JP2003259879A - Quantitative analysis method for compound microorganism group - Google Patents

Quantitative analysis method for compound microorganism group

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JP2003259879A
JP2003259879A JP2002066304A JP2002066304A JP2003259879A JP 2003259879 A JP2003259879 A JP 2003259879A JP 2002066304 A JP2002066304 A JP 2002066304A JP 2002066304 A JP2002066304 A JP 2002066304A JP 2003259879 A JP2003259879 A JP 2003259879A
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dna
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indicator sequence
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Kazue Takaoka
一栄 高岡
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analysis method utilizing PCR (polymerase chain reaction) product and added quantitativity by determining a copy number of the objective microorganisms in a compound microorganism group. <P>SOLUTION: This quantitative analysis method for the compound microorganism group is characterized by amplifying an indicator sequence by PCR method using a primer suitable for amplifying the indicator sequence based on mixed DNA collected from a sample containing the compound microorganism group and, in the obtained PCR product, qualitatively specifying microbial species derived from the indicator sequence and evaluating the quantitative value of the indicator sequence concentration based on the repetition count n of the specified microbial species inherent to the DNA of the specified microbial species. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば活性汚泥、
土壌といった様々な微生物から構成されているサンプル
中の微生物の定量的モニタリングを可能にする複合微生
物群の定量的解析方法、および該方法に利用可能なDN
A中の標的配列の繰返し数の推算方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to, for example, activated sludge,
Quantitative analysis method of complex microorganism group enabling quantitative monitoring of microorganisms in a sample composed of various microorganisms such as soil, and DN usable for the method
It relates to a method for estimating the number of repeats of the target sequence in A.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在では、あらゆる分子生物学的実験に
おいてPCR法が利用されており、活性汚泥や土壌など
から得られる複合微生物群サンプルの動態解析において
も、例えばTRFLP(Terminal Restriction Fragmen
t Length Polymorphism)法、DGGE(Denaturing Gr
adient Gel Electrophoresis)法等とPCR法とを組み
合わせて、増幅されたDNA(PCR産物)を分析する
手法が普及しつつある。これらの解析方法では、微生物
ゲノム中に含まれる、16SrRNAに対応する遺伝子
(以下、「16SrDNA」と表記することがある)を
PCR法で増殖させて分析に供する。この16SrDN
Aは、微生物種に応じて可変部塩基配列が異なるため、
分類上の指標として利用されている。しかし、16Sr
DNAは、微生物の種類によってゲノム中に含まれる数
が異なり、例えば、バチルス・ズブチリス(Bacillus s
ubtilis)では、ゲノム中に10個、シュードモナス・
エルギノーサ(Pseudomonas aeruginosa)では4個、大
腸菌(Escherichia coli)では7個である。つまり、細
菌種によってゲノム中の16SrDNAの繰返し数(以
下、「コピー数」と記することがある)が異なっている
ことになる。一般にPCR法では、標的配列の遺伝子数
やプライマーとの親和性に応じて複製が行われるため、
プライマーの設計が重要であるが、微生物の動態評価の
指標としての16SrDNAの増幅を行う場合、どの細
菌にも有効なプライマーが使用されることが多いため、
プライマーの親和性はあまり問題とはならない。むし
ろ、前記したように、標的とする遺伝子のコピー数のば
らつきの方が問題となる。
2. Description of the Related Art At present, the PCR method is used in all kinds of molecular biological experiments. For example, TRFLP (Terminal Restriction Fragmen) is also used in dynamic analysis of complex microbial community samples obtained from activated sludge or soil.
t Length Polymorphism) method, DGGE (Denaturing Gr)
A method of analyzing an amplified DNA (PCR product) by combining an adient gel electrophoresis) method and the like with a PCR method is becoming widespread. In these analysis methods, a gene corresponding to 16SrRNA (hereinafter sometimes referred to as “16SrDNA”) contained in the microbial genome is grown by the PCR method and subjected to analysis. This 16SrDN
In A, since the variable region base sequence differs depending on the microorganism species,
It is used as a classification indicator. However, 16Sr
The number of DNAs contained in the genome varies depending on the type of microorganism. For example, for example, Bacillus subtilis (Bacillus s)
ubtilis), 10 in the genome, Pseudomonas
The number is 4 in Pseudomonas aeruginosa and 7 in Escherichia coli. That is, the number of repeats of 16S rDNA in the genome (hereinafter sometimes referred to as “copy number”) differs depending on the bacterial species. Generally, in the PCR method, replication is performed according to the number of genes of the target sequence and the affinity with the primer,
Although the design of the primer is important, when 16S rDNA is amplified as an index for evaluating the kinetics of microorganisms, an effective primer is often used for all bacteria.
Affinity of the primer does not matter much. Rather, as described above, the variation in the copy number of the target gene becomes a problem.

【0003】上記のように、16SrDNAのコピー数
は細菌によって固有の数を示し、同一ではないため、1
6SrDNAのコピー数が多ければ多いほど、複製され
る数も多くなり、コピー数が多い細菌のPCR産物は当
然多くなる。その結果、PCR産物を利用した定量結果
は元のサンプルのポピュレーション(種類別の菌数分
布)を正確に反映しなくなってしまう。例えば、ゲノム
中の16SrDNAのコピー数が多い微生物について
は、ポピュレーションに占める割合が少なくてもPCR
産物量が多くなり、逆にポピュレーションに占める割合
が多い微生物でも、ゲノム中の16SrDNAのコピー
数が少ない場合は、PCR産物量が少ないという逆転現
象が起こり得る。このため、PCR産物の濃度は元のサ
ンプルの微生物のポピュレーションを反映しないという
欠点がある。従って、前記したTRFLP法やDGGE
法などを利用した解析手法では定量的な分析には限界が
あり、あくまでもポピュレーション内の微生物分布のパ
ターン解析による相対評価ツールとして使用されている
に過ぎない。
As described above, the copy number of 16S rDNA is unique to each bacterium and is not the same.
The higher the copy number of 6SrDNA, the higher the number of copies, and naturally the higher the PCR product of the bacterial copy with a high copy number. As a result, the quantification result using the PCR product will not accurately reflect the population of the original sample (distribution of the number of bacteria by type). For example, for a microorganism having a large copy number of 16S rDNA in the genome, PCR is performed even if the proportion of the population is small.
Even in a microorganism having a large amount of product and conversely a large proportion of the population, when the copy number of 16SrDNA in the genome is small, the reversal phenomenon that the amount of PCR product is small may occur. For this reason, there is a drawback in that the concentration of the PCR product does not reflect the microbial population of the original sample. Therefore, the above-mentioned TRFLP method and DGGE
There is a limit to the quantitative analysis in the analysis method using the method, etc., and it is only used as a relative evaluation tool by pattern analysis of the distribution of microorganisms in the population.

