各菌株のcDNA断片の大きさは、表9に示した。
Example 38 Polymorphism Analysis (1) Analysis by T-RFLP After performing the PCR reaction as described above, the amplified product was subjected to column (MicroconPCR, Millipore Corporation, Bedfor
d, MA, USA). Purify the product with restriction enzyme H
ha1 (recognition site: GCG / C, / = cut site)
N (overnight) treatment. After completion of the treatment, only the cut fragments are applied to the column (Microcon and Micropure-EZ, Millipore Corporati
on, Bedford, MA, USA). Table 9 shows the size of the cDNA fragment of each strain after restriction enzyme treatment.

【0302】カラム精製を施したcDNA溶液につい
て、加熱変性処理を行った後、シーケンサー(ABI PRIS
MTH 310、PE Applied Biosystems)にてT−RFLP解
析を行った。そのピークパターンを図32に示した。各
ピークを濃度が既知である標準BODIPY FL修飾
断片を用いて定量した。各ピークのモル構成率を求めた
結果、すべてのモル構成率は、9.4〜10.8の範囲
に収まっており、各菌株のcDNA断片のPCR増幅効
率の極端な差異認められなかった(表9参照)。定量的
PCRで求めてた全cDNAのコピー数にモル構成率を
掛け、それぞれの菌株の初期のcDNAのコピー数を求
めた(表9参照)。定量により求めたコピー数/初期添
加コピーは0.89〜1.04(表8参照)であった。
よって、本方法によりそれぞれの菌株の初期のcDNA
コピー数を正確に定量できることが判明した。
The cDNA solution subjected to the column purification was heat-denatured, and then subjected to a sequencer (ABI PRIS
T-RFLP analysis was performed using MTH 310, PE Applied Biosystems). The peak pattern is shown in FIG. Each peak was quantified using a standard BODIPY FL modified fragment of known concentration. As a result of calculating the molar composition of each peak, all the molar compositions were within the range of 9.4 to 10.8, and no extreme difference in the PCR amplification efficiency of the cDNA fragment of each strain was observed ( See Table 9). The copy number of all cDNAs determined by quantitative PCR was multiplied by the molar composition ratio to determine the initial cDNA copy number of each strain (see Table 9). The copy number / initial added copy determined by quantification was 0.89 to 1.04 (see Table 8).
Therefore, the initial cDNA of each strain
It was found that the copy number could be accurately determined.

【0303】実施例39 蛍光発光プローブをプライマ
ーとして用いた(以下、蛍光発光プライマーという。)
リアルタイム定量的PCR法と本方法を適用した定量的
多型解析法の実施例 蛍光発光プライマーを用いたリアルタイム定量的PCR
法とこのリアルタイム定量的PCR法を利用した定量的
多型解析法の実施例について説明する。
Example 39 A fluorescent probe was used as a primer (hereinafter, referred to as a fluorescent primer).
Example of real-time quantitative PCR method and quantitative polymorphism analysis method applying this method Real-time quantitative PCR using fluorescent primers
An example of the method and a quantitative polymorphism analysis method using the real-time quantitative PCR method will be described.

【0304】1) 実験方法および条件 <人工複合微生物系(テンプレート)の調製>人工複合
微生物系を調製し、これをモデル系として定量的多型解
析法の有効性を証明した。実験のために、Tabel 9に示
した10種の微生物をDSMZより購入した。各々の菌
株を53培地を用いて別々に培養した。培養液から菌体
を集菌し、キット試薬ISOGEN(ニッポンジーン、
日本)によりTotal DNAをプロトコルに従い抽出した。
その後、Eu47F(CITAACACATGCAAGTCG, I=inosine)、Eu13
92R(TTGTACACACCGCCCGTCA)をプライマーとして、16sRNA
遺伝子を増幅対象としてPCR反応を行った。得られた
10種の16SrRNA遺伝子増幅産物をPicoGreenR dsDNA Q
uantitation Kit(Molecular Probes)にて定量した後、
滅菌蒸留水にて300,000 copies/mlとなるようそれぞれ
希釈した。これらを等量混合したものを、モデル人工複
合微生物系とした。このモデル人工複合微生物系には1
0種の微生物の16SrRNA遺伝子増幅産物がそれぞれ30,00
0 copies/mlの濃度で含まれており、トータルの16SrRNA
遺伝子増幅産物濃度は300,000 copies/mlとなる。
1) Experimental Method and Conditions <Preparation of Artificial Complex Microorganism System (Template)> An artificial complex microbial system was prepared, and the effectiveness of the quantitative polymorphism analysis method was proved using this as a model system. For the experiment, ten microorganisms shown in Tabel 9 were purchased from DSMZ. Each strain was separately cultured using 53 medium. The cells are collected from the culture solution, and the kit reagent ISOGEN (Nippon Gene,
Japan) and Total DNA was extracted according to the protocol.
Then Eu47F (CITAACACATGCAAGTCG, I = inosine), Eu13
92R (TTGTACACACCGCCCGTCA) as a primer, 16sRNA
A PCR reaction was performed using the gene as an amplification target. PicoGreen R dsDNA Q
After quantification with uantitation Kit (Molecular Probes),
Each was diluted to 300,000 copies / ml with sterile distilled water. A mixture of these in equal amounts was used as a model artificial complex microorganism system. In this model artificial complex microbial system, 1
The amplification products of 16 S rRNA gene of 0 microorganisms were 30,00 respectively.
Contained at a concentration of 0 copies / ml, total 16S rRNA
The gene amplification product concentration will be 300,000 copies / ml.

【0305】<本発明の蛍光発光プライマーを用いたリ
アルタイム定量的PCR実験方法>上記の人工複合微生
物系(16S rRNA遺伝子混合サンプル)を対象として、Te
xas red, Dabcyl2重修飾蛍光発光プライマーを用いた定
量的PCRを行った。共通プライマーとしてはEu47F-mo
di(CITAACACATGCAAGTCG, I=inosine)、Eu1392R(TTGTACA
CACCGCCCGTCA)を使用した。Eu47F-modiは、Eu47Fと塩基
配列は同様であるが、5’末端から9番目のTがTexas
red、9番目のTがDabcyl修飾されている。Texas redお
よびDabcylの修飾方法は、実施例7と同様であった。定
量的PCR装置としては、iCycler(バイオラッド(BIO
-RAD)社製)を用いた。最初のDenatureは95℃で60
秒間行い、PCRサイクルはDenature=95℃/60
秒、annealing=50℃/60秒,extention=72℃/
70秒の条件にて行った。PCR反応は、初期遺伝子構
成比が崩れないように(PCRバイアスがかからないよ
うに)指数関数的な増幅領域でストップさせた。Primer
濃度は、Eu47F、Eu1392R共に最終濃度で各0.1μMと
した。DNA polymeraseはTaKaRa TaqTM(宝酒造)を0.5
Units/20μlの濃度で使用した。Mgイオン濃度は2mM
とした。dNTPは最終濃度で各2.5mMとなるよう添
加した。AntiTaq body(クローンテック社製)を使用し
製造者の指導書に則り、Hot startを行った。検量線作
成のための標準サンプルとしては、E.coliの16s rDNA遺
伝子増幅産物を用いた。E.coliの16s rDNA遺伝子増幅産
物調調製は、前記人工複合微生物系と同様の方法で行っ
た。検量線作成後、人工複合微生物系の定量を行った。
人工複合微生物系の遺伝子量は、絶対量で300,000 copy
/20μl(20μl=全量)となるよう調整した。蛍光測定
は各サイクルのdenature後、annealing後に一回ずつ行
った。蛍光発光率は、蛍光消光率と同様、annealing後
(ハイブリダイゼーション時)の蛍光強度をdenature後
(解離時)の蛍光強度で補正することで求めた。
<Real-Time Quantitative PCR Experiment Using the Fluorescent Primers of the Present Invention> The above-mentioned artificial complex microorganism system (16S rRNA gene mixed sample) was
Quantitative PCR using xas red and Dabcyl doubly modified fluorescent emission primers was performed. Eu47F-mo as common primer
di (CITAACACATGCAAGTCG, I = inosine), Eu1392R (TTGTACA
CACCGCCCGTCA). Eu47F-modi has the same nucleotide sequence as Eu47F, but the ninth T from the 5 'end is Texas.
red, the ninth T is Dabcyl-modified. The modification method of Texas red and Dabcyl was the same as in Example 7. As a quantitative PCR device, iCycler (Bio-Rad (BIO
-RAD). Initial Denature is 60 at 95 ° C
Second, and the PCR cycle is Denature = 95 ° C./60
Seconds, annealing = 50 ° C / 60 seconds, extension = 72 ° C /
The test was performed under the condition of 70 seconds. The PCR reaction was stopped at an exponential amplification region so that the initial gene composition ratio did not collapse (so that no PCR bias was applied). Primer
The concentration was set to 0.1 μM for each of Eu47F and Eu1392R as the final concentration. DNA polymerase is TaKaRa TaqTM (Takara Shuzo) 0.5
Used at a concentration of Units / 20 μl. Mg ion concentration is 2mM
And dNTPs were added to a final concentration of 2.5 mM each. Hot start was performed using an AntiTaq body (manufactured by Clonetech) in accordance with the manufacturer's instructions. A 16s rDNA gene amplification product of E. coli was used as a standard sample for preparing a calibration curve. Preparation of the amplified product of 16 s rDNA gene of E. coli was performed in the same manner as in the artificial complex microorganism system. After preparing the calibration curve, the artificial complex microorganism system was quantified.
Genetic amount of artificial complex microbial system is 300,000 copies in absolute amount
/ 20 μl (20 μl = total amount). The fluorescence measurement was performed once after denaturation and after annealing in each cycle. The fluorescence emission rate was obtained by correcting the fluorescence intensity after annealing (at the time of hybridization) with the fluorescence intensity after denature (at the time of dissociation), similarly to the fluorescence quenching rate.

