JP2003509036A - 定差圧限外濾過による配列決定反応物の浄化方法 - Google Patents
定差圧限外濾過による配列決定反応物の浄化方法Info
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Abstract
Description
配列決定反応物を精製する方法に関するものである。
る標準的手順となりつつあり、必要とする物質は、着実に、ますます少量となっ
ている。限外濾過方法は、過去においては、遠心力に依存して、液体成分を限外
濾過膜を通して濾過した。しかしながら、必要とされる物質の量がだんだん少量
になるにつれて、遠心分離法は、特に、自動化に貢献しないので、もはや現在の
需要に適合しない。
のモデルABI377及びABI3700、Amersham Pharmacia BiotechのMe
gaBACE1000及びBeckmanのCEQ2000上で行う自動化蛍光シーケ
ンシング(AFS)による分析の前に精製しなければならない。後者の3つの高ス
ループットキャピラリー電気泳動用装置の導入は、試料純度と操作要件に新たな
要求をもたらした。
A配列の全部又は幾らかの決定を妨害するので必要とされる。これらの邪魔する
汚染物質の正体は、部分的に、配列決定用生成物を蛍光検出のために標識するの
に用いられる配列決定用化学(例えば、染料プライマー又は染料ターミネーター
化学)、及び標識された配列決定用生成物の電気泳動的分離に用いられるDNA
配列決定用装置の型(例えば、スラブ型ポリアクリルアミドゲル電気泳動又はキ
ャピラリー電気泳動)によって決まる。
用生成物の更なる重合を阻止する蛍光標識されたジデオキシヌクレオチド三リン
酸(ddNTP)である。プライマー、テンプレート、DNAポリメラーゼ、dN
TP緩衝液、塩及び染料ターミネーターは、約10〜1200ヌクレオチド長に
及ぶ配列決定用生成物の生成を与えるのに十分な濃度で配列決定用反応に添加す
る。染料ターミネーターは、DNAポリメラーゼの天然の基質ではないので、そ
れらの重合中の配列決定用生成物中への取り込みを確実にするには、天然のdN
TP基質に比べて高濃度を与えなければならない。この効率の悪い取り込みの結
果は、反応が完結した後において、多量の取り込まれない染料ターミネーターが
以前として存在することである。取り込まれない染料ターミネーターは、電気泳
動中、短い配列決定用生成物と共に移動して、配列分析を邪魔する様々なアーテ
ィファクトを生じる。
除去する最も一般的な方法は、アルコール沈殿(典型的には、エタノールを使用)
及びゲル濾過である。しかしながら、塩は、キャピラリー配列決定用装置上への
動電学的注入について、配列決定用生成物と競争し、やはり除去しなければなら
ない。配列決定用生成物の動電学的注入の効率は、塩濃度と反比例するので、エ
タノール沈殿は、キャピラリー電気泳動前に試料を調製するための方法としての
その有用性を減じる乏しい塩除去能力を有する。それ故、これらの塩を除去する
目的のために、アルコール沈殿は、試料調製のための不十分で変化しやすい方法
である。ゲル濾過は、塩を除去するためのアルコール沈殿より適した方法である
が、ゲル濾過とアルコール沈殿の両者は、遠心分離に基づく方法であり、記した
ように、これは自動化するのが困難である。遠心分離法は、しばしば、旧式のス
ラブゲル配列決定用装置で実施する低スループットのDNA配列決定には十分な
ものであるが、ゲノム産業は、DNA配列決定を、遠心分離による試料調製法が
もはや実際的でなく又は十分に強力でない点にまで大規模化しつつある。猛烈な
競争と新規な高スループットのキャピラリーDNA配列決定装置にあおられて、
ゲノム産業は、新しい試料純度、自動化許容性及び高スループットを求めている
。しかしながら、かかる自動化可能な方法(塩及び染料ターミネーターを除去す
ることのできるもの)は、現在、利用可能でない。
気泳動)により又は質量分析により分析することができる。例えば、単一ヌクレ
オチド多形(SNP)は、集団内の個体を遺伝的に区別し、それ故、同義遺伝子の
相互作用により引き起こされる病気のマーカーとして機能しうる単一塩基の差異
である。プライマー伸長反応の差次的停止は、SNP検出のための一般的に用い
られる方法であり、それにより、ジデオキシヌクレオチド類似体が配列変異部位
