JP2002541823A - Method for determining single nucleic acid polymorphism using bioelectric microchip - Google Patents

Method for determining single nucleic acid polymorphism using bioelectric microchip

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JP2002541823A JP2000611727A JP2000611727A JP2002541823A JP 2002541823 A JP2002541823 A JP 2002541823A JP 2000611727 A JP2000611727 A JP 2000611727A JP 2000611727 A JP2000611727 A JP 2000611727A JP 2002541823 A JP2002541823 A JP 2002541823A
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6827Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism

Abstract

(57)【要約】 遺伝子標的中の単一核酸多型(SNP)の性質の分析および決定のための方法が提供される。本発明の一つの方法において、遺伝子標的中のSNPの性質は、電子的に生物活性なマイクロチップ上の複数のテスト部位に配置された複数のハイブリダイゼーション複合体を供し、該ハイブリダイゼーション複合体が、SNPを含有する少なくとも核酸標的、標的配列および/またはレポーター・プローブに相補的な配列を有する安定化剤プローブ、および該安定化剤または同一標的配列鎖のいずれかに相補的な選択された配列を有するレポーター・プローブを含み、ここに、該レポーターの選択された配列が該標的のSNPに対応する野生型ヌクレオチドまたはヌクレオチドのいずれかを含む工程によって決定される。本発明による安定化剤、レポーターおよび標的アンプリコンは、塩基−スタッキングエネルギーが、とりわけ同定用指標、野生型あるいは多型の配列の存在を識別するのに利用されるようなマイクロチップシステムの電子的援助を用いてハイブリダイズされる。適用には、構造遺伝子、調節領域、抗生物質または化学療法剤の耐性付与領域における多型の同定について、あるいは種形成に関連したか、遺伝的連鎖の決定のために用いられたSNPについてのごとき疾病診断法が含まれる。   (57) [Summary] Methods are provided for analyzing and determining the nature of a single nucleic acid polymorphism (SNP) in a gene target. In one method of the invention, the nature of the SNP in the gene target provides a plurality of hybridization complexes located at a plurality of test sites on an electronically bioactive microchip, wherein the hybridization complexes are , A stabilizing probe having a sequence complementary to at least a nucleic acid target containing a SNP, a target sequence and / or a reporter probe, and a selected sequence complementary to either the stabilizing agent or the same target sequence strand Wherein the selected sequence of the reporter is determined by a step comprising either wild-type nucleotides or nucleotides corresponding to the target SNP. The stabilizers, reporters and target amplicons according to the present invention can be used in electronic microchip systems where base-stacking energies are used, inter alia, to identify the presence of identifying indices, wild-type or polymorphic sequences. Hybridized with assistance. Applications include the identification of polymorphisms in structural genes, regulatory regions, antibiotic or chemotherapeutic drug resistance conferring regions, or SNPs associated with speciation or used to determine genetic linkage. Disease diagnostic methods are included.

Description

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

【0001】 関連出願情報 本出願は、「METHODS AND APPARATUS FOR DETERMINATION OF LENGTH POLYMORP
HISMS IN DNA」と題する、1998年2月25日に出願された出願シリアル番号
09/030156の一部継続出願であり、その出願は、「METHODS AND PARAME
TERS FOR ELECTRONIC BIOLOGICAL DEVICES」と題する、1997年12月5日に
出願された出願シリアル番号08/986,065の一部継続出願であり、その
出願は、「APPARATUS AND METHODS FOR ACTIVE PROGRAMMABLE MATRIX DEVICES
」と題する、1995年9月27日に出願された出願シリアル番号08/534
,454の一部継続出願であり、その出願は、現在米国特許第5,632,957
号(その出願は、「CONTROL SYSTEM FOR ACTIVE、PROGRAMMABLE ELECTRONIC M
ICROBIOLOGY SYSTEM」と題する1997年5月20日に出願された0出願シリア
ル番号8/859,644に継続している)として発行されている「AUTOMATED MO
LECULAR BIOLOGICAL DIAGNOSTIC SYSTEM」と題する、1994年9月9日に出願
された出願シリアル番号08/304,657の一部継続出願であり、その出願
は、「METHODS FOR ELECTRONIC STRINGENCY CONTROL FOR MOLECULAR BIOLOGICAL
、ANALYSIS AND DIAGNOSTICS」と題する現在は許可された1994年7月7日に
出願された出願シリアル番号08/271,882の一部継続出願であり、その
出願は、「ACTIVE PROGRAMMABLE ELECTRONIC DEVICES FOR MOLECULAR BIOLOGIC
AL ANALYSIS AND DIAGNOSTICS」と題する現在は米国特許第5,605,662号
(その出願は、「METHODS FOR ELECTRONIC SYNTHESIS OF POLYMERS」と題する、
1996年10月4日に出願された出願シリアル番号08/725,976に継
続されている)として発行された1993年11月1日に出願された出願シリア
ル番号08/146,504の一部継続出願であり、および「METHODS AND MATER
IALS FOR OPTIMIZATION OF ELECTRONIC HYBRIDIZATION REACTIONS」と題する1
996年9月6日に出願された出願シリアル番号08/708,262の継続で
あり、それら全てをここに出典明示して、本明細書に十分に記載したかのごとく
本明細書の一部とみなす。
Related application information
A continuation-in-part of application serial number 09/030156, filed February 25, 1998, entitled "HISMS IN DNA," which is filed under "METHODS AND PARAME
TERS FOR ELECTRONIC BIOLOGICAL DEVICES, which is a continuation-in-part application of application serial number 08 / 986,065, filed on December 5, 1997, the application of which is "APPARATUS AND METHODS FOR ACTIVE PROGRAMMABLE MATRIX DEVICES."
No. 08/534, filed Sep. 27, 1995, entitled "
No. 5,454,957, which is a continuation-in-part application of U.S. Pat.
No. (The application is “CONTROL SYSTEM FOR ACTIVE, PROGRAMMABLE ELECTRONIC M
"AUTOMATED MO" issued under the application No. 8 / 859,644, filed May 20, 1997, entitled "ICROBIOLOGY SYSTEM".
LECULAR BIOLOGICAL DIAGNOSTIC SYSTEM "is a continuation-in-part of serial number 08 / 304,657 filed on September 9, 1994, which is filed as" METHODS FOR ELECTRONIC STRINGENCY CONTROL FOR MOLECULAR BIOLOGICAL. "
, ANALYSIS AND DIAGNOSTICS ”is a continuation-in-part of application Serial No. 08 / 271,882, filed July 7, 1994, which was filed under the title“ ACTIVE PROGRAMMABLE ELECTRONIC DEVICES FOR MOLECULAR BIOLOGIC ”.
US Patent No. 5,605,662, entitled "METHODS FOR ELECTRONIC SYNTHESIS OF POLYMERS," entitled "AL ANALYSIS AND DIAGNOSTICS"
(Continued with Serial No. 08 / 725,976, filed October 4, 1996) Partial continuation of Serial No. 08 / 146,504 filed November 1, 1993 Application and "METHODS AND MATER
1 entitled "IALS FOR OPTIMIZATION OF ELECTRONIC HYBRIDIZATION REACTIONS"
Is a continuation of application Serial No. 08 / 708,262, filed Sep. 6, 996, all of which are hereby incorporated by reference and are hereby incorporated by reference in their entirety as if fully set forth herein. Is considered.

【0002】 発明の分野 本発明の方法は、疾患状態および他の遺伝子関連の苦痛のための遺伝子同定用
システムに関する。より詳細には、該方法は、ウィルスならびに真核生物および
原核生物のゲノム中の多型の同定のための核酸配列中の単一核酸多型の検出用の
システムに関する。
FIELD OF THE INVENTION [0002] The methods of the present invention relate to systems for gene identification for disease states and other gene-related distresses. More particularly, the method relates to a system for the detection of single nucleic acid polymorphisms in nucleic acid sequences for the identification of polymorphisms in the genome of viruses and eukaryotes and prokaryotes.

【0003】 発明の背景 以下の記載は、本発明に関連する情報の概要を提供する。それは、本明細書に
提供されたいずれの情報も特許請求された本発明に対して先行技術であるという
こと、あるいは特にまたは暗に参照されたいずれの刊行物も本発明の先行技術で
あるということを容認するものではない。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0003] The following description provides an overview of information relevant to the invention. It may be said that any information provided herein is prior art to the claimed invention, or that any publications specifically or implicitly referred to are prior art to the present invention. I do not tolerate that.

【0004】 分子生物学は、核酸および蛋白質の配列の分析のための非常に様々の技術を含
む。これらの技術および手順の多くは、臨床的診断のアッセイおよびテストの基
礎を形成する。これらの技術には、核酸ハイブリダイゼーション分析、制限酵素
分析、遺伝配列分析、ならびに核酸および蛋白質の分離および精製(例えば、J.
Sambrook, E. F. Fritsch, およびT. Maniatis, Molecular Cloning: A Labora
tory Manual, 第2版, Cold spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Ha
rbor, New York, 1989参照)を含む。
[0004] Molecular biology involves a great variety of techniques for the analysis of nucleic acid and protein sequences. Many of these techniques and procedures form the basis for clinical diagnostic assays and tests. These techniques include nucleic acid hybridization analysis, restriction enzyme analysis, genetic sequence analysis, and nucleic acid and protein separation and purification (see, for example,
Sambrook, EF Fritsch, and T. Maniatis, Molecular Cloning: A Labora
tory Manual, 2nd edition, Cold spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Ha
rbor, New York, 1989).

【0005】 これらの技術の大部分は、多数の試料に複数の操作(例えば、ピペッティング
、遠心分離および電気泳動)を行うことを含む。それらは、しばしば複雑でかつ
時間消費で、一般的には高度の正確さを要求する。多数の技術は、感度、特異性
あるいは再現性の欠如によってその適用において制限されている。
Most of these techniques involve performing multiple operations (eg, pipetting, centrifugation and electrophoresis) on large numbers of samples. They are often complex and time consuming, and generally require a high degree of accuracy. Many techniques are limited in their application by lack of sensitivity, specificity or reproducibility.

【0006】 例えば、遺伝的あるいは感染性の疾患のためのDNAハイブリダイゼーション
分析を行う全プロセスは非常に複雑である。略言すれば、全プロセスは、工程お
よびサブ工程の数に分割できる。遺伝疾患診断の場合において、第一工程には、
試料(例えば、唾液、血液または組織)を得ることが含まれる。試料のタイプに
依存して、様々な前処理が行われるであろう。第二工程は、他の細胞成分と共に
粗製のDNA物質を遊離する細胞を分離するか、または溶解することが含まれる
[0006] For example, the entire process of performing a DNA hybridization analysis for a genetic or infectious disease is very complex. In short, the whole process can be divided into a number of steps and sub-steps. In the case of genetic disease diagnosis, the first step includes:
Obtaining a sample (eg, saliva, blood or tissue) is involved. Various pre-treatments will be performed, depending on the type of sample. The second step involves separating or lysing cells that release crude DNA material along with other cellular components.

【0007】 一般的には、いくつかのサブ工程は、細胞の残骸を除去し、次いで粗製の試料
からDNAをさらに精製することが必要である。この点では、いくつかのオプシ
ョンが処理および分析について存在する。いくつかのオプションには、DNAを
変性させ、次いで多数の様式(ドットブロット、マイクロビーズ、マイクロプレ
ート等)のうち1つにおける直接的ハイブリダイゼーション分析を行うことが含
まれる。サザーンブロットハイブリダイゼーションと呼ばれる第二のオプション
は、制限酵素でDNAを切断し、電気泳動ゲル上でDNA断片を分離し、膜フィ
ルターにDNAをブロットし、次いでブロットと特定のDNAプローブ配列とを
ハイブリダイズさせることが含まれる。この手順は、ゲノムDNA試料の複雑さ
を有効に低下させ、それによって、ハイブリダイゼーションの特異性および感度
を改善することを助ける。不運にも、この手順は長くかつ困難である。第三のオ
プションは、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)あるいは鎖置換増幅(SDA)法の
ごとき増幅手法を行うことである。これらの手順は、非標的配列に対して標的D
NA配列数を増幅(増加)する。標的DNAの増幅は、ゲノムDNA分析におけ
る複雑さおよび感度に関連する問題を克服するのを助ける。これらの試料調製お
よびDNAプロセシングの工程後、実際のハイブリダイゼーション反応が行われ
る。最後に、検出およびデータ分析は、ハイブリダイゼーション事象を分析結果
に変換する。
In general, some sub-steps require removing cellular debris and then further purifying the DNA from the crude sample. At this point, several options exist for processing and analysis. Some options include denaturing the DNA and then performing a direct hybridization analysis in one of a number of formats (dot blots, microbeads, microplates, etc.). A second option, called Southern blot hybridization, cuts the DNA with restriction enzymes, separates the DNA fragments on an electrophoresis gel, blots the DNA on a membrane filter, and then hybridizes the blot with a specific DNA probe sequence. Soybeans are included. This procedure effectively reduces the complexity of the genomic DNA sample, thereby helping to improve the specificity and sensitivity of the hybridization. Unfortunately, this procedure is long and difficult. A third option is to perform an amplification procedure such as the polymerase chain reaction (PCR) or strand displacement amplification (SDA). These procedures involve targeting the target D to the non-target sequence.
Amplify (increase) the number of NA sequences. Amplification of the target DNA helps to overcome problems associated with complexity and sensitivity in genomic DNA analysis. After these sample preparation and DNA processing steps, the actual hybridization reaction is performed. Finally, detection and data analysis translate the hybridization events into analytical results.

【0008】 核酸ハイブリダイゼーション分析は、一般的には、比較的大量の複雑な非標的
核酸中で、過剰なプローブDNAでの非常に少数の特定の標的核酸(DNAまた
はRNA)の検出を含む。試料中の核酸の複雑さにおける低下は、核酸標的の低
コピー数 (すなわち、10,000ないし100,000)の検出に役立つ。D
NA複雑さの低下は標的核酸配列の増幅によってある程度まで達成される。(S
DAに関しては、M. A. Innisら, PCR Protocols: A Guide to Methods and App
lications, Academic Press, 1990, Spargoら, 1996, Molecular & Cel
lular Probes参照)。 これは、標的核酸の増幅の結果、非標的配列に対して標
的核酸配列が非常に多数となり、それによって続いての標的ハイブリダイゼーシ
ョン工程を改善するためである。
[0008] Nucleic acid hybridization analysis generally involves the detection of a very small number of specific target nucleic acids (DNA or RNA) with an excess of probe DNA in a relatively large amount of complex non-target nucleic acids. The reduction in the complexity of the nucleic acid in the sample helps to detect low copy numbers (ie, 10,000 to 100,000) of the nucleic acid target. D
Reduction of NA complexity is achieved to some extent by amplification of the target nucleic acid sequence. (S
For DA, see MA Innis et al., PCR Protocols: A Guide to Methods and App.
lications, Academic Press, 1990, Spargo et al., 1996, Molecular & Cel.
lular Probes). This is because amplification of the target nucleic acid results in a large number of target nucleic acid sequences relative to non-target sequences, thereby improving the subsequent target hybridization step.

【0009】 実際のハイブリダイゼーション反応は、全工程の最も重要でかつ主要な工程の
うちの1つを表わす。ハイブリダイゼーション工程は、セット最適条件にて調製
されたDNA試料を特定のレポーター・プローブと接触させ、ハイブリダイゼー
ションが標的DNA配列とプローブとの間に生じることを含む。 ハイブリダイゼーションは、多くの様式のうちのいずれかの1つにおいて行わ
れ得る。例えば、複数の試料核酸ハイブリダイゼーション分析は様々なフィルタ
ーおよび固体支持様式において行われた(G. A. Beltzら, in Methods in Enzym
ology,100巻, Part B, R. Wu, L. Grossman, K. Moldave編, Academic Press
, New York,19章,266-308頁,1985参照)。一つの様式のいわゆる「
ドットブロット」ハイブリダイゼーションには、フィルターへの標的DNAの非
共有結合に続いて放射性同位元素標識した(複数の)プローブへのハイブリダイ
ゼーションが含まれる。「ドットブロット」ハイブリダイゼーションは、過去2
0年間にわたり広範囲な用途を獲得し、その間に多くのバージョンが開発された
(M. L. M. AndersonおよびB. D. Young, Nucleic Acid Hybridization-A Pract
ical Approach, B. D. HamesおよびS. J. Higgins編, IRL Press, Washington,
D. C. 第4章,73-111頁,1985参照)。例えば、ドットブロット法は、
ゲノム突然変異の多重分析 (D. NanibhushanおよびD. Rabin, EPA 02280
75中, 1987年7月8日)のために、および重複するクローンの検出および
ゲノムの地図の構築(G. A. Evans, 米国特許第5,219,726号中、199
3年6月15日)のために開発された。
[0009] The actual hybridization reaction represents one of the most important and major steps of the whole process. The hybridization step involves contacting a DNA sample prepared under optimal set conditions with a specific reporter probe, and hybridization occurring between the target DNA sequence and the probe. Hybridization can be performed in any one of a number of ways. For example, multiple sample nucleic acid hybridization analyzes were performed on various filters and solid support formats (GA Beltz et al., Methods in Enzym
ology, Volume 100, Part B, R. Wu, L. Grossman, K. Moldave, Academic Press
, New York, Chapter 19, pages 266-308, 1985). One style of so-called "
"Dot blot" hybridization involves non-covalent attachment of target DNA to a filter followed by hybridization to a radiolabeled probe (s). "Dot blot" hybridization
Over a period of 0 years, it has gained widespread use, during which many versions have been developed (MLM Anderson and BD Young, Nucleic Acid Hybridization-A Pract
ical Approach, edited by BD Hames and SJ Higgins, IRL Press, Washington,
DC Chapter 4, pages 73-111, 1985). For example, the dot blot method
Multiplex analysis of genomic mutations (D. Nanibhushan and D. Rabin, EPA 02280)
75, July 8, 1987) and for the detection of overlapping clones and construction of a genomic map (GA Evans, US Pat. No. 5,219,726, 199).
3/15/15).

【0010】 新しい技術は、マイクロフォーマットされた複数の、あるいはマトリックスの
装置に関して、複数の試料核酸ハイブリダイゼーション分析を行うために開発さ
れている(例えば、M. Barinaga, 253 Science, 1489頁,1991;W. B
ains, 10 Bio/Technology,757-758頁,1992参照)。これらの方法は
、通常、DNAチップのマイクロ−ウェルのごとき固体支持体の非常に小さな特
定のエリアに特定のDNA配列を付着させる。これらのハイブリダイゼーション
様式は、従来の「ドットブロット」および「サンドイッチ」ハイブリダイゼーシ
ョンシステムのマイクロ−スケールのバージョンである。
[0010] New techniques have been developed to perform multiple sample nucleic acid hybridization analyzes on microformatted or matrix devices (eg, M. Barinaga, 253 Science, 1489, p. 1489, 1991; W. B
ains, 10 Bio / Technology, pp. 757-758, 1992). These methods usually attach a specific DNA sequence to a very small specific area of a solid support, such as a micro-well of a DNA chip. These hybridization formats are micro-scale versions of conventional "dot blot" and "sandwich" hybridization systems.

【0011】 マイクロフォーマットされたハイブリダイゼーションを用いて、「ハイブリダ
イゼーションによる配列決定」(SBH)を行うことができる(M. Barinaga,
253 Science, 1489頁,1991;W. Bains, 10 Bio/Technology,75
7-758頁,1992参照)。SBHは、未知DNA試料中のn-merを識別する
ためにあらゆるn-ヌクレオチドオリゴマー(n-mer)を利用し、それは引き続い
てアルゴリズム分析によって整列させて、DNA配列を生成するR. Drmanacおよ
びR. Crkvenjakov, ユーゴスラビア特許出願第570/87,1987;R. Drman
acら, 4 Genomics, 114,1989;Strezoskaら, 88 Proc. Natl. Acad. S
ci. USA 10089,1992;ならびにR. DrmanacおよびR. B. Crkvenjakov,
米国特許第5,202,231号, 1993年4月13日参照)
Using microformatted hybridization, “sequencing by hybridization” (SBH) can be performed (M. Barinaga,
253 Science, 1489, 1991; W. Bains, 10 Bio / Technology, 75.
7-758, 1992). SBH utilizes any n-nucleotide oligomer (n-mer) to identify the n-mer in an unknown DNA sample, which is subsequently aligned by algorithmic analysis to produce a DNA sequence R. Drmanac and R. Crkvenjakov, Yugoslavia Patent Application No. 570/87, 1987; R. Drman
ac et al., 4 Genomics, 114, 1989; Strezoska et al., 88 Proc. Natl. Acad. S
ci. USA 10089, 1992; and R. Drmanac and RB Crkvenjakov,
(See U.S. Pat. No. 5,202,231, Apr. 13, 1993)

【0012】 SBHを行うための2つの様式がある。第一の様式には、支持体上の全ての可
能なn-merのアレイを作成し、次いで、それは標的配列とハイブリダイズされる
ことが含まれる。第二の様式には、支持体に標的配列を付着させ、引き続いて全
ての可能なn-merでプローブされることが含まれる。両様式は、直接的プローブ
・ハイブリダイゼーションの基本的な問題および複数のハイブリダイゼーション
に関連したさらなる困難を有する。
There are two modes for performing SBH. The first format involves creating an array of all possible n-mers on a support, which is then hybridized to a target sequence. The second mode involves attaching the target sequence to a support and subsequently being probed with all possible n-mers. Both formats have the basic problems of direct probe hybridization and the additional difficulties associated with multiple hybridizations.

【0013】 Southern (英国特許出願GB 8810400、1988;E. M. Southernら,
13 Genomics 1008,1992) は、DNAを分析するかまたは配列決定す
るために第一の様式を用いることを提唱した。Southernは、PCR増幅したゲノ
ムDNAを用いて、既知の単一点突然変異を同定した。また、Southernは、SB
H用の固体支持体上のオリゴヌクレオチドのアレイを合成する方法について記載
した。しかしながら、Southernは、アレイ上の各オリゴヌクレオチドにつき最適
のストリンジェンシー条件を達成する方法を記載していない。
Southern (UK patent application GB 8810400, 1988; EM Southern et al.,
13 Genomics 1008, 1992) proposed using the first format to analyze or sequence DNA. Southern used PCR amplified genomic DNA to identify known single point mutations. Also, Southern is SB
A method for synthesizing an array of oligonucleotides on a solid support for H has been described. However, Southern does not describe how to achieve optimal stringency conditions for each oligonucleotide on the array.

【0014】 Drmanacら(260 Science 1649-1652,1993)は、第二の様式を
用いて、いくつかの短い(116塩基対の)DNA配列を配列決定した。標的D
NAは、フィルター支持体(「ドットブロット」様式)に付着させた。各フィル
ターは、引き続いて272個の標識された10-merおよび11-merのオリゴヌク
レオチドでハイブリダイズされた。広範囲のストリンジェンシー条件を用いて、
各n-merプローブに特異的なハイブリダイゼーションを達成した。洗浄回数は、
0℃ないし16℃の温度を用いて5分間から一晩に変更した。大部分のプローブ
は、16℃にて3時間の洗浄を必要とした。該フィルターは、ハイブリダイゼー
ション・シグナルを検出するために2ないし18時間曝露しなければならなかっ
た。全体的な間違ったポジティブなハイブリダイゼーションの割合は、単純な標
的配列、縮小された組のオリゴマープローブおよび利用可能な最もストリンジェ
ント条件の使用にもかかわらず5%であった。
[0014] Drmanac et al. (260 Science 1649-1652, 1993) used the second format to sequence several short (116 base pair) DNA sequences. Target D
NA was attached to a filter support ("dot blot" format). Each filter was subsequently hybridized with 272 labeled 10-mer and 11-mer oligonucleotides. Using a wide range of stringency conditions,
Hybridization specific to each n-mer probe was achieved. The number of washings
The temperature was varied from 5 minutes to overnight using a temperature of 0 ° C to 16 ° C. Most probes required a 3 hour wash at 16 ° C. The filters had to be exposed for 2 to 18 hours to detect the hybridization signal. The overall false positive hybridization rate was 5% despite the use of simple target sequences, a reduced set of oligomer probes and the most stringent conditions available.