【0004】一方、最近では、標的配列の増幅とともに
定量も行うことが可能な定量PCR法も開発されている
が、プライマーの設計が非常に難しいこと、使用する機
器が通常のPCR用機器に比べ高価である、という問題
がある。
On the other hand, recently, a quantitative PCR method has been developed which is capable of carrying out quantification together with amplification of a target sequence. However, it is very difficult to design a primer, and the equipment used is compared to ordinary PCR equipment. There is a problem that it is expensive.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】PCR法で増幅対象と
なる標的遺伝子のコピー数がわかっていれば、例えば電
気泳動等によるバンドの強度とコピー数から細菌数の量
的な議論が可能になる。TRFLP法の場合を例にとれ
ば、プライマーとして27F(後記実施例参照)を用い
た場合、Hha Iでフラグメント化した16SrDNA
において、バチルス・ズブチリスは240baseに、
シュードモナス・エルギノーサは154baseに特有
のフラグメントを示す。従って、フラグメントの強度
(濃度)をコピー数で除すれば量的な比較が可能になる
はずである。
If the copy number of the target gene to be amplified is known by the PCR method, it is possible to quantitatively discuss the number of bacteria from the intensity of the band and the copy number by, for example, electrophoresis. . Taking the case of the TRFLP method as an example, when 27F (see Examples below) is used as a primer, 16S rDNA fragmented with Hha I is used.
In, Bacillus subtilis is 240base,
Pseudomonas aeruginosa shows a fragment unique to 154base. Therefore, quantitative comparison should be possible by dividing the intensity (concentration) of the fragment by the copy number.

【0006】上記コピー数は,全ゲノムの解析が終了し
ている細菌についてはデータベースからその数を検索す
ることができる。しかし、データベースから検索できる
細菌は、例えば16SrDNAでは数十種程度と極く僅
かであり、PCR法を利用した複合微生物群の分析で定
量的な評価を行うためには何らかの手段でコピー数を把
握することが必要になる。ポピュレーション内で注目し
ている細菌の16SrDNA等の標的遺伝子のコピー数
を把握する手法が確立できれば、PCR産物による量的
な評価が実現できる。
The above-mentioned copy number can be searched from the database for bacteria for which the analysis of the entire genome has been completed. However, the number of bacteria that can be searched from the database is extremely small, for example, about several tens of 16SrDNA, and the copy number is grasped by some means in order to carry out a quantitative evaluation by analysis of a complex microorganism group using the PCR method. Will be required. If a method of grasping the copy number of the target gene such as 16S rDNA of the bacterium of interest in the population can be established, quantitative evaluation by PCR products can be realized.

【0007】従って、本発明の課題は、複合微生物群の
中から、目的とする微生物のコピー数を明らかにし、P
CR産物を利用した分析に定量性を付加した解析方法を
提供することである。
Therefore, the object of the present invention is to clarify the copy number of the target microorganism from the complex microorganism group,
It is to provide an analysis method in which quantitativeness is added to the analysis using a CR product.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の複合微生物群の定量的解析方法の
発明は、複合微生物群を含むサンプルから採取した混合
状態のDNAを元に、PCR法で指標配列の増幅を行
い、得られたPCR産物について、前記指標配列が由来
する微生物種を定性的に特定するとともに、前記指標配
列の濃度を定量し、該指標配列の濃度の定量値を、前記
特定された微生物種のDNAに固有の指標配列の繰返し
数n(nは自然数。以下同じ)に基づいて評価すること
を特徴とする。この特徴によれば、複合微生物群を含む
サンプルについて、指標配列の濃度の定量値を、微生物
種のDNAに固有の指標配列の繰返し数nに基づいて評
価することにより、分子生物学的手法を用いて指標配列
の繰返し数nを加味した定量的な解析を迅速に行うこと
が可能である。また、定量PCR法と比べると、汎用の
プライマーを使用し、簡易な機器で実施できるので有利
である。そして、多様な微生物種が共存しているサンプ
ルを定量的に分析可能な分子生物学的解析手法であるた
め、例えば活性汚泥や土壌など環境中の微生物の動態観
察などのモニタリング方法として有利に活用できる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of the method for quantitatively analyzing a complex microorganism group according to claim 1 is based on DNA in a mixed state collected from a sample containing the complex microorganism group. Amplifying the indicator sequence by the PCR method, qualitatively identifying the microorganism species from which the indicator sequence is derived in the obtained PCR product, quantifying the concentration of the indicator sequence, and quantifying the concentration of the indicator sequence. The value is evaluated based on the number of repetitions n (n is a natural number; the same applies hereinafter) of the indicator sequence unique to the DNA of the identified microbial species. According to this feature, the molecular biology method is evaluated by evaluating the quantitative value of the concentration of the indicator sequence for the sample containing the complex microorganism group based on the number of repetitions n of the indicator sequence peculiar to the DNA of the microbial species. It is possible to rapidly perform a quantitative analysis in consideration of the number of repetitions n of the index sequence. In addition, compared with the quantitative PCR method, it is advantageous because general-purpose primers can be used and can be performed with a simple device. And since it is a molecular biological analysis method that can quantitatively analyze samples in which various microbial species coexist, it can be used advantageously as a monitoring method for observing the dynamics of microorganisms in the environment such as activated sludge and soil. it can.

【0009】請求項2に記載の複合微生物群の定量的解
析方法の発明は、請求項1において、前記指標配列の繰
返し数nは、前記サンプルから、別途前記指標配列を含
むDNAを単離し、該単離された指標配列を含むDNA
を、比較微生物から単離された、前記指標配列と類似す
る類似指標配列を既知の繰返し数m(mは自然数。以下
同じ)で含むDNAとともに、同じ条件でPCR法によ
り増幅した場合におけるm倍濃度の類似指標配列の定量
値と比較し、増幅前の指標配列を含む単離DNA量と類
似指標配列を含む単離DNA量との比率を踏まえ、前記
類似指標配列の繰返し数mと比較することによって推算
されたものであることを特徴とする。この特徴によれ
ば、コピー数が既知の類似指標配列との比較によって指
標配列のコピー数を推算することにより、定性的に特定
が可能でありさえすれば、指標配列のコピー数が未知の
微生物種についても定量的解析が可能になる。
The invention of the method for quantitatively analyzing a complex microorganism group according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the number of repetitions n of the indicator sequence is such that a DNA containing the indicator sequence is isolated from the sample. DNA containing the isolated indicator sequence
With DNA containing a similar index sequence similar to the above-mentioned index sequence with a known repeat number m (m is a natural number; the same applies hereinafter), isolated from a comparative microorganism, and m times when amplified by the PCR method under the same conditions. The concentration is compared with the quantitative value of the similar index sequence, and is compared with the number m of repetitions of the similar index sequence based on the ratio of the amount of the isolated DNA containing the index sequence before amplification to the amount of the isolated DNA containing the similar index sequence. It is characterized by being estimated by According to this feature, by estimating the copy number of the indicator sequence by comparison with a similar index sequence with a known copy number, a microorganism whose copy number of the indicator sequence is unknown can be identified if it can be qualitatively specified. Quantitative analysis is also possible for species.