に取り込まれる。プライマー伸長反応物は、中間の長さのジデオキシ停止された
配列決定用ラダーを生成するために用いられる配列決定反応と同じ多くの成分を
含む。それ故、同じ汚染物質を同様に分析前に除去しなければならない。これら
の汚染物質は、塩及びジデオキシターミネーターを含みうる(これらの両者は、
限外濾過膜を通過するが、プライマー伸長生成物は通過しない)。
イを提供することは、この発明の第一の目的である。
供することは、この発明の更なる目的である。
の発明の更なる目的である。
る。
する自動化方法を提供することは、この発明の更なる目的である。
除去する方法を提供することは、この発明の更なる目的である。
反応物の浄化方法を開発する努力の結果である。塩及び染料ターミネーターなど
の不純物の分離は、一般的な実験室の装置を用いて真空によって駆動することが
でき、従って、自動化しやすい。歴史的には、遠心分離装置中の限外濾過膜を用
いて、低分子量の汚染物が一層高分子量の溶質から除去されたが、分画は、時間
を浪費して非効率的でありうる。記したように、DNA配列決定反応物の浄化は
、要求の厳しい分離であり、有用なデータを生じるために、組み込まれなかった
蛍光標識及び塩を、ポリメラーゼ伸長生成物から除去しなければならない。十分
な純度を生じ得ない遠心分離式の限外濾過と異なり、この発明の方法では、定差
圧限外濾過を用いて、この臨界的分離を達成する。定差圧限外濾過は、膜及び操
作条件を注意深く制御すれば、高度に純粋な結果を与える。限外濾過膜を用いて
、配列決定用生成物を保持し、組み込まれなかった蛍光標識及び塩類は、定差圧
限外濾過中に該膜を通過する。
定反応生成物の回収率を容易に自動化される形式で与える。この方法で用いる真
空ベースの又は陽圧ベースのマニホールドは、遠心分離式の限外濾過よりも自動
化するのが一層容易である。やはり、精製された配列決定反応物への完全なトッ
プアクセス(濾液収集能力は必要ない)も、限外濾過膜表面からの直接的な動電学
的注入を可能にし、それにより、試料の処理を単純化して他の消耗品の必要性を
減じる。この配列決定反応物を処理するための新規なプロトコールの開発は又、
DNA配列で得たの分析を邪魔するアーティファクトをも排除する。
応物の浄化のための好適な方法は、配列決定反応生成物の規定量を用意し;少な
くとも一つの面を有する少なくとも一の限外濾過膜を用意し;配列決定反応生成
物を限外濾過膜表面に移し;そして第一の定差圧を限外濾過膜に、実質的に汚染
物を含まない配列決定反応物を生成しうる力で加えるステップを含む。この方法
の目的のために、用語「生成物」は、粗試料から部分精製された試料までの変化
する純度の試料を含んでよく、液体及び/又は固体を含んでよい。やはり、用語
「配列決定反応」も又、ジデオキシヌクレオチド又は修飾されたジデオキシヌク
レオチドで終端した核酸を生成する任意のポリメラーゼ伸長反応を含むことがで
きる。例えば、用語「配列決定反応」は、プライマー伸長反応を含むことができ
る。この発明の方法は、配列決定反応物の濃縮及び精製の過程の任意の時点で(
例えば、テンプレートを含む粗試料を用いる開始時点で、又は精製プロセスの終
わりに向けて、最終精製ステップとして)用いることができる。この限外濾過膜
は、約1000〜30,000ダルトンの分子量を有してよく、好ましくは、約
3,000〜15,000ダルトンの分子量カットオフを有する。除去すべき汚
染物が塩及び/又は染料ターミネーターを含む場合には、第一の定差圧を限外濾
過膜に加えるステップは、好ましくは、実質的に塩類及び/又は染料ターミネー
ターを含まない配列決定反応生成物を生成することのできる力を加えることを含
む。
懸濁させるステップを含むことができる。ある量の配列決定反応生成物を規定容
積の溶剤に懸濁させるステップは、10〜15%のホルムアミド、0.5mM以
下のEDTA及びMilli−Q水を含む(但し、これらに限らない)少なくとも
一種の溶剤を配列決定反応物に加えることを含んでよい。更に、定差圧を限外濾
過膜に加えるステップは、約5〜28インチ水銀の真空を適用することを含んで
よく、その場合、この方法は、更に、この汚染物を実質的に含まない配列決定反
応生成物を第2の溶剤で洗浄して;第2の定差圧を限外濾過膜に適用するステッ