【0306】具体的な計算式は Fn= {( f hyb, n / f den, n )/( f hyb, n' / f den,
n')}X100 Fn=nサイクル時の蛍光発光率 f hyb, n= nサイクルにおけるannealing(ハイブリダイ
ズ)時の蛍光強度 f den, n = nサイクルにおけるdenature(解離)時の蛍
光強度 f hyb, n'= 増幅産物由来の蛍光発光が起こる前のサイ
クル(n’サイクル)におけるannealing(ハイブリダ
イズ)時の蛍光強度 f den, n'=増幅産物由来の蛍光発光が起こる前のサイク
ル(n’サイクル)におけるdenature(解離)時の蛍光
強度
A specific calculation formula is: Fn = ((f hyb, n / f den, n) / (f hyb, n '/ f den,
n ')} X100 Fluorescence luminescence rate at Fn = n cycle f hyb, Fluorescence intensity at annealing (hybridization) at n = n cycle f den, Fluorescence intensity at denature (dissociation) at n = n cycle f hyb, n ′ = fluorescence intensity during annealing (hybridization) in the cycle (n ′ cycle) before the fluorescence emission from the amplification product occurs f den, n ′ = cycle before the fluorescence emission from the amplification product occurs (n ′ cycle) ) Fluorescence intensity at the time of denature (dissociation)

【0307】<T-RFLPによる解析>リアルタイム定量的
PCR反応終了後、増幅産物の精製をカラム(Microcon
PCR,Millipore Corporation、Bedford、MA、USA)にて
行い、Hha1(認識部位:GCG/C, /=切断箇所)にてover
night reactionで制限酵素処理を行った。この制限酵
素断片を含む溶液を、加熱変性処理を行った後、シーケ
ンサー(ABI PRISMTH310, PE Applied Biosystems)にて
T−RFLP解析を行った。その後、各制限酵素断片を
同鎖長の蛍光発光プローブを標準物質として定量した
後、各ピークのモル構成率を求めた。
<Analysis by T-RFLP> After the real-time quantitative PCR reaction was completed, the amplification product was purified by a column (Microcon
PCR, Millipore Corporation, Bedford, MA, USA) and over with Hha1 (recognition site: GCG / C, / = cut site)
Restriction enzyme treatment was performed at night reaction. After heat denaturation of the solution containing the restriction enzyme fragment, T-RFLP analysis was performed using a sequencer (ABI PRISMTH310, PE Applied Biosystems). Thereafter, each restriction enzyme fragment was quantified using a fluorescent probe having the same chain length as a standard substance, and the molar composition ratio of each peak was determined.

【0308】2) 結果 <蛍光発光プライマーを用いたリアルタイム定量的PC
R結果>図33及び34に結果を示す。図33から分か
るように、蛍光発光プライマーを用いて増幅産物のモニ
タリングが可能であることが示された。また、スレッシ
ュホールド(thresh hold)値(log Fn(蛍光発光率)
=1.6)に達すのに必要であったサイクル数と初期に
(innitial)添加したDNAコピー数との関係を図34
に示した。この図から分かるようにサイクル数と初期添
加のコピー数とは直線関係にあることが分かる。従っ
て、この図からスレッシュホールド値に達したサイクル
数より、初期の標的遺伝子の定量が正確に行えることが
示唆された。人工複合微生物系では、対数的増幅が見ら
れるサイクル数(23サイクル)でPCR反応を停止さ
せた(図33参照)。図34として示した検量線より、
人工複合微生物系の16S rRNAコピー数は、約296,000 co
piesと定量された。初期添加量は300,000 copiesであっ
たことから、本法の良好な定量性が確認された。
2) Results <Real-time quantitative PC using fluorescent primers
R results> The results are shown in FIGS. As can be seen from FIG. 33, it was shown that the amplification product could be monitored using the fluorescent primer. In addition, threshold (thresh hold) value (log Fn (fluorescence rate)
= 1.6) and the number of cycles of the DNA added initially (FIG. 34).
It was shown to. As can be seen from this figure, the cycle number and the copy number of the initial addition have a linear relationship. Therefore, this figure suggests that the initial target gene can be accurately quantified from the number of cycles reaching the threshold value. In the artificial complex microorganism system, the PCR reaction was stopped at the number of cycles (23 cycles) at which logarithmic amplification was observed (see FIG. 33). From the calibration curve shown in FIG. 34,
The 16S rRNA copy number of the artificial complex microbial system is about 296,000 co
quantified as pies. The initial addition amount was 300,000 copies, confirming good quantitative properties of this method.

【0309】<T-RFLPによる解析結果>リアルタイム定
量的PCRの増幅産物をT-RFLP方法で解析し、それぞれ
の菌株の16SrRNA遺伝子の制限酵素断片をそれぞ
れ定量した結果、全てのピークのモル構成率は、9.5
〜10.6の範囲内であり、16S rRNA遺伝子種によるP
CR増幅効率の差異は認められなかった(表 10参
照)。定量的PCRで求めた16s rRNA遺伝子のトータル
コピー数にモル構成率をかけ、それぞれの構成微生物の
初期16s rRNA遺伝子のコピー数を求めた(表10 参
照)。各菌株の16SrRNA遺伝子に関して、定量よ
り求めたコピー数/初期添加コピー数は0.94〜1.
05(表10 参照)であることより、本法の人口複合微
生物系の混合遺伝子の初期コピー数の定量(標的核酸の
定量)は精度がよいことが証明された。
<Analysis results by T-RFLP> The amplification products of real-time quantitative PCR were analyzed by the T-RFLP method, and the restriction enzyme fragments of the 16S rRNA gene of each strain were quantified. Is 9.5
P10.6, and P by 16S rRNA genotype
No difference in CR amplification efficiency was observed (see Table 10). The molar copy ratio was multiplied by the total copy number of the 16s rRNA gene determined by quantitative PCR to determine the copy number of the initial 16s rRNA gene of each of the constituent microorganisms (see Table 10). Regarding the 16S rRNA gene of each strain, the copy number / initial added copy number determined by quantification was 0.94 to 1.
05 (see Table 10), it was proved that the quantification of the initial copy number (quantification of the target nucleic acid) of the mixed gene of the artificial complex microbial system of the present method was accurate.

【0310】 [0310]

【0311】実施例40 蛍光発光プローブを用いたリ
アルタイム定量的PCR法の実験例 従来技術のプライマーと本発明の蛍光発光プローブを用
いて定量的PCR法を行い、当該プローブで増幅産物を
リアルタイムモニタリングすることを基本原理とするリ
アルタイム定量的PCR法の実施例について説明する。
Example 40 Experimental Example of Real-Time Quantitative PCR Using Fluorescent Probes Quantitative PCR is performed using primers of the prior art and the fluorescent probe of the present invention, and amplification products are monitored in real time by the probes. An example of the real-time quantitative PCR method based on this principle will be described.

【0312】1) 実験方法および条件 <テンプレートDNAの調整>Paracoccus denitrifica
ns DSM 413のゲノムDNAをDNeasyTM Tissue Kit(QIA
GEN GmbH社,Hilden,Germany)を用いて抽出後、E10F(AG
AGTTTGATCCTGGCTCAG:蛍光修飾なし)、E1400R(GGTTACC
TTGTTACGACTT)のプライマーセットを用い、通常のPC
Rにて、16S rRNA遺伝子を増幅した。PCR増幅産物を
Pico GreendsDNA Quantitation Kit (Molecular Probes
Inc.)を用いてそれぞれ定量した後、16S rRNA遺伝子を
6ng/μl含む溶液を調整した。
1) Experimental method and conditions <Preparation of template DNA> Paracoccus denitrifica
ns DSM 413 genomic DNA using the DNeasy Tissue Kit (QIA
After extraction using GEN GmbH, Hilden, Germany, E10F (AG
AGTTTGATCCTGGCTCAG: without fluorescence modification), E1400R (GGTTACC
TTGTTACGACTT) primer set and normal PC
At R, the 16S rRNA gene was amplified. PCR amplification products
Pico GreendsDNA Quantitation Kit (Molecular Probes
Inc.), and then quantified the 16S rRNA gene.
A solution containing 6 ng / μl was prepared.

【0313】<その他の条件>蛍光発光プローブの塩基
配列は、5'CTAATCCTTT-(Texas red) GGCGAT-(Dabcyl)AA
ATC3'であり、5‘末端からの9番目のTをTexas red修
飾、5‘末端からの15番目をTをDABCYL修飾したもの
を使用した。その修飾方法は実施例7と同様である。ま
た、当該プローブの3’末端は、3’末端からの伸長を
阻害されるようにリン酸化された。Forward, Reverseプ
ライマーは通常のPCRで使用したものと同じものを用
いた(E10F, E1400R)(即ち、蛍光色素で修飾されていな
いプライマー)。リアルタイムPCR装置はiCycler
(バイオラッド)を用いた。
<Other conditions> The base sequence of the fluorescent probe was 5'CTAATCCTTT- (Texas red) GGCGAT- (Dabcyl) AA
ATC 3 ', which was obtained by modifying the 9th T from the 5' end with Texas red and modifying the 15th T from the 5 'end with DABCYL. The modification method is the same as in Example 7. In addition, the 3 ′ end of the probe was phosphorylated so as to inhibit extension from the 3 ′ end. The same forward and reverse primers as those used in ordinary PCR were used (E10F, E1400R) (that is, primers not modified with a fluorescent dye). Real-time PCR device is iCycler
(Bio-Rad) was used.

【0314】PCR条件は、通常のPCR、リアルタイ
ム定量的PCR法ともに、それぞれ1st denatureは95
℃,120sec、denatureは95℃, 60sec、annealは56℃, 6
0sec、extensionは72℃, 70secの条件である。Mgイオ
ン濃度は2mMとした。dNTPは最終濃度で各2.5mMとな
るよう添加された。TaqポリメラーゼとしてGene Taq
(日本ジーン)を用いた。プライマーは、通常のPCR
方法、リアルタイム定量的PCR法ともに、最終濃度で
100nM添加した。本DNA溶液は、標準テンプレート
溶液として用い、0.6pg 〜6ng/reactionとなるよう添加
した。テンプレートとして、上記の方法で調整したPara
coccus denitrificans DSM 413由来の16SrRNA遺伝子増
幅産物を用い、0.6pg〜6ng/reactionとなるよう反応系
に添加した。蛍光発光プライマーは50nM添加した。蛍
光測定は各サイクルのdenature後、annealing後に一回
ずつ行った。蛍光発光率は、実施例39と同様の方法で
求めた。
[0314] As for the PCR conditions, the first denature was 95% for both ordinary PCR and real-time quantitative PCR.
℃, 120sec, denature is 95 ℃, 60sec, anneal is 56 ℃, 6
0 sec and extension are the conditions of 72 ° C and 70 sec. The Mg ion concentration was 2 mM. dNTPs were added to a final concentration of 2.5 mM each. Gene Taq as Taq polymerase
(Nippon Gene) was used. Primers are used for normal PCR
Both the method and the real-time quantitative PCR method were added at a final concentration of 100 nM. This DNA solution was used as a standard template solution, and was added at a concentration of 0.6 pg to 6 ng / reaction. As a template, Para adjusted by the above method
A 16SrRNA gene amplification product derived from coccus denitrificans DSM413 was used and added to the reaction system at 0.6 pg to 6 ng / reaction. The fluorescent primer was added at 50 nM. The fluorescence measurement was performed once after denaturation and after annealing in each cycle. The fluorescence emission rate was determined in the same manner as in Example 39.

