JP2002360298A - Method for determining base sequence of dna - Google Patents

Method for determining base sequence of dna

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JP2002360298A
JP2002360298A JP2001175898A JP2001175898A JP2002360298A JP 2002360298 A JP2002360298 A JP 2002360298A JP 2001175898 A JP2001175898 A JP 2001175898A JP 2001175898 A JP2001175898 A JP 2001175898A JP 2002360298 A JP2002360298 A JP 2002360298A
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JP
Japan
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dna
dntp
rna polymerase
sequence
nucleic acid
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Application number
JP2001175898A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Itooka
利行 糸岡
Masanori Watabiki
正則 綿引
Yoshihide Hayashizaki
良英 林崎
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Nippon GeneTech Co Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
Nippon GeneTech Co Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method for determining the base sequence of DNA. SOLUTION: This method for determining the base sequence of DNA comprises reading a nucleic acid sequence by reacting an NTP derivative with FL-3'dNTP in the presence of an RNA polymerase and an DNA fragment containing a promoter sequence for the RNA polymerase to obtain a nucleic acid transcript and optically detecting the fluorescent labeling of the FL-3'dNTP taken in the nucleic acid transcript product. The FL-3'dNTP is one of the compounds represented by the general formula [Ia] to [Id]. Wherein, R is 3'-deoxy-1-ribofuranosyl-5'-triphosphate; and Q is a residue represented by the general formula [II].}. wherein, V is C≡C or C=C; n and m are each independently 2-4 integer; and R<0> is a fluorophore represented by the general formula [III].}. [wherein, R<1> and R2 are each independently H, CH3 , CH2 CH2 -COOH, Br, the formula (1), the formula (2), the formula (3), the formula (4), the formula (5), the formula (6) or the formula (7).].

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、DNA塩基配列決定
法に関するものである。中でも本発明は、変異型RNAポ
リメラーゼを利用したチェーンターミネーター法による
DNA塩基配列決定法であって、ターミネーターとして、
蛍光標識であるBODIPYでラベルされた3'-デオキシリボ
ヌクレオチド誘導体を用いたDNA塩基配列決定法に関す
る。
[0001] The present invention relates to a method for determining a DNA base sequence. Among them, the present invention is a chain terminator method using a mutant RNA polymerase
DNA sequencing method, as a terminator,
The present invention relates to a DNA sequencing method using a 3′-deoxyribonucleotide derivative labeled with BODIPY, which is a fluorescent label.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日のヒトゲノムプロジェクトに代表さ
れるゲノム解析、遺伝子診断において、DNAの塩基配列
決定法は、非常に重要な技術のひとつである。現在、DN
A塩基配列決定法の代表的な一つに、サンガー法が挙げ
られる[Sanger,F., et al. Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 7
4:5463 (1977)]。この方法は現在のDNA塩基配列決定に
て広く用いられている方法であり、且つ、一般的な方法
となっている。
2. Description of the Related Art In genome analysis and gene diagnosis represented by today's human genome project, DNA sequencing is one of very important techniques. Currently, DN
A typical example of the A sequencing method is the Sanger method [Sanger, F., et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 7
4: 5463 (1977)]. This method is widely used in current DNA sequencing and is a general method.

【0003】このサンガー法の応用として、ポリメラー
ゼ連鎖反応(PCR)を利用したサイクルシークエンス法
が、現在の主流となっている。この方法は、鋳型DNAを
一本鎖にする必要がなく、反応系にDNAとプライマー一
種類、dNTPs、ddNTPs、耐熱性のDNAポリメラーゼを加え
て行う。サイクルシークエンス反応中にddNTPsが取り込
まれ、それによりDNA連鎖伸長が停止し、結果として5'
末端配列が共通であるが、鎖長の異なる様様な長さのDN
A鎖が合成される。これらを電気泳動にかけることによ
り、DNAの塩基配列を決定するというものである。
As an application of the Sanger method, a cycle sequence method using a polymerase chain reaction (PCR) has become mainstream at present. In this method, the template DNA does not need to be single-stranded, and the reaction is performed by adding DNA, one kind of primer, dNTPs, ddNTPs, and a heat-resistant DNA polymerase. Incorporation of ddNTPs during the cycle sequencing reaction, which stops DNA chain extension and results in 5 '
DNs with a common terminal sequence but different chain lengths
A chain is synthesized. By subjecting them to electrophoresis, the nucleotide sequence of DNA is determined.

【0004】さらにこのサイクルシークエンス法には、
プライマーを蛍光標識したダイプライマー法と、dNTPを
標識したインターナルラベル法、ddNTPを標識したダイ
ターミネーター法がある。中でも、ダイターミネーター
法は、標識化されていない、任意のプライマーを用いて
のシークエンスが可能である。また、ダイプライマー法
がA、G、C、Tそれぞれ別々の反応液中で行う必要がある
のに対し、DNA連鎖伸長反応を同一の反応液中で行うこ
とができ、比較的簡易な方法として、DNA塩基配列決定
に広く用いられている。
[0004] Furthermore, this cycle sequence method includes:
There are a dye primer method in which primers are fluorescently labeled, an internal label method in which dNTP is labeled, and a dye terminator method in which ddNTP is labeled. Above all, the dye terminator method allows sequencing using any unlabeled primer. Also, while the dye primer method needs to be performed in separate reaction solutions for A, G, C, and T, the DNA chain extension reaction can be performed in the same reaction solution, which is a relatively simple method. Widely used for DNA sequencing.

【0005】しかしながら、上記のシークエンス法には
いくつかの問題点が挙げられる。近年、上記のサンガー
法の応用として、PCR法で増幅した生成物を、クローニ
ングの操作をすることなく、直接、シークエンス反応に
用い、シークエンスする方法も行われてきている。この
方法は、ダイレクトシークエンス法と言い、従来のクロ
ーニングで行われてきていたライブラリーの作成や、そ
のライブラリーのスクリーニングなど、煩雑な操作を行
うことなく、短時間で多くのサンプルの塩基配列が決定
できるものである[Corinne Wong et al。 (1988) Natur
e, 330, 384-386]。しかしながら、この方法では、PCR
産物を直接、シークエンス反応に用いると、PCR反応時
に取り込まれなかったプライマーや2'デオキシリボヌク
レオチド5'トリフォスフェート(以下、2'dNTPと称す)
が、シークエンス反応時に残存し、シークエンス反応を
阻害する。これを解決するため、従来では、こうしたPC
R反応時に生じた余剰なプライマーや2'dNTPを、シーク
エンス反応前に除去するため、エタノール沈殿やゲル濾
過などの煩雑な操作を要してきた[DoritR.L., etal.(19
91) Current Protocols in Molecular Biology,vol.11,
JohnWiley andSons, New York,15.2.1-15.2.11]。
[0005] However, the above-mentioned sequencing method has several problems. In recent years, as an application of the above-mentioned Sanger method, a method in which a product amplified by a PCR method is directly used in a sequencing reaction without performing a cloning operation and sequenced has been performed. This method is called the direct sequencing method, and the base sequence of many samples can be obtained in a short time without performing complicated operations such as library creation and screening of the library that have been performed by conventional cloning. Can be determined [Corinne Wong et al. (1988) Natur
e, 330, 384-386]. However, in this method, the PCR
If the product is used directly in a sequencing reaction, primers or 2 'deoxyribonucleotide 5' triphosphates (hereinafter referred to as 2 'dNTPs) that were not incorporated during the PCR reaction
Remain during the sequence reaction and inhibit the sequence reaction. In order to solve this, conventionally, such PC
In order to remove excess primer and 2'dNTP generated during the R reaction before the sequencing reaction, complicated operations such as ethanol precipitation and gel filtration have been required [DoritR.L., Et al. (19)
91) Current Protocols in Molecular Biology, vol. 11,
John Wiley and Sons, New York, 15.2.1-15.2.11].

