JP2003116598A - 遺伝子の検出方法 - Google Patents

遺伝子の検出方法

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JP2003116598A
JP2003116598A JP2001310895A JP2001310895A JP2003116598A JP 2003116598 A JP2003116598 A JP 2003116598A JP 2001310895 A JP2001310895 A JP 2001310895A JP 2001310895 A JP2001310895 A JP 2001310895A JP 2003116598 A JP2003116598 A JP 2003116598A
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probe
target gene
hcp
self
assembly
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Mitsugi Usui
貢 薄井
Mari Mitsuzuka
真理 三塚
Chikako Hakii
千雅子 波木井
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Sanko Junyaku Co Ltd
Original Assignee
Sanko Junyaku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】PALSAR法で使用するHCPをインベーダ
ー法におけるシグナル・プローブのフラップ部分とする
ことにより、FRETプローブを必要とせず、低コスト
でSNPを検出することができる遺伝子の検出方法を提
供する。 【解決手段】お互いに相補的な部分がn(n≧3)カ所
の数から構成される一対のプローブ(HCP)の複数対
を用いて、2本鎖の自己集合体を形成させるPALSA
R法を用い、使用する一対のプローブの片側の3'末端
に、SNPがあるターゲット遺伝子と相補的になるよう
にデザインしたシグナル・プローブをあらかじめ結合さ
せておき、インベーダー・プローブと一緒にターゲット
遺伝子とハイブリダイゼーションした後、フラップ・エ
ンドヌクレアーゼによりターゲット遺伝子とハイブリダ
イゼーションしたプローブを切断し、完全なHCPを形
成させ、自己集合体を形成させることにより遺伝子を検
出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、お互いに相補的な
部分がn(n≧3)カ所の数から構成される一対のプロ
ーブ(以下、HoneyComb Probe:HCPと称することが
ある。)の複数対を用いて、互い違いに交差するように
ハイブリダイゼーションさせることにより、2本鎖の自
己集合体を形成させるプローブ自己集合体の作製方法
(USP6,261,846、特開2000−2016
87号及びEP1,002,877A、以下、Probe al
ternation link self-assembly reaction;PALSA
R法と称することがある。)を利用して、遺伝子を検出
する方法に関する。
【0002】
【関連技術】近年、DNAの3重鎖を認識して特異的に
切断する酵素を利用して、SNPを検出するインベーダ
ー法(Invader Assay:Lyamichev V et al.Polymorphis
m identification and quantitative detection of gen
omic DNA by invasive cleavage of oligonucleotide p
robes.Nat Biotechnol 17,292,1999)という技術があ
る。
【0003】当該技術では、2種類の非蛍光標識プロー
ブと1種類の蛍光標識プローブを用いる。2種類の非蛍
光標識プローブのうちの一つは、シグナル・プローブ
(Signal probe)と呼ばれ、ターゲット遺伝子とは無関
係な塩基配列(フラップ)を5'側に有し、3'側はター
ゲット遺伝子に対して相補的な塩基配列であり、相補的
な塩基配列の5'末端はSNP部位となっている。もう
一つのプローブはインベーダー・プローブ(Invader pr
obe)と呼ばれ、ターゲット遺伝子のSNP部位から3'
側に相補的にハイブリダイゼーションするようにデザイ
ンされている。
【0004】したがって、ターゲット遺伝子と二つのプ
ローブをハイブリダイゼーションさせるとSNP部位に