【0015】 現在、様々な方法がハイブリダイゼーション事象の検出および分析に利用可能
である。DNAプローブを標識するために用いられたレポーター群(蛍光体、酵
素、放射性同位元素等)に依存して、検出および分析は、蛍光測定的に、比色定
量的にあるいはオートラジオグラフィーによって行われる。蛍光性発光または粒
子放出のごとき放出された放射を観察および測定することによる情報が、ハイブ
リダイゼーション事象につき得ることができる。検出方法が非常に高度に固有の
感度を有する場合でさえ、ハイブリダイゼーション事象の検出は、非特異的な結
合物質の背景の存在のために困難である。かくして、ハイブリダイゼーション事
象の検出は、いかに特異的でかつ敏感なハイブリダイゼーションを作成できるか
に依存する。遺伝子分析に関して、特異性および感度を増加させることを試みた
いくつかの方法が開発されている。
[0015] A variety of methods are currently available for detecting and analyzing hybridization events. Depending on the reporter group (fluorescent substance, enzyme, radioisotope, etc.) used to label the DNA probe, detection and analysis are performed fluorometrically, colorimetrically or by autoradiography. . Information by observing and measuring emitted radiation, such as fluorescent emission or particle emission, can be obtained for the hybridization event. Even if the detection method has a very high inherent sensitivity, detection of a hybridization event is difficult due to the presence of a background of non-specific binding substances. Thus, the detection of a hybridization event depends on how specific and sensitive hybridization can be made. For genetic analysis, several methods have been developed that have attempted to increase specificity and sensitivity.

【0016】 遺伝子分析の一つの形態は、単一の核酸多型または(「SNP」)の解明に集
中した分析である。SNPの使用を賛成する因子は、(特に、短いタンデムリピ
ート(STR)に比較して)ヒトゲノム中のそれらの高度の豊富さ、(蛋白質構
造または発現レベルに影響できる)遺伝子のコード領域または調節領域内のそれ
らの頻繁な配置、ある世代から次に推移する場合のそれらの安定性である(Land
egrenら, Genome Research,8巻,769-776頁,1998)。
One form of genetic analysis is an analysis focused on elucidating a single nucleic acid polymorphism or (“SNP”). Factors that favor the use of SNPs include their high abundance in the human genome (especially as compared to short tandem repeats (STRs)), the coding or regulatory regions of genes (which can affect protein structure or expression levels). Their frequent placement within, their stability when transitioning from one generation to the next (Land
egren et al., Genome Research, 8, 769-776, 1998).

【0017】 SNPは、2つの変異体に存在するゲノム中のいずれかの位置に規定され、ま
た、最も共通する変異体は一生涯の99%未満で生じる。広範囲の遺伝子標識と
してSNPを用いるために、それらを容易に、迅速に、正確におよびコスト効率
よくゲノタイピイングできることが非常に重要である。ある疾患への多数の遺伝
子座因子(RischおよびMerikangas, Science,273巻,1516-1517頁,1
996)、ならびにSNPの小さなサブセットは公知の苦痛と関連することが示
されている複雑な障害を調査するために双方の大きな組のSNPをタイピングす
ることは非常に注目されるものである。
[0017] SNPs are defined anywhere in the genome that are present in two variants, and the most common variants occur in less than 99% of their lifetimes. In order to use SNPs as a broad range of genetic markers, it is very important that they can be genotyped easily, quickly, accurately and cost-effectively. Multiple locus factors for certain diseases (Risch and Merikaangas, Science, 273, 1516-1517, 1
996), as well as typing both large sets of SNPs to investigate complex disorders in which a small subset of SNPs have been shown to be associated with known pain.

【0018】 多数の技術は、SNP (それらのすべては標的増幅を要求する)のタイピン
グに現在利用可能であり(概説に関しては、Landegrenら, Genome Research,8
巻,769-776巻,1998参照)、それらの全ては標的増幅に必要である。
それらには、直接的な配列決定(Carothersら, BioTechniques,7巻,494-4
99頁,1989)、一本鎖立体配座多型(Oritaら, Proc. Natl. Acad. Sci. U
SA,86巻,2766-2770頁,1989)、対立遺伝子特異的な増幅(Newton
ら, Nucleic Acids Research,17巻,2503-2516頁,1989)、制限消
化(DayおよびHumphries, Analytical Biochemistry,222巻,389-395頁
,1994)およびハイブリダイゼーションアッセイが含まれる。それらの最も
基本的な形態において、ハイブリダイゼーションアッセイは、マッチしたおよび
ミスマッチの標的に対する短いオリゴヌクレオチド・レポーターを識別すること
によって機能する。最適の変性条件を決定する際の困難さのために、塩基性のプ
ロトコールへの多くの適合が開発されている。これらには、連結鎖反応 (Wuお
よびWallace, Gene, 76巻,245-254頁,1989)およびミニ配列決定(
Syvanenら、Genomics,8巻,684-692頁、1990)が含まれる。他の増強
には、Taq DNAポリメラーゼの5'-ヌクレアーゼ活性(Hollandら, Proc. Nat
l. Acad. Sci. USA,88巻, 7276-7280頁,1991)、モレキュラー・
ビーコン(TyagiおよびKaramer, Nature Biotechnology, 17巻,87−88頁,
1999)、熱変性曲線(Howellら, Nature Biotechnology,17巻,87-88
頁,1999)およびDNA「チップ」(Wangら, Science,280巻,1077-
1082頁,1998)の使用を含まれる。これらの各アッセイは機能的である
が、それらは臨床的状況におけるそれらの実際的な適用に限定される。
A number of techniques are currently available for typing SNPs, all of which require target amplification (for a review, see Landegren et al., Genome Research, 8
Vol. 769-776, 1998), all of which are required for target amplification.
They include direct sequencing (Carothers et al., BioTechniques, 7, 494-4).
99, 1989), single-stranded conformational polymorphisms (Orita et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U
SA, 86, 2766-2770, 1989), allele-specific amplification (Newton
Et al., Nucleic Acids Research, 17, 2503-2516, 1989), restriction digestion (Day and Humphries, Analytical Biochemistry, 222, 389-395).
, 1994) and hybridization assays. In their most basic form, hybridization assays work by identifying short oligonucleotide reporters to matched and mismatched targets. Many adaptations to basic protocols have been developed because of the difficulty in determining optimal denaturing conditions. These include the ligation reaction (Wu and Wallace, Gene, 76, 245-254, 1989) and mini-sequencing (
Syvanen et al., Genomics, 8, 684-692, 1990). Other enhancements include the 5'-nuclease activity of Taq DNA polymerase (Holland et al., Proc. Nat.
l. Acad. Sci. USA, 88, 7276-7280, 1991), Molecular
Beacons (Tyagi and Karamer, Nature Biotechnology, 17, 87-88,
1999), heat denaturation curve (Howell et al., Nature Biotechnology, 17, 87-88).
Pp., 1999) and DNA "chips" (Wang et al., Science, 280, 1077-).
1082, 1998). While each of these assays is functional, they are limited to their practical application in a clinical setting.

【0019】 SNPを識別するのに有用であることが見出されたさらなる現象は、単一標的
に対する複数の標的特異的なプローブのハイブリダイゼーションから由来する核
酸相互作用エネルギーまたは塩基−スタッキングエネルギーである(R. Ornstei
nら, 「An Optimized Potential Function for the Calculation of Nucleic Ac
id Interaction Energies」, Biopolymers,17巻,2341-2360 (197
8); J. Norbergおよび L. Nilsson, Biophysical Journal,74巻,394-4
02頁, (1998); およびJ. Pietersら, Nucleic Acids Research,17巻,
12号,4551-4565頁 (1989))。この塩基−スタッキング現象を
本発明中のユニークな様式中で用いて、核酸試料中のSNPの直接的な検出を可
能とする高度に敏感なTm示差を提供する。
An additional phenomenon that has been found to be useful in identifying SNPs is the nucleic acid interaction energy or base-stacking energy from the hybridization of multiple target-specific probes to a single target. (R. Ornstei
n et al., `` An Optimized Potential Function for the Calculation of Nucleic Ac
id Interaction Energies ", Biopolymers, Vol. 17, 2341-2360 (197
8); J. Norberg and L. Nilsson, Biophysical Journal, 74, 394-4.
02, (1998); and J. Pieters et al., Nucleic Acids Research, 17,
12, No. 4551-4565 (1989)). This base-stacking phenomenon is used in a unique manner in the present invention to provide a highly sensitive Tm differential that allows direct detection of SNPs in nucleic acid samples.

【0020】 本発明の様式に先立って、他の方法を用いて、関連する生物中の核酸配列を識
別するか、またはDNAを配列決定した。例えば、Hoganらによる米国特許第5,
030,557号は、一本鎖標的核酸の二次および三次構造がプローブおよび標
的核酸の間でより高いTmが示される「プローブ」オリゴヌクレオチドに加えて「
ヘルパー」オリゴヌクレオチドを結合することによって影響されかねないことを
開示した。しかしながら、その出願は、自己アニーリングRNA鎖の二次および
三次構造を変更するためにだけハイブリダイゼーションエネルギーを用いるその
アプローチに制限され、不変のままであれば、標的へハイブリダイズすることか
らプローブを防止する傾向があるであろう。
Prior to the mode of the invention, other methods were used to identify nucleic acid sequences in related organisms or to sequence DNA. For example, U.S. Pat.
No. 030,557 describes a "probe" oligonucleotide in addition to a "probe" oligonucleotide in which the secondary and tertiary structure of the single-stranded target nucleic acid shows a higher Tm between the probe and the target nucleic acid.
It has been disclosed that it may be affected by attaching a "helper" oligonucleotide. However, that application is limited to that approach that only uses the hybridization energy to alter the secondary and tertiary structure of the self-annealing RNA strand and, if left unchanged, prevents the probe from hybridizing to the target. Will tend to.

【0021】 DNA塩基配列決定に関して、K. Khrapkoら, Federation of European Bioch
emical Societies Letters,256巻,1,2号,118-122頁 (1989)は
、例えば、連続的なスタッキング・ハイブリダイゼーションの結果、二重に安定
化させることを開示した。さらに、J. Kieleczawaら, Science,258巻,178
7−1791頁(1992)は、隣接するストリングがプライミングを安定化す
るらしいDNA合成をプライミングするための隣接するストリングの使用を開示
した。同様に、L. Kotlerら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,90巻,4241-4
245頁, (1993)は、ヘキサマーおよびペンタマーのオリゴヌクレオチド
・モジュールの使用によってDNA塩基配列決定反応のプライミングにおける配
列特異性を開示した。さらに、S. Parinovら, Nucleic Acids Research,24巻,
15番,2998-3004頁, (1996)は、受動的なDNA配列決定用マイ
クロチップと組み合せるDNA塩基配列決定用の塩基−スタッキングオリゴマー
の使用を開示した。さらに、G. Yershovら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,93
巻,4913-4918頁 (1996)は、受動マイクロチップ上のSBH中の
塩基−スタッキングエネルギーの適用を開示した。Yershovの例において、10-
mer DNAプローブはマイクロチップの表面に固定され、さらなる短いプローブ
と組み合せて標的配列にハイブリダイズし、その組合せは、プローブの結合を安
定化するようであった。その様式において、核酸配列の短いセグメントはDNA
塩基配列決定のために解明できる。Yershovは、それらのシステムにおいて、ミ
スマッチの不安定化効果が短いプローブ(例えば、5-mer)を用いて増加するこ
とにさらに注目した。DNA塩基配列決定におけるかかる短いプローブの使用は
、プローブ/標的ハイブリダイゼーション複合体の一つの特定の位置で正に単一
のミスマッチよりむしろ、プローブされるべき配列に沿ったミスマッチの存在を
識別する能力を提供した。より長いプローブ(例えば、8-mer、10-merおよび
13-mer オリゴ)の使用は、かかる目的につきそれほど機能的ではなかった。
For DNA sequencing, see K. Khrapko et al., Federation of European Bioch.
emical Societies Letters, Vol. 256, No. 1, page 2, pages 118-122 (1989), for example, disclosed that double stabilization results from continuous stacking hybridization. Further, J. Kieleczawa et al., Science, 258, 178.
Pp. 7-1791 (1992) disclosed the use of adjacent strings to prime DNA synthesis where the adjacent strings would stabilize priming. Similarly, L. Kotler et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90, 4241-4.
245, (1993) disclosed sequence specificity in priming DNA sequencing reactions by using hexamer and pentamer oligonucleotide modules. Further, S. Parinov et al., Nucleic Acids Research, 24,
No. 15, 2998-3004, (1996), disclosed the use of base-stacking oligomers for DNA sequencing in combination with a passive DNA sequencing microchip. Further, G. Yershov et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93.
Vol., Pp. 4913-4918 (1996) disclosed the application of base-stacking energy in SBH on passive microchips. In the example of Yershov, 10-
The mer DNA probe was immobilized on the surface of the microchip and hybridized to the target sequence in combination with an additional short probe, which combination appeared to stabilize the binding of the probe. In that manner, short segments of the nucleic acid sequence
Can be elucidated for sequencing. Yershov further noted that in those systems, the destabilizing effect of mismatches was increased using short probes (eg, 5-mers). The use of such short probes in DNA sequencing has the ability to distinguish the presence of a mismatch along the sequence to be probed, rather than just a single mismatch, at one particular location of the probe / target hybridization complex. Offered. The use of longer probes (eg, 8-mer, 10-mer and 13-mer oligos) has been less functional for such purposes.

【0022】 核酸の分析において塩基−スタッキングを用いた方法論のさらなる例には、La
neらによる米国特許第5,770,365号が含まれ、ここに、スタッキングエネ
ルギーによって二重形成を安定化させる結合標的と組み合せて作用する一本鎖ル
ープおよび二本鎖領域を有する単一分子捕捉プローブを用いる核酸標的を捕捉す
る方法が開示される。
Further examples of methodologies using base-stacking in the analysis of nucleic acids include La
No. 5,770,365 to Ne et al., which includes a single molecule having a single-stranded loop and a double-stranded region that works in combination with a binding target to stabilize duplex formation by stacking energy. A method for capturing a nucleic acid target using a capture probe is disclosed.

【0023】 塩基−スタッキング現象の知識にも拘らず、前記の出願の結果、臨床的目的の
ためのDNA塩基配列決定またはSNPの検出のいずれかについての方法および
プロトコールを商業的に許容できなかった。発明者らは、塩基−スタッキング法
則および電子的にアドレス可能なマイクロチップ様式の使用を組み合わせること
によって、多数の遺伝的および医学的な適用におけるかかる識別を作成するかか
る商業的に有用な方法を本明細書に提供する。
[0023] Despite the knowledge of the base-stacking phenomenon, the results of the aforementioned application did not allow commercially acceptable methods and protocols for either DNA sequencing or detection of SNPs for clinical purposes. . The present inventors have developed such a commercially useful method of making such discrimination in a number of genetic and medical applications by combining the base-stacking rule and the use of an electronically addressable microchip format. Provided in the specification.

【0024】 発明の概要 遺伝子標的中のSNPの分析および決定についての方法が提供される。本発明
の一つの実施例において、標的核酸中のSNPは、電子的にアドレス可能なマイ
クロチップ(例えば、APEXタイプ・マイクロチップ)上の一つの捕捉部位を
用いて決定される。この具体例において、野生型および突然変異体の対立遺伝子
の双方は、試料中に存在する場合、種々の波長の励起に敏感である蛍光体で標識
されたハイブリダイズされた対立遺伝子特異的なプローブを検出することによっ
て単一捕捉部位にて識別される。もう一つの具体例において、少なくとも2つの
オリゴヌクレオチドの塩基−スタッキングエネルギーは、APEXタイプバイオ
エレクトニック・マイクロチップと組み合せて用いられる。
SUMMARY OF THE INVENTION A method is provided for the analysis and determination of SNPs in a gene target. In one embodiment of the invention, the SNPs in the target nucleic acid are determined using a single capture site on an electronically addressable microchip (eg, an APEX-type microchip). In this embodiment, both the wild-type and mutant alleles, when present in the sample, are hybridized allele-specific probes labeled with fluorophores that are sensitive to various wavelengths of excitation. At a single capture site. In another embodiment, the base-stacking energy of at least two oligonucleotides is used in combination with an APEX-type bioelectric microchip.

【0025】 塩基−スタッキングを用いる場合、APEXタイプ・マイクロチップを用いる
電子的促進方法は、受動ベースのハイブリダイゼーションアッセイに対していく
つかの利点を提供する。最初に、安定化剤オリゴマーが存在する低塩条件下の電
子アドレス指定は、標的核酸の増幅が行われる状況においてアンプリコン鎖の再
ハイブリダイゼーションを阻害する。これは、非対称の増幅あるいは鎖分離の他
のより複雑な方法についての必要性を排除する。電子的に促進された方法は、複
数の異なるアンプリコンが個別の部位にアドレス指定されることを可能とし、そ
れによって、複数の患者またはオープン・マイクロチップ上の複数のアンプリコ
ンの多重化を非常に促進する。
When using base-stacking, the electronic enhancement method using an APEX-type microchip offers several advantages over passive-based hybridization assays. First, electronic addressing under low salt conditions in the presence of stabilizer oligomers inhibits re-hybridization of the amplicon strand in situations where amplification of the target nucleic acid occurs. This eliminates the need for asymmetric amplification or other more complex methods of strand separation. The electronically facilitated method allows multiple different amplicons to be addressed to distinct sites, thereby greatly multiplexing multiple amplicons on multiple patients or open microchips. To promote.

【0026】 発明者らのシステムの一つの具体例において、標的核酸のアンプリコンは、複
数のアンプリコンが同一捕捉部位に位置できるように電子マイクロチップ捕捉部
位(すなわち、「アンプリコンダウン」様式)に固定できる。該アンプリコンは
、アンプリコンの5'端にて位置する付着部位によってマイクロチップ上の捕捉
部位に固定できる。かかる付着部位は、増幅プライマーの一つに組込まれたビオ
チンのごとき結合剤であり得る。固定された核酸は、今度は同時にまたは続いて
プローブできる。
In one embodiment of our system, the amplicon of the target nucleic acid is placed on an electronic microchip capture site (ie, an “amplicon down” format) so that multiple amplicons can be located at the same capture site. Can be fixed to The amplicon can be immobilized on a capture site on a microchip by an attachment site located at the 5 'end of the amplicon. Such an attachment site can be a binding agent, such as biotin incorporated into one of the amplification primers. The immobilized nucleic acids can now be probed simultaneously or sequentially.

【0027】 例えば、アンプリコンダウン様式の手段において、標的核酸は、各方法が、基
質表面に増幅産物を付着させるのに有用な部位で標識された少なくとも一つの増
幅産物を付着させるのに有用な部位で標識された少なくとも一つの増幅プライマ
ーオリゴマーを用いて当該技術分野においてよく理解されているPCR、SDA
、NASBA、TMA、ローリングサークル、T7、T3あるいはSP6によっ
てのごとくまず増幅される。一つの具体例において、ビオチン部位は、該プライ
マーの5'端にて結合できる。増幅に続いて、標識され増幅されたdsDNA産
物は、電気的または温度的に変性でき、マイクロチップ表面上の特定の捕捉部位
にアドレスでき、それによって、固定された捕捉部位としてアンプリコンを作用
させる。好ましい具体例において、標識された増幅産物(すなわち、非標識鎖)
に対する相補的な鎖は、「安定化剤」オリゴマーによって標識化された産物に再
アニーリングしたままであり、それは捕捉部位に標識化された標的アンプリコン
の電気的バイアスの間のプロセスに投入される。本発明において提供される「安
定化剤オリゴマー」の使用は、先の塩基−スタッキング発明とは異なり、2つの
目的(すなわち、ビオチン化標的アンプリコンの電気的アドレシングの間の相補
的アンプリコンの再アニーリングを妨げるため、および第二のオリゴマーとの相
互作用について塩基−スタッキングエネルギーを提供するために、この組合せた
機能性はマイクロチップ様式中のSNP決定の複雑さを効果的に減らす)を機能
的に発揮する点でユニークである。
For example, in an amplicon down manner, the target nucleic acid is useful in each method for attaching at least one amplification product that is labeled at a site useful for attaching the amplification product to a substrate surface. PCR, SDA well understood in the art using at least one amplification primer oligomer labeled at the site
, NASBA, TMA, rolling circle, T7, T3 or SP6. In one embodiment, a biotin site can be attached at the 5 'end of the primer. Following amplification, the labeled and amplified dsDNA product can be denatured electrically or thermally and can address specific capture sites on the microchip surface, thereby acting as an amplicon as an immobilized capture site . In a preferred embodiment, the labeled amplification product (ie, unlabeled strand)
To the product labeled by the "stabilizer" oligomer, which is input into the process during the electrical bias of the target amplicon labeled at the capture site . The use of "stabilizer oligomers" provided in the present invention differs from the previous base-stacking invention in that the use of a complementary amplicon between two purposes (i.e., electrical addressing of a biotinylated target amplicon). This combined functionality effectively reduces the complexity of SNP determination in a microchip format to prevent annealing and to provide base-stacking energy for interaction with the second oligomer). Is unique in that

【0028】 部位特異的な電子的バイアスの適用は、ハイブリダイゼーションの間または後
のハイブリダイゼーションの連続的な調節と同様にハイブリダイゼーションの部
位のイオン環境の直接的な影響を可能とできる。電子環境(特に溶液の誘電率)
のかかる操作を用いて、オリゴヌクレオチド・プローブ間の塩基−スタッキング
エネルギーに直接的に影響できる。さらに、ハイブリダイゼーションは、局所の
電子アドレシングの間に達成された濃度によって非常に加速される。また、かか
るシステムは、ハイブリダイゼーション後の熱および/または電気的な識別の双
方の利点を取るのを可能とする点で、高度に柔軟である。さらに、電子的バイア
シングは、ハイブリダイズした二重の末端核酸ペアにて発生するハイブリダイゼ
ーションミスマッチを識別すること、ならびに(例えば、塩基対の誤配列によっ
て生じた不安定化のために)内部発生するミスマッチを不安定化するのを促す。
ミスマッチを検出するためのこの能力は、一般的には、本発明の目的では、ミス
マッチがプローブの末端塩基にて生じるのが望ましいが、プローブ上へのSNP
塩基の局在を位置するための選択においてほとんど制限されない。例えば、安定
化剤およびレポータープローブがアンプリコンにアニーリングする場合、SNP
関連塩基は、安定化剤およびレポーターの双方が標的核酸鎖上の相互に隣接して
アニーリングする安定化剤の末端塩基の一つに隣接するであろうように、SNP
関連塩基をレポータープローブの末端塩基として組込むことができる。
The application of a site-specific electronic bias can allow for direct control of the ionic environment of the site of hybridization as well as continuous control of hybridization during or after hybridization. Electronic environment (especially dielectric constant of solution)
Such an operation can be used to directly affect the base-stacking energy between the oligonucleotide and the probe. Moreover, hybridization is greatly accelerated by the concentration achieved during local electronic addressing. Also, such systems are highly flexible in that they can take advantage of both thermal and / or electrical identification after hybridization. In addition, electronic biasing identifies hybridization mismatches that occur in hybridized double terminal nucleic acid pairs as well as occurs internally (eg, due to destabilization caused by base pairing misalignment). Encourages destabilization of mismatches.
This ability to detect mismatches generally means that for the purposes of the present invention, it is desirable that the mismatch occur at the terminal base of the probe, but the SNP on the probe
There are few restrictions on the choice for locating the base. For example, if the stabilizer and reporter probe anneal to the amplicon, the SNP
The relevant base is a SNP such that both the stabilizer and the reporter will be adjacent to one of the terminal bases of the stabilizer that anneals adjacent to each other on the target nucleic acid strand.
Related bases can be incorporated as terminal bases of the reporter probe.