【0006】また、上記シークエンス法でのシークエン
ス反応に要する時間が2〜3時間かかり、反応条件によ
り、反応結果にばらつきが生じるので、微妙な条件設定
を行う必要があった。
[0006] In addition, the time required for the sequence reaction in the above-mentioned sequence method takes 2-3 hours, and the reaction results vary depending on the reaction conditions. Therefore, it is necessary to set delicate conditions.

【0007】上記二つのと大きな欠点を有するシークエ
ンス法では、煩雑な操作を必要とし、今日のヒトゲノム
プロジェクトに代表されるDNA塩基配列決定の大量解
析、オートメーション化には、大きな障害となり得る。
[0007] The sequencing method having the above two major drawbacks requires complicated operations, and can be a major obstacle to mass analysis and automation of DNA base sequence determination represented by the present human genome project.

【0008】また、更なる問題点としては、上記のシー
クエンス法では、GC含量が多い塩基配列を解析するのは
非常に困難であることが挙げられる[Choi,J.S.et al.,
Exp.Mol.Med., 31:20 (1999)]。現に、ヒトゲノムプロ
ジェクトにより解析されたDNA塩基配列のうち、GC含量
の多い部分は、ギャップとなっており、現在の技術で
は、ギャップ部分の塩基配列を解読するのは非常にむず
かしく、さらに時間とコストが必要である[McMurray,A.
A., et al. Genome Res., 8(5):562(1998)]。
As another problem, it is very difficult to analyze a base sequence having a high GC content by the above-mentioned sequencing method [Choi, JSet al.,
Exp. Mol. Med., 31:20 (1999)]. In fact, in the DNA nucleotide sequence analyzed by the Human Genome Project, the portion with a high GC content is a gap, and it is extremely difficult to decode the nucleotide sequence in the gap portion with current technology, and it takes more time and cost Is required [McMurray, A.
A., et al. Genome Res., 8 (5): 562 (1998)].

【0009】そこで、こうした諸問題を解決するため
に、本発明者は、PCR反応液中に残存する未反応のプラ
イマーや2'デオキシリボヌクレオチド5'トリフォスフェ
ートを除去せず、且つ、PCR反応生成物の変性操作を行
う必要のないという、RNAポリメラーゼを用いたDNA塩基
配列決定法を考案した。この方法は、T7 RNAポリメラー
ゼ等のRNAポリメラーゼと、RNAポリメラーゼによって取
り込まれ得る3'デオキシリボヌクレオチド(以下、3'dN
TPと称す)をターミネーターに用い、RNA転写反応を行
うことで、DNA塩基配列を決定する方法(転写シーケン
ス法)を考案した[米国特許6,074,824]。
Therefore, in order to solve these problems, the present inventor did not remove the unreacted primers and 2 ′ deoxyribonucleotide 5 ′ triphosphate remaining in the PCR reaction solution, and did not remove the PCR reaction product. A DNA sequencing method using RNA polymerase was devised, which eliminates the need for denaturation of the product. This method uses an RNA polymerase such as T7 RNA polymerase and a 3 ′ deoxyribonucleotide (hereinafter, 3 ′ dN
Using TP as a terminator, a method for determining the DNA base sequence by performing an RNA transcription reaction (transcription sequence method) was devised [US Pat. No. 6,074,824].

【0010】この方法を用いることで、従来のシークエ
ンス反応に要していた煩雑な作業を省略でき、多検体を
処理する上で必要なオートメーション化が可能となり得
る。しかしながら、上記方法について、詳細な研究を行
ったところ、より長く、正確なDNA塩基配列データを得
るため、更なる改良が必要とされた。
[0010] By using this method, the complicated work required for the conventional sequencing reaction can be omitted, and the automation required for processing a large number of samples can be made possible. However, when the above method was studied in detail, further improvement was required to obtain longer and more accurate DNA sequence data.

【0011】改良すべき1つの課題として、蛍光標識タ
ーミネーターの開発が挙げられる。すなわち、一般的に
DNA塩基配列決定で蛍光色素として用いられているロー
ダミンを、本方法に使用する3'デオキシリボヌクレオチ
ド5'トリフォスフェートに標識し、蛍光標識ターミネー
ターとして、シークエンス反応を行うと、反応溶液の影
響、特にpHなどの反応溶液の影響を受けやすく、シグナ
ルのばらつきなどが見られる。そして、それらが原因
で、誤った配列結果を示したり、短いDNA配列しか読め
なかったりといったことが生じていた。そのため、上記
ターミネーターを用いる転写シーケンス法には、かなり
の熟練を要していた。
One problem to be improved is the development of a fluorescently labeled terminator. That is, generally
Rhodamine, which is used as a fluorescent dye in DNA nucleotide sequencing, is labeled with 3 'deoxyribonucleotide 5' triphosphate used in the present method, and when a sequencing reaction is performed as a fluorescent label terminator, the effect of the reaction solution, particularly It is susceptible to the reaction solution such as pH, and shows variations in signal. And due to them, incorrect sequence results were shown, and only short DNA sequences could be read. Therefore, the transfer sequence method using the above terminator requires considerable skill.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、pHなどの反応溶液条件の影響を受けにくく、シグナ
ル強度が均一になることで、正確に、且つ、より長鎖の
DNAの塩基配列決定を行い得る転写シーケンス方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an accurate and longer chain by making the signal intensity less likely to be affected by reaction solution conditions such as pH.
An object of the present invention is to provide a transcription sequence method capable of determining a DNA base sequence.

【0013】本発明者は、ターミネーターとして、蛍光
色素のBODIPYを付した3'デオキシリボヌクレオチド5'ト
リフォスフェートを用いる転写シーケンス法が上記課題
を解決するものであることを見いだして、本発明を完成
した。
The present inventors have found that a transcription sequence method using 3 ′ deoxyribonucleotide 5 ′ triphosphate to which a fluorescent dye BODIPY is added as a terminator solves the above-mentioned problems, and completed the present invention. did.