インベーダー・プローブが侵入(invasion)して3つの
プローブが重なりあうため、その3重鎖の部位をフラッ
プ・エンドヌクレアーゼ〔Flap endonuclease、或いは
クリアベース(Cleavase)とも呼ばれる:Structure-sp
ecific endonucleolytic cleavage of nucleic acids b
y eubacterial DNA polymerases.Science 260,778,199
3〕が認識してフラップを切断する。
【0005】遊離したフラップは、5'側が自分自身で
ハイブリダイゼーションできる相補的な塩基配列と5'
末端に蛍光色素が標識されその上流にクエンチャー(Qu
encher:発光抑制体)が結合しているFRET(fluores
cence resonance energy transfer)プローブとハイブ
リダイゼーションする。このときフラップのSNP部位
がFRET自身のハイブリダイゼーション部位に侵入
し、クリアベース(Cleavase)は再びこの構造を認識し
て蛍光色素部分を切断するため蛍光色素はクエンチャー
と離れ蛍光を発するようになり、SNPを検出すること
ができるというものである。
【0006】しかしながら、上記の方法では遊離したフ
ラップを検出するために、5'側が自分自身でハイブリ
ダイゼーションできる相補的な塩基配列と、その5'末
端に蛍光色素が標識されその上流にクエンチャーが結合
しているFRETプローブとが必要なことから、プロー
ブ作製のためのコストが非常に高いことが欠点である。
【0007】他方、本発明者は、酵素や枝分かれしたD
NAを用いずに、効率よくプローブの増幅を行うことが
できるようにした画期的なプローブ自己集合体の作製方
法、すなわちPALSAR法を発明し、既に提案してい
る。(USP6,261,846、特開2000−20
1687号及びEP1,002,877A参照。)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術の現
状に鑑み、本発明者は上記したPALSAR法を用いて
新規な遺伝子の検出方法を創出すべく、鋭意研究を重ね
た処、図4に示すようにPALSAR法で使用する一対
のプローブは、図5に示すようにハイブリダイゼーショ
ン反応の温度に依存して矢印の如く自己集合体が形成さ
れるが、他方、図6に示したように一対のプローブの一
方にターゲット遺伝子と相補的になるようにデザインし
たシグナル・プローブをあらかじめ結合させておくと、
図7に示したようにハイブリダイゼーション反応のどの
温度においても自己集合体は形成されないことが分かっ
た。
【0009】このことから、PALSAR法で使用する
一対のプローブ(HCP)の性質と上記インベーダー法
で使用しているフラップ・エンドヌクレアーゼを組合せ
ることにより、SNP(一塩基多形)を容易に検出する
ことができることを見出し本提案に及ぶものである。
【0010】本発明は、PALSAR法で使用するHC
Pを上記インベーダー法におけるシグナル・プローブの
フラップ部分とすることにより、FRETプローブを必
要とせず、もう一方のHCPを加えるだけで自己集合体
が形成されるので、低コストでSNP(一塩基多形)を
検出することができる遺伝子の検出方法を提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の遺伝子の検出方法は、お互いに相補的な部
分がn(n≧3)カ所の数から構成される一対のプロー
ブ(HCP)の複数対を用いて、互い違いに交差するよ
うにハイブリダイゼーションさせることにより、2本鎖
の自己集合体を形成させるプローブ自己集合体の作製方
法を用い、使用する一対のプローブの片側の3'末端
に、SNP(一塩基多形)があるターゲット遺伝子と相
補的になるようにデザインしたシグナル・プローブをあ
らかじめ結合させておき、インベーダー・プローブと一
緒にターゲット遺伝子とハイブリダイゼーションした
後、インベーダー法で使用するフラップ・エンドヌクレ
アーゼによりターゲット遺伝子とハイブリダイゼーショ
ンしたプローブを切断し、上記プローブ自己集合体の作
製方法で使用する完全なプローブを形成させ、2本鎖の
自己集合体を形成させることにより遺伝子を検出するこ
とを特徴とする。
【0012】上記ターゲット遺伝子に一本鎖のDNAま
たはRNAを用いることができる。
【0013】上記ターゲット遺伝子に二本鎖のDNAま
たはRNAを用いることができる。
【0014】上記あらかじめ結合されるシグナル・プロ
ーブの一部分がSNP(一塩基多形)と相補的になるよ
うにデザインされることが好ましい。