【0010】請求項3に記載の複合微生物群の定量的解
析方法の発明は、請求項1または請求項2において、前
記指標配列が、16SrRNAに対応するDNAの塩基
配列であることを特徴とする。本発明方法では、指標配
列のコピー数を勘案して定量を行うため、微生物種によ
ってコピー数が異なる16SrRNAに対応するDNA
(16SrDNA)を用いても正確な定量的解析が可能
である。従って、微生物の分類指標として広く活用され
ている16SrRNAを利用しての定性的および定量的
解析が実現できる。
The invention of a method for quantitatively analyzing a complex microorganism group according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein the indicator sequence is a nucleotide sequence of a DNA corresponding to 16S rRNA. . In the method of the present invention, since the quantification is performed in consideration of the copy number of the indicator sequence, the DNA corresponding to 16SrRNA having a different copy number depending on the microorganism
Accurate quantitative analysis is possible using (16SrDNA). Therefore, qualitative and quantitative analysis can be realized using 16S rRNA widely used as a classification index of microorganisms.

【0011】請求項4に記載のDNA中の標的配列の繰
返し数の推算方法の発明は、あるDNA中の標的配列の
繰返し数nを推算する方法であって、前記繰返し数nで
標的配列を含む被験DNAをPCR法により増幅し、得
られたPCR産物からn倍濃度の標的配列を定量し、前
記標的配列と類似する対照配列を既知の繰返し数mで含
む比較DNAを、同じ条件でPCR法により増幅した場
合におけるm倍濃度の対照配列の定量値と比較し、増幅
前の被験DNA量と比較DNA量との比率を踏まえ、対
照配列の繰返し数mと比較することによって、被験DN
A中の標的配列の繰返し数nを推算することを特徴とす
る。この標的配列の繰返し数の推算方法の発明は、標的
配列の繰り返し数が未知のDNAから、分子生物学的実
験手法により簡易かつ迅速にコピー数を推算できるの
で、上記複合微生物群の定量的解析だけでなく、医学、
生物学など広範な分野で利用できるものである。
The invention of the method of estimating the number of repeats of a target sequence in DNA according to claim 4 is a method of estimating the number of repeats n of a target sequence in a certain DNA, wherein the target sequence is defined by the number of repeats n. The test DNA containing the target DNA was amplified by the PCR method, the target sequence at an n-fold concentration was quantified from the obtained PCR product, and a comparative DNA containing a control sequence similar to the target sequence at a known repeat number m was PCR-treated under the same conditions. By comparing with the quantitative value of the control sequence at an m-fold concentration in the case of amplification by the method, and comparing with the repeat number m of the control sequence based on the ratio between the amount of test DNA before amplification and the amount of comparative DNA.
It is characterized by estimating the number of repeats n of the target sequence in A. The invention of this method for estimating the number of repeats of a target sequence is capable of easily and rapidly estimating the number of copies from a DNA of which the number of repeats of a target sequence is unknown, by a molecular biology experimental method. Not only medicine,
It can be used in a wide range of fields such as biology.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に係る複合微生物群の定量
的解析方法は、以下の(a)〜(d)の手順に従い実施
することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for quantitatively analyzing a complex microorganism group according to the present invention can be carried out according to the following procedures (a) to (d).

【0013】(a)複合微生物群を含むサンプルから混
合状態のDNAを採取する。複合微生物群を含むサンプ
ルとしては、例えば、活性汚泥や土壌のほか、生ごみの
微生物学的処理物、畜産排水の嫌気消化液など、多種の
細菌等の微生物が生存しているサンプルを挙げることが
できる。サンプルからのDNAの採取は、既知の方法で
行うことができ、例えば、後記実施例のように、Dne
asy TissueKit(QIAGEN社製)等を
用いてDNA抽出を実施すればよい。
(A) DNA in a mixed state is collected from a sample containing a complex microorganism group. Examples of samples containing complex microorganism groups include, in addition to activated sludge and soil, microbiologically treated food waste, anaerobic digestion liquid of livestock wastewater, and other samples in which various microorganisms such as bacteria are alive. You can Collection of DNA from a sample can be performed by a known method. For example, as in Examples described later, Dne
DNA extraction may be carried out using asy Tissue Kit (manufactured by QIAGEN) or the like.

【0014】(b)プライマーを利用してPCR法で指
標配列の増幅を行う。指標配列としては、微生物の分子
生物学的分類指標として一般に利用されている16Sr
RNAの遺伝子(16SrDNA)を選択することが好
ましい。
(B) The indicator sequence is amplified by the PCR method using the primers. As the index sequence, 16Sr which is generally used as a molecular biological classification index of microorganisms
It is preferable to select the RNA gene (16S rDNA).

【0015】プライマーは、指標配列の増幅に適したも
のを使用することが重要である。増幅される領域中に指
標配列の全てのコピーが含まれるように、指標配列に応
じたプライマーを設計する。16SrDNAを指標配列
とする場合は、後記実施例で使用する27F、1492
R、907R等のプライマーを利用することが好まし
い。
It is important to use a primer suitable for amplification of the indicator sequence. A primer corresponding to the indicator sequence is designed so that all the copies of the indicator sequence are included in the amplified region. When 16S rDNA is used as an indicator sequence, 27F and 1492 used in Examples described later.
It is preferable to use a primer such as R or 907R.

【0016】(c)得られたPCR産物について、指標
配列が由来する微生物種を定性的に特定するとともに、
指標配列の濃度を定量する。この指標配列を含む微生物
の定性的特定と濃度の定量は、既知の手法を利用して行
うことが可能であり、例えば制限酵素断片多型を利用し
たTRFLP法などを用いることが好ましい。
(C) In the obtained PCR product, the microbial species from which the indicator sequence is derived is qualitatively specified, and
Quantify the concentration of the indicator sequence. The qualitative identification of the microorganism containing the indicator sequence and the quantification of the concentration thereof can be carried out using a known method, and for example, the TRFLP method utilizing restriction enzyme fragment polymorphism is preferably used.