【0029】 感度および強健さは、アンプリコンの非標識鎖に相補的であるように設計され
たさらにもう一つのプローブ(すなわち、「干渉」プローブ)のさらなる包含に
よってさらに増強できる。このプローブの使用は、標識鎖に再アニーリングの望
まない非標識アンプリコン鎖が離れて競合するのを助ける。
[0029] Sensitivity and robustness can be further enhanced by the further inclusion of yet another probe (ie, an "interfering" probe) designed to be complementary to the unlabeled strand of the amplicon. The use of this probe helps unlabeled amplicon strands that do not want to re-anneal to the labeled strand to compete apart.

【0030】 このシステムのもう一つの様式において、安定化剤プローブが固定される(す
なわち、「捕捉ダウン」様式)場合、該システムは単純でもあり、複数のアンプ
リコンは、同一捕捉部位に位置できる。次いで、これらは、同時にまたは引き続
いてプローブできる。一般的には、排他的ではないが、安定化剤プローブは、そ
の5'端の基質に固定されるであろう。かかる配置は、SNP塩基が、安定化剤
/捕捉の3'塩基あるいはレポーター・プローブの5'塩基のいずれかに相補的に
なることを必然的に提供する。反対に、安定化剤/捕捉の3'末端が固定される
ならば、該SNP塩基は、安定化剤/捕捉の5'塩基あるいはレポーター・プロ
ーブの3'塩基のいずれかに相補的であろう。
In another version of this system, if the stabilizing probe is immobilized (ie, a “capture down” mode), the system is also simple, and multiple amplicons can be located at the same capture site. . These can then be probed simultaneously or sequentially. Generally, but not exclusively, the stabilizer probe will be immobilized on a substrate at its 5 'end. Such an arrangement necessarily provides that the SNP base is complementary to either the stabilizer / capture 3 ′ base or the 5 ′ base of the reporter probe. Conversely, if the 3 'end of the stabilizer / capture is fixed, the SNP base will be complementary to either the 5' base of the stabilizer / capture or the 3 'base of the reporter probe. .

【0031】 例えば、捕捉ダウン様式の手段において、標的核酸は、PCRまたはSDAに
よってのごとく、まず増幅される。次いで、増幅されたdsDNA産物は変性さ
れ、固定された安定化剤/捕捉部位を有するマイクロチップ表面上の特定の捕捉
部位にアドレスされる。好ましい具体例において、所望の増幅産物鎖に相補的な
鎖は、前記のごとく、第二のレポーター・プローブでの塩基−スタッキングにお
いても参加する第一のプローブとして機能する安定化剤/捕捉オリゴマーによっ
て所望の鎖への再アニーリングから維持される。アンプリコンダウン方法におい
て、本発明で提供されるごとき安定化剤/捕捉オリゴマーは、先の塩基−スタッ
キング発明とは異なる点でユニークであるので、それは機能的に2つの目的(す
なわち、標的アンプリコンの電子アドレシングの間に相補的なアンプリコンの再
アニーリングを妨げ、レポーター・オリゴマーとの相互作用についての塩基−ス
タッキングするエネルギー部位を提供し、それによってマイクロチップ様式にお
けるSNP決定の複雑さを減少させる)を発揮する。標的ダウン様式でのごとく
、干渉プローブを用いてもよい。さらに、複数のアンプリコンは、いずれの特定
の捕捉部位でもプローブできる。
For example, in a capture down mode, the target nucleic acid is first amplified, as by PCR or SDA. The amplified dsDNA product is then denatured and addressed to specific capture sites on the microchip surface with immobilized stabilizer / capture sites. In a preferred embodiment, the strand complementary to the desired amplification product strand is, as described above, by a stabilizer / capture oligomer that functions as a first probe that also participates in base-stacking with a second reporter probe. Maintained from re-annealing to the desired strand. In the amplicon down method, the stabilizer / capture oligomer as provided in the present invention is unique in that it differs from the previous base-stacking invention, so it is functionally for two purposes (ie, target amplicons). Prevents the re-annealing of the complementary amplicon during electronic addressing of the DNA and provides a base-stacking energy site for interaction with the reporter oligomer, thereby reducing the complexity of SNP determination in a microchip format ). As in the target down mode, interfering probes may be used. In addition, multiple amplicons can be probed at any particular capture site.

【0032】 さらにもう一つの様式において、標的配列中の複数SNPが検出できる。この
様式において、前記のアンプリコンダウンまたは捕捉ダウン様式のいずれも用い
ることができる。この様式において、複数の塩基−スタッキングを用いて、単一
遺伝子座にて緊密に間隔を置いたSNPの存在を解決できる。例えば、2つのS
NPが緊密に間隔を置く場合、少なくとも2つの短いレポーター・オリゴヌクレ
オチドは、より長い安定化剤オリゴヌクレオチドに対して塩基−スタッキングで
きる。各レポーターは、各部位にて生じる対立遺伝子に特異的な異なる蛍光体で
標識できる。例えば、遺伝子座が相互に密接に近接する2つのSNPを有するな
らば、レポータープローブは、各SNP部位の野生型および変異体塩基を組込み
、異なる蛍光体を含有する各々を用いて対立遺伝子が存在することを決定できる
In yet another format, multiple SNPs in a target sequence can be detected. In this manner, either the amplicon down or capture down modes described above can be used. In this manner, multiple base-stacking can be used to resolve the presence of closely spaced SNPs at a single locus. For example, two S
If the NPs are closely spaced, at least two short reporter oligonucleotides can be base-stacked with a longer stabilizer oligonucleotide. Each reporter can be labeled with a different fluorophore specific for the allele occurring at each site. For example, if the locus has two SNPs that are in close proximity to each other, the reporter probe will incorporate the wild-type and mutant bases at each SNP site and the allele will be present using each containing a different fluorophore. You can decide to do it.

【0033】 本発明のさらにもう一つの具体例において、標的核酸におけるSNPは、単一
レポーター・プローブの5'および3'末端の双方に由来した複合塩基−スタッキ
ングエネルギーを用いて決定される。この具体例において、標的核酸は、標的の
2つの間隔の開いたアンプリコンが生成されるように(PCRによって、および
好ましくは鎖置換増幅(SDA)技術を介してのごとく)増幅される。2つのア
ンプリコン(第一および第二のアンプリコン)は、該配列が緊密に間隔を置かれ
る同一遺伝子座からであり得るか、または分岐するか無関係な遺伝子座からのも
のであり得る。いずれの場合においても、アンプリコンダウンおよび捕捉ダウン
様式の双方を用いることができる。捕捉ダウン様式が用いられる場合において、
安定化剤/捕捉は、「架橋」安定化剤/捕捉プローブとして設計して、一方また
は他方の端にSNP配列を含有できるか、または含有できない少なくとも一つの
レポータープローブがアンプリコン間に「ネスティッド」できるような間隔を空
けた別々の様式において両アンプリコンを捕捉する。該アンプリコンダウン様式
を用いる場合、該アンプリコンの1つだけが固定され、固定されたアンプリコン
および未固定のアンプリコンに相補的な配列を有する「架橋」安定化剤/捕捉プ
ローブを用いて、少なくとも一つのレポーターブローブがネスティッドされるの
を可能とする間隔を空けた別々の様式においてアンプリコンをハイブリダイズす
る。複数のSNPがかかる遺伝子座に関連する場合、1を超えるSNPを含有す
るレポータープローブをネスティッドでき、複数の塩基−スタッキングエネルギ
ーの利点を取り得る。
[0033] In yet another embodiment of the invention, SNPs in the target nucleic acid are determined using complex base-stacking energies derived from both the 5 'and 3' ends of a single reporter probe. In this embodiment, the target nucleic acid is amplified such that two spaced amplicons of the target are generated (by PCR and preferably via strand displacement amplification (SDA) techniques). The two amplicons (first and second amplicons) can be from the same locus where the sequence is closely spaced, or can be from divergent or unrelated loci. In either case, both amplicon down and capture down modes can be used. When the capture down mode is used,
Stabilizer / capture is designed as a "cross-link" stabilizer / capture probe so that at least one reporter probe that may or may not contain SNP sequences at one or the other end is "nested" between the amplicons. Capture both amplicons in separate formats, spaced as possible. When using the amplicon down mode, only one of the amplicons is immobilized, using a "cross-linked" stabilizer / capture probe having sequences complementary to the immobilized and unimmobilized amplicons. Hybridize the amplicons in a separate and spaced manner that allows at least one reporter probe to be nested. Where multiple SNPs are associated with such a locus, reporter probes containing more than one SNP can be nested, taking advantage of multiple base-stacking energies.

【0034】 該アンプリコンが異なる遺伝子座からのものである場合において、該アンプリ
コンは、固定された架橋の安定化剤/捕捉プローブまたは固定されたアンプリコ
ンおよび前記の架橋の安定化剤/捕捉プローブのいずれかを用いて相互に密接な
近接をもたらすことができる。両アンプリコン配列の存在は、塩基−スタッキン
グエネルギーを用いて捕捉されたアンプリコン間でネストして前記のレポーター
ハイブリダイゼーションを安定化するように設計されるようなレポータープロー
ブを用いて検出できる。その初期に記載された様式でのように、レポータープロ
ーブをその5'および3'端SNPまたはいずれかまたは両方の遺伝子座に関連し
た野生型配列のいずれかおよび/または双方にて組込むことができる。
In the case where the amplicons are from different loci, the amplicons may be immobilized cross-link stabilizer / capture probes or immobilized amplicons and the cross-link stabilizer / capture Any of the probes can be used to bring close proximity to each other. The presence of both amplicon sequences can be detected using a reporter probe designed to nest between the amplicons captured using base-stacking energy to stabilize the reporter hybridization. As in its earlier described manner, the reporter probe can be incorporated at either and / or both the 5 'and 3' end SNPs or the wild type sequence associated with either or both loci. .

【0035】 さらなる具体例において、SNPを含有する領域は、複数のSNPを含有でき
、レポーターブローブは、各レポーターがSNPに対応するいずれかのその3'
または5'端上で少なくとも一つの核酸塩基を有するように1を超えるレポータ
ープローブを用いて、第一および第二のアンプリコンをネストできる。かくして
、かかるシステムは、3'または5'端のいずれかにてSNPまたは野生型のいず
れかに対応するいずれかの単一塩基を所有するまたは3'または5'端の双方のか
かる塩基を含有するネスティングプローブからの複数のレポーターシグナルおよ
び複数の塩基−スタッキングエネルギーの双方から利益を得ることができ、それ
によって感度を増加できる。
In a further embodiment, the region containing the SNP can contain more than one SNP, and the reporter probe has a 3 ′ of any 3 ′ of each reporter corresponding to the SNP.
Alternatively, the first and second amplicons can be nested using more than one reporter probe to have at least one nucleobase on the 5 'end. Thus, such a system possesses either a single base corresponding to either a SNP or wild type at either the 3 'or 5' end or contains such a base at both the 3 'or 5' end. Both the multiple reporter signals from the nesting probe and the multiple base-stacking energies can benefit, thereby increasing the sensitivity.

【0036】 もう一つの具体例において、安定化剤オリゴマーは、一般的には、20ないし
44−merであり、好ましくは、約30−merであるが、該レポータープローブは
、一般的には、10ないし12-merであって、好ましくは約11-mer である。かかるプローブの長さは、電子的にアドレス可能マイクロチップ様式に
おいてそれらの用途に応じて高度に有効である。8-merより短いレポータープロ
ーブは、一般的には、電流系のイオン環境において機能的ではない。
In another embodiment, the stabilizer oligomer is generally a 20-44-mer, preferably about a 30-mer, but the reporter probe is generally It is 10 to 12-mer, preferably about 11-mer. Such probe lengths are highly effective depending on their use in an electronically addressable microchip format. Reporter probes shorter than the 8-mer are generally not functional in the ionic environment of the current system.

【0037】 本発明の好ましい具体例において、電子的に目的とされたハイブリダイゼーシ
ョンは、該プロセスに利用される。一つの態様において、核酸標的と安定化剤プ
ローブおよび/またはレポータープローブとのハイブリダイゼーションの間、電
子的にストリンジェントな条件は、好ましくは、他のストリンジェンシーに影響
する条件と共に利用して、ハイブリダイゼーションにおいて援助できる。この技
術は、プローブおよび標的との間のずれハイブリダイゼーションを減少または消
失させ、また、ハイブリダイゼーションをより効果的に促すのに特に有利である
。さらにもう一つの態様において、電子的ストリンジェンシー条件は、SNPが
標的配列中に存在するかをより正確にまたはより迅速に決定するようにハイブリ
ダイゼーション複合体安定性決定の間、変更できる。
In a preferred embodiment of the present invention, electronically targeted hybridization is utilized in the process. In one embodiment, during the hybridization of the nucleic acid target with the stabilizing probe and / or the reporter probe, electronically stringent conditions are preferably utilized in conjunction with other stringency affecting conditions. It can assist in hybridization. This technique is particularly advantageous for reducing or eliminating staggered hybridization between the probe and target, and for promoting hybridization more effectively. In yet another embodiment, the electronic stringency conditions can be altered during the hybridization complex stability determination to more accurately or more quickly determine if a SNP is present in the target sequence.

【0038】 ハイブリダイゼーション安定性は、単独または他のリストされた因子と組合せ
て、温度調節、化学的調節、ならびに電子的なストリンジェンシー制御を含めた
多数の因子によって影響できる。標的ハイブリダイゼーション工程またはレポー
ターオリゴヌクレオチド・ストリンジェンシー工程のいずれかまたは双方におけ
る電子的ストリンジェンシー条件の使用を介して、該工程の迅速な完了が達成で
きる。該標的の電子的なストリンジェンシー・ハイブリダイゼーションは、二本
鎖DNAで影響を受けやすく、その結果、捕捉部位への標的を迅速でかつ正確に
ハイブリダイズするので、この方法の一つの区別される態様である。標的DNA
のインデックスされたハイブリダイゼーションを達成して、正確なハイブリダイ
ゼーション複合体を含むテスト部位にて最大数の分子を参加させることが望まし
い。例えば、電子的なストリンジェンシーの使用で、初期のハイブリダイゼーシ
ョン工程は、10分間以下、より好ましくは5分間以下、最も好ましくは2分以
下で完了できる。全体として、分析工程は、半時間未満で完了できる。
Hybridization stability can be affected by a number of factors, including temperature regulation, chemical regulation, and electronic stringency control, alone or in combination with other listed factors. Rapid completion of the step can be achieved through the use of electronic stringency conditions in either or both the target hybridization step or the reporter oligonucleotide stringency step. One distinction of this method is that electronic stringency hybridization of the target is susceptible to double-stranded DNA, resulting in rapid and accurate hybridization of the target to the capture site. It is an aspect. Target DNA
It is desirable to achieve an indexed hybridization of the maximum number of molecules at the test site that contains the correct hybridization complex. For example, using electronic stringency, the initial hybridization step can be completed in 10 minutes or less, more preferably 5 minutes or less, and most preferably 2 minutes or less. Overall, the analysis process can be completed in less than half an hour.

【0039】 ハイブリダイゼーション複合体の検出に関して、複合体は標識されるのが好ま
しい。典型的には、標的とすべきプローブのハイブリダイゼーションを決定する
工程において、テスト部位またはその一部分で標識されたハイブリダイゼーショ
ン複合体の量の検出がある。光学的画像化、電子的画像化、電荷結合デバイスま
たは定量の他の方法のごとき、本発明の目的および機能性よりなる検出のいずれ
のモードまたは様式も利用できる。標識付けは、標的、捕捉あるいはレポーター
のものであり得る。様々な標識付けは、蛍光性ラベリング、色素ラベリングまた
は化学発光ラベリングによってなされ得る。さらにもう一つの手段において、検
出はハイブリダイゼーション複合体中の分子間のエネルギー移動を介してなされ
得る。さらにもう一つの態様において、該検出は、蛍光摂動分析を介してなされ
得る。もう一つの態様において、検出は一致するまたは不一致な部位間の伝導度
差を介し得る。
For the detection of hybridization complexes, the complexes are preferably labeled. Typically, determining the hybridization of the probe to be targeted involves detecting the amount of hybridization complex labeled at the test site or a portion thereof. Any mode or mode of detection consisting of the objects and functionality of the present invention can be utilized, such as optical imaging, electronic imaging, charge coupled devices or other methods of quantification. Labeling can be that of a target, capture or reporter. Various labels can be made by fluorescent labeling, dye labeling or chemiluminescent labeling. In yet another alternative, detection may be through energy transfer between molecules in a hybridization complex. In yet another embodiment, the detection can be made via fluorescence perturbation analysis. In another embodiment, the detection may be through a difference in conductivity between matching or mismatched sites.

【0040】 さらにもう一つの態様において、検出は質量分析法を用いて行うことができる
。かかる方法において、蛍光性標識は必要ではない。むしろ検出は、直接的な測
定、例えば、飛行時間または電子スプレーイオン化(ESI)による非常に高レ
ベルの質量分析によって得られる。質量分析法が企図される場合、50塩基以下
の核酸を有するレポータープローブが好ましい。
[0040] In yet another embodiment, the detection can be performed using mass spectrometry. In such a method, no fluorescent label is required. Rather, detection is obtained by direct measurements, for example, very high levels of mass spectrometry by time of flight or electrospray ionization (ESI). Where mass spectrometry is contemplated, reporter probes having nucleic acids of 50 bases or less are preferred.

【0041】 遺伝子同定につき効果的に供し得る方法を提供することが、本発明のさらなる
主題である。 疾患状態、特に、クローンの腫瘍疾病状態、神経学上の障害および遺伝子疾患
に対する素因の正確な検出についてのシステムおよび方法を提供することが本発
明のさらなる主題である。
It is a further subject of the present invention to provide a method that can be effectively provided for gene identification. It is a further object of the present invention to provide systems and methods for the accurate detection of disease states, particularly clonal tumor disease states, neurological disorders and predisposition to genetic diseases.

【0042】 法律および起源の適用におけるごとき識別についての迅速でかつ効果的なシス
テムおよび方法を提供することが本発明のさらなる主題である。 本発明のさらなる主題は、抗生物質耐性を担うもののごとき感染性生物におけ
るまたは特定の生物の同定につき用いることができるSNPを同定することであ
る。
It is a further subject of the present invention to provide a fast and effective system and method for identification, such as in the application of law and origin. A further subject of the invention is to identify SNPs that can be used in infectious organisms, such as those responsible for antibiotic resistance, or for the identification of particular organisms.

【0043】 発明の詳細な記載 図1Aおよび1Bは、本発明で使用する活性なプログラム可能な電子マトリッ
クスハイブリダイゼーションシステムの簡略バージョンを示す。一般的には、基
質10は、電子的にアドレス可能な微小位置12のマトリックスまたはアレイを
支持する。説明を容易にするために、図1A中の種々の微小位置は、12A、1
2B、12Cおよび12Dで標識された。透過層14は個々の電極12上に配置さ
れる。透過層は、それを通って比較的小さな荷電存在物の輸送を可能とするが、
DNAのごとき大きな荷電存在物の移動を制限し、テスト期間中、直接的に電極
12に容易に接触することから大きな荷電存在物を保つ。透過層14は、おそら
く部分的に、電解反応に起因する極端なpHのために電極12との直接的な接触
によってDNAに生じるであろう電気化学的分解を低下させる。それは、さらに
、電極へのDNAの強力な非特異的な吸着を最小化するために機能する。付着領
域16は透過層14上に配置され、標的物質についての特異的な結合部位のため
に提供する。付着領域16は、各々、電極12A−Dの識別に対応させるために1
6A、16B、16Cおよび16Dと標識した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIGS. 1A and 1B show a simplified version of an active programmable electronic matrix hybridization system used in the present invention. Generally, substrate 10 supports a matrix or array of electronically addressable microlocations 12. For ease of explanation, the various micro-positions in FIG.
Labeled with 2B, 12C and 12D. The transmission layer 14 is disposed on each of the electrodes 12. The permeable layer allows the transport of relatively small charged entities through it,
It limits the movement of large charged entities, such as DNA, and keeps the large charged entities from easily contacting the electrode 12 directly during the test. The permeable layer 14 reduces the electrochemical degradation that would occur to the DNA, possibly in part, due to direct contact with the electrode 12 due to extreme pH due to the electrolytic reaction. It further functions to minimize strong non-specific adsorption of DNA to the electrodes. An attachment area 16 is disposed on the permeable layer 14 and provides for a specific binding site for the target substance. Attachment areas 16 are each one to accommodate the identification of electrodes 12A-D.
Labeled 6A, 16B, 16C and 16D.

【0044】 操作上、リザーバ18は、検出、分析または使用についての所望のならびに望
まれない物質を含む付着領域16上の空間を含む。荷電DNAのごとき荷電存在
物20をリザーバ18内に位置する。本発明の一つの態様において、活性なプロ
グラム可能なマトリックスシステムは、荷電物質20を特定の微小位置12に移
す方法を含む。活性化される場合、微小位置12は、電極12への特定の結合の
ために機能化できるいずれの荷電存在物20の自由場の電気泳動輸送を生成する
。例えば、電極12Aが正で電極12Dが負とされるならば、電気泳動の力線22
は電極12Aと12Dの間に走るであろう。電気泳動の力線22は、正極12Aに
向かって正味の負の荷電を有する荷電存在物20の輸送を引き起こす。正味の正
の荷電を有する荷電物質20を負に荷電電極12Dへの電気泳動力の下にて移動
させる。結合のために機能化された正味の負の荷電存在物20が電気泳動力の下
にてその移動の結果として付着層16Aと接触する場合、機能化された特定の結
合存在物20は、付着層16Aに付着するようになる。
Operationally, the reservoir 18 includes a space above the attachment area 16 containing desired as well as undesired substances for detection, analysis or use. A charged entity 20, such as charged DNA, is located in the reservoir 18. In one embodiment of the present invention, the active programmable matrix system includes a method for transferring a charged substance 20 to a specific microlocation 12. When activated, the microlocation 12 creates free-field electrophoretic transport of any charged entity 20 that can be functionalized for specific binding to the electrode 12. For example, if the electrode 12A is positive and the electrode 12D is negative,
Will run between electrodes 12A and 12D. Electrophoretic force lines 22 cause transport of charged entities 20 having a net negative charge toward positive electrode 12A. The charged substance 20 having a net positive charge is moved negatively under the electrophoretic force on the charged electrode 12D. If the net negatively charged entity 20 functionalized for binding comes into contact with the attachment layer 16A as a result of its migration under electrophoretic force, the specific binding entity 20 functionalized will It will adhere to layer 16A.

【0045】 この特許の発明の詳細な言及をする前に、用語の一般的な問題が言及されるで
あろう。本明細書に用いた「単一の核酸多型」(SNP)なる用語とは、その遺
伝子座の突然変異である単純な配列モチーフを含む遺伝子座をいう。
Before making a detailed reference to the invention of this patent, a general question of terminology will be mentioned. The term "single nucleic acid polymorphism" (SNP) as used herein refers to a locus that contains a simple sequence motif that is a mutation of that locus.