【0015】上記ハイブリダイゼーションの反応温度を
制御する機器を使用することが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明するが、これらの実施の形態は例示
的に示されるもので、本発明の技術の技術思想から逸脱
しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【0017】なお、図面において、先端矢印は3'末端
を示し、基端黒丸印は5'末端を示すものである。
【0018】図1〜図3は、本発明の遺伝子の検出方法
の実施の形態を原理的に示す模式図である。図1(a)
に示したように、SNP(一塩基多形)を含む部位
(I’領域)を含むターゲット遺伝子と相補的な1領域
(I領域、シグナル・プローブ)が3'末端に追加され
ているHCPと、SNP(一塩基多形)の近傍にハイブ
リダイゼーションするインベーダー・プローブを用い
て、1領域が追加されたHCPとインベーダー・プロー
ブを図1(b)のようにターゲット遺伝子に対してハイ
ブリダイゼーションさせる。
【0019】この場合は、HCPの部分(X領域、Y領
域及びZ領域よりなる)がインベーダー法で言うところ
のフラップに相当する。
【0020】次に、図2(c)に示したように、このS
NPの部位の3重鎖を認識して切断するフラップ・エン
ドヌクレアーゼを加えることにより、自己集合体の形成
が可能なHCP(X領域、Y領域及びZ領域よりなる)
が遊離〔図3(d)〕する。
【0021】遊離したHCPは、新たに加えられたHC
P(X'領域,Y'領域及びZ'領域よりなる)と反応
し、PALSAR法の原理に従い、図3(e)のように
自己集合体を形成することができるので、自己集合体の
存在を確認することにより、簡単に遺伝子を検出するこ
とができる。
【0022】このようにして形成された自己集合体は、
一般的なアガロースゲル電気泳動法等により簡単に確認
することができる。
【0023】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の遺伝子の検
出方法によれば、PALSAR法で使用するHCPを上
記フラップ部分とすることにより、FRETプローブを
必要とせず、もう一方のHCPを加えるだけで自己集合
体が形成されるので、低コストでSNP(一塩基多形)
を検出することができるという著大なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 1領域が追加されているPALSAR法で使
用する一対のプローブ(HCP)を利用したインベーダ
ー法によるSNPの検出の一例を示す模式図であり、
(a)はターゲット遺伝子、1領域を追加されているH
CP及びインベーダー・プローブを、(b)はターゲッ
ト遺伝子への1領域が追加されているHCPとインベー
ダー・プローブのハイブリダイゼーションをそれぞれ示
す。
【図2】 1領域が追加されているPALSAR法で使
用する一対のプローブ(HCP)を利用したインベーダ
ー法によるSNPの検出の一例を示す模式図であり、
(b)はターゲット遺伝子への1領域が追加されている
HCPとインベーダー・プローブのハイブリダイゼーシ
ョンを、(c)はフラップ・エンドヌクレアーゼの添加
によるHCPの遊離をそれぞれ示す。
【図3】 1領域が追加されているPALSAR法で使
用する一対のプローブ(HCP)を利用したインベーダ
ー法によるSNPの検出の一例を示す模式図であり、
(d)は遊離したHCPを、(e)は遊離したHCPと
新たに添加されたHCPによる自己集合体の形成をそれ
ぞれ示す。
【図4】 PALSAR法で使用する一対のプローブ
(HCP)の一例を示す模式的説明図である。
【図5】 PALSAR法で使用する一対のプローブ
(HCP)が、ハイブリダイゼーション反応の温度に依
存して矢印の如く自己集合体を形成することを示すアガ
ロースゲル電気泳動法写真である。
【図6】 PALSAR法で使用する一対のプローブ
(HCP)の一方にターゲット遺伝子と相補的になるよ
うにデザインしたシグナル・プローブを予め結合させた
場合の一例を示す模式的説明図である。
【図7】 PALSAR法で使用する一対のプローブ
(HCP)の一方にターゲット遺伝子と相補的になるよ
うにデザインしたプローブを予め結合させた場合には、
ハイブリダイゼーション反応のどの温度においても自己
集合体は形成されないことを示すアガロースゲル電気泳
動法写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月24日(2002.12.