【0017】(d)指標配列の濃度の定量値を、特定さ
れた微生物種のDNAに固有の指標配列のコピー数nに
基づいて評価する。例えば、指標配列の濃度の定量値を
コピー数で除することによって、サンプル中の指標配列
を含む微生物のおおよその量を定量できる。つまり、定
量される指標配列の濃度は、指標配列のコピー数をn、
初発指標配列濃度をS、PCRサイクル数をxとしたと
き、PCRにおける定常状態(プラトー)に達するまで
はS×n×2として表すことができるはずであるか
ら、定量値をコピー数nで除した値は、必ずサンプル中
の微生物のポピュレーションを反映していることにな
る。従って、上記(a)〜(c)までの操作を標準化
し、予めポピュレーションが定量的に解析されている別
のサンプルのデータに基づき検量線を作成しておくこと
によって、未知のサンプルからでも目的微生物を定量す
ることができる。
(D) The quantitative value of the concentration of the index sequence is evaluated based on the copy number n of the index sequence unique to the DNA of the specified microbial species. For example, the approximate amount of the microorganism containing the indicator sequence in the sample can be quantified by dividing the quantitative value of the concentration of the indicator sequence by the copy number. In other words, the concentration of the indicator array to be quantified is the copy number of the indicator array n
When the concentration of the initial indicator sequence is S and the number of PCR cycles is x, it should be possible to express it as S × n × 2 x until the steady state (plateau) in PCR is reached. The divided value will always reflect the population of microorganisms in the sample. Therefore, by standardizing the above operations (a) to (c) and creating a calibration curve based on the data of another sample whose population has been quantitatively analyzed in advance, even an unknown sample can be obtained. The target microorganism can be quantified.

【0018】また、例えばTRFLP法等を利用してサ
ンプル中の複数の微生物種を上記(a)〜(c)の方法
で特定し、電気泳動のバンドの強さとして濃度を定量す
るとともに、その定量結果をコピー数で除することによ
って、ポピュレーションの微生物種を定量的に相対比較
をすることも可能になる。
In addition, a plurality of microbial species in the sample are identified by the methods (a) to (c) using the TRFLP method or the like, and the concentration is quantified as the intensity of the electrophoretic band, and the By dividing the quantification result by the copy number, it becomes possible to quantitatively compare the microbial species in the population.

【0019】指標配列のコピー数nは、全ゲノムが解読
されている微生物については既知であり、データベース
から知ることができる。コピー数が未知の微生物種につ
いては、後記する本発明の推算方法を利用して推定でき
る。その概要を述べると、例えば、上記(a)〜(c)
とは別個の操作として、上記(a)の複合微生物群を含
むサンプルから、指標配列を含むDNAを単離し、この
単離された指標配列を含むDNAを、指標配列と類似す
る類似指標配列を既知の繰返し数mで含む比較微生物か
ら単離されたDNAとともに、同じ条件でPCR法によ
り増幅する。この際、増幅前の指標配列を含む単離DN
A量と類似指標配列を含む単離DNA量との比率を例え
ば1:1に揃えるなど、予め規定しておく。
The copy number n of the index sequence is known for a microorganism whose whole genome has been decoded and can be known from a database. The microbial species whose copy number is unknown can be estimated using the estimation method of the present invention described below. The outline thereof is, for example, (a) to (c) above.
As a separate operation from the above, DNA containing an indicator sequence is isolated from a sample containing the complex microorganism group of the above (a), and the isolated DNA containing the indicator sequence is replaced with a similar indicator sequence similar to the indicator sequence. Amplification is carried out by the PCR method under the same conditions, together with DNA isolated from a comparative microorganism containing a known repeat number m. At this time, isolated DN containing the indicator sequence before amplification
The ratio between the amount of A and the amount of isolated DNA containing the similar index sequence is defined in advance, for example, by making it 1: 1.

【0020】次に、上記操作により得られる、m倍濃度
の類似指標配列の定量値と、指標配列の定量値と比較す
ることにより、増幅前の指標配列を含む単離DNA量と
類似指標配列を含む単離DNA量との比率を考慮した上
で(該比率が1:1の場合はそのまま比較できる)、指
標配列のコピー数を推算することが可能になる。
Next, by comparing the quantitative value of the m-fold concentration of the similar index sequence obtained by the above operation with the quantitative value of the index sequence, the amount of isolated DNA containing the index sequence before amplification and the similar index sequence are compared. It is possible to estimate the copy number of the indicator sequence, taking into consideration the ratio with the amount of isolated DNA containing (in the case where the ratio is 1: 1).

【0021】以上のような本発明の複合微生物群の定量
的解析方法によれば、活性汚泥や土壌などの多種の微生
物が複合的に棲息するサンプルから、16SrDNAな
どの指標を手がかりにして、特定微生物を概算で定量し
たり、ポピュレーションの割合を評価したりできるた
め、単に定性的な結果にとどまらず、定量性を加味した
解析が可能になる。従って、環境中の微生物の定期的な
モニタリング調査などに、有利に利用できる。
According to the method for quantitatively analyzing a complex microbial group of the present invention as described above, it is possible to identify a complex microbial sample such as activated sludge or soil by using an index such as 16SrDNA as a clue. Since microorganisms can be roughly quantified and the proportion of population can be evaluated, not only qualitative results but also quantitative analysis can be performed. Therefore, it can be advantageously used for periodic monitoring surveys of microorganisms in the environment.

【0022】次に、本発明に係るDNA中の標的配列の
繰返し数の推算方法について、説明する。この推算方法
は、上記複合微生物群の定量的解析方法に利用できる方
法であるほか、あらゆるDNA(フラグメント化された
ものも含む)中に、標的配列がどの程度のコピー数で存
在するか、を推算する場合に利用できる。
Next, the method for estimating the number of repeats of the target sequence in DNA according to the present invention will be described. This estimation method is a method that can be used for the quantitative analysis method of the above-mentioned complex microorganism group, and also the copy number of the target sequence is present in all DNA (including fragmented ones). It can be used when estimating.

【0023】本発明の推算方法は、例えば以下の(1)
〜(5)のステップを含む。
The estimation method of the present invention is based on, for example, the following (1)
To (5) are included.