プを含むことができ、ここに、第2の定差圧も約5〜28インチ水銀の力で加え
ることができる。この第2の溶剤は、好ましくは、ホルムアミド、蒸留水及び/
又はEDTAを含む。
の溶剤で洗浄し;第3の定差圧を限外濾過膜に適用するステップを含むこともで
き、ここに、この第3の溶剤は、Milli−Q水、ホルムアミド又はEDTA
を含むことができる。この第3の定差圧真空は、好ましくは、約5〜28インチ
水銀の力で加える。
物を実質的に含まない配列決定反応生成物を回収するステップを含むことができ
る。加えて、限外濾過膜は、一般に、上流及び下流面を有し、懸濁された配列決
定反応生成物が上流面に移されて、そこから回収される。この配列決定反応生成
物は、実質的に汚染物を含まず、この膜の保持物表面から、ピペット操作、拡散
、攪拌及び動電学的輸送を含む(これらに限られない)幾つかの方法によって回収
することができる。約5インチ水銀の真空力を、回収ステップ中に加えて、膜下
部構造からの汚染物の保持された物質への逆行を防止することができる。
この方法は、次のステップの少なくとも一つを含むこともできる:該配列決定反
応生成物を、該生成物由来の任意のナトリウムイオンを置換することのできる少
なくとも一種の塩で洗い;該汚染物の少なくとも一種を実質的に含まない該配列
決定反応生成物を結晶化可能なマトリクス中に再懸濁し;該汚染物の少なくとも
一種を実質的に含まない該配列決定反応生成物を、キャピラリー電気泳動による
分析のために、水、EDTA又はホルムアミド中に再懸濁し;又は、該汚染物の
少なくとも一種を実質的に含まない該配列決定反応生成物を、質量分析による分
析のために、少なくとも一種の揮発性溶剤に再懸濁させる。
を含む(それらに限定されない)ジデオキシヌクレオチド又は修飾ジデオキシヌク
レオチドで終端している核酸を生成する任意のポリメラーゼ伸長反応を含むこと
ができる。
化のための、この発明の他の好適な方法は、ある量の配列決定反応生成物を用意
し;該量の配列決定反応生成物をホルムアミド、EDTA及び/又はMilli
−Q水を含む少なくとも一種の溶剤に懸濁させ;少なくとも一の表面を有する少
なくとも一の限外濾過膜を用意し;該懸濁させた配列決定反応生成物を該限外濾
過膜の該表面に移し;そして第一の定差圧を該限外濾過膜に約5〜28インチ水
銀の力で加えて該汚染物を実質的に含まない該配列決定反応生成物を生成するス
テップを含む。
の溶剤で洗い;そして、第2の定差圧を、該限外濾過膜に、約5〜28インチ水
銀の力で加えるステップを含むことができ;該第2の溶剤は、好ましくは、ホル
ムアミド、EDTA及び/又はMilli−Q水を含む。尚更に、この方法は、
該汚染物を実質的に含まない該配列決定反応生成物を第三の溶剤で洗い;そして
、第三の定差圧を、該限外濾過膜に加えるステップを含むことができ;該汚染物
は、少なくとも一種の塩及び少なくとも一種の染料ターミネーターを含むことが
でき、該第一の定差圧を該限外濾過膜に加えるステップは、該塩及び該染料ター
ミネーターを実質的に含まない該配列決定反応生成物を生成することのできる力
を加えることを含む。
可能なマトリクス中に、水、ホルムアミド、EDTA中で又は少なくとも一種の
揮発性溶剤中で再懸濁させることができる。
ば塩類及び/又は染料ターミネーターを最終配列決定反応生成物から除去して、
自動化蛍光配列決定装置例えばPerkin Elmer社、Amersham Pharmacia Biotech社
及びBeckman社の高スループットのキャピラリー電気泳動装置を用いて分析する
ことのできる精製されたDNA配列決定用生成物を生成する。図1は、ここに開
示した約10,000ダルトンの分子量カットオフを有する限外濾過膜を用いる
この発明の方法により精製した配列決定用反応生成物試料の、かかるキャピラリ
ー電気泳動装置に由来する電気泳動図の例である。
の方法の利用に適した殆どの適用について十分な期間にわたって維持することが
できる。この方法は、低容量の出発材料を、遠心分離よりかなり短い時間内に分
離することを可能にする。加えて、定差圧に駆動される限外濾過は、非極性溶質
につき経時的に起きる、遠心分離式の限外濾過に関連した流束減衰を受けない。
故に、定差圧駆動式の限外濾過は、遠心分離式の限外濾過よりもずっと高い濃縮
係数を達成することを可能にする。加えて、たとえ濃縮タンパク質などの非極性