【0046】 サンドイッチアッセイにおけるごとき「ハイブリダイゼーション複合体」は、
典型的には、標的核酸、安定化剤プローブおよびレポータープローブのうちの少
なくとも2つを含む。
The “hybridization complex” as in a sandwich assay is
Typically, it comprises at least two of a target nucleic acid, a stabilizer probe and a reporter probe.

【0047】 本明細書中で用いる「アレイ」とは、典型的には、複数のテスト部位、最小2
以上のテスト部位をいい、ここに、野生型および突然変異体多型の間の識別は各
個々の部位においていずれの標的配列についても行うことができる。テスト部位
の典型的な数は、いずれの対立遺伝子についてのヘテロ接合性またはホモ接合性
も各部位において識別できるように、テストすべき各遺伝子座について1であろ
う。いずれかの特定のテストで必要な遺伝子座の数は適用に応じて変化し、一般
に遺伝子病分析では1、腫瘍検出では1ないし5、および親子鑑定および法医学
では6、8、9、13以上である。相互に対してのテスト部位の物理的位置決定
は、直線上のごときいずれかの便利な配置にて、または行および列の配置とする
ことができる。
An “array” as used herein typically refers to a plurality of test sites, a minimum of two
The above test sites are referred to here, wherein the discrimination between the wild type and the mutant polymorphism can be made for any target sequence at each individual site. A typical number of test sites would be one for each locus to be tested so that heterozygosity or homozygosity for any allele can be identified at each site. The number of loci required for any particular test will vary depending on the application, generally one for genetic disease analysis, one to five for tumor detection, and 6, 8, 9, 13 or more for paternity and forensic science. is there. The physical location of the test sites relative to each other can be in any convenient arrangement, such as on a straight line, or in a row and column arrangement.

【0048】 1つの態様において、ハイブリダイゼーション複合体を標識し、ハイブリダイ
ゼーションの量を測定する工程は、テスト部位において標識ハイブリダイゼーシ
ョン複合体の量を検出することを含む。検出デバイスおよび方法は、限定される
ものではないが、光学イメージング、電子イメージング、CCDカメラでのイメー
ジング、統合された光学イメージングおよび質量スペクトル分析を含むことがで
きる。さらに、検出(標識または未標識)が定量され、これは統計学的解析を含
むことができる。複合体の標識された部分は、イン・トトにて、標的、安定化剤
、レポーターまたはハイブリダイゼーション複合体であり得る。標識は、限定さ
れるものではないが、Cy3、Cy5、Bodipyテキサスレッド、Bodi
pyファーレッド、Luciferイエロー、Bodipy 630/650−
X、Bodipy R6G−Xおよび5−CR 6Gの群から選択される蛍光標
識によるものとすることができる。標識は、さらに、比色標識、バイオルミネセ
ント標識および/またはケミルミネセント標識によって達成することができる。
標識は、さらに、摂動分析によるハイブリダイゼーション複合体中の分子間のエ
ネルギー移動、消光、ドナーおよびアクセプター分子間の電子輸送(この後者は
二本鎖マッチハイブリダイゼーション複合体によって促進することができる)を
含むことができる(例えば、Tom MeadeおよびFaiz Kayyem,Electron Transfer
Through DNA:Site‐Specific Modification of Duplex DNA with Ruthenium
Donors and Accepters,Angrew,Chem.Int.編England,第34巻,第3号,3
52−354頁,1995)。所望により、もしハイブリダイゼーション複合体
が標識されていないならば、検出は、二本鎖および非二本鎖DNAの間のコンダ
クタンスの差の測定によって達成することができる。さらに、直接的な検出は、
多孔性ケイ素−ベースの光学インターフェロメトリーによって、または質量スペ
クトル分析によって達成することができる。
[0048] In one embodiment, labeling the hybridization complex and measuring the amount of hybridization comprises detecting the amount of the labeled hybridization complex at the test site. Detection devices and methods can include, but are not limited to, optical imaging, electronic imaging, imaging with a CCD camera, integrated optical imaging and mass spectral analysis. In addition, detection (labeled or unlabeled) is quantified, which can include statistical analysis. The labeled portion of the complex can be a target, stabilizing agent, reporter, or hybridization complex in situ. Labels include, but are not limited to, Cy3, Cy5, Bodipy Texas Red, Bodi
py fur red, Lucifer yellow, Bodipy 630 / 650-
X, Bodipy R6G-X and 5-CR 6G. Labeling can be further achieved by colorimetric, bioluminescent and / or chemiluminescent labels.
The label can further enhance energy transfer between molecules in the hybridization complex, quenching, and electron transport between donor and acceptor molecules by perturbation analysis, the latter of which can be facilitated by the double-stranded match hybridization complex. (Eg, Tom Meade and Faiz Kayyem, Electron Transfer
Through DNA: Site-Specific Modification of Duplex DNA with Ruthenium
Donors and Accepters, Angrew, Chem. Int. Hen England, Volume 34, Issue 3, 3
52-354, 1995). If desired, if the hybridization complex is unlabeled, detection can be achieved by measuring the difference in conductance between double-stranded and non-double-stranded DNA. In addition, direct detection
It can be achieved by porous silicon-based optical interferometry or by mass spectrometry.

【0049】 標識は増幅することができ、例えば、分岐または樹状DNAを含むことができ
る。もし標的DNAが精製されれば、それは増幅しないかまたは増幅することが
できる。さらに、もし精製された標的が増幅され、かつ増幅が指数関数的方法で
あれば、それは、例えば、PCR増幅DNAまたは鎖置換増幅(SDA)で増幅
されたDNAであり得る。ローリングサークルまたは転写ランオフのごときDN
A増幅の線形方法を用いることもできる。
Labels can be amplified and can include, for example, branched or dendritic DNA. If the target DNA is purified, it will either not or can be amplified. Further, if the purified target is amplified and the amplification is an exponential method, it can be, for example, PCR amplified DNA or DNA amplified by strand displacement amplification (SDA). DN such as rolling circle or transfer run-off
A linear method of A amplification can also be used.

【0050】 標的DNAは、毛髪、血液、皮膚、痰、糞、精液、表皮細胞、内皮細胞、リン
パ球、赤血球細胞、犯行現場証拠を含めた組織源からのものであってよい。標的
DNAの源は正常組織、病気組織、腫瘍組織、植物材料、動物材料、哺乳動物、
ヒト、鳥類、魚類、微生物材料、生体異物材料、ウイルス材料、細菌材料、およ
び原生動物材料を含むことができる。さらに、標的材料の源はRNAを含むこと
ができる。なおさらに、標的材料の源はミトコンドリアDNAを含むことができ
る。
The target DNA may be from tissue sources including hair, blood, skin, sputum, feces, semen, epidermal cells, endothelial cells, lymphocytes, red blood cells, crime scene evidence. Sources of target DNA include normal tissues, diseased tissues, tumor tissues, plant materials, animal materials, mammals,
Human, bird, fish, microbial, xenobiotic, viral, bacterial, and protozoan materials can be included. Further, the source of the target material can include RNA. Still further, the source of the target material can include mitochondrial DNA.

【0051】 塩基−スタッキングは、1つの塩基の環構造とその最も近い隣接するものの塩
基環との相互作用に依存する。この相互作用の強さは、経験的に判断して、関与
する環のタイプに依存する。出願人は、いずれの理論に拘束されるつもりもない
が、この現象の可能な理論的説明の中には、Pi結合相互作用に参加する2つの
塩基の間で利用できる電子の数およびラセンの内部から水を排除する異なる塩基
の組合せの効率(それにより、エントロピーが増大する)である。前記モデルは
現在のデータと合致するものの、スタッキング相互作用の可能なメカニズムはこ
れらの概念に限定されない。
Base-stacking relies on the interaction of the ring structure of one base with its nearest neighbor base ring. The strength of this interaction is determined empirically and depends on the type of ring involved. Applicants do not intend to be bound by any theory, but among the possible theoretical explanations for this phenomenon are the number of electrons available between the two bases participating in the Pi binding interaction and the number of spirals The efficiency of the combination of different bases that displace water from the interior (thus increasing the entropy). Although the model fits the current data, the possible mechanisms of stacking interaction are not limited to these concepts.

【0052】 塩基−スタッキング相互作用に関与する塩基の修飾はPi結合、またはそれら
の間のスタッキングを強化できることも観察されている。前記モデルから予測さ
れるであろうごとく、これらの修飾は、環表面積に対するPi結合および/また
は増加で用いられるより多くの電子を供し、それにより、スタックされた塩基の
間の疎水性の領域を増大させる。このシステムは塩基−スタッキング理論によっ
て予測されるように修正することができ、これを用いて、Pi電子挙動を変化さ
せるためのさらなる変化を予測することができ、それにより、本発明のメカニズ
ムは近接塩基の間のPi結合の性質に依存し得ることを強調する。
It has also been observed that modifications of the bases involved in base-stacking interactions can enhance Pi binding, or stacking between them. As would be expected from the model, these modifications provide more electrons to be used in the Pi binding and / or increase on the ring surface area, thereby creating a hydrophobic region between the stacked bases. Increase. This system can be modified as predicted by base-stacking theory, which can be used to predict further changes to alter Pi electron behavior, thereby making the mechanism of the present invention closer It is emphasized that it may depend on the nature of the Pi bond between the bases.

【0053】 天然で選択された塩基−スタッキング相互作用を利用することに加えて、環に
おける電子の数を増加させるか、または疎水性領域を拡大する塩基修飾もまたミ
スマッチハイブリッドからのマッチの識別を増加させるであろうと予測すること
ができる。そのような情報を考慮し、本発明者らは新規なSNPスコアリング方
法を開発した。それは、増幅された標的の電子−媒介核酸輸送、短い蛍光オリゴ
リポーターの受動的熱変性、および塩基−スタッキングエネルギーの組合せを利
用する。Sosnowskiら(Proc. Natl. Acad. Sci.
USA,第94巻,頁1119−1123,(1997))は、以前に、荷電D
NA分子は制御された電場の使用によって輸送し、濃縮し、マイクロチップ上に
ハイブリダイズさせることができることを示している。能動的マイクロチップお
よび塩基−スタッキングエネルギーを利用することによって本発明者らは、高レ
ベルの識別をもって多数のSNPを効果的に標的化し、分析することができる。
In addition to taking advantage of naturally selected base-stacking interactions, base modifications that increase the number of electrons in the ring or expand the hydrophobic region may also discriminate matches from mismatched hybrids. It can be expected that it will increase. In view of such information, the present inventors have developed a new SNP scoring method. It utilizes a combination of electron-mediated nucleic acid transport of amplified targets, passive thermal denaturation of short fluorescent oligoreporters, and base-stacking energy. Sosnowski et al. (Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, Vol. 94, pp. 1119-1123, (1997)) have previously described charged D
It shows that NA molecules can be transported, concentrated and hybridized on a microchip by using a controlled electric field. By utilizing active microchips and base-stacking energy, we can effectively target and analyze large numbers of SNPs with high levels of discrimination.

【0054】 この新しい技術の効率を示すために、本発明者らは2つのモデル系を開発した
。第1のものは、肝硬変、糖尿病、皮膚の過剰メラノーマ色素沈着および心疾患
に至り得る遺伝性ヘモクロマトーシス(常染色体劣性障害)に基づくものである
。該病気はHLA−H遺伝子中の位置8445におけるGからAへのヌクレオチ
ドトランジションに関連する。(Federら,J.Biol. Chem.,
第272巻,頁14025−14028,1997)。この遺伝子座は引き続い
てHFEと再命名された。第2のアッセイは第V因子遺伝子に焦点をあてる。位
置1,691における突然変異(GからAへの置換)は静脈血栓の増大した危険
に至る(Bertinaら,Nature,第369巻,頁64−67,199
4)。高スループットおよびコスト効率を共に提供するSNPスコアリング方法
は、病気が開始する前に既知のSNPに関連するこれらおよび他の病気の危険性
がある個人を検出するルーチン的テストの実行を可能とするはずである。従って
、遺伝子マーカーとしてのSNPの利用性は、少なくとも部分的には、SNPの
正確なスコアリングを迅速に提供する能力に依存する。本発明者らは、これらの
基準に適合する新規なスコアリング方法を開発した。
To demonstrate the efficiency of this new technology, we have developed two model systems. The first is based on hereditary hemochromatosis (autosomal recessive disorder), which can lead to cirrhosis, diabetes, hypermelanoma pigmentation of the skin and heart disease. The disease is associated with a G to A nucleotide transition at position 8445 in the HLA-H gene. (Feder et al., J. Biol. Chem.,
272, pp. 14025-14028, 1997). This locus was subsequently renamed HFE. The second assay focuses on the factor V gene. Mutation at position 1,691 (G to A substitution) leads to increased risk of venous thrombosis (Bertina et al., Nature, 369, pp. 64-67,199).
4). The SNP scoring method, which offers both high throughput and cost efficiency, allows the performance of routine tests to detect these and other ill-risk individuals associated with known SNPs before the disease begins Should be. Thus, the utility of SNPs as genetic markers depends, at least in part, on their ability to rapidly provide accurate scoring of SNPs. We have developed a new scoring method that meets these criteria.

【0055】 能動的マイクロアレイを用い、我々は、DNA輸送およびハイブリダイゼーシ
ョンのプロセスをミニチュア化し、加速することができる。さらに、実験が行わ
れる装置が自動化され、これはさらにこのSNPスコアリングプロセスをストリ
ームライン化させる。さらに、この新しい方法は、SNPスコアリングの忠実度
における有意な進歩を提供する。本発明者らは、ヘモクロマトーシスまたは第V
因子であるかを問わず、テストした各未知の試料を正確に呼んだ。また、本発明
者らは、各鎖からの第V因子SNPを首尾よく分析(図8および図12)、これ
はデュアル蛍光段階塩基−スタッキングアッセイの柔軟性を示す。本発明者らは
いずれかの鎖をプローブすることができ、最も好都合な(すなわち、最もエネル
ギー的な)スタッキング立体配置を生じさせる機会が提供される。これは、最適
な識別を保証する。
With active microarrays, we can miniaturize and accelerate the process of DNA transport and hybridization. In addition, the equipment on which the experiments are performed is automated, which further streamlines the SNP scoring process. Furthermore, the new method offers a significant advance in the fidelity of SNP scoring. We consider hemochromatosis or V-
Each unknown sample tested, regardless of factor, was called exactly. We have also successfully analyzed Factor V SNPs from each chain (FIGS. 8 and 12), which demonstrates the flexibility of the dual fluorescent step base-stacking assay. We can probe either strand, providing the opportunity to produce the most favorable (ie, most energetic) stacking configuration. This ensures optimal identification.

【0056】 慣用的なハイブリダイゼーションアッセイを介してSNPを分析するにおける
頻繁な問題は、100%の精度をもってヘテロ接合性を呼ぶことができないこと
である。2つの対立遺伝子のうちの失われた1つは完全な誤言及として深刻であ
り得る。この問題は、対立遺伝子−特異的レポーター(野生型または突然変異体
)のうちの1つがわずかに熱力学的により安定である場合に通常は起こり、これ
はしばしば不明確な結果に導く。
A frequent problem in analyzing SNPs via conventional hybridization assays is that heterozygosity cannot be called with 100% accuracy. The missing one of the two alleles can be serious as a complete misstatement. This problem usually occurs when one of the allele-specific reporters (wild type or mutant) is slightly more thermodynamically stable, which often leads to ambiguous results.

【0057】 塩基−スタッキングエネルギーおよび水素結合の数双方に基づくレポーターを
差別することによって、本発明者らは、正しいレポーターの安定性を実質的に正
規化し、増強することができ、それにより、ホモ接合体およびヘテロ接合体の間
の容易な識別が可能となる。総じて、ヘモクロマトーシスおよび第V因子につい
てのごとき、増幅されたホモ接合体試料は、マッチおよびミスマッチの間で15
倍を超える識別値を生じる。分析した46の試料において、ホモ接合体について
の最も貧弱な識別はほぼ6.3倍であった。他方、ヘテロ接合体はほぼ1:1の
比率を生じ、2:1を超える比率は決して生じなかった。識別値はホモ接合体お
よびヘテロ接合体の間で余りにも共通点がないので、本発明者らは、増幅が1つ
の鎖に偏っていたとしても、ホモ接合体をヘテロ接合体を呼ぶことができる(図
11参照)。
By discriminating reporters based on both base-stacking energy and number of hydrogen bonds, we can substantially normalize and enhance the stability of the correct reporter, thereby Easy distinction between zygotes and heterozygotes is possible. In general, the amplified homozygous samples, such as for hemochromatosis and factor V, had a 15-fold mismatch between matches and mismatches.
This produces a discrimination value that is more than doubled. In the 46 samples analyzed, the poorest discrimination for homozygotes was almost 6.3-fold. On the other hand, heterozygotes produced a ratio of approximately 1: 1 and never produced a ratio greater than 2: 1. Since the discriminating values do not have too much in common between homozygotes and heterozygotes, we may refer to homozygotes as heterozygotes even if the amplification is biased to one strand. (See FIG. 11).

【0058】 各SNPは特異的かつ重要な病気と関連付けられているので、本発明者らは、
まず、分析すべきヘモクロマトーシスおよび第V因子を選択した。(Feder
ら、1996, 前掲;Bertinaら,1994;前掲)さらに、両方の条
件が社会において比較的に支配的である。最近のAACCブレチンの報告は、ヘ
モクロマトーシスが以前に考えられていたよりも支配的であり得ることを示唆す
る(American Association for Clinical Chemistry Inc. Clinical Laboratory
News,第25巻,第2号,16頁,1996年2月)。従って、これらの2つ
の疾患の危険性がある人々の初期の遺伝子的テスト方法の使用は、突然変異体対
立遺伝子につきヘテロ接合性またはホモ接合性である人々を判断するにおける重
要なツールとなるはずである。これは、初期治療を可能とし、それにより、生活
の質を改良する。
Because each SNP is associated with a specific and important disease, we have:
First, the hemochromatosis and factor V to be analyzed were selected. (Feder
Bertina et al., 1994; supra) Furthermore, both conditions are relatively dominant in society. Recent reports of AACC bulletin suggest that hemochromatosis may be more dominant than previously thought (American Association for Clinical Chemistry Inc. Clinical Laboratory
News, Vol. 25, No. 2, p. 16, February 1996). Therefore, the use of early genetic testing methods for those at risk for these two diseases should be an important tool in determining who is heterozygous or homozygous for the mutant allele. It is. This allows for early treatment, thereby improving quality of life.

【0059】 本発明者らは、デュアル蛍光塩基−スタッキング様式によるSNP識別が2つ
の異なる遺伝子で働くことを示した。さらに、本発明者らは、該方法が、安定化
剤プローブに対するレポータープローブおよび標的についての各可能なミスマッ
チが識別できる点で普遍的なアプローチで機能するはずであると判断した(表2
参照)。示されるごとく、各組合せが1つの組合せを除いて強力な識別値を有す
る。弱い識別値(2.97)を示す1つの例はほとんど重要でないものである。
なぜならば、反対の鎖組合せは現実のテストケースでは置きかえることができる
からである。
The present inventors have shown that SNP discrimination in a dual fluorescent base-stacking mode works on two different genes. In addition, we have determined that the method should work with a universal approach in that each possible mismatch for the reporter probe and target for the stabilizer probe can be identified (Table 2).
reference). As shown, each combination has a strong discriminating value except for one combination. One example showing a weak discriminant value (2.97) is of little importance.
This is because the opposite chain combination can be replaced in a real test case.

【0060】 一般的に、本発明は、図2と組合せて最良に記載される。最初に、野生型およ
び突然変異体対立遺伝子の一方または双方を表す核酸集団を含有する試料を2つ
のプライマー(1つはビオチン化されている)で増幅する(すなわち、アンプリ
コンダウン様式)。塩の除去に続き、そのビオチン化部位を持つ増幅産物31お
よび相補鎖32を50mMヒスチジンの最終濃度にて1:2に希釈する。また、
この溶液は、1μM安定化剤オリゴマー33も含有する。安定化剤オリゴマー3
3は、一般に、野生型および突然変異体対立遺伝子双方に対して100%相補的
である30量体である。この安定化剤は、完全にマッチした突然変異体レポータ
ー34または野生型35を系に添加した場合に、塩基−スタッキングが存在する
ように、標的アンプリコンの多型部位に直接接する。
In general, the present invention is best described in combination with FIG. First, a sample containing a population of nucleic acids representing one or both of the wild-type and mutant alleles is amplified with two primers, one being biotinylated (ie, amplicon down mode). Following salt removal, the amplification product 31 with its biotinylation site and the complementary strand 32 are diluted 1: 2 at a final concentration of 50 mM histidine. Also,
This solution also contains 1 μM stabilizer oligomer 33. Stabilizer oligomer 3
3 is generally a 30-mer that is 100% complementary to both wild-type and mutant alleles. This stabilizer is directly adjacent to the polymorphic site of the target amplicon so that when a perfectly matched mutant reporter 34 or wild type 35 is added to the system, base-stacking is present.

【0061】 安定化剤の導入に続き、反応溶液を95℃まで5分間加熱して、アンプリコン
を変性させる。次いで、冷却した後、この試料をAPEX型マイクロチップ上の
選択した捕捉部位に電子的に偏らせる。偏らせた後、マイクロチップの浸透層と
のビオチン/ストレプトアビジン相互作用を介して、ビオチン化アンプリコン鎖
31をマイクロチップ捕捉部位に結合させる。水素結合を介して、30量体安定
化剤オリゴマー33をアンプリコン鎖31にハイブリダイズさせる。
Following the introduction of the stabilizer, the reaction solution is heated to 95 ° C. for 5 minutes to denature the amplicon. Then, after cooling, the sample is electronically biased to the selected capture site on the APEX-type microchip. After biasing, the biotinylated amplicon chain 31 is attached to the microchip capture site via a biotin / streptavidin interaction with the permeable layer of the microchip. The 30-mer stabilizer oligomer 33 is hybridized to the amplicon chain 31 via a hydrogen bond.

【0062】 安定化剤33の比較的高い濃度のため、該30量体安定化剤33は、十分に相
補的な非ビオチン化アンプリコン鎖32の結合を効果的にブロックする。(該安
定化剤は1μM濃度であり、他方,アンプリコンは一般に500pMおよび5n
Mの間である)。
Because of the relatively high concentration of stabilizer 33, the 30-mer stabilizer 33 effectively blocks the binding of the fully complementary non-biotinylated amplicon strand 32. (The stabilizer is at 1 μM concentration, while amplicons are generally at 500 pM and 5 nM
M).