【0024】(1) 繰返し数nで標的配列を含む被験
DNAをPCR法により増幅する。ここで、「標的配
列」は、電気泳動等の手法で検出が可能であれよく、分
子生物学的な機能を持つ配列であるかどうか(例えば、
構造遺伝子であるか否か)は問わない。また、「検出が
可能」とは、標的配列そのものを直接検出する場合に限
らず、例えば、制限酵素により切断した標的配列の断片
を標識に基づき検出するような場合も含まれる。このス
テップでは、増幅に用いるプライマーを、n個の標的配
列をもれなく増幅できるような設計にすることが必要で
ある。
(1) A test DNA containing a target sequence with a repeat number n is amplified by the PCR method. Here, the “target sequence” may be a sequence that can be detected by a technique such as electrophoresis and has a molecular biological function (for example,
It does not matter whether it is a structural gene or not. The term “detectable” is not limited to the case where the target sequence itself is directly detected, but also includes the case where a fragment of the target sequence cleaved by a restriction enzyme is detected based on the label. In this step, it is necessary to design the primers used for amplification so that the n target sequences can be amplified without exception.

【0025】(2) 得られたPCR産物から標的配列
の濃度を定量する。この濃度は標的配列のコピー数が1
である場合(繰返しがない)に比べてn倍になっている
はずである。濃度の定量は、既知の方法、例えば電気泳
動のバンドの強度を常法に従い測定することにより実施
できる。
(2) The concentration of the target sequence is quantified from the obtained PCR product. This concentration is 1 copy of the target sequence
It is supposed to be n times as large as the case (no repetition). The concentration can be quantified by a known method, for example, by measuring the intensity of the electrophoretic band according to a conventional method.

【0026】(3) 標的配列と類似する対照配列を既
知の繰返し数mで含む比較DNAを、上記(1)と同じ
条件でPCR法により増幅する。ここで「標的配列と類
似する対照配列」とは、標的配列と同様の機能を持つ配
列を意味する。例えば、標的配列が微生物の16SrD
NAであれば、異なる微生物種に由来する16SrDN
Aであり、標的配列がヒトのある蛋白質をコードする遺
伝子であれば、同様の機能を持つマウスの蛋白質をコー
ドする遺伝子、のような関係にあることを意味する。こ
の場合、比較DNA中の対照配列の繰返し数mは、既知
であることが必要となる。また、PCRにおける「同じ
条件」とは、使用するプライマーやDNAポリメラー
ゼ、サイクル数、温度など、対照配列の増幅量に関与す
る条件を意味する。ここでは、標的配列と対照配列のそ
れぞれについて、PCR法による増幅前の初発量(分子
数、モル数など)の比を確認しておくことが必要であ
る。初発量は、標的配列や対照配列を含むDNAの全体
のサイズ(例えば、細菌であればゲノムサイズ)から、
算出することができる。なお、DNAの全体のサイズ
は、例えばパルスフィールド電気泳動等の手法で測定で
きる。後述するコピー数の比較を容易にするためには、
初発量を同じに揃えておくことが好ましい。
(3) A comparative DNA containing a control sequence similar to the target sequence at a known repeat number m is amplified by the PCR method under the same conditions as in (1) above. Here, the “control sequence similar to the target sequence” means a sequence having the same function as the target sequence. For example, if the target sequence is microbial 16SrD
If NA, 16SrDN derived from different microbial species
When the target sequence is a gene encoding a certain human protein, it means that the gene has a relationship such as a gene encoding a mouse protein having a similar function. In this case, the repeat number m of the control sequence in the comparison DNA needs to be known. The “same condition” in PCR means conditions related to the amplification amount of the control sequence, such as the primer and DNA polymerase used, the number of cycles, and the temperature. Here, it is necessary to confirm the ratio of the initial amount (number of molecules, number of moles, etc.) before amplification by the PCR method for each of the target sequence and the control sequence. The initial amount is calculated from the total size of DNA including the target sequence and control sequence (for example, genome size in the case of bacteria),
It can be calculated. The total size of DNA can be measured by a technique such as pulse field electrophoresis. To facilitate the copy number comparison described later,
It is preferable that the initial amount is the same.

【0027】(4) 増幅した対照配列の濃度を上記
(2)と同様の方法で定量する。対照配列の定量値は、
対照対象配列のコピー数が1である場合(繰返しがな
い)に比べてm倍になっているはずである。この定量は
上記(2)と同じ方法で行う。
(4) The concentration of the amplified control sequence is quantified by the same method as in (2) above. The quantitative value of the control sequence is
The number of copies of the control target sequence should be m times as compared with the case where the copy number is 1 (no repeat). This quantification is performed by the same method as in (2) above.

【0028】(5) 上記(3)で確認しておいた増幅
前の被験DNA量と比較DNA量との比率を踏まえ、標
的配列の定量値と対照配列の定量値とを比較し、対照配
列の繰返し数m(既知)から、被験DNA中の標的配列
の繰返し数nを推算する。標的配列と対照配列の初発量
を同じに揃えた場合には、標的配列の定量値と対照配列
の定量値の関係(比率)は、コピー数nとmとの比率と
同じはずであるから、標的配列のコピー数nを推算でき
ることになる。
(5) Based on the ratio between the amount of test DNA before amplification and the amount of comparative DNA confirmed in (3) above, the quantitative value of the target sequence and the quantitative value of the control sequence are compared to obtain the control sequence. The number n of repetitions of the target sequence in the test DNA is estimated from the number m of repetitions (known). When the initial amounts of the target sequence and the control sequence are the same, the relationship (ratio) between the quantitative value of the target sequence and the quantitative value of the control sequence should be the same as the ratio between the copy numbers n and m. The copy number n of the target sequence can be estimated.

【0029】上記(3)、(4)の対照配列の増幅と検
出は、PCRの条件や検出方法(好ましくは使用装置な
ども)が同じであれば、標的配列の増幅・検出と同時に
行ってもよく、あるいは時間的・空間的に無関係に実施
することも出来る。すなわち、予め決められた条件の下
で対照配列の増幅と検出を実施しておき、その結果を参
照しながら、標的配列の増幅と検出の結果を評価するこ
とができる。例えば、代表的な数種の微生物の16Sr
DNAについて、特定条件で増幅を行った場合の検出結
果を、PCR回数と検出濃度との関係を表すテーブル
(評価用テーブル)として準備しておくことも可能であ
る。このことより、評価用テーブルと、特定条件で増
幅、検出を行うためのプロトコール、試薬等を備えた、
本発明推算方法を実施するためのキットとすることも可
能である。また、評価用テーブルの代わりに、対照配列
と標的配列の検出(あるいは増幅と検出)を同時に行え
るように、対照配列を保存可能な形で含むコピー数の評
価用PCRキットとして準備することも可能である。
Amplification and detection of the control sequences in (3) and (4) above may be carried out at the same time as amplification and detection of the target sequence, provided that the PCR conditions and the detection method (preferably also the apparatus used) are the same. Alternatively, it can be implemented regardless of time and space. That is, it is possible to carry out amplification and detection of a control sequence under predetermined conditions, and to evaluate the results of amplification and detection of the target sequence with reference to the results. For example, 16Sr of several typical microorganisms
It is also possible to prepare a detection result obtained when the DNA is amplified under specific conditions as a table (evaluation table) showing the relationship between the number of PCRs and the detected concentration. From this, an evaluation table, a protocol for performing amplification and detection under specific conditions, a reagent, etc. are provided,
It can be a kit for carrying out the estimation method of the present invention. Also, instead of the evaluation table, it is possible to prepare a PCR kit for evaluation of the copy number, which contains the control sequence in a storable form so that the control sequence and the target sequence can be detected (or amplified and detected) at the same time. Is.