【0014】[0014]

【発明が解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、RNAポリメラーゼ及び前記のRNAポリメラー
ゼのためのプロモーター配列を含むDNA断片の存在下、A
TP、GTP、CTP及びUTPまたはそれらの誘導体、並びに1
種類または2種類以上の蛍光ラベルされた3'デオキシリ
ボヌクレオシド5'トリフォスフェート(以下、FL-3'dNTP
と称す)を反応させて、核酸転写生成物を得、該核酸転
写生成物中に取り込まれた前記FL-3'-dNTPの蛍光標識を
光学的に検知することで、核酸の配列を読み取るDNA塩
基配列決定法であって、前記FL-3'dNTPが、下記一般式
[Ia]〜[Id]で示されるいずれかの化合物であることを特
徴とするDNA塩基配列決定法に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for solving the above-mentioned problems has been accomplished by the use of an RNA polymerase and a DNA fragment containing a promoter sequence for the RNA polymerase.
TP, GTP, CTP and UTP or their derivatives, and 1
Or 3 or more fluorescently labeled 3 'deoxyribonucleoside 5' triphosphates (hereinafter FL-3'dNTP
) To obtain a nucleic acid transcription product, and by optically detecting the fluorescent label of the FL-3'-dNTP incorporated in the nucleic acid transcription product, a DNA for reading a nucleic acid sequence. A method for determining a nucleotide sequence, wherein the FL-3′dNTP is represented by the following general formula:
The present invention relates to a method for determining a DNA base sequence, which is a compound represented by any one of [Ia] to [Id].

【化5】 〔式中、Rは3'-デオキシ-1-リボフラノーシル-5'-トリ
フォスフェートを示し、かつQは、下記一般式[II]で示
される残基を示す。〕
Embedded image [Wherein, R represents 3′-deoxy-1-ribofuranosyl-5′-triphosphate, and Q represents a residue represented by the following general formula [II]. ]

【化6】 〔式中、Vは、-C≡C-又は-C=C-を表し、n及びmは独立
に2〜4の整数を示し、R 0は下記一般式[III]で示され
る蛍光団を示す。〕
Embedded image[Wherein, V represents -C≡C- or -C = C-, and n and m are independent
Represents an integer of 2 to 4, R 0Is represented by the following general formula [III]
Fluorophore. ]

【化7】 〔式中、R1及びR2は、独立にH、CH3-、-CH2CH2-COOH、B
r、
Embedded image Wherein, R1 and R2, H independently, CH 3 -, - CH 2 CH 2 -COOH, B
r,

【化8】 である。〕Embedded image It is. ]

【0015】さらに本発明は、前記RNAポリメラーゼ
が、対応する野性型RNAポリメラーゼの能力と比較し
て、3'dNTP誘導体を取り込む能力を増加させるように、
野性型RNAポリメラーゼの少なくとも1つのアミノ酸
が置換された変異型RNAポリメラーゼであることが好ま
しい。
[0015] The present invention further provides a method for increasing the ability of an RNA polymerase to take up a 3 'dNTP derivative as compared to the ability of a corresponding wild-type RNA polymerase,
It is preferably a mutant RNA polymerase in which at least one amino acid of the wild type RNA polymerase has been substituted.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】[FL-3'dNTP] 本発明のDNA塩基配列決定法では、FL-3'dNTPとして一般
式[Ia]〜[Id]で示されるいずれかの化合物を用いる。一
般式[Ia]〜[Id]で示されるFL-3'dNTPは、 (a)3'dNTP残基 (b)リンカー部分:-V-(CH2)n-NH-CO-(CH2)m-及び (c)蛍光色素(R0)であるBODIPYの3つの構成部分に分け
ることができる。 3'dNTP残基は、一般式[Ia]がシチジン、一般式[Ib]がウ
リジン、一般式[Ic]が7−デアザグアニジン、一般式[I
d]が7−デアザアデノシンである。R0で示される、蛍光
色素であるBODIPYの基本形は、前記一般式[III]で示さ
れる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [FL-3'dNTP] In the DNA sequencing method of the present invention, any of the compounds represented by the general formulas [Ia] to [Id] is used as FL-3'dNTP. FL-3 'dNTP represented by the general formula [Ia] ~ [Id], (a) 3'dNTP residues (b) a linker moiety: -V- (CH 2) n -NH -CO- (CH 2) m- and (c) BODIPY, which is a fluorescent dye (R 0 ), can be divided into three components. The 3 ′ dNTP residue is represented by the general formula [Ia] cytidine, the general formula [Ib] uridine, the general formula [Ic] 7-deazaguanidine, the general formula [I
d] is 7-deazaadenosine. The basic form of the fluorescent dye BODIPY represented by R 0 is represented by the general formula [III].

【0017】一般式[III]で示される基は、アルゴンレ
ーザーなどのエネルギーを受けることにより、発光放射
を検出できる装置により検出され得る蛍光色素基であ
る。3'-デオキシリボヌクレオチド残基とR0で示されるB
ODIPYとの組み合わせは、互いの励起波長のピークが重
なることなく、独立したピークを持つことが望ましい。
The group represented by the general formula [III] is a fluorescent dye group which can be detected by an apparatus capable of detecting luminescence by receiving energy such as an argon laser. 3′-deoxyribonucleotide residue and B represented by R 0
It is desirable that the combination with ODIPY has independent peaks without overlapping of the excitation wavelength peaks.

【0018】具体的な3'-デオキシリボヌクレオチド
(A、G、C、U)とR0で示されるBODIPYとの組み合わせは、
以下の通りである。 A … BODIPY R6G G … BODIPY FL C … BODIPY 581/591 U … BODIPY 564/570
Specific 3'-deoxyribonucleotides
The combination of (A, G, C, U) and BODIPY represented by R 0 is
It is as follows. A… BODIPY R6G G… BODIPY FL C… BODIPY 581/591 U… BODIPY 564/570

【0019】尚、BODIPY R6Gは、一般式[III]におけるR
1がHであり、R2が
BODIPY R6G is a compound represented by the general formula [III]
1 is H and R2 is

【化9】 である(下記一般式[IV])。BODIPY FLは、一般式[III]に
おけるR1がCH3-であり、R2がCH3-である(下記一般式
[V])。BODIPY 581/591は、一般式[III]におけるR1がHで
あり、R2が
Embedded image (General formula [IV] below). In BODIPY FL, R1 in the general formula [III] is CH 3- and R2 is CH 3- (the following general formula:
[V]). In BODIPY 581/591, R1 in the general formula [III] is H, and R2 is

【化10】 である(下記一般式[VI])。BODIPY 564/570は、一般式[I
II]におけるR1がHであり、R2が
Embedded image (General formula [VI] below). BODIPY 564/570 has the general formula [I
II], R1 is H and R2 is

【化11】 である(下記一般式[VII])。Embedded image (General formula [VII] below).