【0063】 一旦、(多重アッセイにおけるごとく)異なるアンプリコンをその各捕捉部位
に電子的に偏らせれば、(一般に標識されたプローブであるオリゴマーを用いる
)レポーティングを行う。50mM NaPO/500mM NaCl(高塩
緩衝液)中の1μMの野生型35および突然変異体34の両レポーター(各々は
、末端塩基(3’または5’いずれか(または双方))の9ないし11塩基に関
して同一である、突然変異体または野生型塩基いずれかに対応する)は、マイク
ロチップ上で3−5分間インキュベートすることができる。レポータープローブ
34および35のインキュベーションに続き、50mM NaPO(低塩緩衝
液)中で、完全にマッチしたレポーター/アンプリコンの融解温度から約4℃未
満でマイクロチップを加熱することによって、識別が達成される。次いで、2つ
の異なるレーザー(1つは野生型レポーター上のフルオロフォアに対応し、1つ
は、突然変異体レポーター上のフルオロフォアに対応する)を用いてイメージン
グを行う。これらのシグナルの強度から、バックグラウンドを差し引き、具体的
な活性が考慮される。突然変異体シグナルに対する野生型シグナルの比率が得ら
れ、それからアンプリコン産物の対立遺伝子組成が決定される。
Once a different amplicon has been electronically biased to its respective capture site (as in a multiplex assay), reporting (using oligomers, which are generally labeled probes) is performed. Both reporter (each 50mM NaPO 4 / 500mM NaCl (high salt buffer) in 1μM wild-type 35 and mutant 34 to 9 to either terminal base (3 'or 5' (or both)) 11 (Corresponding to either mutant or wild-type bases that are identical with respect to bases) can be incubated on a microchip for 3-5 minutes. Following incubation of the reporter probe 34 and 35, in 50 mM NaPO 4 (low salt buffer), by heating the microchip from the melting temperature of perfectly matched reporter / amplicon less than about 4 ° C., identified achieved Is done. Imaging is then performed using two different lasers, one corresponding to the fluorophore on the wild-type reporter and one corresponding to the fluorophore on the mutant reporter. The background is subtracted from the intensity of these signals, and the specific activity is taken into account. The ratio of wild-type signal to mutant signal is obtained, and the allelic composition of the amplicon product is determined therefrom.

【0064】 実施例I a.単一−ヌクレオチド多型の識別のためのアッセイ 能動的マトリックスチップ上でのSNPスコアリングは、図2に示した方法に
よって例示されるごとく達成された。標的は1つのビオチン化プライマーで増幅
した。高濃度の30量体安定化剤オリゴを変性したアンプリコンに添加し、混合
物を、アレイ上の注目する捕捉部位に電子的にアドレスさせた。DNAは迅速に
濃縮でき、ハイブリダイズできたので、このプロセスは2分と短い時間で行われ
た。安定化剤オリゴマーはビオチン化アンプリコン鎖と相補的であった。 (該
鎖はプローブされる)。まず、該安定化剤は相補的標的アンプリコン鎖の再ハイ
ブリダイゼーションを妨げ、それにより、2つの対立遺伝子−特異的蛍光標識レ
ポーターオリゴがビオチン化鎖に接近するのが可能となる。第2に、レポーター
オリゴと共に、それは塩基−スタッキングエネルギーを与えた。
Example I a. Assay for Single-Nucleotide Polymorphism Discrimination SNP scoring on an active matrix chip was achieved as exemplified by the method shown in FIG. The target was amplified with one biotinylated primer. High concentrations of the 30-mer stabilizer oligo were added to the denatured amplicon, and the mixture was electronically addressed to the capture site of interest on the array. This process was performed in as little as 2 minutes, as the DNA could be rapidly concentrated and hybridized. The stabilizer oligomer was complementary to the biotinylated amplicon chain. (The strand is probed). First, the stabilizer prevents re-hybridization of the complementary target amplicon strand, thereby allowing the two allele-specific fluorescently labeled reporter oligos to gain access to the biotinylated strand. Second, with the reporter oligo, it provided base-stacking energy.

【0065】 安定化剤オリゴは、その5’−末端を注目する多型に接するように設計した。
レポーターオリゴ(1つは野生型対立遺伝子に完全に相補的であり、1つは突然
変異体対立遺伝子に完全に相補的である)は、それらの3’−末端が多型を含む
ように設計された。安定化剤およびレポーターオリゴマーが隣接してハイブリダ
イズする様式で標的に完全にマッチする場合、強力な塩基−スタッキングエネル
ギー現象が実現された。この系において、レポーターは長さが11bpであり、
これは、前記した先行技術研究者によって開示された結果にかかわらず、完全な
マッチおよびSNPミスマッチの間の優れた塩基−スタッキングの差別シグナル
を供した。本質的には、ミスマッチしたレポーターは、マッチしたレポーターよ
りもその相補体に水素結合した1つ少ないヌクレオチドを有する。ストリンジェ
ントな識別条件に際して、完全にマッチしたレポーターはその相補対に結合した
ままである。他方、ミスマッチしたレポーターは容易に解離する。
The stabilizer oligo was designed so that its 5′-end was in contact with the polymorphism of interest.
Reporter oligos (one perfectly complementary to the wild-type allele and one completely complementary to the mutant allele) were designed such that their 3'-end contained a polymorphism. Was done. When the stabilizer and reporter oligomer perfectly matched the target in a side-by-side hybridizing manner, a strong base-stacking energy phenomenon was realized. In this system, the reporter is 11 bp in length,
This provided excellent base-stacking discrimination signals between perfect matches and SNP mismatches, despite the results disclosed by the prior art researchers described above. In essence, the mismatched reporter has one less nucleotide hydrogen bonded to its complement than the matched reporter. Under stringent identification conditions, a perfectly matched reporter will remain bound to its complementary pair. On the other hand, a mismatched reporter dissociates easily.

【0066】 プローブすべき標的アンプリコンの領域が該アンプリコンの5’末端により近
い状況において、安定化剤は、アンプリコンの3’末端により近い位置でアンプ
リコンにアニールするように設計することができ、それにより、安定化剤の3’
−末端は多型に接し、レポーターの5’−末端は多型を含むことを必要とする。
In situations where the region of the target amplicon to be probed is closer to the 5 ′ end of the amplicon, the stabilizer may be designed to anneal to the amplicon at a position closer to the 3 ′ end of the amplicon. And thereby the 3 'of the stabilizer
The end is bound to the polymorphism and the 5'-end of the reporter needs to contain the polymorphism.

【0067】 b.安定化剤オリゴは、塩基−スタッキングエネルギーを付与することによっ
てSNP識別を増強する。 このSNPスコアリング方法において、安定化剤オリゴマーを使用する重要性
を調べるために、安定化剤プローブの存在下または不存在下で5つの未知の第V
因子試料を分析した。変性した標的核酸に電子的にアドレスした後、マイクロチ
ップを0.5×SSC、pH12で洗浄して、いずれの再ハイブリダイズした相
補的鎖も除去した。次いで、安定化剤オリゴを異なる時間間隔で捕捉部位に電子
的に偏らせて、そのレベルを測定した。
B. Stabilizer oligos enhance SNP discrimination by conferring base-stacking energy. In order to examine the importance of using stabilizer oligomers in this SNP scoring method, five unknown Vs in the presence or absence of a stabilizer probe were tested.
The factor samples were analyzed. After electronically addressing the denatured target nucleic acid, the microchip was washed with 0.5 × SSC, pH 12, to remove any rehybridized complementary strand. The stabilizer oligo was then electronically biased at different time intervals to the capture site and its level was measured.

【0068】 次いで、異なるフルオロフォアにカップリングした野生型および突然変異体レ
ポーターを標的:安定化剤複合体に受動的にハイブリダイズさせた。これに続き
、低塩洗浄緩衝液の温度を上昇させることによって、ストリンジェントな識別が
達成された。次いで、2つの適当な波長において、蛍光シグナルを測定して、野
生型および突然変異体レポーターを検出した。この実験の結果を図8に示す。識
別値は表1に掲げる。
The wild type and mutant reporters coupled to different fluorophores were then passively hybridized to the target: stabilizer complex. Following this, stringent discrimination was achieved by increasing the temperature of the low salt wash buffer. The fluorescent signal was then measured at the two appropriate wavelengths to detect wild type and mutant reporters. FIG. 8 shows the results of this experiment. The identification values are listed in Table 1.

【0069】[0069]

【表1】 [Table 1]

【0070】 (全ての識別値は突然変異体シグナル強度に対する野生型シグナル強度として報
告する)。 安定化剤オリゴの重要性は試料C(第V因子へテロ接合体)で最も明瞭に示す
ことができる。安定化剤を与えなかった列5は、明瞭な突然変異体シグナルを示
すが、野生型シグナルを実質的に示さない。識別値は、おおまか、3.3:1(
野生型に対する突然変異体)であった。野生型試料(DおよびE)と比較すると
、安定化剤の不存在下における識別値は、各々、ほとんど同一(3.5:1およ
び3.7:1(突然変異対に対する野生型))であり、これは、第V因子へテロ
接合体を野生型から識別するのを実質的に不可能とする。対照的に、ほとんどの
安定化剤オリゴと複合体化した試料C(列4)は明らかなヘテロ接合体であり(
1:1.5)(野生型に対する突然変異体))、他方、試料DおよびEは、明ら
かな野生型であった(各々、13.9:1および12.9:1)。
(All discriminating values are reported as wild-type signal intensities relative to mutant signal intensities). The importance of the stabilizer oligo can be most clearly demonstrated in sample C (Factor V heterozygote). Row 5, which did not receive the stabilizing agent, shows a clear mutant signal but substantially no wild-type signal. The identification value is roughly 3.3: 1 (
(Mutant to wild type). Compared to the wild-type samples (D and E), the discriminating values in the absence of stabilizer were almost identical (3.5: 1 and 3.7: 1 (wild-type versus mutant pair), respectively). Yes, this makes it substantially impossible to distinguish factor V heterozygotes from wild type. In contrast, sample C complexed with most of the stabilizer oligos (row 4) is a clear heterozygote (
1: 1.5) (mutant to wild type)), while samples D and E were clearly wild type (13.9: 1 and 12.9: 1, respectively).

【0071】 これらの結果は、安定化剤およびレポーターの接触によって供給された塩基−
スタッキングエネルギーを用いて、少ない1つの塩基対によって完全にマッチさ
れたまたミスマッチされたレポーターオリゴの識別を増強させることができるこ
とを示す。さらに、該結果は、1を超える塩基対が関与するミスマッチ(すなわ
ち、レポーターのいずれかの端部におけるもの)が同等に識別できるであろうこ
とを示す。
These results show that the base provided by the contact of the stabilizer and the reporter-
FIG. 4 shows that stacking energy can be used to enhance the discrimination of perfectly matched and mismatched reporter oligos with as few as one base pair. Furthermore, the results indicate that mismatches involving more than one base pair (ie, at either end of the reporter) would be equally distinguishable.

【0072】 また、完全にマッチした複合体についての増大した安定化は、より多くの安定
化剤オリゴを受け取った試料の増大したシグナル強度において示すことができる
。(第V因子突然変異体試料AおよびB、列1(最も少ない安定化剤)および列
4(最も多い安定化剤)図8)を比較されたし)。安定化剤の存在化における識
別値(表1)は優れている。全ての5つの未知の第V因子試料の対立遺伝子の構
成は、ホモ接合突然変異体であるAおよびB、ヘテロ接合体であるC、およびホ
モ接合野生型であるDおよびEで不明瞭ではない。全ての結果は対立遺伝子特異
的増幅によって独立して確認された。
Also, increased stabilization for perfectly matched conjugates can be shown at the increased signal intensity of samples receiving more stabilizer oligo. (Factor V mutant samples A and B, row 1 (least stabilizer) and row 4 (most stabilizer) (Figure 8) were compared). The discrimination value (Table 1) in the presence of the stabilizer is excellent. The allelic organization of all five unknown Factor V samples is not ambiguous in homozygous mutants A and B, heterozygous C, and homozygous wild-type D and E . All results were independently confirmed by allele-specific amplification.

【0073】 塩基−スタッキングエネルギーは増強された識別値を与えることを明確に示す
ため、1bpまたは10bpギャップが安定化剤およびレポーターの間に存在す
るように、ヘモクロマトーシスに対する安定化剤オリゴマーを設計した。これら
の安定化剤を、レポーターに直接的に接する標準ヘモクロマトーシスと比較した
。この実験において、安定化剤オリゴマーおよび試料、具体的には、ヘモクロマ
トーシス野生型を二連捕捉部位に同時に偏らせた。結果を図9に示す。安定化剤
がない場合(列1)において、最初の野生型レポーターのシグナルは実質的に低
下する。標準安定化剤を受け取った列(列2)、1bpギャップに至る安定化剤
(列4)および10bpギャップに至る安定化剤(列5)は、全て、匹敵する初
期シグナルを有した。しかしながら、熱的識別に際して、標準安定化剤で偏らせ
た捕捉部位の野生型レポーターのみが残り、これは、塩基−スタッキングエネル
ギーがより短いレポーターを安定化させることを示す。
To clearly show that base-stacking energies give enhanced discriminating values, stabilizing oligomers for hemochromatosis were designed such that a 1 bp or 10 bp gap exists between the stabilizing agent and the reporter. did. These stabilizers were compared to a standard hemochromatosis directly in contact with the reporter. In this experiment, the stabilizer oligomer and the sample, specifically the hemochromatosis wild-type, were simultaneously biased to the dual capture site. FIG. 9 shows the results. In the absence of stabilizer (row 1), the signal of the initial wild-type reporter is substantially reduced. The rows that received the standard stabilizer (row 2), the stabilizer down to a 1 bp gap (row 4) and the stabilizer down to a 10 bp gap (row 5) all had comparable initial signals. However, upon thermal discrimination, only the wild-type reporter of the capture site biased with the standard stabilizer remains, indicating that the base-stacking energy stabilizes the shorter reporter.

【0074】 c.安定化剤オリゴは相補的核酸鎖の再ハイブリダイゼーションを妨げる。 変性後に増幅産物の1つの鎖を注目する特異的捕捉部位に向ける困難性は、ほ
とんどの条件下で相補的鎖は同族パートナーにアニールバックするすることであ
る。この問題を回避する試みにおいて、電子的アドレシングの間に、安定化剤オ
リゴマーを増幅産物と共に含めた。
C. The stabilizer oligo prevents re-hybridization of the complementary nucleic acid strand. The difficulty in directing one strand of the amplification product to a specific capture site of interest after denaturation is that under most conditions the complementary strand anneals back to its cognate partner. In an attempt to circumvent this problem, a stabilizer oligomer was included with the amplification product during electronic addressing.

【0075】 種々の濃度のヘモクロマトーシス安定化剤オリゴマーを野生型ヘモクロマトー
シス増幅産物試料と組み合せた。これらの試料を、安定化剤オリゴマーまたは非
相補的核酸を含まない同一の野生型ヘモクロマトーシス試料と比較した。最初の
偏りの後、次いで、安定化剤なくしてアドレスされた捕捉部位を、飽和するレベ
ルの安定化剤でもって再アドレスした。アンプリコン+安定化剤で最初に標的化
した捕捉部位を、緩衝溶液のみでもって電子的にアドレスした。レポーターハイ
ブリダイゼーションを行い、続いて、ストリンジェント洗浄を行った。最終の結
果を図10に示す。
[0075] Various concentrations of the hemochromatosis stabilizer oligomer were combined with the wild-type hemochromatosis amplification product sample. These samples were compared to the same wild-type hemochromatosis sample without stabilizer oligomers or non-complementary nucleic acids. After the initial bias, the capture sites addressed without stabilizer were then readdressed with saturating levels of stabilizer. Capture sites initially targeted with amplicon + stabilizer were addressed electronically with buffer solution only. Reporter hybridization was performed, followed by stringent washing. The final result is shown in FIG.

【0076】 各場合、高レベルの識別が達成された。全ての順列は、5倍を超える突然変異
体に対する野生型比率を有した。しかしながら、安定化剤を増幅産物と共に同時
に適用した捕捉部位でのシグナルはかなり粗野であった。これは、安定化剤がビ
オチン化アンプリコン鎖に結合し、反対の増幅鎖が再びハイブリダイズすること
を妨げたことを示唆する。この結果は、いくぶん驚くべきことである。というの
は、増幅産物ハイブリッド(229量体)は安定化剤ハイブリッド(30量体)
よりもかなり安定であると予測されたからである。等モル比率(ほぼ1nM)に
おいては、相補的アンプリコン鎖によるハイブリダイゼーションは、結合した安
定化剤を排除し、レポーターオリゴがビオチン化鎖に結合するのをブロックする
であろう。しかしながら、このアッセイで用いたより高いモル比率および電子条
件においては、安定化剤はアンプリコンの1つの鎖と競合する。この結果は、図
9中のデータによっても確認される。予備識別シグナル(初期)は相補的安定化
剤オリゴの存在下で実質的により高く、安定化剤およびレポーターの間のギャッ
プとなるものでさえある(列1に対して列2、4および5を比較されたし)。
In each case, a high level of discrimination was achieved. All permutations had a wild-type to mutant ratio greater than 5-fold. However, the signal at the capture site where the stabilizer was applied simultaneously with the amplification product was quite crude. This suggests that the stabilizing agent bound to the biotinylated amplicon strand and prevented the opposite amplified strand from re-hybridizing. This result is somewhat surprising. Because the amplification product hybrid (229-mer) is a stabilizer hybrid (30-mer)
Because it was predicted to be much more stable than that. At equimolar ratios (approximately 1 nM), hybridization with complementary amplicon strands will eliminate bound stabilizers and block the reporter oligo from binding to the biotinylated strand. However, at the higher molar ratios and electronic conditions used in this assay, the stabilizer competes with one strand of the amplicon. This result is also confirmed by the data in FIG. The preliminary discriminating signal (initial) is substantially higher in the presence of the complementary stabilizer oligo, even the gap between the stabilizer and the reporter (rows 2, 4, and 5 vs. row 1). Compared).

【0077】 d.未知のヘモクロマトーシス試料の分析 遺伝子マーカーとしてのSNPの使用は、試料中でのその存在が高スルプット
系を介して正確かつ迅速に決定されることを必要とする。電場を利用して核酸を
迅速に濃縮し、ハイブリダイズさせることによって、我々は非常に効果的に識別
結果を達成することができる。このSNPスコアリング方法の精度は以下の実験
で示される。
D. Analysis of Unknown Hemochromatosis Samples The use of SNPs as genetic markers requires that their presence in a sample be accurately and rapidly determined via a high-throughput system. By rapidly enriching and hybridizing nucleic acids using an electric field, we can achieve discrimination results very effectively. The accuracy of this SNP scoring method is shown in the following experiment.

【0078】 16の未知のヘモクロマトーシス試料を増幅した。安定化剤オリゴと共に、各
々を、25部位アレイの1つの捕捉部位に電子的に標的化させた。野生型および
突然変異体の両ヘモクロマトーシスレポーターオリゴを、増幅された試料:安定
化剤複合体に受動的にハイブリダイズさせた後、ストリンジェントな洗浄条件を
適用した。ヒストグラム様式で示した結果を図11に掲げた。
[0078] Sixteen unknown hemochromatosis samples were amplified. Each was electronically targeted to one capture site of a 25-site array, along with a stabilizer oligo. After passively hybridizing both wild-type and mutant hemochromatosis reporter oligos to the amplified sample: stabilizer complex, stringent wash conditions were applied. The results, shown in histogram format, are listed in FIG.

【0079】 ヘテロ接合体は突然変異体シグナルに対する野生型シグナルがほぼ1:1であ
ると仮定すれば、未知の試料1、7および12の3つはヘテロ接合体であったこ
とは明らかである。ホモ接合体を呼ぶ本発明者らの基準は、それが、ミスマッチ
したレポーターよりも完全にマッチしたレポーターから残存する少なくとも5倍
大きいシグナルを有するべきであることである。この基準に従って、試料3、4
、8、9、11、13および16をヘモクロマトーシス野生型と呼び、試料2、
5、6、10、14および15をヘモクロマトーシス突然変異体と呼ぶのは容易
である。事実、試料16(ほぼ6.3倍)のみが15倍未満の識別値を有してい
た。全ての結果は、制限分析、続いてのゲル電気泳動によって独立して確認され
た。電気−スタッキングエネルギーを用いてSNPを識別することによって、本
発明者らは、37/37のヘモクロマトーシス試料および9/9の第V因子を未
知であると正しく呼ぶことができた。
It is clear that three of the unknown samples 1, 7 and 12 were heterozygous, assuming that the heterozygotes had a wild-type signal to mutant signal of approximately 1: 1. . Our criterion for calling homozygotes is that it should have at least 5 times greater signal remaining from a perfectly matched reporter than a mismatched reporter. According to this criterion, samples 3, 4
, 8, 9, 11, 13 and 16 are referred to as hemochromatosis wild type, and sample 2,
It is easy to refer to 5, 6, 10, 14 and 15 as hemochromatosis mutants. In fact, only sample 16 (approximately 6.3 times) had a discriminating value of less than 15 times. All results were independently confirmed by restriction analysis, followed by gel electrophoresis. By identifying SNPs using electro-stacking energy, we were able to correctly call the 37/37 hemochromatosis sample and the 9/9 factor V unknown.

【0080】 e.単一捕捉部位におけるヘモクロマトーシスおよび第V因子試料の分析 本発明のもう1つの具体例において、1を超えるアンプリコン産物を単一の捕
捉部位に電子的に標的化することによって、標的配列の多重分析のためスルーフ
ットを増加させる。これは、アッセイのスピードを増大させると共に、マイクロ
アレイの情報収率を増加させる。
E. Analysis of Hemochromatosis and Factor V Samples at a Single Capture Site In another embodiment of the present invention, by electronically targeting more than one amplicon product to a single capture site, Increase through foot for multiplex analysis. This increases the speed of the assay as well as the information yield of the microarray.

【0081】 増幅の後に、本発明者らは、既知のヘモクロマトーシスおよび第V因子試料お
よびそれらの各安定化剤オリゴを一緒に混合した。2つのそのような組合せを四
連でテストした。1つはヘモクロマトーシス野生型および第V因子突然変異体を
含有した(図12、列1および2)。他のものはヘモクロマトーシスおよび第V
因子へテロ接合体を含有した(図12、列4および5)。レポーティングおよび
ストリンジェント洗浄をまずヘモクロマトーシスレポーターで行い、続いて、第
V因子レポーターで該プロセスを反復した。各々の場合、結果は予測された通り
であって、スコア取りは容易であった。両方の組のレポーターは同一のフルオロ
フォアを含有したので、この多重化の成功は、第V因子レポーターの添加に先立
って、全ての結合したヘモクロマトーシスレポーターの完全な除去を必要とした
。ストリッピング後におけるアレイ上でのシグナルの完全な欠如に注目すべきで
あり、これは低塩緩衝液中で温度を上昇させることによって達成された。
After amplification, we mixed together the known hemochromatosis and factor V samples and their respective stabilizer oligos. Two such combinations were tested in quadruplicate. One contained hemochromatosis wild-type and a factor V mutant (FIG. 12, lanes 1 and 2). Others include hemochromatosis and V
It contained the factor heterozygote (FIG. 12, lanes 4 and 5). Reporting and stringent washes were first performed on a hemochromatosis reporter, and then the process was repeated with a Factor V reporter. In each case, the results were as expected and scoring was easy. Since both sets of reporters contained the same fluorophore, this successful multiplexing required complete removal of all bound hemochromatosis reporters prior to the addition of the Factor V reporter. Note the total lack of signal on the array after stripping, which was achieved by increasing the temperature in a low salt buffer.

【0082】 従前に示されているものよりも第V因子につきかなり高い温度で熱的識別が達
成された(図12における43℃vs.図8における38℃)理由は、反対の鎖
が問われていたことである。この場合、第V因子レポーターはかなりGCが豊富
であり、かくして、かなり熱的に安定であった。単一の捕捉部位において2つの
PCRアンプリコンを分析することによって、本発明者らは、単位時間当りおよ
びチップ当りの我々のスループットを効果的に2倍とできた。
The reason that thermal discrimination was achieved at a much higher temperature for Factor V than previously shown (43 ° C. vs. 38 ° C. in FIG. 12) is due to the opposite strand being questioned. It was that. In this case, the Factor V reporter was fairly rich in GC and thus was quite thermally stable. By analyzing two PCR amplicons at a single capture site, we were able to effectively double our throughput per unit time and per chip.