【0030】[0030]

【実施例】次に、実施例により、本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに制約されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the invention.

【0031】実施例1 (I) バクテリアの16SrDNAを標的配列として
PCR産物を得るためのフォワードプライマー[27
F:5'−agagtttgatcmtggctca
g:mはaまたはc(配列番号1)]とリバースプライ
マー[1492R:5'−acggytaccttgt
tacgactt:yはtまたはc(配列番号2)]各
4pmol溶液を2.5μlと、Taq PCR Mas
ter Kit(QIAGEN社製)をプロトコールに
従って調整した。鋳型となるDNAは、5×10個/
μlとなるように予め希釈しておき、1μlを使用し
た。PCR法による増幅には、パーキンエルマー社製の
Gene Amp 9700を使用し、94℃−1分、5
0℃−1分、72℃−1分30秒を22サイクルまで行
った。
Example 1 (I) Forward primer [27] for obtaining a PCR product using bacterial 16S rDNA as a target sequence
F: 5'-agagttttgatcmtggctca
g: m is a or c (SEQ ID NO: 1)] and a reverse primer [1492R: 5'-acggytacctgtgt.
tacgactt: y is t or c (SEQ ID NO: 2)] 2.5 μl of each 4 pmol solution and Taq PCR Mas
The ter Kit (manufactured by QIAGEN) was adjusted according to the protocol. The template DNA is 5 × 10 5 pieces /
Prediluted to give a volume of 1 μl and used 1 μl. Gene Amp 9700 manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd. was used for amplification by the PCR method at 94 ° C. for 1 minute, 5 minutes.
Up to 22 cycles of 0 ° C.-1 minute and 72 ° C.-1 minute 30 seconds were performed.

【0032】鋳型に使用するDNAは、バチルス・ズブ
チリス(Bacillus subtilis) ATCC6633株およ
びシュードモナス・エルギノーサ(Pseudomonas aerugi
nosa) JCM4090株由来のものを使用した。これ
らのDNAは、予めQIAGEN Dneasy Tis
sue Kit(QIAGEN社製)のプロトコールに
従ってDNA抽出を行い、その濃度をGene Spe
c III(日立製作所製)で測定しておいた。
The DNA used as the template is Bacillus subtilis ATCC6633 strain and Pseudomonas aerugi.
nosa) The one derived from the JCM4090 strain was used. These DNAs were previously prepared by QIAGEN Dneasy Tis.
DNA extraction was performed according to the protocol of sue Kit (manufactured by QIAGEN), and the concentration was determined to be Gene Spe.
It was measured with c III (manufactured by Hitachi Ltd.).

【0033】この2種類のバクテリアのゲノムサイズ
は、バチルス・ズブチリスが4.21k base pa
irおよびシュードモナス・エルギノーサが6.3k
base pairである。この数値から、抽出DNA
のモル数が算出できる。すなわち、バチルス・ズブチリ
スの抽出DNAは、34.26ng/μl濃度のとき、
1.2525×10−17mol/μlで、7.54×
10個/μlである。また、シュードモナス・エルギ
ノーサの抽出DNAは、49.38ng/μl濃度のと
き、1.289×10−17mol/μlで、7.54
×10個/μlである。
The genome sizes of these two types of bacteria are 4.21 k base pa for Bacillus subtilis.
ir and Pseudomonas aeruginosa are 6.3k
It is a base pair. From this number, extract DNA
The number of moles of can be calculated. That is, the extracted DNA of Bacillus subtilis has a concentration of 34.26 ng / μl,
1.2525 × 10 −17 mol / μl, 7.54 ×
10 6 cells / μl. The extracted DNA of Pseudomonas aeruginosa was 1.289 × 10 −17 mol / μl at a concentration of 49.38 ng / μl and 7.54.
× 10 6 cells / μl.

【0034】このように鋳型となるDNA濃度をゲノム
数が同じになるように調整してから、PCR回数を変え
てPCR法による増幅を行った。その結果を図1に示
す。PCR産物量はサイクル数を増やすごとに増加し
た。16SrDNAの場合、バチルス・ズブチリスは1
0個、シュードモナス・エルギノーサは4個が、それぞ
れゲノム上に存在することが判っている。20回PCR
を行った時点でのPCR産物濃度は、シュードモナス・
エルギノーサで1.5ng/μl、バチルス・ズブチリ
スで3.2ng/μlであり、PCR産物の量は上記コ
ピー数にほぼ比例することが確認された。
As described above, the concentration of the DNA serving as the template was adjusted so that the number of genomes was the same, and then the number of PCRs was changed to perform amplification by the PCR method. The result is shown in FIG. The amount of PCR product increased as the number of cycles increased. In the case of 16S rDNA, Bacillus subtilis has 1
It is known that 0 and 4 of Pseudomonas aeruginosa exist on the genome. 20 times PCR
The PCR product concentration at the time of performing
The amount of PCR product was confirmed to be almost proportional to the above copy number, with 1.5 ng / μl for Aeruginosa and 3.2 ng / μl for Bacillus subtilis.

【0035】(II) 上記と同様に増幅して得られるPC
R産物で、プライマー27Fの5’末端をテキサス・レ
ッド(Texas Red)で蛍光標識したプライマー
を用いたものについて、Hhal Iによる制限酵素処
理を行い、PCR産物を断片化した後、日立SQ550
0DNAシーケンサーにてフラグメント解析を行った。
プライマーとして27Fを用いたTRFLP法によるフ
ラグメント解析では、バチルス・ズブチリスは、240
base付近に、シュードモナス・エルギノーサは、
154 base付近に、それぞれフラググメントを示
すことが知られている。このフラグメント解析の結果、
両フラグメントの面積占有率(%)は、バチルス・ズブ
チリスが約70%、シュードモナス・エルギノーサが約
30%であり、フラグメントの面積比は2.3:1とな
り、ほぼコピー数に比例する結果が得られた。以上
(I)、(II)の結果から、複合微生物のPCR産物を用い
た分析において、定量的な解析が可能であることが示さ
れた。
(II) PC obtained by amplification in the same manner as above
Regarding the R product, a primer in which the 5'end of the primer 27F was fluorescently labeled with Texas Red was used, subjected to restriction enzyme treatment with Hhal I to fragment the PCR product, and then the Hitachi SQ550
Fragment analysis was performed with a 0 DNA sequencer.
In the fragment analysis by the TRFLP method using 27F as a primer, Bacillus subtilis showed 240
Near base, Pseudomonas aeruginosa
It is known to show fragmentation near 154 bases. As a result of this fragment analysis,
The area occupancy (%) of both fragments was about 70% for Bacillus subtilis and about 30% for Pseudomonas aeruginosa, and the area ratio of the fragments was 2.3: 1, which is almost proportional to the copy number. Was given. that's all
From the results of (I) and (II), it was shown that quantitative analysis is possible in the analysis using the PCR product of the complex microorganism.