【0315】2) 結果 蛍光発光プローブによる増幅産物のリアルタイムモニタ
リングした結果を図35に示した。この図から、蛍光発
光プローブを用いて増幅産物をモニタリングすることが
可能であることが分かった。また、スレッシュホールド
値(log Fn(蛍光発光率)=1.8)に達すのに必要で
あったサイクル数と初期添加DNA量との関係を図35に
示した。この図から分かるようにサイクル数と初期添加
のコピー数とは直線関係にあることが分かった。尚、こ
の時の、相関係数はR2=0.9993であった。従って、この
図からスレッシュホールド値に達したサイクル数より、
標的遺伝子の初期コピーの定量が正確に行えることが分
かった。以上の結果より、蛍光発光プローブを用いたリ
アルタイム定量的PCR法により初期標的核酸濃度(増
幅前に存在した標的核酸量)の測定が可能であることが
証明された。
2) Results FIG. 35 shows the results of real-time monitoring of amplification products by the fluorescent probe. From this figure, it was found that it was possible to monitor the amplification product using a fluorescent probe. FIG. 35 shows the relationship between the number of cycles required to reach the threshold value (log Fn (fluorescence rate) = 1.8) and the initial amount of added DNA. As can be seen from this figure, it was found that the cycle number and the copy number of the initial addition had a linear relationship. The correlation coefficient at this time was R2 = 0.9993. Therefore, from this figure, from the number of cycles that reached the threshold value,
It was found that the quantification of the initial copy of the target gene could be performed accurately. From the above results, it was proved that the initial target nucleic acid concentration (the amount of the target nucleic acid existing before amplification) can be measured by the real-time quantitative PCR method using a fluorescent probe.

【0316】実施例41 蛍光発光プローブあるいは蛍
光消光プローブを用いた1塩基多型の検出 蛍光発光プローブあるいは蛍光消光プローブを用いて、
解離曲線より一塩基多型を検出する方法について、具体
的実施例をあげて説明する。
Example 41 Detection of Single Nucleotide Polymorphism Using a Fluorescent Probe or a Quenching Probe Using a fluorescent probe or a quenching probe,
A method for detecting a single nucleotide polymorphism from a dissociation curve will be described with reference to specific examples.

【0317】1) 実験方法 蛍光発光プローブは、実施例40で使用したものと同じ
蛍光発光プローブを用いた。蛍光消光プローブは、蛍光
発光プローブと同様の塩基配列で、5’末端がBODIPY F
Lで修飾されたものを用いた。{(BODIPY FL)-5' CTAATCC
TTTGGCGATAAATC3'}。修飾方法は実施例8と同様であ
る。ターゲットは上記蛍光発光プローブおよび、蛍光消
光プローブと100%相補的な塩基配列((5') GATTTATCGCCA
AAGGATTAG(3'))と、相補的な塩基配列であるが、5’末
端から10番目のCがTに置換された一塩基多型を含む
塩基配列((5') GATTTATCGTCAAAGGATTAG (3'))を用い
た。プローブは最終濃度100nM添加した。合成ターゲ
ットDNAは最終濃度400nM添加した。ハイブリダイ
ゼーション溶液の組成は実施例12で使用したものと同
様である。合成ターゲットDNAは、用意した2種類の
ターゲットの内、どちらか一方を使用した。実験は、予
め上記の条件で調整した溶液を蛍光測定用チューブに添
加し、これを0.1℃/secで30℃から80℃まで昇温
させ、その間蛍光測定を連続的に行った。
1) Experimental method As the fluorescent probe, the same fluorescent probe as that used in Example 40 was used. The fluorescent quenching probe has the same nucleotide sequence as the fluorescent luminescent probe, and has a BODIPY F
Those modified with L were used. {(BODIPY FL) -5 'CTAATCC
TTTGGCGATAAATC3 '}. The modification method is the same as in Example 8. The target is a base sequence ((5 ′) GATTTATCGCCA) that is 100% complementary to the above fluorescent probe and the fluorescent quenching probe.
AAGGATTAG (3 ')) and a complementary nucleotide sequence, but a nucleotide sequence containing a single nucleotide polymorphism in which the 10th C from the 5' end has been substituted with T ((5 ') GATTTATCGTCAAAGGATTAG (3')) Was used. The probe was added at a final concentration of 100 nM. Synthetic target DNA was added at a final concentration of 400 nM. The composition of the hybridization solution was the same as that used in Example 12. As the synthetic target DNA, either one of the two types of prepared targets was used. In the experiment, a solution prepared in advance under the above-mentioned conditions was added to a tube for fluorescence measurement, and the temperature was raised from 30 ° C. to 80 ° C. at 0.1 ° C./sec.

【0318】この蛍光測定結果から、プローブとターゲ
ットとの解離曲線を作成し、その解離曲線の違いから一
塩基多型を含む配列を判別可能か評価した。実験装置と
して、iCycler(バイオラッド社)を用いた。蛍光フィ
ルターは、蛍光発光プローブの蛍光検出にはバイオラッ
ド社の提供しているTexas red 用の蛍光フィルターを、
蛍光消光プローブの蛍光検出には同じくバイオラッド社
の提供しているFITC用の蛍光フィルターを用いた。
From the results of the fluorescence measurement, a dissociation curve between the probe and the target was prepared, and it was evaluated whether a sequence containing a single nucleotide polymorphism could be identified from the difference in the dissociation curves. As an experimental device, iCycler (Bio-Rad) was used. For the fluorescence filter, the fluorescence filter for Texas red provided by Bio-Rad is used for the fluorescence detection of the fluorescent probe.
For fluorescence detection of the fluorescence quenching probe, a fluorescence filter for FITC, also provided by Bio-Rad Inc., was used.

【0319】2) 結果 結果を図36として示す。この図から、1塩基多型を含
むターゲットとの解離曲線のTm値は、蛍光発光プロー
ブ、蛍光消光プローブ共に100%相補的ターゲットと
の解離曲線のTm値より約10℃低いことが分かった。
これは、1塩基分の水素結合の有無がTmの差となって
現れたことを示した。以上のことから、蛍光発光プロー
ブあるいは蛍光消光プローブを用いることにより、1塩
基多型を簡便に区別できることが証明された。
2) Results The results are shown in FIG. From this figure, it was found that the Tm value of the dissociation curve with the target containing the single nucleotide polymorphism was about 10 ° C. lower than the Tm value of the dissociation curve with the 100% complementary target for both the fluorescent probe and the fluorescence quenching probe.
This indicated that the presence or absence of hydrogen bonding for one base appeared as a difference in Tm. From the above, it has been proved that single nucleotide polymorphism can be easily distinguished by using a fluorescence emitting probe or a fluorescence quenching probe.

【0320】実施例42 蛍光発光プローブを用いたD
NAチップ 蛍光発光プローブを用いたDNAチップについて、具体
的に実施例をあげて説明する。
Example 42 D using a fluorescent probe
NA Chip A DNA chip using a fluorescent probe will be specifically described with reference to Examples.

【0321】1) 実験方法 表11に示した塩基配列の蛍光発光プローブを調製した。
これらは、全てヒトのCYP21遺伝子の部分塩基配列であ
り、プローブ塩基配列中にSNPs部位を含んでいる。
プローブ名称は、the Whitehead Institute(http://wal
do.wi.mit.edu/cvar_snps/)のSNPsのID番号をそ
のまま利用した。合成法は以下の2点を除き、実施例
7.と同様である。(1)5’末端に、5'-Amino-Modif
ier C12(Glen Research社製)を用いてアミノリンカー
を導入した。(2)Texas redは、プローブ配列によっ
てAmino-Modifier C6 dTだけでなく、Amino-Modifier C
6 dC(グレンリサーチ社製)も用いて修飾した。プロー
ブ配列およびTexas redとDabcylのプローブ内の修飾位
置はTable 10に示した通りである。標的核酸はTable 12
に示したものを使用した。
1) Experimental method A fluorescent probe having the nucleotide sequence shown in Table 11 was prepared.
These are all partial nucleotide sequences of the human CYP21 gene, and include a SNPs site in the probe nucleotide sequence.
The probe name is the Whitehead Institute (http: // wal
The ID number of SNPs of do.wi.mit.edu/cvar_snps/) was used as it is. The synthesis method was the same as in Example 7 except for the following two points. Is the same as (1) At the 5 'end, 5'-Amino-Modif
Amino linker was introduced using ier C12 (Glen Research). (2) Texas red not only has Amino-Modifier C6 dT but also Amino-Modifier C
Modification was also performed using 6 dC (Glen Research). The probe sequences and the modification positions in Texas red and Dabcyl probes are as shown in Table 10. Table 12
The ones shown in Table 1 were used.

【0322】 [0322]

【0323】 [0323]

【0324】<DNAチップの調製>スポティングは、
各プローブ溶液につき、1スポットずつ行った。これ以
外のDNAチップの調製法は、前記の蛍光消光プローブ
を用いたDNAチップの調製方法と同様である。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Texas redは蛍光が消光
しているが、ハイブリダイズしているときは蛍光の発光
が、ハイブリダイズしないときのものよりも著しく増加
する。
<Preparation of DNA chip>
One spot was performed for each probe solution. The other method of preparing a DNA chip is the same as the method of preparing a DNA chip using the above-described fluorescence quenching probe. The probe of the present invention immobilized on a slide glass, when red does not hybridize to the target nucleic acid, the fluorescence of Texas red is quenched, but when hybridized, the emission of fluorescence is not hybridized. Increase significantly.