【0083】 f.塩基−スタックドSNPスコアリング方法の普遍性 本発明者らは、電子的偏りおよび塩基−スタッキングエネルギーによって安定
化されるレポーターを利用するSNPスコアリング方法が事実可能であることを
首尾よく示した。ヘモクロマトーシスおよび第V因子で示された例に加え、本発
明者らは、このアッセイはいずれのSNPを識別するのにも普遍的に適用するこ
とができることを示す。具体的には、本発明者らは、各可能な塩基‐スタッキン
グ組合せが分析できるように、ヘモクロマトーシス多型のまわりにオリゴの組を
設計した。これらの実験からの結果を表2にまとめる。
F. Universality of Base-Stacked SNP Scoring Method The present inventors have successfully shown that a SNP scoring method utilizing a reporter stabilized by electronic bias and base-stacking energy is indeed feasible. In addition to the examples shown for hemochromatosis and factor V, we show that this assay can be universally applied to identify any SNP. Specifically, we designed a set of oligos around the hemochromatosis polymorphism so that each possible base-stacking combination could be analyzed. The results from these experiments are summarized in Table 2.

【0084】[0084]

【表2】 [Table 2]

【0085】 レポーターヌクレオチドはレポーターオリゴの5’−末端を表す。 安定化剤ヌクレオチドは安定化剤オリゴの3’−末端を表す ヌクレオチドは標的配列上のミスマッチしたヌクレオチドを表す。例えば、
もしレポーターがAであれば、標的核酸上でのマッチはTであり、ミスマッチは
A、CおよびGである。 値は、マッチした標的核酸および指名されたミスマッチの間の識別倍数であ
る。
[0085] a reporter nucleotide represents the 5'-end of the reporter oligos. b Stabilizer nucleotides represent the 3'-end of the stabilizer oligo, c nucleotides represent mismatched nucleotides on the target sequence. For example,
If the reporter is A, the match on the target nucleic acid is T and the mismatches are A, C, and G. The d value is the fold discrimination between the matched target nucleic acid and the named mismatch.

【0086】 1つを除く全ての場合において、マッチおよびミスマッチの間の識別は5倍よ
りも大きく、ほとんどの場合、それは20倍よりも大きかった。これは、多型と
は無関係に、いずれかの可能なSNPにつきヘテロ接合体からのホモ接合体突然
変異体からホモ接合体野生型を識別するのが容易であることを示す。
In all but one case, the discrimination between matches and mismatches was greater than 5-fold, and in most cases it was greater than 20-fold. This indicates that it is easy to distinguish homozygous wild type from homozygous mutant from heterozygous for any possible SNP, independent of polymorphism.

【0087】 このアッセイが貧弱な識別(2.8倍にすぎない)を生じた1つの例は、予測
されるべきであった。塩基−スタッキングは5’−A(レポーターオリゴ)に接
する3’−(安定化剤オリゴ)であり、これは全ての塩基−スタッキング相互作
用のうちで最も弱い(R. Sinden, DNA Structure and Function, Academ
ic Press, Inc. 1994)。さらに、標的DNA上でのミスマッチはG(反対
のAとで弱い結合を形成することが知られているヌクレオチド)であった。ここ
に達成された非最適識別は反対アンプリコン鎖を検出することによって容易に克
服できた。
One example where this assay resulted in poor discrimination (only 2.8-fold) was to be expected. Base-stacking is 3'- (stabilizer oligo) in contact with 5'-A (reporter oligo), which is the weakest of all base-stacking interactions (R. Sinden, DNA Structure and Function, Academ
ic Press, Inc. 1994). In addition, the mismatch on the target DNA was G (nucleotide known to form a weak bond with the opposite A). The non-optimal discrimination achieved here could easily be overcome by detecting the opposite amplicon strand.

【0088】 実施例II 図2に記載されたアンプリコン第2ダウン様式以外に、第2の様式が有用であ
り、ここに、安定化剤は特定された捕捉部位につながれる(すなわち、捕捉ダウ
ン様式)。図3に示されるごとく、アンプリコン鎖90および91は、変性し、
ビオチン標識安定化剤オリゴ92と組み合せることができる。加えて、シグナル
のさらなる増強は、望まないアンプリコン鎖に相補的であるように設計された「
干渉」オリゴマー93を含めることに由来することができる。
Example II In addition to the amplicon second down mode described in FIG. 2, a second mode is useful where the stabilizer is tethered to a specified capture site (ie, capture down Style). As shown in FIG. 3, amplicon chains 90 and 91 are denatured,
It can be combined with biotin-labeled stabilizer Oligo 92. In addition, further enhancement of the signal was designed to be complementary to the unwanted amplicon strand.
Interference "oligomer 93 can be derived.

【0089】 捕捉部位に対するハイブリダイゼーション複合体のアドレシングに続き、標的
の対立遺伝子鎖90および90’にアニールしたアンカード安定化剤を、野生型
および突然変異体に対して特異的であるレポーターオリゴでプローブする。図面
中、識別後に残る1つのレポーターのみを示す。かくして、図3に示すごとく、
試料は1つの対立遺伝子につきホモ接合である。
Following addressing of the hybridization complex to the capture site, uncard stabilizers annealed to the target allele strands 90 and 90 ′ were combined with a reporter oligo specific for wild type and mutant. Probe. In the drawing, only one reporter remaining after identification is shown. Thus, as shown in FIG.
Samples are homozygous for one allele.

【0090】 この様式は、ヘモクロマトーシス、第V因子、およびEH1突然変異の検出で
首尾よく用いられた。好ましい様式において、アンプリコンのアドレシングは変
性の後に起こる。捕捉部位におけるアンプリコンのその相補的鎖との再アニーリ
ングを妨げ、安定化剤プローブに対するハイブリダイゼーションを好都合とする
ために、捕捉部位へのアドレシングの時点において、特異的干渉オリゴヌクレオ
チドをプロトコルに付け加えることができる。このオリゴヌクレオチドは望まな
いアンプリコン鎖に対して相補的であるように設計され、これはモル過剰で存在
させるべきである。それは、安定化剤/レポーター相補性領域の外側の領域にハ
イブリダイズするように設計すべきである。このように、それは、安定化剤また
はレポーターオリゴヌクレオチドの所望のアンプリコンへのハイブリダイゼーシ
ョンに干渉しないであろう。むしろ、それは「アンプリコンを開いたまま保持す
る」ように働き、これはアンプリコンのその相補体との再アニーリングを阻害す
る。干渉オリゴヌクレオチドは塩基−スタックド複合体に対して5’側または3
’側に置くことができる。
This format has been used successfully for the detection of hemochromatosis, factor V, and EH1 mutations. In a preferred manner, amplicon addressing occurs after denaturation. Adding a specific interfering oligonucleotide to the protocol at the time of addressing to the capture site to prevent re-annealing of the amplicon with its complementary strand at the capture site and favor hybridization to the stabilizing probe Can be. The oligonucleotide is designed to be complementary to the unwanted amplicon strand, which should be present in molar excess. It should be designed to hybridize to regions outside the stabilizer / reporter complementarity region. As such, it will not interfere with the hybridization of the stabilizing agent or reporter oligonucleotide to the desired amplicon. Rather, it serves to "hold the amplicon open", which prevents re-annealing of the amplicon with its complement. The interfering oligonucleotide is 5 'to the base-stacked complex or 3
'Can be put on the side.

【0091】 実施例III 図4は、複数SNP含有レポータープローブを相互に一緒に用いて複数塩基−
スタッキングエネルギーを供する様式を記載する。図4aは捕捉ダウン様式を示
し、他方、図4bはアンプリコンダウン様式を示す。図4aにおいて、アンプリ
コン42は、ビオチン部位40を介して捕捉部位につながれた安定化剤41で安
定化され、2つのレポータープローブ43および44は、少なくとも2つのSN
Pの存在を検出するためにハイブリダイズされる。図4bは、アンプリコン45
がビオチン標識され40’、安定化剤46が標識されずに捕捉部位につながれる
以外は同様である。
Example III FIG. 4 shows that multiple SNP-containing reporter probes can be used together with each other for multiple base-
Describe the manner in which the stacking energy is provided. FIG. 4a shows the capture down mode, while FIG. 4b shows the amplicon down mode. In FIG. 4a, amplicon 42 is stabilized with a stabilizing agent 41 linked to a capture site via a biotin site 40, and the two reporter probes 43 and 44 have at least two SNs.
Hybridized to detect the presence of P. FIG. 4b shows an amplicon 45
Is biotin-labeled 40 ′, and the stabilizer 46 is connected to the capture site without labeling.

【0092】 この様式は、単一の遺伝子座に複数の間隔の狭いSNPがある場合に有用であ
る。この例は、白血球減少症患者において敗血症に対する罹患性と関連するマン
ノース結合蛋白質遺伝子座である。この場合、相互の15塩基内に間隔を設けた
4つのSNPがある。もう1つの例はヒトHLA遺伝子座であり、ここに、3つ
のエキソン内に散らばった多数の天然変異体がある。この様式において、レポー
タープローブを安定化剤オリゴに対して塩基−スタックし、レポーターの各々を
、これらの部位で起こる対立遺伝子に特異的な異なるフルオロフォアで標識する
ことができる。
This format is useful when there are multiple closely spaced SNPs at a single locus. An example of this is the mannose binding protein locus associated with susceptibility to sepsis in leukopenic patients. In this case, there are four SNPs spaced within 15 bases of each other. Another example is the human HLA locus, where there are a number of natural variants scattered within three exons. In this manner, the reporter probe can be base-stacked against the stabilizer oligo, and each of the reporters can be labeled with a different fluorophore specific for the allele occurring at these sites.

【0093】 実施例IV 図5は、そのうちの1つがアンプリコンダウン様式の適用のために標識するこ
とができる(例えば、52)標準プライマーを用いて標的核酸を増幅することが
できるネステッド様式を示す。示されるごとく、アンプリコン50’および51
’を変性し、安定化剤(および所望であれば干渉オリゴ)と混合して、安定化剤
:アンプリコンのハイブリダイゼーション複合体を得る(50’’/56/51
’’)。次いで、この複合体を特定の捕捉部位にアドレスさせ、続いて、その5
’および3’両末端における安定化相互作用により塩基−スタッキングエネルギ
ーに好都合なレポータープローブ58を導入する。アンプリコンダウン様式のみ
を説明するが、ネステッド塩基−スタッキングは捕捉ダウン様式を用いて行うこ
ともできる。
Example IV FIG. 5 shows a nested format in which one can amplify a target nucleic acid using standard primers, one of which can be labeled (eg, 52) for application in an amplicon down format. . As shown, amplicons 50 'and 51
'Is denatured and mixed with a stabilizing agent (and interfering oligos, if desired) to obtain a stabilizing agent: amplicon hybridization complex (50 ″ / 56/51).
''). The complex is then addressed to a specific capture site, followed by the 5
The stabilizing interaction at both 'and 3' ends introduces a reporter probe 58 that favors base-stacking energy. Although only the amplicon down mode is described, nested base-stacking can also be performed using the capture down mode.

【0094】 このネステッド方法は、実施例IIIに記載した単一遺伝子座に複数SNPが
ある場合、ならびに離れた遺伝子座からSNPを検出するのが望まれる状況で有
用である。さらに、この方法は、その同時同定が有用な情報を与え得る異なるか
つ遺伝子的に関係しないアンプリコンの存在を検出するのが望まれる場合に機能
的である。そのような情報は、標的配列の性質のある程度の同定を与える「標的
−特異的核酸情報」と定義することができる。例えば、標的核酸の第1の領域は
、核酸の源を同定するのに用いられるアンプリコンを提供することができる(例
えば、Stapahylococus vs. E. coli)。第2のアンプリコンを用
いて抗生物質抵抗性(例えば、メチシリン抵抗性)のごとき特定の特性を同定す
ることができる。そのハイブリダイゼーションを安定化させるのに塩基−スタッ
キングエネルギーを用いるレポーターのネスティングは、両方のアンプリコンが
試料に存在することを示す。
This nested method is useful when there are multiple SNPs at a single locus as described in Example III, as well as in situations where it is desired to detect SNPs from distant loci. In addition, this method is functional when it is desired to detect the presence of different and genetically unrelated amplicons whose co-identification can provide useful information. Such information can be defined as "target-specific nucleic acid information" that provides some identification of the properties of the target sequence. For example, a first region of a target nucleic acid can provide an amplicon that is used to identify the source of the nucleic acid (eg, Stapahylococcus vs. E. coli). The second amplicon can be used to identify a particular property, such as antibiotic resistance (eg, methicillin resistance). Nesting of the reporter using base-stacking energy to stabilize its hybridization indicates that both amplicons are present in the sample.

【0095】 ネスティングレポーターは、SNPは、加えて、アンプリコンが生じた遺伝子
座の一方または他方または双方と関連するさらなるデータを提供することができ
る。この例は、16S rDNAまたはジラーゼa配列のごとき保存された遺伝
子配列内の多型による細菌の同定である。これらのアンプリコンの各1つにおい
て、全ての種または亜種をユニークに同定するのに十分な遺伝子多様性ではない
であろう。かくして、第2の独立した遺伝子座の使用は本質的なデータを提供す
ることができる。例えば、ジラーゼAは単独で有用であるが、密接に関連する細
菌株の間の識別は、ジラーゼBにおけるまたは同等C遺伝子座に多型を含ませる
ことによって多いに増加させることができる。
The nesting reporter can provide that the SNPs, in addition, provide additional data associated with one or the other or both of the amplicon-generated loci. An example of this is the identification of bacteria by polymorphisms in conserved gene sequences such as 16S rDNA or dilase a sequences. In each one of these amplicons, there will not be enough genetic diversity to uniquely identify all species or subspecies. Thus, the use of a second independent locus can provide essential data. For example, while dilase A is useful alone, discrimination between closely related bacterial strains can be greatly increased by including polymorphisms at dilase B or at the equivalent C locus.

【0096】 ネステッド方法のユニークな特徴は、レポータープローブがその5’および3
’両末端においてSNPまたは他の特異的な塩基を取りこむことができることで
ある。かくして、レポーターオリゴの内部塩基は、安定化剤の内部塩基位置に相
補的なユニークな配列を取り込むように設計することができ、他方、レポーター
の末端塩基は安定化剤に特異的な塩基、SNP、または異なる遺伝子座の他の塩
基を含むことができる。
The unique feature of the nested method is that the reporter probe has its 5 ′ and 3
'The ability to incorporate SNPs or other specific bases at both ends. Thus, the internal base of the reporter oligo can be designed to incorporate a unique sequence complementary to the internal base position of the stabilizer, while the terminal base of the reporter is a base specific to the stabilizer, SNP Or other bases at different loci.

【0097】 図6はネステッド方法のさらなる態様を示し、ここに、複数のレポーター63
をネストして、アンプリコン60および62、65または66種のいずれかと関
係し得る複数のSNPを検出することができる。単一のレポーターネスティング
に関し、アンプリコンダウンおよび捕捉ダウン様式を共に適用することができる
FIG. 6 shows a further embodiment of the nested method, in which a plurality of reporters 63
Can be nested to detect multiple SNPs that can be associated with any of the amplicons 60 and 62, 65 or 66. For a single reporter nesting, both amplicon down and capture down modes can be applied.

【0098】 図7は、さらに、ネステッド方法の変形を示し、ここに、標的の増幅はSDA
を用いて行われる。この状況において、増幅プライマーは増幅プロセスに関連す
る核酸配列を取りこむので(すなわち、制限エンドヌクレアーゼ配列)、安定化
剤にハイブリダイズしたアンプリコンの末端は標的−特異的配列を表さない。こ
れは、SDAプライマー配列がネスティングレポータープローブに接するように
安定化剤オリゴを設計する必要性を生じる。具体的には、標的遺伝子座74に特
異的なプライマー70および71、標的遺伝子座75のためのプライマー72お
よび73は、各々、必要な制限部位(例えば、Bso B1)を含有する。増幅
に際して、アンプリコン74’および75’は、各々、プライマー配列76、7
7、および81、82に近接して挟まれる。これらのフランキィング配列の内部
には、注目する配列78、79、83および84を含有する特異的SNPが位置
することができ、これは、標的特異的配列80および85を近接して挟む。この
配置は、安定化剤オリゴが前記配列の各々を取り込んでアンプリコンおよび安定
化剤双方を複合体にハイブリダイズさせるように設計されることを要する。これ
は、加えて、レポーターオリゴよりもむしろSNP感受性配列を安定化剤が取り
込むことを意味する。捕捉ダウン様式を示したが、アンプリコン様式も同等に適
用することができる。
FIG. 7 further illustrates a variation of the nested method, wherein the amplification of the target is SDA
This is performed using In this situation, the ends of the amplicon hybridized to the stabilizing agent do not represent the target-specific sequence because the amplification primer incorporates a nucleic acid sequence involved in the amplification process (ie, a restriction endonuclease sequence). This creates the need to design stabilizer oligos so that the SDA primer sequence is in contact with the nesting reporter probe. Specifically, primers 70 and 71 specific for target locus 74 and primers 72 and 73 for target locus 75 each contain the necessary restriction sites (eg, Bso B1). Upon amplification, amplicons 74 'and 75' respectively contain primer sequences 76, 7
7, 81 and 82. Within these flanking sequences can be located specific SNPs containing sequences of interest 78, 79, 83 and 84, which flanking target specific sequences 80 and 85 in close proximity. This arrangement requires that the stabilizer oligo be designed to incorporate each of the sequences and hybridize both the amplicon and the stabilizer to the complex. This in addition means that the stabilizer incorporates SNP-sensitive sequences rather than reporter oligos. Although the capture down mode has been shown, the amplicon mode is equally applicable.

【0099】 複合体のアンカリングに続き、レポータープローブ87をネステッド様式で複
合体にハイブリダイズさせる。この状況において、レポーターは安定化されるよ
うに設計することができ、ここに、安定化剤およびアンプリコンの間にはいずれ
のミスマッチもない。対照的に、もしミスマッチが存在すれば、安定化剤および
アンプリコンの間のハイブリダイゼーションは、必然的に、「バブル」様式とな
り、これはそのようなミスマッチがレポーターをハイブリダイジングさせないの
に必要な脱安定化を提供するのを可能とする。
Following anchoring of the complex, the reporter probe 87 is hybridized to the complex in a nested manner. In this situation, the reporter can be designed to be stabilized, where there is no mismatch between the stabilizer and the amplicon. In contrast, if a mismatch is present, hybridization between the stabilizer and the amplicon will necessarily be in a "bubble" fashion, which is necessary so that such mismatches do not hybridize the reporter. To provide a stable destabilization.

【0100】 前記例の各々において、ハイブリダイゼーションの長い領域を2以上の配列に
破壊することによって識別を達成する塩基−スタッキングスキームが提供される
。この方法は、比較的短いプローブからの特異的核酸配列の識別を可能とする。
短いプローブが用いられるという事実は、受動的および電子的ハイブリダイゼー
ション技術双方に感受性である検出メカニズムを用いる機会を与える。さらに、
短いプローブの使用は、プローブの質量のみに基づく検出メカニズムを用いる機
会を与え(すなわち、質量スペクトル分析)、ここに、極端に高いレベルの質量
分解が直接的測定によって(例えば、フライトまたはESIによって)達成され
る。そのような場合、50塩基以下の長さを有するレポーター分子が好ましい。
質量スペクトル分析を用いる検出は、プローブをハイブリダイゼーション複合体
から分離し、それを質量分析ディテクターに移すことによって行うことができよ
う。
In each of the foregoing examples, a base-stacking scheme is provided that achieves discrimination by breaking the long region of hybridization into two or more sequences. This method allows for the identification of specific nucleic acid sequences from relatively short probes.
The fact that short probes are used offers the opportunity to use detection mechanisms that are sensitive to both passive and electronic hybridization techniques. further,
The use of short probes offers the opportunity to use a detection mechanism based solely on the mass of the probe (ie, mass spectral analysis), where extremely high levels of mass resolution are obtained by direct measurement (eg, by flight or ESI). Achieved. In such cases, reporter molecules having a length of 50 bases or less are preferred.
Detection using mass spectrometry could be performed by separating the probe from the hybridization complex and transferring it to a mass spectrometer detector.

【0101】 前記した発明は明瞭性および理解の目的で説明および提示によっていくらか詳
細に記載してきたが、添付の請求の範囲の精神または範囲を逸脱することなく、
ある変形および修飾をなすことができるのは本発明の教示に徴して当業者に明ら
かであろう。
While the foregoing invention has been described in some detail by way of illustration and presentation for purposes of clarity and understanding, without departing from the spirit or scope of the appended claims,
It will be apparent to those skilled in the art that certain modifications and variations can be made in light of the present teachings.

【配列表】 [Sequence list]

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

【図1A】 図1Aは、本発明の方法による有用な活性なマトリックス装置の一つの具体例
の断面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view of one embodiment of a useful active matrix device according to the method of the present invention.

【図1B】 図1Bは、本発明の方法に有用な活性なアレイ装置の斜視図である。FIG. 1B is a perspective view of an active array device useful in the method of the present invention.

【図2】 図2は、標的アンプリコン集団が野生型および/または突然変異体対立遺伝子
を含む二重の蛍光性の塩基−スタッキング様式によってスコアされる電子的SN
Pの方法の一つの具体例の模式的代表例である。この様式において、標的鎖のう
ちの1つは、捕捉部位に固定される(「アンプリコン・ダウン」様式)。示され
るごとく、野生型および突然変異体の対立遺伝子は、単一捕捉部位でプローブで
きる。標的が両対立遺伝子を含む (すなわち、ヘテロ接合体) 場合、各対立遺
伝子に対応するレポーター・プローブが検出されるであろう。一つの対立遺伝子
だけが存在する(すなわち、同型接合体)場合、一つのレポーター・プローブだ
けが検出されるであろう。該図は、同型接合体集団の検出を表す。
FIG. 2 shows that the target SN amplicon population is scored by a dual fluorescent base-stacking mode containing wild-type and / or mutant alleles.
It is a typical typical example of one specific example of the method of P. In this manner, one of the target strands is anchored at the capture site ("amplicon down" mode). As shown, wild-type and mutant alleles can be probed at a single capture site. If the target contains both alleles (ie, heterozygotes), a reporter probe corresponding to each allele will be detected. If only one allele is present (ie, homozygous), only one reporter probe will be detected. The figure depicts the detection of a homozygous population.

【図3】 図3は、安定化プローブが捕捉部位(「捕捉ダウン」様式)に固定される二重
の蛍光性の塩基−スタッキング様式によってスコアされる電子的SNPの方法の
一つの具体例の代表例である。さらに、この図は、干渉プローブの使用が望まな
いアンプリコン鎖と競合することを示す。図2に示されるのと同様に、野生型お
よび突然変異体対立遺伝子が検出できる。
FIG. 3 shows one embodiment of an electronic SNP method in which the stabilizing probe is scored by a dual fluorescent base-stacking mode immobilized at the capture site (“capture down” mode). This is a representative example. Further, this figure shows that the use of interfering probes competes with unwanted amplicon strands. As shown in FIG. 2, wild-type and mutant alleles can be detected.

【図4Aおよび4B】 図4Aおよび4Bは、複数のレポーター・プローブの塩基−スタッキングエネ
ルギーを利用する方法の一つの具体例を表す。図4Aは、捕捉ダウン様式を示し
、一方、図4Bはアンプリコンダウン様式を示す。この複数の塩基−スタッキン
グアプローチは、標的が緊密に間隔をおいたSNPを所有する場合に適用可能で
ある。
FIGS. 4A and 4B illustrate one embodiment of a method that utilizes the base-stacking energy of multiple reporter probes. FIG. 4A shows a capture down mode, while FIG. 4B shows an amplicon down mode. This multiple base-stacking approach is applicable where the target possesses closely spaced SNPs.