【0036】実施例2 表1に示すバクテリアについて、所定の培養液で培養を
行い、QIAGENDneasy Tissue Kit
(QIAGEN社製)のプロトコールに従ってDNA抽
出を行い、その濃度をGene Spec III(日立製
作所製)で測定した。この濃度も併せて表1に示す。
Example 2 The bacteria shown in Table 1 were cultivated in a predetermined culture solution to obtain the QIAGENDneasy Tissue Kit.
DNA extraction was performed according to the protocol (manufactured by QIAGEN), and the concentration was measured by Gene Spec III (manufactured by Hitachi, Ltd.). This concentration is also shown in Table 1.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】A〜Dの各バクテリアのゲノムサイズか
ら、DNA溶液のモル濃度を算出した上で、それぞれ5
×10個/μlの濃度となるように希釈した。実施例
1と同様に、このDNA溶液を鋳型としてPCR法によ
る増幅を13サイクルから25サイクルまで行って、得
られるPCR産物の濃度をマイクロチップ型電気泳動装
置 Agilent 2100 バイオアナライザ(Ag
ilent Technologies社製)で測定し
た。15サイクル目の各濃度の結果を図2に示した。
From the genome sizes of the bacteria A to D, the molar concentration of the DNA solution was calculated, and then 5
Diluted to a concentration of × 10 5 cells / μl. Amplification by the PCR method was performed from 13 cycles to 25 cycles using this DNA solution as a template in the same manner as in Example 1, and the concentration of the resulting PCR product was determined by a microchip electrophoresis apparatus Agilent 2100 Bioanalyzer (Ag.
ilent Technologies). The results of each concentration at the 15th cycle are shown in FIG.

【0039】また、各PCRの結果について、各バクテ
リア固有のコピー数で除してプロットし、近似値曲線を
求めたところ、ほぼ一致した曲線が得られた。その結果
を図3に示す。この結果から、コピー数とPCR産物量
には、一定の相関関係があることが示された。
Further, the results of each PCR were divided by the copy number peculiar to each bacterium and plotted, and an approximate value curve was obtained. As a result, almost coincident curves were obtained. The result is shown in FIG. From this result, it was shown that there is a certain correlation between the copy number and the amount of PCR product.

【0040】実施例3 表2に示す3種のバクテリアのDNAについて、実施例
2と同様の方法でDNA濃度(個数)が等しくなるよう
に調整したものを等量づつ混合した。これらの混合DN
Aを鋳型として、テキサスレッドで5’末端を修飾した
フォワードプライマー27F[27F:5'−agag
tttgatcmtggctcag:mはaまたはc
(配列番号1)]と、リバースプライマー907R
[5’−ccgtcaattcatttgagttt−
3’(配列番号3)]を用い、温度条件を95℃−1
分、47℃−1分、72℃−1.5分でPCRを15回
行って得られたPCR産物を、QIAGEN Purificat
ion Kit(QIAGEN社製)にて共雑物を除去して回
収した。このPCR産物をHha Iで切断して得られ
るフラグメントについて、シークエンサー用蛍光イメー
ジアナライザー(HITACHI SQ5500:日立製作所製)を
使用して電気泳動を行い、テキサスレッドで修飾された
フラグメントの位置およびそのバンドの強度を測定し
た。その結果を併せて表2に示す。
Example 3 The DNAs of the three types of bacteria shown in Table 2 were adjusted in the same manner as in Example 2 so that the DNA concentrations (numbers) were equal, and mixed in equal amounts. Mixed DN of these
Forward primer 27F [27F: 5'-agag] with 5'end modified with Texas red using A as a template
tttgatcmtggctcag: m is a or c
(SEQ ID NO: 1)] and reverse primer 907R
[5'-ccgtcaattcattttgagttt-
3 ′ (SEQ ID NO: 3)] and the temperature condition is 95 ° C.−1.
PCR at 15 minutes, 47 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 1.5 minutes was performed, and the resulting PCR product was used as QIAGEN Purificat.
The contaminants were removed with an ion Kit (manufactured by QIAGEN) and collected. The fragment obtained by cleaving this PCR product with Hha I was subjected to electrophoresis using a fluorescent image analyzer for sequencer (HITACHI SQ5500: manufactured by Hitachi, Ltd.) to determine the position of the fragment modified with Texas Red and its band. The strength was measured. The results are also shown in Table 2.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】この結果から、各微生物由来のPCR産物
のフラグメントの強度の比は、16SrDNAのコピー
数に相当することが示された。
From this result, it was shown that the ratio of the intensities of the PCR product fragments derived from each microorganism corresponds to the copy number of 16S rDNA.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明に係る複合微生物群の解析方法に
よれば、複合微生物群を含むサンプルについて、指標配
列の濃度の定量値を、微生物種のDNAに固有の指標配
列の繰返し数nに基づいて評価することにより、分子生
物学的手法を用いて指標配列のコピー数nを加味した定
量的な解析が迅速に行える。また、定量PCR法と異な
り、使用設備は汎用のもので実施できるため、経済的に
も有利である。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for analyzing a complex microorganism group according to the present invention, the quantitative value of the concentration of the indicator sequence in the sample containing the complex microorganism group is set to the repetition number n of the indicator sequence peculiar to the DNA of the microbial species. Based on the evaluation, a quantitative analysis considering the copy number n of the indicator sequence can be rapidly performed using a molecular biology method. Further, unlike the quantitative PCR method, since the equipment used can be general-purpose equipment, it is economically advantageous.

【0044】また、本発明に係る標的配列の繰返し数の
推算方法の発明は、標的配列の繰り返し数が未知のDN
Aから、分子生物学的実験手法により簡易かつ迅速にコ
ピー数を推算できるので、上記複合微生物の定量的解析
だけでなく、医学、生物学など広範な分野で利用できる
ものである。
Further, the invention of the method for estimating the number of repeats of a target sequence according to the present invention is a DN in which the number of repeats of a target sequence is unknown.
Since the copy number can be easily and quickly estimated from A by a molecular biological experiment method, it can be used not only in the quantitative analysis of the complex microorganism but also in a wide range of fields such as medicine and biology.