【0325】<SNPsの検出測定方法>各々100μ
M濃度で含む5種類の100%matchターゲット混合溶液{5
0mMのTE緩衝液(pH:7.2)使用}を、上記のごとくに調
製したDNAチップの上にのせた。各々100μM濃度
で含む5種類の1 mismatchターゲット混合溶液も同様に
調製し、100% matchターゲット混合溶液をのせたものと
は別のDNAチップの上にのせた。これらをカバーグラ
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。従って、本試験では計2枚の
DNAチップを調製した。これらのチップについてそれ
ぞれ、温度を変化させながら連続的に蛍光観察を行い、
ターゲットとの解離曲線を作成した。
<Detection and measurement method of SNPs>
5 kinds of 100% match target mixed solution containing M concentration {5
Using 0 mM TE buffer (pH: 7.2) was placed on the DNA chip prepared as described above. Five kinds of 1 mismatch target mixed solutions each containing 100 μM concentration were prepared in the same manner and mounted on a DNA chip different from the one on which the 100% match target mixed solution was mounted. These were covered with a cover glass, and the cover glass was sealed with nail polish so that the target nucleic acid did not leak. Therefore, in this test, a total of two DNA chips were prepared. For each of these chips, perform fluorescence observation continuously while changing the temperature,
A dissociation curve with the target was created.

【0326】<測定装置>検出測定のための装置類は前
記図13に示したものと同様である。
<Measurement Apparatus> The equipment for detection and measurement is the same as that shown in FIG.

【0327】2)実験結果 実験結果を図37に示した。図から、温度が低くなるに
従い、全てのプローブで蛍光強度が上昇していることが
分かる。これは、各蛍光発光プローブが対応するターゲ
ット塩基配列とハイブリダイズしたことを示している。
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
る事が示された。また、標的核酸と100%マッチする
プローブと一塩基ミスマッチするプローブとのTm値の
差は、本検討の場合10℃前後であるので、解離曲線か
ら両者を容易に識別することができた。即ち本発明のD
NAチップを使用することにより複数種のSNPsの解析が
同時に実施できることを本実験は示した。
2) Experimental Results The experimental results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the fluorescence intensities of all the probes increase as the temperature decreases. This indicates that each fluorescent probe hybridized with the corresponding target base sequence.
Therefore, it was shown that 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 that matched 100% with the target nucleic acid and the probe that mismatched by one base was around 10 ° C. in the present study, both could be easily identified from the dissociation curve. That is, D of the present invention
This experiment showed that multiple types of SNPs can be analyzed simultaneously by using an NA chip.

【0328】実施例43 蛍光発光プローブ、蛍光消光
プローブを固定化したDNAチップ上での遺伝子増幅と
増幅産物のリアルタイム検出 蛍光発光プローブ、蛍光消光プローブを固定化したDN
Aチップ上に於いて遺伝子増幅を行うと共に増幅産物を
リアルタイムモニタリングする手法について、具体的実
施例を挙げて説明する。また、増幅された遺伝子と蛍光
発光プローブと蛍光消光プローブとの解離曲線から、S
NPsの検出を行った。
Example 43 Gene amplification on a DNA chip on which a fluorescent probe and a fluorescent quenching probe were immobilized and real-time detection of the amplified product DN with a fluorescent probe and a fluorescent quenching probe
A method for performing gene amplification and real-time monitoring of an amplification product on the A chip will be described with reference to specific examples. Further, from the dissociation curve of the amplified gene, the fluorescent probe and the fluorescent quenching probe, S
NPs were detected.

【0329】1)実験方法 (1)蛍光発光プローブ 蛍光発光プローブおよび蛍光消光プローブを、表13に示
した。これらは、実施例42で使用したものと同じ塩基
配列である。蛍光発光プローブは、3’末端がリン酸化
された状態で用いた。それらの合成法は、実施例42と
同様である。プローブ配列およびTexas redとDabcylの
プローブ内の修飾位置はTable 10に示した通りである。
1) Experimental method (1) Fluorescent emission probe The fluorescent emission probe and the fluorescence quenching probe are shown in Table 13. These are the same base sequences as those used in Example 42. The fluorescent probe was used with its 3 ′ end phosphorylated. The method for synthesizing them is the same as in Example 42. The probe sequences and the modification positions in Texas red and Dabcyl probes are as shown in Table 10.

【0330】(2)蛍光消光プローブ 蛍光消光プローブの塩基配列は、蛍光発光プローブの塩
基配列と同一である。蛍光消光プローブの5’末端に
は、5'-Amino-Modifier C12(グレンリサーチ社製)を
用いてMMTアミノリンカーを導入した。また、3’末
端塩基はAmino-Modifier C6 dC(グレンリサーチ社製)
を用いて、TFAアミノリンカーを導入した。保護基で
あるTFAを脱保護した後、オリゴヌクレオチドをアミ
ノリンカーを介してBODIPY FL(Molecular probes)修飾
した。また、蛍光消光プローブは3’末端がリン酸化さ
れた状態である。標的核酸は表12に示したものを使用し
た。その他の詳細な精製法や修飾法は、実施例8と同様
であった。
(2) Fluorescence Quenching Probe The base sequence of the fluorescence quenching probe is the same as the base sequence of the fluorescent probe. An MMT amino linker was introduced into the 5 'end of the fluorescence quenching probe using 5'-Amino-Modifier C12 (manufactured by Glen Research). The 3 'terminal base is Amino-Modifier C6 dC (Glen Research)
Was used to introduce a TFA amino linker. After deprotection of the protecting group TFA, the oligonucleotide was modified with BODIPY FL (Molecular probes) via an amino linker. The fluorescence quenching probe is in a state where the 3 'end is phosphorylated. The target nucleic acids shown in Table 12 were used. Other detailed purification methods and modification methods were the same as those in Example 8.

【0331】(3)プライマー フォワードプライマーとして5’CTTGGGGGGGCATATCTG
3’である配列を用い、リバースプライマーとして5’A
CATCCGGCTTTGACTCTCTCT 3'を用いた。このプライマーセ
ットは、ヒトのCYP21遺伝子の一部(2509bp)を増幅す
る事が可能である。蛍光発光プローブと蛍光消光プロー
ブは、SNPsを含まない対応する増幅産物に対し100%
相補的な配列を有するものである。よって、対応する増
幅産物が増えるに従い、表13に示した蛍光発光プローブ
および蛍光消光プローブの蛍光強度の変化量は増大する
事が予想された。
(3) Primer 5'CTTGGGGGGGCATATCTG as forward primer
Using a sequence that is 3 ', 5'A
CATCCGGCTTTGACTCTCTCT 3 'was used. This primer set can amplify a part (2509 bp) of the human CYP21 gene. Fluorescent and quenching probes are 100% of the corresponding amplification products without SNPs
It has a complementary sequence. Therefore, it was expected that the amount of change in the fluorescence intensity of the fluorescent emission probe and the fluorescence quenching probe shown in Table 13 would increase as the number of corresponding amplification products increased.

【0332】<DNAチップの調製>スライドグラスに
は、各プローブ溶液につき、1スポットずつスポッテン
グした。これ以外のDNAチップの調製法は、消光プロ
ーブを用いたDNAチップの調整法と同様である。
<Preparation of DNA Chip> One spot of each probe solution was spotted on a slide glass. Other methods for preparing the DNA chip are the same as those for preparing the DNA chip using the quenching probe.

【0333】スライドグラス上に蛍光発光プローブが固
定化された場合、プローブが標的核酸にハイブリダイズ
しないときTexas redの蛍光が消光しているが、ハイブ
リダイズしているときは蛍光の発光が、ハイブリダイズ
しないときのものよりも著しく増加する。これとは逆
に、スライドグラス上に蛍光消光プローブが固定化され
た場合、標的核酸にハイブリダイズしないときBODIPY F
Lは蛍光を発光しているが、ハイブリダイズしていると
きは、ハイブリダイズしないときの蛍光の発光よりも著
しく蛍光が消光する。
When a fluorescent probe is immobilized on a slide glass, the Texas red fluorescence is quenched when the probe does not hybridize to the target nucleic acid, but when the probe hybridizes, the fluorescence emission is reduced. It is significantly higher than that without soybean. Conversely, when the fluorescence quenching probe is immobilized on the slide glass, BODIPY F
L emits fluorescence, but when it is hybridized, the fluorescence is more quenched than when it is not hybridized.

【0334】<リアルタイムモニタリングPCRの方法
>実施例29で用いたヒトゲノムをテンプレートとし
て、前述のプライマーを用いDNAチップ上でPCRを
行い、PCR増幅産物を固定化された蛍光発光プローブ
または蛍光消光プローブにて検出した。実験は、前記図
13に示した装置を用いて行われた。蛍光発光プローブ
と蛍光消光プローブが固定化されたDNAチップ上に、
プライマー,テンプレート,Taq polymerase, dNTP,MgC
l2などを含む溶液をのせた。この溶液が漏れないように
カバーグラスで覆い、マニキュアにてカバーグラスをシ
ールした。このチップを温度制御プログラムを組み込ん
だ透明加熱板にのせ、チップ上でPCR反応を行わせ
た。増幅された産物は、固定化された蛍光発光プローブ
と蛍光消光プローブの蛍光変化量を図13に示した顕微
鏡にて追うことで、リアルタイムで検出された。
<Method of Real-Time Monitoring PCR> PCR was performed on a DNA chip using the above-mentioned primers with the human genome used in Example 29 as a template, and the PCR amplification product was immobilized on a fixed fluorescent probe or fluorescent quenching probe. Detected. The experiment was performed using the apparatus shown in FIG. On a DNA chip on which a fluorescent probe and a fluorescent quenching probe are immobilized,
Primer, template, Taq polymerase, dNTP, MgC
It was placed a solution, including l 2. The solution was covered with a cover glass so as not to leak, and the cover glass was sealed with nail polish. The chip was placed on a transparent heating plate incorporating a temperature control program, and a PCR reaction was performed on the chip. The amplified product was detected in real time by following the change in fluorescence between the immobilized fluorescent probe and the fluorescent quenching probe with the microscope shown in FIG.