【0020】[0020]

【化12】 Embedded image

【0021】FL-3'dNTPに於いて5'側は、H、PO3H2、P2O
6H3、P3O0H4、またはその塩であり、当該塩の具体例と
しては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等のア
ルカリ金属塩、バリウム塩等のアルカリ土類金属塩、ア
ンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩、ピリジン塩
等の有機アミン塩等が挙げられる。
In FL-3'dNTP, the 5 'side is H, PO 3 H 2 , P 2 O
6 H 3 , P 3 O0H 4 , or a salt thereof, specific examples of the salt include sodium salts, potassium salts, alkali metal salts such as lithium salts, alkaline earth metal salts such as barium salts, ammonium salts, Organic amine salts such as triethylammonium salt and pyridine salt are exemplified.

【0022】上記リンカー部分:-V-(CH2)n-NH-CO-(C
H2)m-は、3'デオキシリボヌクレオチド残基と蛍光色素R
0であるBODIPYとを結合するためのリンカーである。3'
デオキシリボヌクレオチド残基は、プリンヌクレオチド
(グアニジン(一般式[Ic])及びアデノシン(一般式[Id]))
では7位に、ピリミジンヌクレオチド(シチジン(一般式
[Ia])、ウリジン(一般式[Ib]))では5位において、リン
カーと結合する。また、一般式[III]で示される蛍光色
素(BODIPY色素)は、リンカー部分の3'デオキシリボヌク
レオチドとは反対の位置に結合する。
The above linker portion: -V- (CH 2 ) n -NH-CO- (C
H 2 ) m -is a 3 ′ deoxyribonucleotide residue and a fluorescent dye R
It is a linker for binding to BODIPY of 0 . 3 '
Deoxyribonucleotide residues are purine nucleotides
(Guanidine (general formula [Ic]) and adenosine (general formula [Id]))
In position 7, a pyrimidine nucleotide (cytidine (general formula
[Ia]) and uridine (general formula [Ib])) bind to a linker at the 5-position. Further, the fluorescent dye (BODIPY dye) represented by the general formula [III] binds to a position opposite to the 3 ′ deoxyribonucleotide of the linker portion.

【0023】-V-(CH2)n-NH-CO-(CH2)m-で示されるリン
カーに於いては、n及びmは独立に2〜4の整数であり、-
(CH2)n-及び-(CH2)m-それぞれメチレン鎖である。これ
は、シークエンス反応後の、蛍光色素を有する各ターミ
ネーターが3'側に結合したポリヌクレオチドがゲル上で
電気泳動によって移動した際、隣接するポリヌクレオチ
ドとの相互距離が均等になるように、各ターミネーター
のリンカーにあたるメチレン鎖nの数を調整するもので
ある。各ポリヌクレオチドの移動度に関する相互距離が
均等になることにより、長い配列を読む際、各ポリヌク
レオチドに標識されている蛍光標識のピークが重なるこ
となく、結果的により長いDNA塩基配列を読むことが可
能になる。具体的なメチレン鎖nの数は、以下の通りで
ある。 A n=4 G n=4 C n=2 U n=2
In the linker represented by -V- (CH 2 ) n -NH-CO- (CH 2 ) m- , n and m are each independently an integer of 2 to 4,
(CH 2 ) n- and-(CH 2 ) m -are each a methylene chain. This is because, after the sequencing reaction, when the terminator having a fluorescent dye and the polynucleotide bound to the 3 ′ side move by electrophoresis on a gel, the mutual distance between adjacent polynucleotides becomes uniform. This is for adjusting the number of methylene chains n corresponding to the linker of the terminator. By equalizing the mutual distances with respect to the mobility of each polynucleotide, when reading a long sequence, it is possible to read a longer DNA base sequence as a result without overlapping the fluorescent labels peaked on each polynucleotide. Will be possible. The specific number of methylene chains n is as follows. A n = 4 G n = 4 C n = 2 U n = 2

【0024】一般式[Ia]〜[Id]で示されるFL-3'dNTPの
製造方法 一般式[Ia]〜[Id]で示されるFL-3'dNTPは、例えば、以
下の製造方法によって製造することができる。一般式[I
a]〜[Id]で示されるFL-3'dNTPは、特開昭63−152
364号公報を参考にして、容易に合成することができ
る。又、蛍光色素の標識法に関しては、モレキュラープ
ローブ社の推奨する標識方法、及び精製方法を用いるこ
とで、FL-3'dNTPを容易に得ることができる。
The FL-3'dNTP represented by the general formulas [Ia] to [Id]
Production Method FL-3'dNTP represented by general formulas [Ia] to [Id] can be produced, for example, by the following production method. General formula [I
FL-3'dNTP represented by [a] to [Id] is disclosed in JP-A-63-152.
The compound can be easily synthesized with reference to JP-A-364-364. In addition, FL-3′dNTP can be easily obtained by using a labeling method and a purification method recommended by Molecular Probes, Inc. for the fluorescent dye.

【0025】一般式[III]で表される蛍光色素BODIPY
は、モレキュラー・プローブ社にて現在、製造、販売さ
れている。ヘテロ環状を有するBODIPYは、ジピロメテン
ボロンジフルオライド化合物であり、あらゆる物質に蛍
光標識しやすいように改良されたものである。さらに従
来の蛍光色素に比べ、波長が長く、狭いバンド幅を示
す。そのため、蛍光波長を検出する際のシグナル強度が
高く、鮮明にあらわれ、狭いバンド幅によって、互いの
励起波長のピークが重なることなく、コンピューターで
解析する際のエラーが減少するという特性がある。した
がって、こうした特性を併せ持つBODIPYを標識として有
する3'デオキシリボヌクレオチドをターミネーターとし
て使用すると、従来の蛍光色素を用いて標識されたター
ミネーターを使用する場合に比べて、DNA塩基配列決定
結果を得ることができる。
The fluorescent dye BODIPY represented by the general formula [III]
Is currently manufactured and sold by Molecular Probes. BODIPY having a heterocyclic ring is a dipyrromethene boron difluoride compound, which has been improved so that any substance can be easily fluorescently labeled. Furthermore, compared to conventional fluorescent dyes, it has a longer wavelength and a narrower bandwidth. Therefore, there is a characteristic that the signal intensity at the time of detecting the fluorescence wavelength is high, the signal intensity is sharp, and the peaks of the excitation wavelengths do not overlap with each other due to the narrow bandwidth, thereby reducing errors in the analysis by the computer. Therefore, when 3 ′ deoxyribonucleotide having BODIPY having such properties as a label is used as a terminator, a DNA base sequence determination result can be obtained as compared with the case where a terminator labeled with a conventional fluorescent dye is used. .