【0045】[配列表フリーテキスト] 配列番号1 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマ
ー。 配列番号2 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマ
ー。 配列番号3 PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマ
ー。
[Sequence Listing Free Text] SEQ ID NO: 1 An oligonucleotide primer designed for PCR. SEQ ID NO: 2 Oligonucleotide primer designed for PCR. SEQ ID NO: 3 Oligonucleotide primer designed for PCR.

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> MITSUI ENGINEERRING & SHIPBUILDING CO., LTD. <120> Quantitative Analysis of Micropopulation <130> P97221 <140> <141> <160> 3 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:Designed oligonucleotide primer for PCR <400> 1 agagtttgat cmtggctcag 20 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Designed oligonucleotide primer for PCR <400> 2 tacggytacc ttgttacgac tt 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Designed oligonucleotide primer for PCR <400> 3 ccgtcaattc atttgagttt 20[Sequence list]                                SEQUENCE LISTING        <110> MITSUI ENGINEERRING & SHIPBUILDING CO., LTD. <120> Quantitative Analysis of Micropopulation <130> P97221 <140> <141> <160> 3 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Designed       oligonucleotide primer for PCR <400> 1 agagtttgat cmtggctcag 20    <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Designed       oligonucleotide primer for PCR <400> 2 tacggytacc ttgttacgac tt 22    <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Designed       oligonucleotide primer for PCR <400> 3 ccgtcaattc atttgagttt 20

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

【図1】PCR回数とPCR産物量の関係を示すグラフ
図面。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the number of PCRs and the amount of PCR products.

【図2】PCRサイクル15回目における各PCR産物
の濃度を示すグラフ図面であり、中央のピークはPCR
産物の濃度を示し、両側のピークは内部標準を示す。
FIG. 2 is a graph showing the concentration of each PCR product at the 15th PCR cycle, in which the central peak is PCR.
The product concentration is shown, and the peaks on both sides show the internal standard.

【図3】PCR回数とコピー数当たりのPCR産物量と
の関係を示すグラフ図面であり、Aはバチルス・ズブチ
リス、Bは、スタフィロコッカス・オーレウス、Cはス
トレプトコッカス・ピオゲネス、Dはシュードモナス・
エルギノーサ由来のDNAである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of PCRs and the amount of PCR products per copy number, where A is Bacillus subtilis, B is Staphylococcus aureus, C is Streptococcus pyogenes, and D is Pseudomonas.
DNA derived from aeruginosa.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複合微生物群を含むサンプルから採取し
た混合状態のDNAを元に、PCR法で指標配列の増幅
を行い、 得られたPCR産物について、前記指標配列が由来する
微生物種を定性的に特定するとともに、前記指標配列の
濃度を定量し、 該指標配列の濃度の定量値を、前記特定された微生物種
のDNAに固有の指標配列の繰返し数nに基づいて評価
することを特徴とする、複合微生物群の定量的解析方
法。
1. A marker sequence is amplified by the PCR method based on mixed DNA collected from a sample containing a complex microbial group, and the obtained PCR product is qualitatively the microbial species from which the marker sequence is derived. In addition, the concentration of the indicator sequence is quantified, and the quantitative value of the concentration of the indicator sequence is evaluated based on the repeat number n of the indicator sequence unique to the DNA of the identified microbial species. A method for quantitative analysis of complex microbial community.
【請求項2】 請求項1において、前記指標配列の繰返
し数nは、前記サンプルから、別途前記指標配列を含む
DNAを単離し、 該単離された指標配列を含むDNAを、比較微生物から
単離された、前記指標配列と類似する類似指標配列を既
知の繰返し数mで含むDNAとともに、同じ条件でPC
R法により増幅した場合におけるm倍濃度の類似指標配
列の定量値と比較し、 増幅前の指標配列を含む単離DNA量と類似指標配列を
含む単離DNA量との比率を踏まえ、前記類似指標配列
の繰返し数mと比較することによって推算されたもので
あることを特徴とする、複合微生物群の定量的解析方
法。
2. The repeat number n of the indicator sequence according to claim 1, wherein the DNA containing the indicator sequence is isolated from the sample, and the isolated DNA containing the indicator sequence is isolated from a comparative microorganism. PC under the same conditions together with the separated DNA containing a similar index sequence similar to the above index sequence with a known repeat number m
Compared to the quantitative value of the m-fold concentration of the similar indicator sequence in the case of amplification by the R method, the above similarity based on the ratio between the amount of isolated DNA containing the indicator sequence before amplification and the amount of isolated DNA containing the similar indicator sequence. A quantitative analysis method of a complex microorganism group, which is estimated by comparing with the number of repetitions m of the index sequence.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
指標配列が、16SrRNAに対応するDNAの塩基配
列であることを特徴とする、複合微生物群の定量的解析
方法。
3. The method for quantitative analysis of a complex microbial group according to claim 1 or 2, wherein the indicator sequence is a nucleotide sequence of DNA corresponding to 16SrRNA.
【請求項4】 あるDNA中の標的配列の繰返し数nを
推算する方法であって、 前記繰返し数nで標的配列を含む被験DNAをPCR法
により増幅し、得られたPCR産物からn倍濃度の標的
配列を定量し、 前記標的配列と類似する対照配列を既知の繰返し数mで
含む比較DNAを、同じ条件でPCR法により増幅した
場合におけるm倍濃度の対照配列の定量値と比較し、 増幅前の被験DNA量と比較DNA量との比率を踏ま
え、対照配列の繰返し数mと比較することによって、被
験DNA中の標的配列の繰返し数nを推算することを特
徴とする、DNA中の標的配列の繰返し数の推算方法。
4. A method for estimating the number of repetitions n of a target sequence in a certain DNA, wherein a test DNA containing the target sequence at the number of repetitions n is amplified by PCR, and the resulting PCR product is n-fold concentrated. Of the target sequence, and a comparative DNA containing a control sequence similar to the target sequence at a known repeat number m was compared with the quantitative value of the m-fold concentration of the control sequence when amplified by the PCR method under the same conditions, Based on the ratio between the amount of test DNA before amplification and the amount of comparative DNA, the number of repeats n of the target sequence in the test DNA is estimated by comparing with the number of repeats m of the control sequence. A method for estimating the number of repeats of a target sequence.
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US10174386B2 (en) 2005-01-31 2019-01-08 Kabushiki Kaisha Yakult Honsha Method of quantitatively analyzing microorganism targeting rRNA

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