【0335】最初のDenatureは95℃で120秒間行
い、PCRサイクルはDenature=95℃/60秒,anne
aling=60℃/60秒,extention=72℃/120秒
にて行った。Primer濃度は、フォワード、リバース共に
最終濃度で各0.5μMとした。テンプレートは、1.5n
g/μlの最終濃度で添加した。DNApolymeraseとしてGene
TaqTM(日本ジーン)を0.5 Units/20μlの濃度で使用し
た。Mgイオン濃度は2mMとした。dNTPは最終濃度で各
2.5mMとなるよう添加した。
The first Denature is performed at 95 ° C. for 120 seconds, and the PCR cycle is Denature = 95 ° C./60 seconds, anneal
The test was performed at aling = 60 ° C./60 seconds and extension = 72 ° C./120 seconds. The Primer concentration was 0.5 μM for both forward and reverse in the final concentration. The template is 1.5n
Added at a final concentration of g / μl. Gene as DNA polymerase
Taq ™ (Nippon Gene) was used at a concentration of 0.5 Units / 20 μl. The Mg ion concentration was 2 mM. dNTP was added to a final concentration of 2.5 mM each.

【0336】<解離曲線の作成>固定化された蛍光発光
プローブおよび蛍光消光プローブとPCR増幅産物との
解離曲線を、実施例42と同様の方法で作成し、SNPsの
検出を行った。
<Preparation of Dissociation Curve> A dissociation curve between the immobilized fluorescent probe and the fluorescence quenching probe and the PCR amplification product was prepared in the same manner as in Example 42, and SNPs were detected.

【0337】2) 結果 実験結果を図38に示した。図からサイクル数の増加に
伴い、全てのプローブで蛍光変化量が上昇していること
が分かる。従って、本発明の方法により、遺伝子増幅と
その増幅産物のリアルタイム検出が同時に行えることが
示された。増幅産物と各プローブとの解離曲線を作成し
た結果を図39に示す。図から温度が低くなるに従い、全
てのプローブで著しい蛍光変化が見られた。これは、蛍
光発光プローブおよび蛍光消光プローブがターゲット塩
基配列とハイブリダイズしたことを示した。このよう
に、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事が分った。また、増幅
産物とWIAF-10600の蛍光発光プローブおよび蛍光消光プ
ローブとの解離曲線は、実施例42で得られたミスマッ
チを含まない人工合成ターゲットとWIAF-10600プローブ
との解離曲線とほぼ一致しており、今回テンプレートと
して使用したヒトゲノムは、WIAF-10600のプローブ配列
と100%相補的であることが示された。また、増幅産
物とWIAF−10578の蛍光発光プローブおよび蛍
光消光プローブとの解離曲線は、実施例42で得られた
ミスマッチを含む人工合成ターゲットとWIAF-10578プロ
ーブとの解離曲線とほぼ一致しているので、今回使用し
たヒトゲノムは、WIAF-10578のプローブ配列に対しミス
マッチを含むことが示された。この様に、本発明のDN
Aチップを使用することにより、遺伝子増幅を行った後
に増幅された産物における複数種のSNPsの解析を同
時に実施できることが分かった。
2) Results The experimental results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the amount of change in the fluorescence of all the probes increases as the number of cycles increases. Therefore, it was shown that the method of the present invention can simultaneously perform gene amplification and real-time detection of the amplified product. FIG. 39 shows the result of preparing a dissociation curve between the amplification product and each probe. As can be seen from the figure, as the temperature decreased, significant changes in fluorescence were observed for all the probes. This indicated that the fluorescence emitting probe and the fluorescence quenching probe hybridized with the target base sequence. Thus, it was found that the dissociation curve between the probe of the present invention and the target nucleic acid can be easily monitored. The dissociation curve between the amplification product and the fluorescence emission probe and fluorescence quenching probe of WIAF-10600 almost coincides with the dissociation curve between the artificially synthesized target containing no mismatch obtained in Example 42 and the WIAF-10600 probe. Thus, the human genome used as a template was shown to be 100% complementary to the probe sequence of WIAF-10600. The dissociation curve between the amplification product and the WIAF-10578 fluorescence emission probe and fluorescence quenching probe almost coincides with the dissociation curve between the artificially synthesized target containing the mismatch obtained in Example 42 and the WIAF-10578 probe. Therefore, it was shown that the human genome used this time contained a mismatch with the probe sequence of WIAF-10578. Thus, the DN of the present invention
It was found that the use of the A-chip enables simultaneous analysis of a plurality of types of SNPs in the amplified product after gene amplification.

【0338】 [0338]

【0339】[0339]

【発明の効果】本発明は次のような効果を有する。 1)第1発明(蛍光発光プローブ):本発明のプローブ
はステムループを形成することのない一本鎖のデオキシ
リボオリゴヌクレオチドに蛍光色素とクエンチャー物質
を単に結合させてなるものであるので、標的核酸にハイ
ブリダイズするプローブの塩基配列の設計は、繁雑でな
く容易である。また、標的核酸にハイブリダイズする前
は、蛍光色素の発光がクエンチャー物質によって抑制さ
れているので、測定のバックグランドが極めて低い。そ
れで、標的核酸の測定が正確である。しかも、簡便で、
短時間に測定できる。
The present invention has the following effects. 1) First invention (fluorescence emitting probe): The probe of the present invention is obtained by simply binding a fluorescent dye and a quencher substance to a single-stranded deoxyribooligonucleotide that does not form a stem loop. Designing the nucleotide sequence of a probe that hybridizes to a nucleic acid is not complicated and easy. In addition, before hybridization to the target nucleic acid, the background of the measurement is extremely low because the emission of the fluorescent dye is suppressed by the quencher substance. Thus, the measurement of the target nucleic acid is accurate. Moreover, it is simple,
Can be measured in a short time.

【0340】2)第2発明(蛍光消光プローブ): (1)本発明のプローブは、一本鎖のデオキシリボオリ
ゴヌクレオチドに特定の蛍光色素を単に結合させてなる
ものであるが、当該プローブが非ハイブリダイゼーショ
ン系からハイブリダイゼーション系に反応系が移行した
とき蛍光強度が減少するように設計されている。それで
当該プローブの設計は繁雑でなく容易である。結果とし
て、標的核酸の測定が正確、かつ簡便でる。 (2)特に化学的修飾オリゴヌクレオチドなどからなる
本発明の蛍光消光プローブ、またキメリックオリゴヌク
レオチドなどからなる本発明の蛍光消光プローブは、複
雑な構造を有するRNA、特にtRNAなどの核酸を測
定するために開発されたものである。本発明によりこれ
らの核酸を容易簡便かつ正確に測定できるようになっ
た。
2) Second Invention (Fluorescence Quenching Probe): (1) The probe of the present invention is obtained by simply binding a specific fluorescent dye to a single-stranded deoxyribooligonucleotide. The fluorescence intensity is designed to decrease when the reaction system shifts from the hybridization system to the hybridization system. So the design of the probe is not complicated and easy. As a result, the measurement of the target nucleic acid is accurate and simple. (2) The fluorescent quenching probe of the present invention particularly composed of a chemically modified oligonucleotide or the like, or the fluorescent quenching probe of the present invention composed of a chimeric oligonucleotide or the like measures RNA having a complicated structure, particularly nucleic acid such as tRNA. It was developed for. According to the present invention, these nucleic acids can be easily, simply and accurately measured.

【0341】3)第三発明(上記の本発明の蛍光発光プ
ローブ、蛍光消光プローブの利用に関する発明): (1)本発明の蛍光発光プローブ若しくは蛍光消光プロ
ーブを使用すると、それら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、当該プローブを結
合してなるDNAチップなどの核酸チップ若しくは核酸
デバイスが、簡便、容易に製造できる。 (2)本発明の前記プローブ、測定キット、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、 (3)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。 (4)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が、簡便かつ正確
になる。
3) Third Invention (Invention Regarding Use of the Fluorescent Probe or Fluorescence Quenching Probe of the Present Invention) (1) When the fluorescent luminescent probe or fluorescent quenching probe of the present invention is used, it is contained or attached. In addition, a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, and a nucleic acid chip or a nucleic acid device such as a DNA chip to which the probe is bound can be simply and easily manufactured. (2) When the probe, the measurement kit, the nucleic acid chip or the nucleic acid device of the present invention is used, the operation of removing the unreacted nucleic acid probe from the measurement system is not performed, so that the concentration of the target nucleic acid can be reduced in a short time. (3) When applied to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, the amount of a specific strain in the system can be measured specifically and in a short time. (4) According to the present invention, analysis or measurement of polymorphism or mutation such as SNP of a target nucleic acid or gene becomes simple and accurate.

【0342】(5)また、前記本発明のプローブを用い
る定量的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。
(5) The quantitative PCR method using the probe of the present invention 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 conventionally known specific PCRs. b. In addition, since the specificity of PCR can be kept high, the amplification of the primer dimer is slowed, 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.

【0343】(6)本発明は、本発明の蛍光発光プロー
ブ、蛍光消光プローブを用いたリアルタイム定量的PC
R方法で、得られたデータを解析するデータ解析方法を
提供している。 (7)そして、当該データ解析方法を用いて、未知コピ
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。
(6) The present invention provides a real-time quantitative PC using the fluorescent probe and the quenching probe of the present invention.
The R method provides a data analysis method for analyzing the obtained data. (7) Then, when a calibration straight line for calculating the copy number of the nucleic acid is prepared for the nucleic acid sample of the unknown copy number using the data analysis method, the correlation coefficient of the calibration curve is smaller than that obtained by the conventional method. Very high. 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.

【0344】(8)また、本発明のリアルタイム定量的
PCR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PC
R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。
(8) Data analysis software according to the method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method of the present invention, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program And real-time quantitative PC using it
The use of an R measuring or analyzing apparatus makes it possible to automatically create a calibration line having a high correlation coefficient.

【0345】(9)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。
(9) 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, using the software for data analysis according to the method, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program, and a real-time quantitative PCR measurement or analysis apparatus using the same, An accurate Tm value can be obtained.