【0026】即ち、BODIPYを一般式[III]で示される蛍
光色素(R)として使用した3'デオキシリボヌクレオチド
をターミネーターとする転写シーケンス法によるDNA塩
基配列決定法では、シーケンス結果が反応液中のpH条
件などの影響を受けにくく、シグナル強度が高く、且
つ、均一で、より長くのDNA塩基配列の決定が行えると
いう利点が有る。
That is, in a DNA base sequence determination method by a transcription sequence method using BODIPY as a fluorescent dye (R) represented by the general formula [III] and using 3 'deoxyribonucleotide as a terminator, the sequence result is determined by the pH in the reaction solution. There is an advantage that the DNA base sequence is hardly affected by conditions and the like, the signal intensity is high, and a uniform and longer DNA base sequence can be determined.

【0027】[RNAポリメラーゼ]RNAポリメラーゼとして
は、T7ファージ、T3ファージ、SP6ファージまたはK11フ
ァージに由来する野生型RNAポリメラーゼであることが
できる。さらに、RNAポリメラーゼは、例えば、特開平
11−75867号公報(特許第3172710号)に
記載された、対応する野性型RNAポリメラーゼの能力
と比較して、3'dNTP誘導体を取り込む能力を増加させる
ように、野性型RNAポリメラーゼの少なくとも1つの
アミノ酸が置換された変異型RNAポリメラーゼである
こともできる。
[RNA polymerase] The RNA polymerase may be a wild-type RNA polymerase derived from T7 phage, T3 phage, SP6 phage or K11 phage. In addition, RNA polymerases may increase the ability to incorporate 3'dNTP derivatives, for example, as compared to the ability of the corresponding wild-type RNA polymerase as described in, for example, JP-A-11-75867 (Japanese Patent No. 3172710). Furthermore, a mutant RNA polymerase in which at least one amino acid of the wild type RNA polymerase has been substituted can also be used.

【0028】RNAポリメラーゼのためのプロモーター
配列を含むDNA断片を鋳型として、RNAポリメラー
ゼを用いて核酸転写生成物を酵素的に合成する方法、核
酸転写生成物の分離方法、さらには分離された分画から
核酸の配列を読み取る方法は、原理的には何れも公知の
方法である。従って、これらの点に関して、基本的に
は、いずれの公知の方法及び条件、装置等も適宜利用す
ることができる。
A method for enzymatically synthesizing a nucleic acid transcription product using an RNA polymerase with a DNA fragment containing a promoter sequence for RNA polymerase as a template, a method for separating a nucleic acid transcription product, and a method for separating the separated fractions In principle, any method for reading a nucleic acid sequence from is known. Accordingly, in these respects, basically, any known methods, conditions, devices, and the like can be appropriately used.

【0029】(1)核酸転写反応物を得る工程 鋳型となるDNA断片には、RNAポリメラーゼのため
のプロモーター配列を含むこと以外、特に制限はない。
例えば、プロモーター配列を含むDNA断片は、ポリメ
ラーゼ連鎖反応により増幅したDNA生成物であること
ができる。さらに、増幅したDNA生成物から、ポリメ
ラーゼ連鎖反応に用いたプライマー及び/又は2'デオキ
シリボヌクレオシド5'トリフォスフェート及び/又はそ
の誘導体を除去することなしに、本発明の方法における
核酸転写生成反応を行うことができる。上記DNA増幅
のためのポリメラーゼ連鎖反応は、PCR法として広く
用いられている方法をそのまま用いることができる。ま
た、プロモーター配列を含むDNA断片は、プロモータ
ー配列と増幅対象のDNA断片とをライゲーションした
後、適当な宿主を用いてクローニングされたDNA断片
であることもできる。即ち、本発明において、増幅の対
象であるDNA配列、プライマー、増幅のための条件等
には特に制限はない。
(1) Step of Obtaining Nucleic Acid Transcription Reaction Product The DNA fragment used as a template is not particularly limited except that it contains a promoter sequence for RNA polymerase.
For example, a DNA fragment containing a promoter sequence can be a DNA product amplified by the polymerase chain reaction. Further, without removing the primers and / or 2 ′ deoxyribonucleoside 5 ′ triphosphates and / or derivatives thereof used in the polymerase chain reaction from the amplified DNA product, the nucleic acid transcription production reaction in the method of the present invention can be performed. It can be carried out. As the polymerase chain reaction for DNA amplification, a method widely used as a PCR method can be used as it is. Further, the DNA fragment containing the promoter sequence may be a DNA fragment obtained by ligating the promoter sequence and the DNA fragment to be amplified and then cloning using an appropriate host. That is, in the present invention, there are no particular restrictions on the DNA sequence to be amplified, primers, conditions for amplification, and the like.

【0030】例えば、プロモーター配列を含むDNA断
片の増幅のためのポリメラーゼ連鎖反応の反応系とし
て、10〜50ngのゲノミックDNA又は1pgのク
ローンされたDNA、10μMの各プライマー、200
μMの各2'デオキシリボヌクレオシド5’トリフォスフ
ェート(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)を
含む20μl容量中でDNAポリメラーゼとして、例え
ばTaqポリメラーゼ等を用いて行うことができる。
For example, as a reaction system of a polymerase chain reaction for amplifying a DNA fragment containing a promoter sequence, 10 to 50 ng of genomic DNA or 1 pg of cloned DNA, 10 μM of each primer,
As a DNA polymerase, for example, Taq polymerase or the like can be used in a 20 μl volume containing μM of each 2 ′ deoxyribonucleoside 5 ′ triphosphate (dATP, dGTP, dCTP, dTTP).

【0031】但し、ポリメラーゼ連鎖反応のためのプラ
イマーのいずれか一方又は増幅された挿入(insert)DN
Aが、後述するRNAポリメラーゼのためのプロモータ
ー配列を含む必要がある。ダイレクト転写シーケンス法
では、PCR法において、2種類のプライマーのいずれ
か一方にファージプロモーター配列を持っているプライ
マーを用いるか、又は増幅された挿入DNA内にファー
ジプロモーター配列を持たせることで、得られるPCR
生成物はそのプロモーターにより働くRNAポリメラー
ゼを用いるin vitro転写に付すことができる。
However, either one of the primers for the polymerase chain reaction or the amplified insert DN
A needs to include a promoter sequence for the RNA polymerase described below. The direct transcription sequence method is obtained by using a primer having a phage promoter sequence in one of two types of primers in a PCR method, or by having a phage promoter sequence in amplified insert DNA. PCR
The product can be subjected to in vitro transcription using an RNA polymerase driven by the promoter.