溶質について定差圧駆動式の限外濾過を用いて流束減衰が観察できても、定差圧
駆動式の限外濾過は、遠心分離式の限外濾過よりも殆どの状況において一層速い
。定差圧駆動式限外濾過の工程は、低分子量汚染物を除去するのに遠心分離を用
いた場合にしばしば必要となる時間浪費的な反復希釈及び濾過の必要性を減じ又
は排除する。
の低下のために経時的に圧力が減少する遠心分離法と異なり、定差圧法において
は、液体に作用する圧力は、濾過サイクル中一定に維持されうる。加えて、圧力
は、それが作用する液体のヘッド高さに依存しないので、濾過プロセスを完了さ
せるために経時的に増加させることさえできる。所望であれば、経時的に減圧す
ることも、この定義内にある。しかしながら、遠心分離と異なって、定差圧は、
かかる減圧を、液体のヘッド高さに無関係に制御することを可能にし、従って、
流束減衰を減じ又は排除する。
トオフ(即ち、特定の膜を通過することのできる最大寸法の分子)によって評価さ
れる(精密濾過膜と同様)。本発明の方法においては、分子量カットオフは、この
方法を用いる精製プロセス中の時点によって、約100ダルトン(100Da)か
ら500キロダルトン(500kD)に及びうる。限外濾過膜は、ポリアミド、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、セルロース誘導体
、再生セルロース及びポリビニリデンフルオリドを含む(これらに限らない)様々
な材料から作ることができる。それらは、非対照的デザインが好ましいが、対照
的であっても非対照的であってもよい。
濾過を用いて濾過された生物学的材料を効果的に精製することができる。この方
法は、一般に、完了した配列決定反応生成物をホルムアミド、水及び/又はED
TA中に懸濁させ;その懸濁液を、約1000〜30,000ダルトンの分子量
カットオフを有する限外濾過プレートに移し;そしてそのプレートを、最初、約
25インチ水銀の真空で定差圧にかける。この発明の目的につき、用語「配列決
定反応」は、ジデオキシヌクレオチド又は修飾ジデオキシヌクレオチドで終端し
ている核酸を生成する任意のポリメラーゼ伸長反応を含む。かかる修飾ジデオキ
シヌクレオチドの例には、放射性同位元素、蛍光部分又はマスタグ、又は伸長停
止させるジデオキシヌクレオチドの同定及び/又は検出を助成する任意の他の修
飾により修飾されたものが含まれる。特に、例えば、用語「配列決定反応」は、
決定力のない長さのジデオキシ停止された「シーケンシングラダー」を生成する
ために利用されるサンガー型のDNA配列決定反応、及び遺伝子型別プライマー
の一塩基乃至数塩基下流の位置で意図的にジデオキシ停止されるポリメラーゼ伸
長を包含する。もし単一ヌクレオチド多形(SNP)をアッセイするために後者の
方法を用いたならば、4種類のデオキシヌクレオチド(天然のポリメラーゼの基
質)の少なくとも一種が、配列反応から省かれる。これは、決定力のある長さと
予想可能な分子量の配列決定用生成物を生成して、質量(MALDI−Tof質
量分析)又は電気泳動移動度(電気泳動)の重複する断片の生成を伴わない遺伝子
型別プライマーの多重化を可能にするように働く。
アンモニウムを用いて、配列決定反応生成物に由来するナトリウムイオンを、質
量分析の前に、洗い又は置換することができる。この配列決定反応生成物は、好
ましくは、質量分析前に、幾つかの別の手段を用いて再懸濁させる(この生成物
を直接結晶化に適したマトリクスに再懸濁させること;限外濾過膜からの生成物
をMALDIターゲット上にスポットする前に水中に再懸濁させ、そのスポット
を乾燥させ、そしてそのスポットを適当なマトリクスと重ねること;又は限外濾
過膜からの生成物をMALDIターゲット上にスポットする前に揮発性溶剤に再
懸濁させることが含まれるが、これらに限らない)。
膜を通して、実質的に一定で且つ効率的な速度で濾過するのに十分な力で適用す
る。適用される力のレベルは、濾過すべき物質の量、膜の分子量カットオフ、膜
の活性な濾過領域、所望の濾過速度及び物質の分極のレベルを含む幾つかの因子
に依存する。配列決定反応生成物について、下記の膜パラメーター及び操作条件
が最高純度を達成し且つ自動化しうるということが見出されている。
完了した配列決定反応生成物に10〜15% ホルムアミド、≦0.5mM ED