【0346】(10)定量的多型解析方法 標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比の測定は、
本発明の新規な定量的PCR方法を用いて標的核酸を増
幅し、その増幅核酸について行うものである。増幅核酸
は蛍光色素で標識されている。それで、多型の解析では
蛍光色素をマーカとして分析できるので、多型の解析
は、簡便、迅速かつ定量性よく行うことができる。
(10) Quantitative polymorphism analysis method The amount of the target gene and the composition ratio of the polymorphism of the gene were determined by the following methods.
The target nucleic acid is amplified using the novel quantitative PCR method of the present invention, and the amplification is performed on the amplified nucleic acid. The amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. Therefore, since polymorphism analysis can be performed using a fluorescent dye as a marker, polymorphism analysis can be performed easily, quickly, and with good quantitativeness.

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

【図1】本発明の核酸プローブを含む溶液系に標的核酸
を添加した場合に伴う溶液系の蛍光強度の変化。 横軸:時間(秒)、縦軸:蛍光強度
FIG. 1 shows changes in fluorescence intensity of a solution system when a target nucleic acid is added to a solution system containing a nucleic acid probe of the present invention. Horizontal axis: time (seconds), vertical axis: fluorescence intensity

【図2】本発明の核酸プローブによる標的核酸の検量線 横軸:標的核酸濃度、縦軸:蛍光強度FIG. 2 Calibration curve of target nucleic acid using nucleic acid probe of the present invention Horizontal axis: Target nucleic acid concentration, Vertical axis: Fluorescence intensity

【図3】蛍光色素(Texas Red)とクエンチャー物質(D
abcyl)間の相互作用を利用した蛍光発光プローブの蛍
光発光率に及ぼす蛍光色素・クエンチャー物質間の距離
(塩基数)の影響を検討するためのプローブ設計と標的
核酸設計。
Fig. 3 Fluorescent dye (Texas Red) and quencher substance (D
Probe design and target nucleic acid design to study the effect of the distance (base number) between a fluorescent dye and a quencher substance on the fluorescence emission rate of a fluorescent probe utilizing the interaction between abcyl).

【図4】蛍光色素(Texas Red)とクエンチャー物質(D
abcyl)間の相互作用を利用した蛍光発光プローブの蛍
光発光率に及ぼす蛍光色素・クエンチャー物質間の距離
(塩基数)の影響を見た図。
Fig. 4 Fluorescent dye (Texas Red) and quencher substance (D
FIG. 7 is a diagram showing the effect of the distance (number of bases) between a fluorescent dye and a quencher substance on the fluorescence emission rate of a fluorescent probe utilizing the interaction between abcyl) and a fluorescent dye.

【図5】蛍光色素(Texas Red)とクエンチャー物質(D
abcyl)の双方をデオキシリボオリゴヌクレオチドの鎖
中の塩基を修飾したプローブ設計と標的核酸設計。
FIG. 5: Fluorescent dye (Texas Red) and quencher substance (D
abcyl) both probe design and target nucleic acid design in which the base in the strand of deoxyribooligonucleotide has been modified.

【図6】蛍光色素(Texas Red)とクエンチャー物質(D
abcyl)の双方をデオキシリボオリゴヌクレオチドの鎖
中の塩基を修飾したプローブを用いて、蛍光発光に及ぼ
す蛍光色素・クエンチャー物質間の距離(塩基数)の影
響を見た図。
FIG. 6: Fluorescent dye (Texas Red) and quencher substance (D
abcyl), using a probe in which a base in the chain of a deoxyribooligonucleotide has been modified, to see the effect of the distance (base number) between a fluorescent dye and a quencher substance on fluorescence emission.

【図7】実施例7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. 7] Using the nucleic acid probe obtained in Example 7, 335 to 358 counted 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8】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. 8 shows the effect of heat treatment on the hybridization of a 35 base strand 2-O-Me probe to a target nucleic acid. Dotted line: Target nucleic acid was added after heat treatment of rRNA. Solid line: unheated rRNA

【図9】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. 9 shows the effect of the number of bases on the base chain of the probe, the helper probe and the modification of the methyl group at the 2′-carbon OH group of ribose at the 5 ′ end of the probe on the hybridization between the probe and 16S rRNA of the target nucleic acid.

【図10】本発明方法によるrRNA測定のための検量
線。
FIG. 10 is a calibration curve for measuring rRNA according to the method of the present invention.

【図11】KYM7株及びKYM8株の複合培養系のr
RNA量の時間経過についての本発明のFISH方法に
よる分析。
FIG. 11 shows the r of the combined culture system of the KYM7 strain and the KYM8 strain.
Analysis of the time course of RNA amount by the FISH method of the present invention.

【図12】本発明のDNAチップを説明する図。FIG. 12 illustrates a DNA chip of the present invention.

【図13】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. 13 is a diagram illustrating devices for detecting and measuring SNPs using the DNA chip of the present invention.

【図14】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. 14 is a view showing experimental results of SNPs detection measurement using the DNA chip of the present invention.

【図15】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。
FIG. 15: Primer 1 labeled with bodypy FL / C6
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of cycles and the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye by the quantitative PCR method using Nos. And 2.

【図16】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15と同じ意味を表す。
FIG. 16: Primer 1 labeled with bodypy FL / C6
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of cycles and the logarithmic value of the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye, using the quantitative PCR method using Nos. And 2. ~ In the figure
The symbol “” has the same meaning as in FIG. 15.

【図17】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. 17 shows a calibration curve of Escherichia coli 16S rDNA prepared using the quantitative PCR method of the present invention. n: 10 n

【図18】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. 18 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19】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。
FIG. 19 is a diagram showing a fluorescence reduction curve obtained by real-time quantitative PCR using a primer labeled with the bodypy FL / C6 of the present invention when the correction arithmetic processing of the present invention is not performed.

【図20】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19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。
FIG. 20 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. 19, except that the value at the 10th cycle of each curve is corrected to 1.

【図21】図20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。
FIG. 21 shows plot values of each curve 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.

【図22】図21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. 22 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23】図19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。
FIG. 23 is a view showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing a correction operation on the measured value of each cycle in [Equation 1] in FIG. 19 with respect to each cycle number.

【図24】図23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。
FIG. 24 is a view showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing an arithmetic process on each cycle of FIG.

【図25】図24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。
FIG. 25 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 FIG.

【図26】図24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。
FIG. 26 is a graph showing Ct from each log (fluorescence change rate) value shown in FIG. 24;
0.1, 0.3, 0.5, 0.7,
FIG. 9 is a diagram in a case where 0.9 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.

【図27】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。
FIG. 27. One and ten copies of human genomic DNA
FIG. 3 is a graph showing a fluorescence decrease curve when real-time quantitative PCR was performed using primers labeled with bodypi FL / C6 of the present invention. However, the correction calculation processing of [Equation 1] was performed.

【図28】図27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。
FIG. 28 is a view showing a melting curve of a nucleic acid obtained by performing a melting curve analysis of the nucleic acid for the PCR amplification product shown in FIG. 27.

【図29】図28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)。 1:コントロール 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 29 is a view showing a curve indicating a Tm value obtained by differentiating the curve of FIG. 28 (the valley is the Tm value). 1: Control 2: Target nucleic acid = 1 copy 3: Target nucleic acid = 10 copies

【図30】本発明の定量的PCR方法を用いた16Sr
RNA遺伝子(cDNA)の増幅曲線。
FIG. 30 shows 16Sr using the quantitative PCR method of the present invention.
Amplification curve of RNA gene (cDNA).

【図31】本発明のデータ解析方法によって作成された
cDNAの検量線。
FIG. 31 shows a calibration curve of cDNA prepared by the data analysis method of the present invention.

【図32】本発明の多型系のT-RFLPの解析パターン。 bp:塩基数(base pair)FIG. 32 shows the analysis pattern of T-RFLP of the polymorphism system of the present invention. bp: number of bases (base pair)

【図33】蛍光発光プローブをプライマー(蛍光発光プ
ライマー)として用いた定量的PCR方法の結果(指数
グラフ)。
FIG. 33 shows the results of a quantitative PCR method using a fluorescent probe as a primer (fluorescent primer) (index graph).

【図34】16SrRNA遺伝子の検量線(蛍光発光プ
ライマー:0μM)。 A:人工複合微生物系のコピー数(約296,000
copies)
FIG. 34 shows a calibration curve of 16S rRNA gene (fluorescent primer: 0 μM). A: Copy number of the artificial complex microbial system (about 296,000
copies)

【図35】蛍光発光プライマーを用いたリアルタイム定
量的PCR方法におけるPCR増幅産物のリアルタイム
モニタリングの結果と得られた検量線。図中の各線は図
33のものと対応する。
FIG. 35 shows a result of real-time monitoring of a PCR amplification product in a real-time quantitative PCR method using a fluorescent primer and a calibration curve obtained. Each line in the figure corresponds to that in FIG.

【図36】蛍光発光プローブによるSNPs検出の結
果。
FIG. 36 shows the results of SNPs detection using a fluorescent probe.

【図37】蛍光発光プローブ固定化DNAチップによる
SNPs検出の結果。
FIG. 37 shows the results of detecting SNPs using a DNA chip with a fluorescent probe immobilized thereon.

【図38】蛍光発光プローブおよび蛍光消光プローブを
結合したDNAチップを使用したリアルタイムモニタリ
ングPCR方法を行った結果。
FIG. 38 shows the results of performing a real-time monitoring PCR method using a DNA chip to which a fluorescent probe and a fluorescent quenching probe were bound.