【0032】RNAポリメラーゼのためのプロモーター
配列は、用いるRNAポリメラーゼの種類に応じて適宜
選択することができる。但し、2つのファージ由来のプ
ロモーター、例えば、T7及びT3ファージがそれぞれ特異
的に認識する2つのプロモーターを鋳型の各鎖に導入す
ることで、転写シークエンス反応時にいずれかのRNA
ポリメラーゼを選択するだけで、このターゲットDNAの
両末端の配列データを解析することが可能である。
[0032] The promoter sequence for RNA polymerase can be appropriately selected according to the type of RNA polymerase to be used. However, by introducing two promoters derived from two phages, for example, two promoters specifically recognized by T7 and T3 phage to each strand of the template, any of the RNAs during the transcription sequence reaction
By simply selecting a polymerase, it is possible to analyze sequence data of both ends of the target DNA.

【0033】本発明の方法ではプロモーター配列を含む
DNA断片からRNA転写物等の核酸転写物を合成する。D
NA断片は、RNAポリメラーゼのためのプロモーター配
列を含むので、このプロモーター配列がRNAポリメラ
ーゼを起動させてRNA転写物等の核酸転写物を合成す
る。
The method of the present invention includes a promoter sequence.
A nucleic acid transcript such as an RNA transcript is synthesized from a DNA fragment. D
Since the NA fragment contains a promoter sequence for the RNA polymerase, the promoter sequence activates the RNA polymerase to synthesize a nucleic acid transcript such as an RNA transcript.

【0034】RNA転写物等の核酸転写物の合成は、後
述するRNAポリメラーゼの基質として、少なくとも蛍光
ラベル3'−デオキシヌクレオチド(FL-3'dNTP)が含まれ
る基質を用いる。より具体的には、基質は、ATP、G
TP、CTP及びUTP又はこれらの誘導体からなるリ
ボヌクレオシド5’トリフォスフェート(NTP)類、
並びに1種又は2種以上のFL-3'dNTPを用いる。FL-3'dN
TPとしては、前記一般式[Ia]〜[Id]で示されるいずれか
の化合物を用いる。リボヌクレオシド5’トリフォスフ
ェート(NTP)類としては、その一部がATP等の誘
導体である場合も含めて、塩基が異なる少なくとも4種
類の化合物が転写物の合成に必要である。但し、同じ塩
基を含む2種以上の化合物を用いることはできる。
For the synthesis of a nucleic acid transcript such as an RNA transcript, a substrate containing at least a fluorescent label 3′-deoxynucleotide (FL-3′dNTP) is used as a substrate for an RNA polymerase described later. More specifically, the substrate is ATP, G
Ribonucleoside 5 'triphosphates (NTPs) consisting of TP, CTP and UTP or derivatives thereof;
In addition, one or more FL-3'dNTPs are used. FL-3'dN
As TP, any of the compounds represented by the general formulas [Ia] to [Id] is used. As the ribonucleoside 5 ′ triphosphates (NTPs), at least four types of compounds having different bases are necessary for the synthesis of a transcript, including the case where some of them are derivatives such as ATP. However, two or more compounds containing the same base can be used.

【0035】転写生成物であるRNA又は核酸の3'末端
には、FL-3'dNTPが取り込まれることにより、3'ヒドロ
キシ基が欠落し、RNA又は核酸の合成が阻害される。
その結果、3'末端がFL-3'dNTPである種々の長さのRN
A又は核酸断片が得られる。3'末端に塩基及び蛍光標識
の異なるFL-3'dNTPが取り込まれたこのようなリボヌク
レオシド・アナログ体を得る。このリボヌクレオシド・
アナログ体を3'末端が4通りの塩基であるものを用意す
ることで、RNA又は核酸配列の決定に用いることがで
きる〔Vladimir D. Axelred er al. (1985) Biochemist
ry Vol. 24, 5716-5723 〕。
By incorporating FL-3'dNTP into the 3 'end of RNA or nucleic acid which is a transcription product, the 3' hydroxy group is lost and synthesis of RNA or nucleic acid is inhibited.
As a result, RNs of various lengths whose 3 'end is FL-3'dNTP
A or a nucleic acid fragment is obtained. Such a ribonucleoside analog in which FL-3'dNTP having a different base and a different fluorescent label is incorporated at the 3 'end is obtained. This ribonucleoside
By preparing an analog having 4 bases at the 3 ′ end, it can be used for determination of RNA or nucleic acid sequence [Vladimir D. Axelred er al. (1985) Biochemist
ry Vol. 24, 5716-5723].

【0036】尚、FL-3'dNTPは、1つの核酸転写反応に
1種類又は2種以上を用いることができる。1種のみの
FL-3'dNTPを用いて1つの核酸転写反応を行う場合、核
酸転写反応を4回行うことで、3'末端の塩基(FL-3'dNT
P)の異なる4通りの転写生成物を得る。1回の核酸転写
反応で、3'末端のFL-3'dNTPは同一で、分子量の異なる
種々のRNA又は核酸断片の混合物である転写生成物が
得られる。得られた4通りの転写生成物について、独立
に、後述する分離及び配列の読み取りに供することがで
きる。また、4通りの転写生成物の2種以上を混合し、
この混合物を分離及び配列の読み取りに供することもで
きる。
One or more FL-3'dNTPs can be used in one nucleic acid transcription reaction. Only one kind
When one nucleic acid transcription reaction is performed using FL-3'dNTP, the nucleic acid transcription reaction is performed four times, so that the base at the 3 'end (FL-3'dNT
Four different transcription products of P) are obtained. In one nucleic acid transcription reaction, a transcription product which is a mixture of various RNAs or nucleic acid fragments having the same FL-3'dNTP at the 3 'end and different molecular weights can be obtained. The resulting four transcription products can be independently subjected to separation and sequence reading described below. In addition, two or more of the four types of transcription products are mixed,
This mixture can also be subjected to separation and sequence reading.

【0037】1回の核酸転写反応に2種以上のFL-3'dNT
Pを同時に用いると、1つの反応生成物中に、3'末端の
塩基(FL-3'dNTP)の異なる2通り以上の転写生成物が含
まれることになる。これを後述する分離及び配列の読み
取りに供することができる。核酸転写反応に2種以上の
FL-3'dNTPを同時に用いると、核酸転写反応操作の回数
を減らすことができるので好ましい。本発明では、特
に、RNA等の核酸転写が、塩基の異なる4種類のFL-
3'dNTPによりターミネートされ、これを分離して、4種
類の塩基の配列を一度に(同時に)読み取ることが好ま
しい。
In one nucleic acid transcription reaction, two or more types of FL-3'dNT
When P is used at the same time, two or more transcription products having different bases (FL-3'dNTP) at the 3 'end are contained in one reaction product. This can be subjected to separation and sequence reading described below. More than one kind of nucleic acid transcription reaction
The simultaneous use of FL-3'dNTP is preferable because the number of nucleic acid transcription reaction operations can be reduced. In the present invention, in particular, the transcription of nucleic acids such as RNA is performed by using four types of FL-
It is preferable to terminate by 3 ′ dNTP, separate it, and read the sequence of four bases at once (simultaneously).