【図5】 図5は、塩基−スタッキングエネルギーが2つの標的アンプリコンの間のレポ
ーター・プローブをネスティングすることによって提供される本発明の一つの具
体例を表す。この例において、安定化剤プローブは両標的アンプリコンに相補的
な核酸塩基配列を有する。該図は、アンプリコンダウン様式を記載するが、捕捉
ダウンは同等に適用可能である。ネスティッド様式におけるレポーター・プロー
ブの安定化は、レポーター・プローブの、両標的種および/または、5'または
3'末端に、あるいは末端に統合されたいずれかのSNPの存在を示す。
FIG. 5 depicts one embodiment of the present invention in which base-stacking energy is provided by nesting a reporter probe between two target amplicons. In this example, the stabilizer probe has a nucleobase sequence that is complementary to both target amplicons. The figure describes the amplicon down mode, but capture down is equally applicable. Stabilization of the reporter probe in a nested fashion indicates the presence of both target species and / or any SNPs integrated at or at the 5 'or 3' end of the reporter probe.

【図6】 図6は、図5に示されたネスティッドの具体例が、複数のレポーター・プロー
ブの複数の塩基−スタッキングエネルギーを利用でき、それらの各々がSNPを
含むことを示す。他の様式でのごとく、アンプリコンおよび捕捉ダウン様式の双
方が有用である。
FIG. 6 shows that the nested embodiment shown in FIG. 5 can utilize multiple base-stacking energies of multiple reporter probes, each of which contains a SNP. As in other formats, both amplicon and capture down formats are useful.

【図7】 図7は、増幅がSDAを用いて行われるネスティッド様式を示す。この具体例
において、アンプリコンの終点が、エンドヌクレアーゼ制限部位を含むSDAに
おいて用いられたプライマーと関連する配列を必ず所有する。この具体例におい
て、SNPは、レポーター末端中にあるか、あるいはSDAプライマー配列にす
ぐ内部のアンプリコン配列中にあり得る。いずれの場合も、ミスマッチは、レポ
ーター自体のミスマッチあるいはアンプリコン配列中のミスマッチのためにレポ
ーター・プローブのハイブリダイゼーションを不安定化することによって検出で
きる。さらに、SDAを用いて生成されたアンプリコンは、アンプリコンまたは
捕捉ダウン様式(捕捉ダウンを示す)のいずれかを使用でき、複数のレポーター
スタッキングを使用できる。
FIG. 7 shows a nested format in which amplification is performed using SDA. In this embodiment, the end point of the amplicon always possesses the sequence associated with the primer used in SDA, including an endonuclease restriction site. In this embodiment, the SNP may be in the reporter terminus or in an amplicon sequence immediately internal to the SDA primer sequence. In either case, the mismatch can be detected by destabilizing the hybridization of the reporter probe due to a mismatch in the reporter itself or a mismatch in the amplicon sequence. In addition, amplicons generated using SDA can use either amplicons or a capture down mode (indicating capture down) and can use multiple reporter stacking.

【図8Aおよび8B】 図8Aおよび8Bは、2つの異なる波長に敏感な蛍光体で標識された野生型およ
び突然変異体の対立遺伝子に対応するレポーター・プローブを用いて、同一マイ
クロチップ捕捉部位に関するハイブリダイゼーション結果を示す写真である。結
果は、同型接合体の突然変異体、同型接合体の野生型および異型接合が明かに検
出できることを示す。特に、第V因子SNPをスコアすることについての安定化
剤オリゴマーの重要性が示される。5つの未知の第V因子試料(標識AないしE
)は、プライマーの配列番号1(ビオチン-TGTTATCACACTGGTGCTAA)および配列
番号2 (ACTACAGTGACGTGGACATC)を用いて増幅した。次いで、増幅産物は、2
分間の400ナノアンペア/部位の直流電流を用いて、4つの捕捉部位(列1、
2、4および5)を電子的な標的とした。列3は模擬標的とされ、背景対照とし
て機能した。次いで、アレイは、0.5×SSC、pH12にて5分間処理して
、いずれの再ハイブリダイズした増幅産物も変性させた。次に125nMの第V
因子安定化剤オリゴの配列番号3(TAATCTGTAAGAGCAGATCCCTGGACAGGC)を、40
0ナノアンペア/部位の直流を用いて、列1中の全捕捉部位に15秒間、列2で
は30秒間、列4では60秒間電子的にバイアスをかけた。列5では、緩衝液の
みで60秒間バイアスがかけられた。各捕捉部位の対立遺伝子特異的なレポータ
ーの最終識別は、発明者らの低塩緩衝液中で32℃にて達成された。レポーター
・オリゴマーは、CR6G標識された野生型レポーターの配列番号4(GAGGAATACAG
-CR6G)、および遠赤外標識された突然変異体レポーターの配列番号5(AAGGAA
TACAG-遠赤外)であった。結果は、試料AおよびBが突然変異体に同型接合であ
り、試料Cが突然変異体および野生型についてヘテロ接合であって、DおよびE
は野生型に同型接合であることを示す。
FIGS. 8A and 8B relate to the same microchip capture site using reporter probes corresponding to wild type and mutant alleles labeled with two different wavelength sensitive fluorophores. 4 is a photograph showing a hybridization result. The results show that homozygous mutants, wild-type and heterozygous homozygotes are clearly detectable. In particular, the importance of stabilizer oligomers for scoring Factor V SNPs is shown. Five unknown Factor V samples (labeled A through E
) Was amplified using primers SEQ ID NO: 1 (biotin-TGTTATCACACTGGTGCTAA) and SEQ ID NO: 2 (ACTACAGTGACGTGGACATC). The amplification product is then 2
Using 400 nanoamps / site of DC current per minute, the four capture sites (row 1,
2, 4 and 5) were targeted electronically. Row 3 was a mock target and served as a background control. The array was then treated with 0.5 × SSC, pH 12, for 5 minutes to denature any rehybridized amplification products. Next, 125nM Vth
SEQ ID NO: 3 of the factor stabilizer oligo (TAATCTGTAAGAGCAGATCCCTGGACAGGC)
All capture sites in row 1 were electronically biased for 15 seconds, 30 seconds in row 2 and 60 seconds in row 4 using a direct current of 0 nanoamps / site. In row 5, the buffer alone was biased for 60 seconds. Final identification of the allele-specific reporter for each capture site was achieved at 32 ° C. in our low salt buffer. The reporter oligomer is SEQ ID NO: 4 (GAGGAATACAG) of the CR6G-labeled wild-type reporter.
-CR6G) and the far-infrared labeled mutant reporter SEQ ID NO: 5 (AAGGAA
TACAG-far infrared). The results show that samples A and B are homozygous for the mutant, sample C is heterozygous for the mutant and wild type, and D and E
Indicates homozygous for the wild type.

【図9】 図9は、塩基−スタッキングエネルギーがオリゴレポーターを安定化すること
を示す写真である。野生型ヘモクロマトーシス試料は、配列番号6(ビオチン-T
GAAGGATAAGCAGCCAAT)および配列番号7(CTCCTCTCAACCCCCAATA)を用いて増幅
した。次いで、増幅された試料は、(i)安定化剤オリゴなし(列1);(ii
)lμMの標準的なヘモクロマトーシス安定化剤オリゴマー、その場合において
、安定化剤はレポーター・プローブ(列2)の配列番号8(iii) 安定化剤
およびレポーター・プローブ(列4)の配列番号9(GGGCTGATCCAGGCCTGGGTGCTC
CACCTG)間の一つの塩基ギャップで標的とするためにハイブリダイズする安定化
剤オリゴマー;または(iv)およびそれ自体およびレポーター(列5)の間の
10塩基対ギャップを生じる安定化剤オリゴマーの配列番号10(CACAATGAGGGG
CTGATCCAGGCCTGGGTG)のいずれかと混合する。得られた試料は、38ミリ秒「+
」および10ミリ秒「−」の700 ナノアンペア/部位を用いたバイアスされ
た変更電流プロトコールを用いて合計4分間2つの捕捉部位に同時にバイアスさ
れた。列3は、模擬標的とされ、背景対照として機能した。野生型レポーター・
オリゴマーの配列番号11(CACGTATATCT-CR6G)で受動レポーティング後、レ
ポーター・プローブの温度識別を発明者らの低塩緩衝液中で32℃にて達成した
。該画像は、熱変性の前(初期シグナル)および後(識別後)の双方の野生型レ
ポーターだけを表す。安定化剤およびレポーター・プローブが隣接した状況にお
いてのみ、安定したハイブリダイゼーションであった。同一結果は、突然変異体
を用いて得ることができる (データを示さず)。
FIG. 9 is a photograph showing that base-stacking energy stabilizes an oligo reporter. The wild-type hemochromatosis sample is SEQ ID NO: 6 (biotin-T
GAAGGATAAGCAGCCAAT) and SEQ ID NO: 7 (CTCCTCTCAACCCCCAATA). The amplified samples were then (i) without stabilizer oligo (row 1); (ii)
1) lμM of a standard hemochromatosis stabilizer oligomer, in which case the stabilizer is SEQ ID NO: 8 of the reporter probe (lane 2) (iii) SEQ ID NO of the stabilizer and reporter probe (lane 4) 9 (GGGCTGATCCAGGCCTGGGTGCTC
CACCTG), a stabilizer oligomer that hybridizes to target at a single base gap between; or (iv) and the sequence of the stabilizer oligomer that creates a 10 base pair gap between itself and the reporter (lane 5) Number 10 (CACAATGAGGGG
CTGATCCAGGCCTGGGTG). The obtained sample was “+” for 38 milliseconds.
And 10 milliseconds "-" were biased simultaneously to the two capture sites using a biased modified current protocol using 700 nanoamps / site. Row 3 was a mock target and served as a background control. Wild type reporter
After passive reporting with the oligomer SEQ ID NO: 11 (CACGTATATCT-CR6G), temperature discrimination of the reporter probe was achieved at 32 ° C. in our low salt buffer. The images represent only the wild-type reporter both before (initial signal) and after heat denaturation (after discrimination). Stable hybridization was achieved only in situations where the stabilizer and reporter probe were adjacent. Identical results can be obtained with the mutant (data not shown).

【図10】 図10は、シグナル強度に対する安定化剤オリゴの衝撃を示す。増幅された野
生型ヘモクロマトーシス試料は、3つの濃度(10nM、100nMおよび1
μM)にて、標準的な30-mer安定化剤オリゴ(配列番号8)、非相補的なラン
ダムDNA(6つの異なる20-merないし24-merのオリゴ)あるいはDNAな
し(水)と混合された。各組合せは、38ミリ秒「+」および10ミリ秒「−」
の800ナノアンペア/部位のバイアスされた変更電流プロトコールを用いて4
分間二連の捕捉部位にバイアスがかけられた。DNAなしまたはランダムDNA
にいずれかを受けた捕捉部位は、引き続いて125nMの安定化剤オリゴと共に
1分間バイアスをかけられ、一方、既に安定化剤を受けた捕捉部位は、緩衝液だ
けで1分間バイアスをかけられた。ヒストグラムは、28℃にて達成した識別後
の野生型(配列番号11)および突然変異体(配列番号12、TACGTATATCT-遠赤
外)レポーターの双方のシグナル強度を表す。DNAなしでアドレス指定された
捕捉部位からの背景は差し引かれた。
FIG. 10 shows the impact of stabilizer oligo on signal intensity. The amplified wild-type hemochromatosis sample was prepared at three concentrations (10 nM, 100 nM and 1 nM).
μM), mixed with standard 30-mer stabilizer oligo (SEQ ID NO: 8), non-complementary random DNA (six different 20-mer to 24-mer oligos) or no DNA (water) Was. Each combination is 38 ms "+" and 10 ms "-"
Using a biased modified current protocol of 800 nanoamps / site
Duplicate capture sites were biased for minutes. No DNA or random DNA
Capture sites that were subsequently subjected to either were subsequently biased for 1 minute with 125 nM of stabilizing oligo, while capture sites that had already received stabilizer were biased for 1 minute with buffer alone. . The histogram represents the signal intensity of both the wild type (SEQ ID NO: 11) and the mutant (SEQ ID NO: 12, TACGTATATCT-far infrared) reporters achieved at 28 ° C. after discrimination. Background from capture sites addressed without DNA was subtracted.

【図11】 図11は、未知のヘモクロマトーシス試料の対立遺伝子含量が容易に決定でき
ることを示すチャートである。16個の増幅された未知のヘモクロマトーシス試
料は、1μMのヘモクロマトーシス安定化剤オリゴ(配列番号8)を用いてテス
トされた。試料および安定化剤は、25-部位マイクロアレイ上の個々の捕捉部
位を電子的な標的とした。38ミリ秒「+」および10ミリ秒「−」の700
ナノアンペア/部位の変更電流を用いて4分間バイアスを行った。2つの対立遺
伝子特異的なレポーター(すなわち、野生型の配列番号11または突然変異体の
配列番号12)の受動レポーティングに続いて、温度識別は29℃にて達成され
た。ヒストグラムは、平均蛍光強度−背景(模擬標的部位からのシグナル強度)
を表す。結果は、試料1、7および12がヘテロ接合であり、試料3、4、8、
9、11、13および16は、野生型についての同型接合であって、試料2、5
、6、10、14および15は、突然変異体についての同型接合であることを示
す。
FIG. 11 is a chart showing that the allele content of an unknown hemochromatosis sample can be readily determined. Sixteen amplified unknown hemochromatosis samples were tested with 1 μM hemochromatosis stabilizer oligo (SEQ ID NO: 8). Samples and stabilizers electronically targeted individual capture sites on the 25-site microarray. 700 for 38 ms "+" and 10 ms "-"
A bias was applied for 4 minutes with a changing current of nanoamps / site. Following passive reporting of two allele-specific reporters (ie, wild-type SEQ ID NO: 11 or mutant SEQ ID NO: 12), temperature discrimination was achieved at 29 ° C. Histogram is average fluorescence intensity-background (signal intensity from simulated target site)
Represents The results show that Samples 1, 7, and 12 are heterozygous and Samples 3, 4, 8,
9, 11, 13 and 16 are homozygotes for wild type,
, 6, 10, 14 and 15 indicate homozygosity for the mutant.

【図12】 図12は、ヘモクロマトーシスおよび第V因子の多重分析を示す写真である。
この図では、第V因子についての結果は、図8に示された結果とは反対の鎖の使
用から誘導された。2つの公知のヘモクロマトーシスおよび第V因子試料は、各
々、個々に増幅された。この場合において、第V因子試料は、プライマーの配列
番号13 (ビオチン-ACTACAGTGACGTGGACATC)および配列番号14(TGTTATCACA
CTGGTGCTAA)を用いて増幅された。次いで、増幅産物は、それらの30-merの安
定化剤オリゴ(すなわち、配列番号8および配列番号15(TTACTTCAAGGACAAAAT
ACCTGTATTCCT))の各々の1μMと一緒に組み合せた。各混合物は、38ミリ秒
「+」および10ミリ秒「−」の700 ナノアンペア/部位のバイアスされた
変更電流を用いて四連にて4分間電子的にバイアスをかけられた。列1および2
の捕捉部位は、ヘモクロマトーシス野生型および第V因子突然変異体を受けたが
、列4および5の部位は、ヘモクロマトーシスおよび第V因子ヘテロ接合体の双
方で標的とされた。列3は背景対照であった。レポーティングは、順次なされ、
最初に対立遺伝子特異的なヘモクロマトーシスレポーター(配列番号11および
12)、次いで、対立遺伝子特異的な第V因子レポーターの配列番号16(CGCC
TGTCCAG-CR6G)および配列番号17(TGCCTGTCCAG-遠赤外)であった。第V因
子レポーターが受動的にハイブリダイズされる前に、全ての残りのヘモクロマト
ーシスレポーターは、マイクロアレイからストリッピングされた。この実験にお
いて、低塩緩衝液中の温度識別は、ヘモクロマトーシスでは28℃および第V因
子では43℃にて達成された。ストリッピングは、発明者らの低塩緩衝液中で5
5℃にて行われた。画像は、熱識別後の野生型および変異体レポーターの双方か
らの蛍光性シグナルを示す。
FIG. 12 is a photograph showing multiplex analysis of hemochromatosis and factor V.
In this figure, the results for Factor V were derived from the use of the opposite strand to the results shown in FIG. Two known hemochromatosis and factor V samples were each individually amplified. In this case, the factor V sample contains primers SEQ ID NO: 13 (biotin-ACTACAGTGACGTGGACATC) and SEQ ID NO: 14 (TGTTATCACA
CTGGTGCTAA). The amplification products were then converted to their 30-mer stabilizer oligos (ie, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 15 (TTACTTCAAGGACAAAAT
ACCTGTATTCCT))). Each mixture was electronically biased for 4 minutes in quadruplicate using a biased modified current of 700 nanoamps / site for 38 ms "+" and 10 ms "-". Columns 1 and 2
Capture sites have received hemochromatosis wild-type and factor V mutants, whereas the sites in rows 4 and 5 were targeted at both hemochromatosis and factor V heterozygotes. Row 3 was the background control. Reporting is done sequentially,
First, the allele-specific hemochromatosis reporter (SEQ ID NOS: 11 and 12), and then the allele-specific factor V reporter, SEQ ID NO: 16 (CGCC
TGTCCAG-CR6G) and SEQ ID NO: 17 (TGCCTGTCCAG-far infrared). Before the Factor V reporter was passively hybridized, all remaining hemochromatosis reporters were stripped from the microarray. In this experiment, temperature discrimination in low salt buffer was achieved at 28 ° C for hemochromatosis and 43 ° C for Factor V. Stripping is performed in our low salt buffer at 5%.
Performed at 5 ° C. The images show the fluorescent signals from both wild-type and mutant reporters after heat discrimination.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年11月5日(2001.11.5)[Submission date] November 5, 2001 (2001.1.5)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図1A】 FIG. 1A

【図1B】 FIG. 1B

【図2】 FIG. 2

【図3】 FIG. 3

【図4】 FIG. 4

【図5】 FIG. 5

【図6】 FIG. 6

【図7】 FIG. 7

【図8】 FIG. 8

【図9】 FIG. 9

【図10】 FIG. 10

【図11】 FIG. 11

【図12】 FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 レイ・アール・ラトキー アメリカ合衆国92120カリフォルニア州サ ンディエゴ、カーシッジ・ストリート6859 番 (72)発明者 ジェイムズ・ピー・オコネル アメリカ合衆国92075カリフォルニア州ソ ラナ・ビーチ、ソラナ・ポイント・サーク ル166番 (72)発明者 リン・ワン アメリカ合衆国92129カリフォルニア州サ ンディエゴ、アイソコマ・ストリート 13946番 (72)発明者 ロナルド・ジー・ソスノースキー アメリカ合衆国92118カリフォルニア州コ ロナド、アデラ・アベニュー1013番 Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 CA09 HA12 HA19 4B063 QA12 QA13 QA19 QQ01 QQ42 QR08 QR32 QR42 QR55 QR62 QR66 QR84 QS24 QS25 QS34 QS36 QX04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID , IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, (72) Invention NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW Inventor Ray Earl Ratchie, USA 92120 Carsage Street 6859 (72) San Diego, California James P. O'Connell USA 92075 Solana Beach, Solana Point Circle 166 (72) Inventor Lyn Wan United States 92129 Isocoma Street 13946 (72) San Diego, California Ronald G. Sosnowski United States 92118 Of California State co-Ronado, Adela Avenue 1013 No. F-term (reference) 4B024 AA11 AA20 CA09 HA12 HA19 4B063 QA12 QA13 QA19 QQ01 QQ42 QR08 QR32 QR42 QR55 QR62 QR66 QR84 QS24 QS25 QS34 QS36 QX04