【図39】蛍光発光プローブおよび蛍光消光プローブを
結合したDNAチップを使用してPCRを行った際のP
CR産物の融解曲線の図。
FIG. 39 shows P when PCR was performed using a DNA chip to which a fluorescent probe and a fluorescent quenching probe were bound.
Diagram of the melting curve of the CR product.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:オリンパス正立顕微鏡(AX80型) 2:顕微鏡用透明加熱版(MP−10MH−PG、(株
式会社)北里サプライ) 3:温度制御装置 4:冷却CCDカメラ(C5810型、浜松ホトニクス
社) 5:画像解析装置
1: Upright Olympus microscope (AX80 type) 2: Transparent heating plate for microscope (MP-10MH-PG, Kitasato Supply Co., Ltd.) 3: Temperature controller 4: Cooling CCD camera (C5810 type, Hamamatsu Photonics) 5 : Image analysis device

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/566 C12N 15/00 ZNAA (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 CB01 CB21 DA12 DA13 DA14 FA16 FA19 FB02 FB07 FB12 GC15 HA10 HA16 JA01 4B024 AA11 CA02 CA04 CA05 CA09 HA14 4B029 AA07 AA23 BB20 CC03 CC08 FA12 4B063 QA01 QA13 QQ42 QQ52 QR32 QR55 QR62 QS34 QX02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/566 C12N 15/00 ZNAA (72) Inventor Takahiro Kanakawa 1-1-1 Higashi, Tsukuba-shi, Ibaraki Independent Administration National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Center (72) Inventor Yoichi Kamagata 1-1-1 Higashi Tsukuba, Ibaraki Prefecture Independent Administrative Law National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Center (72) Inventor Masaki Torimura Higashi Tsukuba, Ibaraki 1-1-1 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Tsukuba Center (72) Inventor Shinya Kurata 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Kazutaka Yamada Environmental Engineering Co., Ltd. 1-9-8 Higashi Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Toyoichi Yokomaku F-term (reference) 1-9-8 Higashikanda, Chiyoda-ku, Kyoto 2G045 CB01 CB21 DA12 DA13 DA14 FA16 FA19 FB02 FB07 FB12 GC15 HA10 HA16 JA01 4B024 AA11 CA02 CA04 CA05 CA09 HA14 4B029 AA07 AA23 BB20 CC03 CC08 FA12 4B063 QA01 QA13 QQ42 QQ52 QR32 QR55 QR62 QS34 QX02