【0038】(2)核酸転写反応物を分離する工程 本発明の方法では、RNA又は核酸転写生成物を分離す
る。この分離は、転写生成物に含まれる分子量の異なる
複数の生成物分子を、分子量に応じて分離することがで
きる方法で適宜行うことができる。このような分離方法
としては、例えば電気泳動法を挙げることができる。そ
の他にHPLC等も用いることができる。
(2) Step of separating nucleic acid transcription reaction product In the method of the present invention, RNA or nucleic acid transcription products are separated. This separation can be appropriately performed by a method capable of separating a plurality of product molecules having different molecular weights contained in the transcription product according to the molecular weight. An example of such a separation method is an electrophoresis method. In addition, HPLC and the like can be used.

【0039】電気泳動法の条件等には特に制限はなく、
常法により行うことができる。転写生成物を電気泳動法
に付することにより得られるバンド(RNA又は核酸ラ
ダー)からRNA又は核酸の配列を読み取ることができ
る。
The conditions of the electrophoresis method are not particularly limited.
It can be performed by a conventional method. An RNA or nucleic acid sequence can be read from a band (RNA or nucleic acid ladder) obtained by subjecting the transcription product to electrophoresis.

【0040】(3)核酸の配列を読み取る工程 RNA又は核酸ラダーの読み取りは、FL-3'dNTPが有す
る蛍光標識を検出することにより行うことができる。具
体的には、例えば、FL-3'dNTPを用いて得られた転写生
成物を電気泳動に付して得られるバンドの蛍光を検出す
ることで、転写生成物の配列を読み取ることができる。
特に、本発明では、FL-3'dNTPとして前記一般式[Ia]〜
[Id]で示されるいずれかのFL-3'dNTPを用いるので、pH
などの反応溶液条件の影響を受けにくく、シグナル強度
が均一になることで、正確に、且つ、より長鎖のDNAの
塩基配列決定を行い得る。尚、蛍光を発生するラダーの
検出は、例えば、DNAシーケンシングまたはRNAシ
ーケンシングに用いている装置を適宜用いて行うことが
できる。
(3) Step of Reading Nucleic Acid Sequence RNA or nucleic acid ladder can be read by detecting a fluorescent label of FL-3'dNTP. Specifically, for example, the transcription product sequence can be read by subjecting the transcription product obtained using FL-3'dNTP to electrophoresis and detecting the fluorescence of a band obtained.
In particular, in the present invention, the above-mentioned general formulas [Ia] to FL-3′dNTP are used.
Since any FL-3'dNTP represented by [Id] is used, pH
It is hardly affected by reaction solution conditions such as the above, and the signal intensity becomes uniform, so that the base sequence of a longer-chain DNA can be determined accurately and accurately. The detection of a ladder that generates fluorescence can be performed, for example, by using an apparatus used for DNA sequencing or RNA sequencing as appropriate.

【0041】さらに、異なる蛍光で標識された4種類のF
L-3'dNTPを用い、末端が前記一般式[Ia]〜[Id]で示され
るいずれかのFL-3'dNTPである種々の転写生成物断片の
混合物を電気泳動に付して得られるバンドの4種類の蛍
光を検出することでRNA又は核酸の配列を読み取るこ
ともできる。この方法では、4種類のFL-3'dNTPをそれ
ぞれ異なる蛍光で標識する。3'末端の異なる4種類の転
写生成物の混合物を電気泳動に付することで、3'末端の
4種類の異なるFL-3'dNTPに応じた蛍光を発するバンド
が得られ、この蛍光の違いを識別しながら、1度に4種
類のRNA又は核酸の配列を読み取ることができる。
In addition, four types of F labeled with different fluorescence
It is obtained by subjecting a mixture of various transcription product fragments having any of the FL-3'dNTPs represented by the general formulas [Ia] to [Id] to an end by electrophoresis using L-3'dNTP. The sequence of RNA or nucleic acid can also be read by detecting the four types of fluorescence of the band. In this method, four types of FL-3'dNTPs are labeled with different fluorescence. By subjecting a mixture of four types of transcription products having different 3 'ends to electrophoresis, a band emitting fluorescence corresponding to four different types of FL-3' dNTPs at the 3 'end was obtained. , The sequence of four types of RNA or nucleic acid can be read at a time.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、ターミネーターとし
て、蛍光色素のBODIPYを付した3'デオキシリボヌクレオ
チド5'トリフォスフェートを用いることにより、pHなど
の反応溶液条件の影響を受けにくく、シグナル強度が均
一になることで、正確に、且つ、より長鎖のDNAの塩基
配列決定を行い得る転写シーケンス方法を提供すること
ができる。
According to the present invention, by using 3 ′ deoxyribonucleotide 5 ′ triphosphate to which a fluorescent dye BODIPY is added as a terminator, the signal intensity is less affected by reaction solution conditions such as pH. By providing uniformity, it is possible to provide a transcription sequence method capable of determining the base sequence of a longer-chain DNA accurately and accurately.

【0043】[0043]

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。 [実施例1] BODIPY-ターミネーターを用いた転写シー
クエンス例 BODIPY-ターミネーターとして、BODIPY R6G-3'-dATP(n=
4)、BODIPY FL-3'-dGTP(n=4)、BODIPY 581/591-3'-dCTP
(n=2)、及びBODIPY 564/570-3'-dUTP(n=2)を用いた。い
ずれも、特開昭63−152364号公報に記載された
方法により合成されたBODIPYを公知の方法により3'-dNT
Pに標識したものである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. [Example 1] Example of transcription sequence using BODIPY-terminator As BODIPY-terminator, BODIPY R6G-3'-dATP (n =
4), BODIPY FL-3'-dGTP (n = 4), BODIPY 581 / 591-3'-dCTP
(n = 2) and BODIPY 564 / 570-3′-dUTP (n = 2). In each case, BODIPY synthesized by the method described in JP-A-63-152364 was converted to 3′-dNT by a known method.
It is labeled P.