24)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】遊離したHCPは、新たに加えられたHC
P(X'領域,Y'領域及びZ'領域よりなる)と反応
し、PALSAR法の原理に従い、図3(e)のように
自己集合体を形成することができるので、自己集合体の
存在を確認することにより、簡単に遺伝子を検出するこ
とができる。このようにして形成された自己集合体は、
一般的なアガロースゲル電気泳動法等により簡単に確認
することができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の遺伝子の検
出方法によれば、PALSAR法で使用するHCPを上
記フラップ部分とすることにより、FRETプローブを
必要とせず、もう一方のHCPを加えるだけで自己集合
体が形成されるので、低コストでSNP(一塩基多形)
を検出することができるという著大なる効果を奏する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Sanko Junyaku Co., Ltd. <120> Gene Detecting Method <130> 76207-P <140> JP2001-310895 <141> 2001-10-09 <160> 3 <210> 1 <211> 56 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: synthetic <400> 1 gaataagtca tagctcataa aggactggtc gctcgacatc gtcctaggga gattcg 56 <210> 2 <211> 56 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: synthetic <400> 2 tatgagctat gacttattcg tcgagcgacc agtccttcga atctccctag gacgat 56 <210> 3 <211> 76 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: synthetic <400> 3 gaataagtca tagctcataa aggactggtc gctcgacatc gtcctaggga gattcgaccg 60 actgaattgg cctgta 76
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波木井 千雅子 千葉県柏市あけぼの4−3−27 ハイム・ デンマー502 Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 CA09 CA11 HA14 4B063 QA01 QQ42 QQ52 QR14 QR32 QR35 QR55 QS34

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 お互いに相補的な部分がn(n≧3)カ
    所の数から構成される一対のプローブの複数対を用い
    て、互い違いに交差するようにハイブリダイゼーション
    させることにより、2本鎖の自己集合体を形成させるプ
    ローブ自己集合体の作製方法を用い、使用する一対のプ
    ローブの片側の3'末端に、SNP(一塩基多形)があ
    るターゲット遺伝子と相補的になるようにデザインした
    シグナル・プローブをあらかじめ結合させておき、イン
    ベーダー・プローブと一緒にターゲット遺伝子とハイブ
    リダイゼーションした後、インベーダー法で使用するフ
    ラップ・エンドヌクレアーゼによりターゲット遺伝子と
    ハイブリダイゼーションしたプローブを切断し、前記プ
    ローブ自己集合体の作製方法で使用する完全なプローブ
    を形成させ、2本鎖の自己集合体を形成させることによ
    り遺伝子を検出することを特徴とする遺伝子の検出方
    法。
  2. 【請求項2】 前記ターゲット遺伝子に一本鎖のDNA
    またはRNAを用いることを特徴とする請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 前記ターゲット遺伝子に二本鎖のDNA
    またはRNAを用いることを特徴とする請求項1記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 前記あらかじめ結合されるシグナル・プ
    ローブの一部分がSNP(一塩基多形)と相補的になる
    ようにデザインされることを特徴とする請求項1〜請求
    項3のいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ハイブリダイゼーションの反応温度
    を制御する機器を使用することを特徴とする請求項1〜
    請求項4のいずれか1項記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009054320A1 (ja) * 2007-10-24 2009-04-30 Eisai R & D Management Co., Ltd. 核酸プローブ及びプローブポリマーの形成方法
EP3851527A4 (en) * 2018-09-11 2022-08-03 Sekisui Medical Co., Ltd. METHOD FOR DETECTION AND METHOD FOR QUANTIFICATION OF OLIGONUCLEOTIDES
US11993806B2 (en) 2018-09-11 2024-05-28 Sekisui Medical Co., Ltd. Method of detecting or method of quantifying oligonucleotides

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