Claims (50)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 標的核酸にハイブリダイズしうる一本鎖
のオリゴヌクレオチドに蛍光色素およびクエンチャー物
質を標識してなる核酸プローブであって、当該核酸プロ
ーブが標的核酸にハイブリダイズしているときはハイブ
リダイゼーション反応系の蛍光強度が増加するように、
蛍光色素とクエンチャー物質が当該オリゴヌクレオチド
に標識され、かつ前記オリゴヌクレオチドは蛍光色素が
標識されている個所とクエンチャー物質が標識されてい
る個所の塩基間でステムループ構造を形成することがな
いことを特徴とする核酸測定用の新規核酸プローブ。
1. A nucleic acid probe comprising a single-stranded oligonucleotide capable of hybridizing to a target nucleic acid and a fluorescent dye and a quencher substance being labeled, wherein the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid. As the fluorescence intensity of the hybridization reaction system increases,
A fluorescent dye and a quencher substance are labeled on the oligonucleotide, and the oligonucleotide does not form a stem-loop structure between the base where the fluorescent dye is labeled and the base where the quencher substance is labeled. A novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement, characterized in that:
【請求項2】 蛍光色素およびクエンチャー物質が一本
鎖のオリゴヌクレオチドの同一ヌクレオチドの個所に標
識されている請求項1に記載の核酸測定用の新規核酸プ
ローブ。
2. The novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 1, wherein the fluorescent dye and the quencher substance are labeled at the same nucleotide position of the single-stranded oligonucleotide.
【請求項3】 蛍光色素が標識されている個所の塩基と
クエンチャー物質が標識されている個所の塩基の距離
が、塩基数にて、1〜20、または、{(3から8の任
意の整数)+10n}(ただし、nは0を含む整数)で
ある請求項1に記載の核酸測定用の新規核酸プローブ。
3. The distance between the base where the fluorescent dye is labeled and the base where the quencher substance is labeled is 1 to 20, or Δ (any of 3 to 8) in terms of the number of bases. 2. The novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 1, wherein (integer) + 10n} (where n is an integer including 0).
【請求項4】 一本鎖のオリゴヌクレオチドが、標的核
酸と同鎖長である請求項1〜3のいずれか1項に記載の
核酸測定用の新規核酸プローブ。
4. The novel nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to claim 1, wherein the single-stranded oligonucleotide has the same length as the target nucleic acid.
【請求項5】 少なくとも一つの蛍光色素で標識された
核酸プローブであって、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、5’末
端のリン酸基または3’末端のリボース若しくはデオキ
シリボースの3’位のOH基以外の部分で前記蛍光色素
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、当該修飾部の塩基
から1〜3塩基離れて(修飾部の塩基を1と数え
る。)、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
設計されており、かつ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. A nucleic acid probe labeled with at least one fluorescent dye, wherein, when hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its luminescence, and the probe comprises: When the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at a portion other than the 5′-terminal phosphate group or the 3′-terminal OH group of ribose or deoxyribose at the 3′-position, and the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, The base sequence of the probe is designed so that one to three bases are separated from the base of the modified portion (the base of the modified portion is counted as 1) and at least one base of G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid. When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye reduces its emission. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid.
【請求項6】 少なくとも一つの蛍光色素で標識された
核酸プローブであって、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、5’末
端のリン酸基またはは3’末端のリボース若しくはデオ
キシリボースの3’位のOH基以外の部分で前記蛍光色
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、当該修飾部の塩
基から1〜3塩基離れて(修飾部の塩基を1と数え
る。)、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
れており、かつ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。
6. A nucleic acid probe labeled with at least one fluorescent dye, wherein, when hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its luminescence, and the probe comprises: The 5′-terminal phosphate group or the 3′-terminal ribose or deoxyribose is labeled with a moiety other than the OH group at the 3′-position of the fluorescent dye, and when the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid, A plurality of base pairs of the probe-nucleic acid hybrid form at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) at a distance of 1 to 3 bases from the base of the modified portion (the base of the modified portion is counted as 1). The nucleotide sequence of the probe is designed so that the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye 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 fluorescent dye reduces the emission of the fluorescent dye when activated.
【請求項7】 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5’末端部のリン酸基および
3’末端部のリボース若しくはデオキシリボースの3’
位のOH基において前記蛍光色素で標識されており、当
該核酸プローブがに当該両末端部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(末端塩基を1と数える。)、プローブ−核
酸ハイブリッドの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おり、かつ蛍光色素で
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。
7. 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 a 5′-terminal. 3 'of phosphate group and 3' terminal ribose or deoxyribose
When the nucleic acid probe is hybridized to the target nucleic acid at both ends thereof, the nucleic acid probe is labeled 1 to 3 from the terminal base of the target nucleic acid hybridized to the probe.
The base sequence of the probe is designed such that the base pairs of the probe-nucleic acid hybrid form at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) apart from each other (counting the terminal base as 1). When the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to the target nucleic acid, the fluorescent dye reduces the emission thereof, and the nucleic acid labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid. probe.
【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1〜7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。
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 any one of claims 1 to 7, wherein a hydroxyl group at the 3 'or 2' carbon of the terminal ribose is phosphorylated.
【請求項9】 核酸プローブの5’末端又は/及び3’
末端のリン酸基が蛍光色素で標識されている請求項1〜
7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 5 ′ end and / or 3 ′ of a nucleic acid probe
The terminal phosphate group is labeled with a fluorescent dye.
8. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of 7.
【請求項10】 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請求項1〜9
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。
10. The oligonucleotide of a nucleic acid probe for measuring a nucleic acid is a chemically modified nucleic acid.
A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of the above.
【請求項11】 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10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 nucleic acid which has been chemically modified is 2′- O -methyl oligonucleotide, 2′- O -ethyl oligonucleotide, 2′- O -butyl oligonucleotide, 2 ′
- O - ethylene oligonucleotide, or 2'O - benzyl oligonucleotide nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for concentration measurement of the target nucleic acid of claim 10.
【請求項12】 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1〜11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。
12. The oligonucleotide of 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 1 to 11, which is a ligonucleotide).
【請求項13】 キメリックオリゴヌクレトチドが、
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を介在
するものである請求項12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。
13. The chimeric oligonucleotide,
The target nucleic acid according to claim 12, wherein the target nucleic acid is a 2'- O -methyl oligonucleotide, a 2'- O -ethyl oligonucleotide, a 2'- O -butyl oligonucleotide or a 2'- O -benzyl oligonucleotide. Nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for concentration measurement.
【請求項14】 請求項1〜13のいずれか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、測定
系の蛍光強度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 method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising hybridizing the nucleic acid probe according to claim 1 to a target nucleic acid and measuring the fluorescence intensity of a measurement system.
【請求項15】 請求項1〜13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
光色素の発光の変化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。
15. A nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 1 to 13, which is hybridized to a target nucleic acid, and a change in luminescence 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16】 請求項10〜13のいずれか1項に記
載の核酸プローブを用いて標的核酸の濃度を測定する方
法において、標的核酸の高次構造が十分に破壊されるに
適した条件でその標的核酸を加熱処理後、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ことを特徴
とする標的核酸の濃度測定方法。
16. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of claims 10 to 13 under conditions suitable for sufficiently destroying the higher-order structure of the target nucleic acid. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising subjecting the target nucleic acid to a heat treatment and then hybridizing the nucleic acid probe and the target nucleic acid.
【請求項17】 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16
に記載の標的核酸の濃度測定方法。
17. A helper probe for performing a hybridization reaction is added to a hybridization reaction system before the hybridization reaction.
2. The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to item 1.
【請求項18】 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1〜13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。
18. A polymorphism or / and / or a target nucleic acid.
And a method for analyzing or measuring mutation, wherein the nucleic acid probe according to any one of claims 1 to 13 is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of change in fluorescence intensity is measured. A method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a nucleic acid.
【請求項19】 標的遺伝子を定量的遺伝子増幅方法で
増幅し、その標的遺伝子について多型解析することによ
り標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比もしくは
各成分の量の測定を行うことを特徴とする新規な定量的
多型解析方法。
19. Amplifying a target gene by a quantitative gene amplification method and performing polymorphism analysis on the target gene to measure the amount of the target gene, the composition ratio of the polymorphism of the gene, or the amount of each component. A novel quantitative polymorphism analysis method characterized by the following.
【請求項20】 多型解析がT-RFLP(terminal restrict
ion fragment length polymorphism)、RFLP(restrictio
n fragment length polymorphism)方法、SSCP(single s
trand conformation)方法、またはCFLP(cleavage fragm
ent length polymorphism)方法である請求項19に記載
の定量的多型解析方法。
20. Polymorphism analysis is performed by T-RFLP (terminal restrict).
ion fragment length polymorphism), RFLP (restrictio
n fragment length polymorphism) method, SSCP (single s
trand conformation) method or CFLP (cleavage fragm
The quantitative polymorphism analysis method according to claim 19, which is an ent length polymorphism) method.
【請求項21】 定量的遺伝子増幅方法が、定量的PC
R方法である請求項19または20に記載の定量的多型
解析方法。
21. A method for quantitative gene amplification, comprising:
The quantitative polymorphism analysis method according to claim 19 or 20, which is an R method.
【請求項22】 定量的PCR方法が請求項1〜13の
何れか1項に記載の核酸プローブを用いるものである請
求項21に記載の定量的多型解析方法。
22. The method for quantitative polymorphism analysis according to claim 21, wherein the quantitative PCR method uses the nucleic acid probe according to any one of claims 1 to 13.
【請求項23】 定量的PCR方法において、請求項1
〜13の何れか1項に記載の核酸プローブをプライマー
として用い、蛍光色素の発光の変化量を測定する請求項
21に記載の定量的多型解析方法。
23. The method for quantitative PCR according to claim 1, wherein
The quantitative polymorphism analysis method according to claim 21, wherein the amount of change in luminescence of the fluorescent dye is measured using the nucleic acid probe according to any one of (1) to (13) as a primer.
【請求項24】 定量的PCR方法がリアルタイムモニ
タリング定量的PCR方法である請求項21〜23の何
れか1項に記載の定量的多型解析方法。
24. The quantitative polymorphism analysis method according to claim 21, wherein the quantitative PCR method is a real-time monitoring quantitative PCR method.
【請求項25】 標的核酸の濃度を測定するキットにお
いて、請求項1〜13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。
25. A kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, the kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising or accompanying the nucleic acid probe according to any one of claims 1 to 13.
【請求項26】 ヘルパープローブを含有又は付帯する
請求項25に記載の標的核酸の濃度測定用キット。
26. The kit for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 25, wherein the kit contains or is accompanied by a helper probe.
【請求項27】 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1〜13
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
測定するためのキット。
27. A measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or a mutation of a target nucleic acid, wherein the kit is for analysis or measurement.
A 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28】 ヘルパープローブを含有又は付帯する
請求項27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。
28. The measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid according to claim 27, which contains or is associated with a helper probe.
【請求項29】 請求項19〜24の何れか1項に記載
の定量的多型解析方法における定量的PCR方法に使用
する試薬キットにおいて、請求項1〜13の何れか1項
にに記載の核酸プローブを含有するか、もしくは添付さ
れていることを特徴とする定量的PCR用試薬キット。
29. A reagent kit used for a quantitative PCR method in the quantitative polymorphism analysis method according to any one of claims 19 to 24, wherein the reagent kit according to any one of claims 1 to 13 is used. A reagent kit for quantitative PCR, comprising or attached to a nucleic acid probe.
【請求項30】 請求項1〜13の何れか1項に記載の
核酸プローブを複数個固体支持体表面に結合させ、標的
核酸を対応する核酸プローブにハイブリダイゼーション
させて、蛍光強度の変化量を測定することにより、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
徴とする複数種の核酸のうち少なくとも一種の標的核酸
の濃度を測定するためのデバイス。
30. A plurality of nucleic acid probes according to any one of claims 1 to 13, which are bound to the surface of a solid support, and a target nucleic acid is hybridized to a corresponding nucleic acid probe to reduce the amount of change in fluorescence intensity. A device for measuring the concentration of at least one target nucleic acid among a plurality of types of nucleic acids, wherein the concentration of the target nucleic acid can be measured by measuring.
【請求項31】 請求項30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。
31. The device for measuring nucleic acids according to claim 30, wherein the nucleic acid probes are arranged in an array on the surface of a solid support, and each of them measures the concentration of one or more nucleic acids.
【請求項32】 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、前記対応する核酸プロー
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30又は31に記載の複数種の核酸のうちの少
なくとも一種の標的核酸の濃度を測定するためのデバイ
ス。
32. For each nucleic acid probe bound to the surface of the solid support, at least one temperature sensor and a heater are installed on the opposite surface so that the corresponding nucleic acid probe binding region has an optimal temperature condition. 32. A device for measuring the concentration of at least one target nucleic acid of the plurality of nucleic acids according to claim 30 or 31, which can be temperature-controlled.
【請求項33】 請求項30〜32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
を特徴とする複数種の核酸のうちの少なくとも一種の標
的核酸の濃度測定方法。
33. A concentration measurement of at least one target nucleic acid among a plurality of types of nucleic acids, wherein the target nucleic acid is measured using the nucleic acid measurement device according to claim 30. Method.
【請求項34】 請求項30〜32の何れか1項に記載
の核酸測定用デバイスを用い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。
34. A method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, comprising using the nucleic acid measuring device according to claim 30.
【請求項35】 請求項30〜32の何れか1項に記載
の核酸測定用デバイスを用いることを特徴とする定量的
多型解析方法。
35. A method for quantitative polymorphism analysis, comprising using the device for nucleic acid measurement according to claim 30.
【請求項36】 標的核酸が、純粋分離して得た微生物
由来、もしくは動物由来の細胞内に含まれるかもしくは
それら細胞のホモジネートに含まれる核酸である請求項
14〜17の何れか1項にに記載の標的核酸の濃度の測
定方法。
36. The target nucleic acid according to any one of claims 14 to 17, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid contained in cells derived from microorganisms or animals obtained by pure isolation or contained in a homogenate of those cells. 3. The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to item 1.
【請求項37】 標的核酸が、複合微生物系、あるいは
共生微生物系の細胞内もしくは細胞のホモジネートの核
酸である請求項18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方法。
37. The method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid according to claim 18, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid of a complex microbial system or a symbiotic microbial system in a cell or a cell homogenate.
【請求項38】 標的核酸が、複合微生物系、あるいは
共生微生物系の細胞内もしくは細胞のホモジネートの核
酸である請求項19〜24の何れか1項に記載の定量的
多型解析方法。
38. The quantitative polymorphism analysis method according to claim 19, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid of intracellular or cell homogenate of a complex microorganism system or a symbiotic microorganism system.
【請求項39】 PCR方法において、請求項1〜13
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、当該プローブと増幅標的核酸とのハイブリダイゼー
ションにより発生する蛍光強度値の変化率から増幅され
た標的核酸の初期濃度を測定することを特徴とするPC
R方法に用いる標的核酸の濃度測定方法。
39. The PCR method according to claim 1, wherein
Performing a reaction using the nucleic acid probe according to any one of the above, and measuring the initial concentration of the amplified target nucleic acid from the change rate of the fluorescence intensity value generated by hybridization between the probe and the amplified target nucleic acid. Featured PC
A method for measuring the concentration of a target nucleic acid used in the R method.
【請求項40】 PCR方法において、請求項1〜13
の何れか1項に記載の核酸プローブをプライマーとして
反応を行い、当該プライマーあるいは当該プライマーか
ら増幅された増幅核酸と増幅標的核酸とのハイブリダイ
ゼーションにより発生する蛍光強度値の変化率から増幅
された標的核酸の初期濃度を測定することを特徴とする
PCR方法を用いる標的核酸の測定方法。
40. The PCR method according to claim 1, wherein
A reaction is performed using the nucleic acid probe according to any one of the above as a primer, and the target amplified from the change rate of the fluorescence intensity value generated by hybridization of the primer or the amplified nucleic acid amplified from the primer with the amplified target nucleic acid A method for measuring a target nucleic acid using a PCR method, comprising measuring an initial concentration of a nucleic acid.
【請求項41】 PCR方法において、請求項1〜13
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変化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初期濃度を測定する方
法。
41. The PCR method according to claim 1, wherein
The reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of the above, a reaction system in which the probe is decomposed and removed by a polymerase during a nucleic acid extension reaction or a reaction system in which a nucleic acid denaturation reaction is completed or a nucleic acid denaturation reaction is completed. PCR, comprising measuring a fluorescence intensity value and a fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe, and calculating a change rate of the fluorescence intensity value from the former. Measuring the initial concentration of the target nucleic acid amplified by the method.
【請求項42】 PCR方法において、請求項1〜13
の何れか1項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初期濃度を測定する
方法。
42. The PCR method according to claim 1, wherein
The reaction is performed using the nucleic acid probe according to any one of the above as a primer, the fluorescence intensity value of the reaction system in which the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid are not hybridized and the nucleic acid probe is the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid. A method for measuring an initial concentration of a target nucleic acid amplified by PCR, wherein a fluorescence intensity value of a reaction system during hybridization is measured, and a decrease rate of the fluorescence intensity value of the former is calculated.
【請求項43】 PCR方法がリアルタイム定量的PC
R方法である請求項41又は42に記載のPCRで増幅
された標的核酸の初期濃度を測定する方法。
43. The PCR method is a real-time quantitative PC
43. The method for measuring an initial concentration of a target nucleic acid amplified by PCR according to claim 41 or 42, which is an R method.
【請求項44】 請求項14〜24の何れか1項、又は
請求項33〜43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。
44. The method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of claims 14 to 24 or 33 to 43, wherein the target nucleic acid is a fluorescent dye. The fluorescence intensity value of the reaction system after hybridization with the labeled nucleic acid probe is corrected by the fluorescence intensity value of the reaction system obtained after the probe-nucleic acid hybrid complex thus formed is dissociated. A data analysis method for measuring the concentration of a target nucleic acid.
【請求項45】 請求項43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。
45. The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 43, 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46】 請求項45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。 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〕
46. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to claim 45, wherein the correction operation processing step according to claim 45 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47】 請求項43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46に
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〕
47. The method according to claim 46, wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 43 is analyzed, wherein the correction calculated by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle. Substituting the calculated 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 the method. 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48】 請求項43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47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。
48. The method according to claim 47, wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 43 is analyzed. 1) The change in fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4]. ratio or by using the data of the fluorescence change rate, [equation 5], the process of arithmetic processing by the [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; Calculation process for calculating the relational expression between the cycle number in the nucleic acid sample and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction, and 4) the calculation process for 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49】 標的核酸について請求項1〜13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。
49. Performing PCR on the target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of claims 1 to 13,
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50】 請求項45〜48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)を得る過程、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。
50. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of claims 45 to 48, 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), displaying the differentiated value as a differential value on a display, and obtaining an inflection point from the differential value. Analysis method for dynamic PCR method.
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