【0044】イン・ビトロの転写反応は、Melton, D.A
[Nucleic Acids Res., 12:7035-7056(1984)]に示された
方法を用いた。具体的には、T7プロモーターを有するプ
ラスミドベクターpBluescriptSK(+)の環状DNAを鋳型と
して用いた。反応は、BODIPYR6G-3'-dATP(n=4)、BODIPY
FL-3'-dGTP(n=4)、BODIPY 581/591-3'-dCTP(n=2)、BOD
IPY 564/570-3'-dUTP(n=2)さらに500μM ITP、UTP及び2
50μM ATP、CTPを混合し、約500塩基程度の解析が可
能な希釈を行うことで、条件を決定し、8mMMgCl2、2m
M spermidine-(HCl)3、5mM DTT、40mM Tris/HCl pH 8.0
の条件下で、変異型T7 RNAポリメラーゼF644Yを50単
位加えて、合計反応体積10μlとして、37℃で一時間
反応を行った。
The in vitro transcription reaction was performed by Melton, DA
The method shown in [Nucleic Acids Res., 12: 7035-7056 (1984)] was used. Specifically, a circular DNA of a plasmid vector pBluescriptSK (+) having a T7 promoter was used as a template. The reaction was performed using BODIPYR6G-3'-dATP (n = 4), BODIPY
FL-3'-dGTP (n = 4), BODIPY 581 / 591-3'-dCTP (n = 2), BOD
IPY 564 / 570-3'-dUTP (n = 2) plus 500 μM ITP, UTP and 2
50 [mu] M ATP, mixed CTP, by performing dilution capable analysis of about 500 bases, to determine the condition, 8mMMgCl 2, 2m
M spermidine- (HCl) 3 , 5 mM DTT, 40 mM Tris / HCl pH 8.0
Under the conditions described above, 50 units of mutant T7 RNA polymerase F644Y were added to make a total reaction volume of 10 μl and reacted at 37 ° C. for 1 hour.

【0045】次に反応産物中に残存している未反応のダ
イ・ターミネーターを除去するため、エタノールを添加
し、−20℃に20分置き、遠心操作を行い、沈殿する核酸
を得た。上澄みを除去し、遠心式エバポレーターを用い
て、乾燥させた。この反応産物を株式会社パーキンエル
マージャパンのABI 377XL Sequencing System取り扱い
説明書Ver.1.0に従い、ホルムアミド/EDTA/Blue dextra
n loading buffer 6μlに溶解し、そのうち2μlを、6
M尿素/4%ロングレンジャー アクリルアミド溶液(FMC
社)を含むシークエンス解析用変性ゲルを用い、ABI 377
XLシークエンサー及び解析プログラムを用いて解析し
た。その結果を図1に示した。その結果、今回合成した
BODIPY-ターミネーターを用いて、極めて良好なシーク
エンスエレクトログラムが得られた。
Next, ethanol was added to remove unreacted die terminator remaining in the reaction product, the mixture was kept at -20 ° C. for 20 minutes, and centrifuged to obtain a precipitated nucleic acid. The supernatant was removed and dried using a centrifugal evaporator. According to ABI 377XL Sequencing System instruction manual Ver.1.0 of PerkinElmer Japan, formamide / EDTA / Blue dextra
n Dissolve in 6 μl loading buffer, and transfer 2 μl to 6 μl
M urea / 4% long ranger acrylamide solution (FMC
ABI 377 using denaturing gel for sequence analysis
Analysis was performed using an XL sequencer and an analysis program. The result is shown in FIG. As a result, this time
Very good sequence electrograms were obtained using the BODIPY-terminator.

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

【図1】Bodipy色素を結合した3'-デオキシヌクレオチ
ドをターミネーターとして用いた転写シークエンスを用
いた解析例。
FIG. 1 shows an analysis example using a transcription sequence using 3′-deoxynucleotide bound to a Bodipy dye as a terminator.

フロントページの続き (72)発明者 綿引 正則 富山県富山市荒川1−1−24 株式会社ニ ッポンジーンテク富山研究所内 (72)発明者 林崎 良英 茨城県つくば市稲荷前22−1−201 Fターム(参考) 4B024 AA20 CA01 EA04 FA18 HA19 4B063 QA13 QQ42 QR32 QR62 QR63 QR66 QS03 Continued on the front page (72) Inventor Masanori Watahiki 1-1-24 Arakawa, Toyama-shi, Toyama Nippon Genetech Toyama Research Laboratories Co., Ltd. 4B024 AA20 CA01 EA04 FA18 HA19 4B063 QA13 QQ42 QR32 QR62 QR63 QR66 QS03

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】RNAポリメラーゼ及び前記のRNAポリメラー
ゼのためのプロモーター配列を含むDNA断片の存在下、A
TP、GTP、CTP及びUTPまたはそれらの誘導体、並びに1
種類または2種類以上の蛍光ラベルされた3'デオキシリ
ボヌクレオシド5'トリフォスフェート(以下、FL-3'dNTP
と称す)を反応させて、核酸転写生成物を得、該核酸転
写生成物中に取り込まれた前記FL-3'-dNTPの蛍光標識を
光学的に検知することで、核酸の配列を読み取るDNA塩
基配列決定法であって、前記FL-3'dNTPが、下記一般式
[Ia]〜[Id]で示されるいずれかの化合物であることを特
徴とするDNA塩基配列決定法。 【化1】 〔式中、Rは3'-デオキシ-1-リボフラノシル-5'-トリフ
ォスフェートを示し、かつQは、下記一般式[II]で示さ
れる残基を示す。〕 【化2】 [II] 〔式中、Vは、-C≡C-又は-C=C-を表し、n及びmは独立
に2〜4の整数を示し、R 0は下記一般式[III]で示され
る蛍光団を示す。〕 【化3】 〔式中、R1及びR2は、独立にH、CH3-、-CH2CH2-COOH、B
r、 【化4】 である。〕
1. An RNA polymerase and said RNA polymerase
A in the presence of a DNA fragment containing a promoter sequence for
TP, GTP, CTP and UTP or their derivatives, and 1
Or 3 or more fluorescently labeled 3 'deoxyli
Bonnucleoside 5 'triphosphate (hereinafter FL-3'dNTP
) To obtain a nucleic acid transcription product,
Fluorescent label of the FL-3'-dNTP incorporated in the photoproduct
DNA salts that read nucleic acid sequences by optical detection
A method for determining a base sequence, wherein the FL-3'dNTP is represented by the following general formula:
The compound is one of the compounds represented by [Ia] to [Id].
Characteristic DNA sequencing. Embedded image[Wherein R is 3′-deoxy-1-ribofuranosyl-5′-trif
And Q is represented by the following general formula [II]:
Indicates the residue to be used. [Chemical formula 2][II] [wherein, V represents -C≡C- or -C = C-, and n and m are independent
Represents an integer of 2 to 4, R 0Is represented by the following general formula [III]
Fluorophore. [Chemical formula 3]Wherein R1 and R2 are independently H, CHThree-, -CHTwoCHTwo-COOH, B
r,It is. ]
【請求項2】前記RNAポリメラーゼが、対応する野性型
RNAポリメラーゼの能力と比較して、3'dNTP誘導体を
取り込む能力を増加させるように、野性型RNAポリメ
ラーゼの少なくとも1つのアミノ酸が置換された変異型
RNAポリメラーゼである請求項1に記載の方法。
2. A mutant in which at least one amino acid of a wild-type RNA polymerase has been substituted so that the RNA polymerase has an increased ability to incorporate a 3 ′ dNTP derivative as compared to the ability of the corresponding wild-type RNA polymerase. Type
The method according to claim 1, which is an RNA polymerase.
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