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塩基−スタッキングエネルギーおよび電子的にアドレス可能
なマイクロチップを用いる、注目する標的核酸中の単一の核酸多型を決定する方
法であって、 a.線形増幅用の少なくとも1つの増幅プライマーまたは指数関数的増幅用の
少なくとも1対の増幅プライマーのいずれかを用いて、増幅反応に付されるか、
あるいは付されない注目する標的核酸を供して、該標的の増幅産物を形成し; b.該標的核酸または該増幅産物の少なくとも1つの核酸鎖に相補的である第
一組の「安定化剤」オリゴヌクレオチドの存在下にて、該標的核酸または該増幅
産物を該マイクロチップ上の少なくとも1つの捕捉部位に電子的にアドレス指定
し、該安定化剤オリゴヌクレオチドと該安定化剤オリゴヌクレオチドが相補的で
ある標的または増幅産物鎖とがハイブリダイズした複合体をさらに形成し; c.該ハイブリダイズされた複合体を該捕捉部位に捕捉し; d.該安定化剤が相補的である該標的核酸または増幅産物の同一鎖に相補的で
ある第二組の「レポーター」オリゴヌクレオチドを該複合体にハイブリダイズし
て、三次構造を形成し、該レポーターオリゴヌクレオチドが、該安定化剤および
該レポーターオリゴヌクレオチドが相互に隣接する位置にて該標的核酸または増
幅産物にアニーリングするように、該複合体にさらにハイブリダイズし; e.該レポーターと該標的核酸または増幅産物との間の少なくとも1つの塩基
対ミスマッチがあるならば、該三次構造は該レポーターを該三次構造から分離さ
せるのに十分な不安定化条件に付し;次いで f.該捕捉部位からの該レポーターの喪失または保持を検出することを特徴と
する該方法。
1. A method for determining a single nucleic acid polymorphism in a target nucleic acid of interest using a base-stacking energy and an electronically addressable microchip, comprising: a. Subjected to an amplification reaction using either at least one amplification primer for linear amplification or at least one pair of amplification primers for exponential amplification,
Alternatively, providing a target nucleic acid of interest unapplied to form an amplification product of said target; b. In the presence of a first set of "stabilizer" oligonucleotides that are complementary to at least one nucleic acid strand of the target nucleic acid or the amplification product, the target nucleic acid or the amplification product Electronically addressing one of the capture sites to further form a hybridized complex of the stabilizer oligonucleotide and a target or amplification product strand to which the stabilizer oligonucleotide is complementary; c. Capturing the hybridized complex at the capture site; d. A second set of "reporter" oligonucleotides, wherein the stabilizer is complementary to the same strand of the target nucleic acid or amplification product to which it is complementary, is hybridized to the complex to form a tertiary structure and the reporter An oligonucleotide is further hybridized to the complex such that the stabilizer and the reporter oligonucleotide anneal to the target nucleic acid or amplification product at positions adjacent to each other; e. If there is at least one base pair mismatch between the reporter and the target nucleic acid or amplification product, the tertiary structure is subjected to destabilizing conditions sufficient to cause the reporter to separate from the tertiary structure; f. Detecting the loss or retention of the reporter from the capture site.
【請求項2】 該増幅反応が、PCR、SDA、NASBA、TMA、ロー
リングサークル、T7、T3およびSP6よりなる群から選択される増幅方法を
用いて行われることを特徴とする請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the amplification reaction is performed using an amplification method selected from the group consisting of PCR, SDA, NASBA, TMA, rolling circle, T7, T3 and SP6. Method.
【請求項3】 干渉オリゴヌクレオチドが、請求項1の工程(b)に含まれ
る請求項1記載の方法であって、該干渉オリゴヌクレオチドが、該安定化剤オリ
ゴヌクレオチドが相補的である同一鎖ではない標的核酸または増幅産物鎖に相補
的な配列を有することを特徴とする該方法。
3. The method of claim 1, wherein the interfering oligonucleotide is included in step (b) of claim 1, wherein the interfering oligonucleotide is the same strand on which the stabilizing oligonucleotide is complementary. The method has a sequence complementary to the target nucleic acid or the amplification product strand that is not.
【請求項4】 該増幅反応において用いた少なくとも1つのプライマーがビ
オチン化されることを特徴とする請求項1記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein at least one primer used in the amplification reaction is biotinylated.
【請求項5】 ビオチン化プライマーから誘導されたアンプリコン鎖が、請
求項1の工程(c)における該捕捉部位にそのビオチン化部位によって固定され
るようになることを特徴とする請求項4記載の方法。
5. The method according to claim 4, wherein the amplicon chain derived from the biotinylated primer is fixed to the capture site in step (c) of claim 1 by the biotinylated site. the method of.
【請求項6】 該安定化剤オリゴヌクレオチドがビオチン化されることを特
徴とする請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein said stabilizing oligonucleotide is biotinylated.
【請求項7】 該ビオチン化安定化剤オリゴヌクレオチドが、そのビオチン
部位によって工程中の該捕捉部位に固定されることを特徴とする請求項6記載の
方法。
7. The method of claim 6, wherein said biotinylated stabilizer oligonucleotide is immobilized at said capture site during a process by its biotin site.
【請求項8】 該レポーター・オリゴヌクレオチドが、フルオレセイン誘導
体、ボジピー(bodipy)誘導体、ローダミン誘導体およびCy色素よりなる群か
ら選択される標識を用いて標識されることを特徴とする請求項1記載の方法。
8. The method of claim 1, wherein said reporter oligonucleotide is labeled with a label selected from the group consisting of a fluorescein derivative, a bodipy derivative, a rhodamine derivative and a Cy dye. Method.
【請求項9】 該不安定化条件が、電気的バイアスを行う、温度調節する、
イオン強度調節を行う、およびpHを調節することよりなる群から選択される方
法によって生じることを特徴とする請求項1記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein the destabilizing condition comprises: providing an electrical bias;
The method of claim 1, wherein the method results from a method selected from the group consisting of performing ionic strength adjustment and adjusting pH.
【請求項10】 該レポーター・オリゴヌクレオチドが、それらの3'、5'
または3'および5'の双方の末端塩基として、該標的核酸において判明した野生
型塩基または突然変異塩基のいずれかに相補的な核酸塩基を有することを特徴と
する請求項1記載の方法。
10. The method according to claim 10, wherein said reporter oligonucleotides have their 3 ', 5'
2. The method according to claim 1, wherein the 3 ′ and 5 ′ terminal bases have nucleobases complementary to either a wild-type base or a mutant base found in the target nucleic acid.
【請求項11】 該複合体を形成する複数の該標的核酸または増幅産物が単
一捕捉部位に電子的にバイアスがかけられることを特徴とする請求項1記載の方
法。
11. The method of claim 1, wherein a plurality of said target nucleic acids or amplification products forming said complex are electronically biased to a single capture site.
【請求項12】 塩基−スタッキングエネルギーおよび電子的にアドレス可
能なマイクロチップを用いる、注目する標的核酸中の単一の核酸多型を決定する
方法であって、 a.各該領域につき線形増幅用の少なくとも1つの増幅プライマーまたは指数
関数的増幅用の少なくとも1対の増幅プライマーを用いて、増幅反応に付される
か、あるいは付されない注目する標的核酸の2つの間隔を空けた別々の領域から
の核酸を供して、該領域の増幅産物を形成し、該領域が、さらに、(i)単一核
酸多型を含むことに影響を受けやすいおよび/または(ii)標的特異的な核酸
情報を含むことに影響を受けやすい該標的中の配列に3'または5'に位置した標
的核酸配列を含み; b.該標的核酸またはその増幅産物の該領域に相補的である核酸配列を含有す
る第一組の「安定化剤」オリゴヌクレオチドの存在下にて、標的核酸またはその
該増幅産物の該領域を該マイクロチップ上の少なくとも1つの捕捉部位に電子的
にアドレス指定し、該安定化剤オリゴヌクレオチドが、該標的核酸またはその増
幅産物の該空間を空けた別々の各領域の少なくとも1つの末端部分にわたる核酸
配列をさらに含み、該空間を空けた別々の領域間に位置した標的の領域に沿って
該標的に相補的な核酸配列をさらに含み、該標的核酸またはその該増幅産物およ
び安定化剤オリゴヌクレオチドが三成分のハイブリダイズした複合体をさらに形
成し; c.該三成分のハイブリダイズされた複合体を該捕捉部位に捕捉し; d.2つの間隔を空けた別々の領域に相補的である安定化剤の一部分間にある
該安定化剤のセクションに沿って安定化剤オリゴヌクレオチドの一部分または全
部に相補的である少なくとも1つの第二組の「レポーター」オリゴヌクレオチド
を該三元複合体にハイブリダイズして、少なくとも四次構造を形成し、該レポー
ターオリゴヌクレオチドが、該間隔を空けた別々の領域間に隣接しその中にある
位置にて、該安定化剤にアニーリングし; e.該レポーターと安定化剤オリゴヌクレオチドとの間の少なくとも1つの塩
基対ミスマッチがあるならば、該四次構造はいずれかの該レポーターを該四次構
造から分離させるのに十分な不安定化条件に付し;次いで f.該捕捉部位からの該レポーターの喪失または保持を検出することを特徴と
する該方法。
12. A method for determining a single nucleic acid polymorphism in a target nucleic acid of interest using a base-stacking energy and an electronically addressable microchip, comprising: a. Using at least one amplification primer for linear amplification or at least one pair of amplification primers for exponential amplification for each of the regions, the two intervals of the target nucleic acid of interest, which may or may not be subjected to the amplification reaction. Providing nucleic acids from the separated discrete regions to form amplification products of the regions, wherein the regions are further (i) susceptible to containing a single nucleic acid polymorphism and / or (ii) target Including a target nucleic acid sequence located 3 'or 5' to a sequence in said target susceptible to containing specific nucleic acid information; b. In the presence of a first set of "stabilizer" oligonucleotides containing a nucleic acid sequence that is complementary to the region of the target nucleic acid or its amplification product, the region of the target nucleic acid or its amplification product is A nucleic acid sequence that electronically addresses at least one capture site on the chip and wherein the stabilizing oligonucleotide spans at least one terminal portion of each of the spaced apart regions of the target nucleic acid or amplification product thereof Further comprising a nucleic acid sequence complementary to the target along a region of the target located between the separated regions separated by the space, wherein the target nucleic acid or the amplification product thereof and the stabilizer oligonucleotide Further forming a hybridized complex of the components; c. Capturing the ternary hybridized complex at the capture site; d. At least one second complementary to a portion or all of the stabilizing oligonucleotide along a section of the stabilizing agent that is complementary to the portion of the stabilizing oligonucleotide that is complementary to the two spaced apart regions; A set of "reporter" oligonucleotides is hybridized to the ternary complex to form at least a quaternary structure, wherein the reporter oligonucleotide is adjacent to and within the spaced apart regions. Annealing the stabilizer at e. If there is at least one base pair mismatch between the reporter and the stabilizing oligonucleotide, the quaternary structure is subjected to destabilizing conditions sufficient to cause any of the reporter to separate from the quaternary structure. Attached; then f. Detecting the loss or retention of the reporter from the capture site.
【請求項13】 該増幅反応が、PCR、SDA、NASBA、TMA、ロ
ーリングサークル、T7、T3およびSP6よりなる群から選択される増幅方法
を用いて行われることを特徴とする請求項12記載の方法。
13. The method according to claim 12, wherein the amplification reaction is performed using an amplification method selected from the group consisting of PCR, SDA, NASBA, TMA, rolling circle, T7, T3 and SP6. Method.
【請求項14】 干渉オリゴヌクレオチドが、請求項12の工程(b)に含
まれる請求項12記載の方法であって、該干渉オリゴヌクレオチドが、該安定化
剤オリゴヌクレオチドが相補的である同一鎖ではない標的核酸または増幅産物鎖
に相補的な配列を有することを特徴とする該方法。
14. The method of claim 12, wherein the interfering oligonucleotide is included in step (b) of claim 12, wherein the interfering oligonucleotide is the same strand on which the stabilizing oligonucleotide is complementary. The method has a sequence complementary to the target nucleic acid or the amplification product strand that is not.
【請求項15】 該増幅反応において用いた少なくとも1つのプライマーが
ビオチン化されることを特徴とする請求項12記載の方法。
15. The method according to claim 12, wherein at least one primer used in the amplification reaction is biotinylated.
【請求項16】 ビオチン化プライマーから誘導されたアンプリコン鎖が、
請求項12の工程(c)における該捕捉部位にそのビオチン化部位によって固定
されるようになることを特徴とする請求項15記載の方法。
16. An amplicon chain derived from a biotinylated primer,
16. The method according to claim 15, wherein the capture site in step (c) of step 12 is immobilized by the biotinylation site.
【請求項17】 該安定化剤オリゴヌクレオチドがビオチン化されることを
特徴とする請求項12記載の方法。
17. The method of claim 12, wherein said stabilizing oligonucleotide is biotinylated.
【請求項18】 該ビオチン化安定化剤オリゴヌクレオチドが、そのビオチ
ン部位によって該捕捉部位に固定されることを特徴とする請求項17記載の方法
18. The method of claim 17, wherein said biotinylated stabilizer oligonucleotide is immobilized on said capture site by its biotin site.
【請求項19】 該レポーター・オリゴヌクレオチドが、フルオレセイン誘
導体、ボジピー誘導体、ローダミン誘導体およびCy色素よりなる群から選択さ
れる標識を用いて標識されることを特徴とする請求項12記載の方法。
19. The method of claim 12, wherein said reporter oligonucleotide is labeled with a label selected from the group consisting of a fluorescein derivative, a bodipie derivative, a rhodamine derivative and a Cy dye.
【請求項20】 該不安定化条件が、電気的バイアスを行う、温度調節する
、イオン強度調節を行う、およびpHを調節することよりなる群から選択される
方法によって生じることを特徴とする請求項12記載の方法。
20. The method of claim 1, wherein the destabilizing condition is caused by a method selected from the group consisting of providing an electrical bias, adjusting a temperature, adjusting an ionic strength, and adjusting a pH. Item 13. The method according to Item 12.
【請求項21】 該レポーター・オリゴヌクレオチドが、それらの3'、5'
または3'および5'の双方の末端塩基として、該標的核酸において判明した野生
型塩基、該標的核酸において判明した突然変異塩基または該安定化剤オリゴヌク
レオチド中の塩基のいずれかに相補的な核酸塩基を有することを特徴とする請求
項12記載の方法。
21. The method according to claim 19, wherein the reporter oligonucleotides have their 3 ', 5'
Or a nucleic acid complementary to any of the wild-type base found in the target nucleic acid, the mutated base found in the target nucleic acid, or the base in the stabilizing oligonucleotide as both 3 ′ and 5 ′ terminal bases 13. The method according to claim 12, having a base.
【請求項22】 該複合体を形成する複数の該標的核酸またはその増幅産物
が単一捕捉部位に電子的にバイアスをかけられることを特徴とする請求項12記
載の方法。
22. The method of claim 12, wherein a plurality of said target nucleic acids or amplification products thereof forming said complex are electronically biased to a single capture site.
【請求項23】 塩基−スタッキングエネルギーおよび電子的にアドレス可
能なマイクロチップを用いる、注目する標的核酸中の単一の核酸多型を決定する
方法であって、 a.各遺伝子座につき線形増幅用の少なくとも1つのプライマーまたは指数関
数的増幅用の少なくとも1対の増幅プライマーを用いて、増幅反応に付されるか
、あるいは付されない注目する標的核酸の少なくとも2つの遺伝子座からの核酸
配列を供して、該遺伝子座の増幅産物を形成し、該遺伝子座が、(i)単一核酸
多型を含むことに影響を受けやすいおよび/または(ii)標的特異的な核酸情
報を含むことに影響を受けやすい該標的中の配列に対して3'または5'に位置し
た標的核酸配列をさらに含み; b.該標的遺伝子座またはその増幅産物に相補的である核酸配列を含有する第
一組の「安定化剤」オリゴヌクレオチドの存在下にて、該標的遺伝子座またはそ
の増幅産物を該マイクロチップ上の少なくとも1つの捕捉部位に電子的にアドレ
ス指定し、該安定化剤オリゴヌクレオチドが、該標的遺伝子座またはその増幅産
物の5以上の5'または3'末端領域塩基に相補的である核酸配列をさらに含み、
該安定化剤が、少なくとも1つの第二組のレポーターオリゴヌクレオチドに相補
的な核酸配列をさらに含み、該標的遺伝子座またはその増幅産物および該安定化
剤オリゴヌクレオチドが三成分のハイブリダイズした複合体をさらに形成し; c.該三成分のハイブリダイズした複合体を該捕捉部位に捕捉し; d.少なくとも1つの該組の「レポーター」オリゴヌクレオチドを該三元複合
体にハイブリダイズして、少なくとも四次構造を形成し、該レポーターオリゴヌ
クレオチドが、該標的遺伝子座またはその増幅産物の各々からの配列および該レ
ポーターオリゴヌクレオチドが、相互に隣接する該安定化剤上の位置にて該安定
化剤オリゴヌクレオチドにアニーリングするように該三元の複合体にさらにハイ
ブリダイズし、該レポーターオリゴヌクレオチドが、該標的遺伝子座または増幅
産物配列間の該安定化剤オリゴヌクレオチドにハイブリダイズし; e.該レポーターと該安定化剤との間または該安定化剤と該標的遺伝子座また
は増幅産物との間に少なくとも1つの塩基対ミスマッチがあるならば、該四次構
造はいずれかの該レポーターを該四次構造から分離させるのに十分な不安定化条
件に付し;次いで f.該捕捉部位からの該レポーターの喪失または保持を検出することを特徴と
する該方法。
23. A method for determining a single nucleic acid polymorphism in a target nucleic acid of interest using a base-stacking energy and an electronically addressable microchip, comprising: a. Using at least one primer for linear amplification or at least one pair of amplification primers for exponential amplification for each locus, at least two loci of the target nucleic acid of interest, which may or may not be subjected to an amplification reaction. To form an amplification product of said locus, wherein said locus is (i) susceptible to containing a single nucleic acid polymorphism and / or (ii) a target-specific nucleic acid Further comprising a target nucleic acid sequence located 3 'or 5' to a sequence in said target susceptible to containing information; b. In the presence of a first set of "stabilizer" oligonucleotides containing a nucleic acid sequence that is complementary to the target locus or its amplification product, the target locus or its amplification product is at least on the microchip. Electronically addressing one capture site, wherein the stabilizing oligonucleotide further comprises a nucleic acid sequence that is complementary to five or more 5 'or 3' terminal region bases of the target locus or its amplification product. ,
A ternary hybridized complex, wherein the stabilizer further comprises a nucleic acid sequence complementary to at least one second set of reporter oligonucleotides, wherein the target locus or its amplification product and the stabilizer oligonucleotide are ternary Further forming; c. Capturing the ternary hybridized complex at the capture site; d. At least one of the set of "reporter" oligonucleotides is hybridized to the ternary complex to form at least a quaternary structure, wherein the reporter oligonucleotide comprises a sequence from each of the target locus or its amplification product. And the reporter oligonucleotide further hybridizes to the ternary complex so as to anneal to the stabilizer oligonucleotide at locations on the stabilizer adjacent to each other, and wherein the reporter oligonucleotide is Hybridizing to said stabilizing oligonucleotide between target loci or amplification product sequences; e. If there is at least one base pair mismatch between the reporter and the stabilizer or between the stabilizer and the target locus or amplification product, the quaternary structure will cause any of the reporters to Subject to destabilizing conditions sufficient to separate from the quaternary structure; then f. Detecting the loss or retention of the reporter from the capture site.
【請求項24】 該増幅反応が、PCR、SDA、NASBA、TMA、ロ
ーリングサークル、T7、T3およびSP6よりなる群から選択される増幅方法
を用いて行われることを特徴とする請求項23記載の方法。
24. The method according to claim 23, wherein the amplification reaction is performed using an amplification method selected from the group consisting of PCR, SDA, NASBA, TMA, rolling circle, T7, T3 and SP6. Method.
【請求項25】 干渉オリゴヌクレオチドが、請求項23の工程(b)に含
まれる請求項23記載の方法であって、該干渉オリゴヌクレオチドが、該安定化
剤オリゴヌクレオチドが相補的である同一鎖ではない標的遺伝子座または増幅産
物核酸鎖に相補的な配列を有することを特徴とする該方法。
25. The method of claim 23, wherein the interfering oligonucleotide is included in step (b) of claim 23, wherein the interfering oligonucleotide is the same strand on which the stabilizing oligonucleotide is complementary. The method comprises a sequence complementary to the target locus or the amplification product nucleic acid strand that is not.
【請求項26】 該増幅反応において用いた少なくとも1つのプライマーが
ビオチン化されることを特徴とする請求項23記載の方法。
26. The method according to claim 23, wherein at least one primer used in the amplification reaction is biotinylated.
【請求項27】 ビオチン化プライマーから誘導されたアンプリコン鎖が、
請求項23の工程(c)における該捕捉部位にそのビオチン化部位によって固定
されるようになることを特徴とする請求項26記載の方法。
27. The amplicon chain derived from the biotinylated primer,
27. The method of claim 26, wherein the capture site in step (c) of step 23 is immobilized by its biotinylation site.
【請求項28】 該安定化剤オリゴヌクレオチドがビオチン化されることを
特徴とする請求項23記載の方法。
28. The method of claim 23, wherein said stabilizing oligonucleotide is biotinylated.
【請求項29】 該ビオチン化安定化剤オリゴヌクレオチドが、そのビオチ
ン部位によって該捕捉部位に固定されることを特徴とする請求項28記載の方法
29. The method of claim 28, wherein said biotinylated stabilizer oligonucleotide is immobilized on said capture site by its biotin site.
【請求項30】 該レポーター・オリゴヌクレオチドが、フルオレセイン誘
導体、ボジピー誘導体、ローダミン誘導体およびCy色素よりなる群から選択さ
れる標識を用いて標識されることを特徴とする請求項23記載の方法。
30. The method of claim 23, wherein said reporter oligonucleotide is labeled with a label selected from the group consisting of a fluorescein derivative, a bodipie derivative, a rhodamine derivative and a Cy dye.
【請求項31】 該不安定化条件が、電気的バイアスを行う、温度調節する
、イオン強度調節を行う、およびpHを調節することよりなる群から選択される
方法によって生じることを特徴とする請求項23記載の方法。
31. The method of claim 31, wherein the destabilizing condition is caused by a method selected from the group consisting of providing an electrical bias, adjusting a temperature, adjusting an ionic strength, and adjusting a pH. Item 24. The method according to Item 23.
【請求項32】 該レポーター・オリゴヌクレオチドが、それらの3'、5'
または3'および5'の双方の末端塩基として、該標的遺伝子座において判明した
野生型塩基、該標的遺伝子座において判明した突然変異塩基または該安定化剤オ
リゴヌクレオチドのいずれかに相補的な核酸塩基を有することを特徴とする請求
項23記載の方法。
32. The method according to claim 32, wherein the reporter oligonucleotides have their 3 ', 5'
Or a nucleobase complementary to any of the wild-type base found at the target locus, the mutated base found at the target locus, or the stabilizing oligonucleotide as both 3 ′ and 5 ′ terminal bases The method of claim 23, comprising:
【請求項33】 該複合体を形成する複数の該標的核酸またはその増幅産物
が単一捕捉部位に電子的にバイアスをかけられることを特徴とする請求項23記
載の方法。
33. The method of claim 23, wherein a plurality of said target nucleic acids or amplification products thereof forming said complex are electronically biased to a single capture site.
【請求項34】 塩基−スタッキングエネルギーおよび電子的にアドレス可
能なマイクロチップを用いる、注目する標的核酸中の単一核酸多型の多重分析を
する方法であって、 a.注目する標的核酸を含有する複数の試料を供し; b.該試料を増幅反応に付して、該試料中の該標的核酸の増幅産物を生成し; c.該増幅産物に相補的な配列を有する安定化剤プローブの存在下にて、該増
幅産物を特異的な捕捉部位に電子的にアドレス指定し、該増幅産物と該安定化剤
との間のハイブリダイゼーション複合体を形成し; d.該複合体を捕捉部位に固定させ; e.該増幅産物または安定化剤プローブのいずれかにアニーリングし、さらに
、各々、該安定化剤プローブに隣接してまたは該増幅産物に隣接してアニーリン
グするレポータープローブのハイブリダイゼーションの安定化を検出することに
よって該複数の試料の核酸中のSNPの存在を同時または順次に検出することを
特徴とする該方法。
34. A method for multiplex analysis of single nucleic acid polymorphisms in a target nucleic acid of interest using a base-stacking energy and an electronically addressable microchip, comprising: a. Providing a plurality of samples containing the target nucleic acid of interest; b. Subjecting the sample to an amplification reaction to produce an amplification product of the target nucleic acid in the sample; c. In the presence of a stabilizing probe having a sequence complementary to the amplification product, the amplification product is electronically addressed to a specific capture site to provide a high level between the amplification product and the stabilizing agent. Forming a hybridization complex; d. Immobilizing the complex at the capture site; e. Detecting the stabilization of hybridization of a reporter probe that anneals to either the amplification product or the stabilizing probe and anneals adjacent to or adjacent to the stabilizing probe, respectively. Detecting simultaneously or sequentially the presence of SNPs in the nucleic acids of the plurality of samples.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8197655B2 (en) 2005-03-31 2012-06-12 Sony Corporation System and method for detecting interaction between substances by superimposingly applying sinusoidal voltage

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6379897B1 (en) 2000-11-09 2002-04-30 Nanogen, Inc. Methods for gene expression monitoring on electronic microarrays
AU2001245650A1 (en) 2000-03-10 2001-09-24 Ana-Gen Technologies, Inc. Mutation detection using denaturing gradients
KR100437625B1 (en) * 2001-09-17 2004-06-30 주식회사 마이진 Method for Dectecting the Single Nucleotide Polymorphism by Zip-Code Oligonucleotide Chip and Detection kit
GB0205455D0 (en) 2002-03-07 2002-04-24 Molecular Sensing Plc Nucleic acid probes, their synthesis and use
DE102004023439B4 (en) * 2004-05-12 2006-03-16 Eppendorf Ag Detection of RNA via microarrays

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997008183A1 (en) * 1995-08-25 1997-03-06 Lane Michael J Nucleic acid capture moieties

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6017696A (en) * 1993-11-01 2000-01-25 Nanogen, Inc. Methods for electronic stringency control for molecular biological analysis and diagnostics
US5605662A (en) * 1993-11-01 1997-02-25 Nanogen, Inc. Active programmable electronic devices for molecular biological analysis and diagnostics
US5849486A (en) * 1993-11-01 1998-12-15 Nanogen, Inc. Methods for hybridization analysis utilizing electrically controlled hybridization
US5632957A (en) * 1993-11-01 1997-05-27 Nanogen Molecular biological diagnostic systems including electrodes
US5795714A (en) * 1992-11-06 1998-08-18 Trustees Of Boston University Method for replicating an array of nucleic acid probes
US6207373B1 (en) * 1998-02-25 2001-03-27 Nanogen, Inc. Methods for determining nature of repeat units in DNA

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997008183A1 (en) * 1995-08-25 1997-03-06 Lane Michael J Nucleic acid capture moieties

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8197655B2 (en) 2005-03-31 2012-06-12 Sony Corporation System and method for detecting interaction between substances by superimposingly applying sinusoidal voltage

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