TA及びMilli−Q水を加える。しかし、この発明の方法は、溶剤としては
必ずしもホルムアミド、水又はEDTAには限られないということに注意された
い。同様の正の効果を有する、当業者に公知の、他の適当な溶剤を利用すること
ができる。
O)を有する384ウェル限外濾過プレートに移す。この限外濾過膜は、好まし
くは、約3〜30kDの、一層好ましくは約3〜15kDのMWCOを有する。
この384限外濾過プレートを、次いで、市販の真空マニホールド上に置く。真
空を、約5〜28インチ水銀で、約2〜5分間にわたって又はこれらのウェルが
空になるまで適用する。
0.5mM EDTA及び/又はMilli−Q水(Millipore社より市販)を含む
溶剤で2回洗い、真空を、約5〜28インチ水銀で、同じ時間にわたって、定差
圧力を用いて、2回適用する。この保持物を約10μlのMilli−Q水又は
蒸留水を含む溶剤でもう一度洗い、真空を、約5〜28インチ水銀で適用する。
次いで、精製された配列決定生成物を、この膜の表面での、約10μlのMil
li−Q水、ホルムアミド又はEDTAを用いる1〜20回のピペッティングに
より回収する。約5インチ水銀の弱真空をこの回収ステップにおいて適用するこ
とができる。その生成物を、同様に、少なくとも一の拡散、攪拌及び/又は動電
学的方法を用いて回収することができる。
速度、純度、回収率及び自動化のバランスを達成することができる。例えば、こ
の方法の間中の一定の真空を用いて、完全な分離を行うことができよう。テンプ
レートDNAなどの一層高分子量の汚染物を涸渇させる試料予備処理ステップを
考えることもできよう。後者の場合、100〜500kDの範囲の分子量カット
オフを有する限外濾過膜を、試料特性(例えば、分子量)、速度、テンプレート除
去効率及び配列決定反応生成物の回収要件の間のバランスに応じて利用するであ
ろう。かかる変法その他(この発明の方法の目的と一致するもの)は、当業者の心
に思い浮かぶものであろうが、以下の請求の範囲内に入るものである。
テップを更に含む、請求項1に記載の方法。
5〜28インチ水銀の力を適用することを含む、請求項1に記載の方法。
い;そして 第二の定差圧を前記の限外濾過膜に適用する。
い;そして 第三の定差圧を前記の限外濾過膜に適用する。
を、前記の膜の前記の表面をピペットで吸うことにより回収するステップを更に
含む、請求項1に記載の方法。
水銀の真空を適用する、請求項7に記載の方法。
外濾過膜に適用するステップが、前記の塩を実質的に含まない配列決定反応生成
物を生成することのできる力を適用することを含む、請求項1に記載の方法。
圧を前記の限外濾過膜に適用するステップが、前記の染料ターミネーターを実質
的に含まない配列決定反応生成物を生成することのできる力を適用することを含
む、請求項1に記載の方法。
懸濁させた配列決定反応生成物を該上流面に移す、請求項1に記載の方法。
物を、前記の膜の前記の上流面をピペットで吸うことにより回収するステップを
更に含む、請求項11に記載の方法。
物を、ピペッティング、拡散、攪拌及び動電学的輸送よりなる群から選択する少
なくとも一のステップによって回収するステップを更に含む、請求項1に記載の
方法。
リウムイオンをも置換することのできる少なくとも一種の塩で洗うステップを更
に含む、請求項1に記載の方法。
配列決定反応生成物を、結晶化可能なマトリクスに再懸濁させるステップを更に
含む、請求項1に記載の方法。
配列決定反応生成物を、水に再懸濁させるステップを更に含む、請求項1に記載
の方法。
配列決定反応生成物を、少なくとも一種の揮発性溶剤に再懸濁させるステップを
更に含む、請求項1に記載の方法。
オチド多形を含む、請求項1に記載の方法。
列決定反応物の浄化方法であって、下記のステップを含む当該方法、 ある量の配列決定反応生成物を用意し; 該量の配列決定反応生成物を、ホルムアミド、EDTA及び水よりなる群から
選択する少なくとも一種の溶剤に懸濁させ; 少なくとも一の表面を有する少なくとも一の限外濾過膜を用意し; 該懸濁させた配列決定反応生成物を該限外濾過膜の該表面に移し;そして 第一の定差圧を、該限外濾過膜に、約5〜28インチ水銀の力で適用して、該
汚染物を実質的に含まない該配列決定反応生成物を生成する。
い;そして 第二の定差圧を前記の限外濾過膜に約5〜28インチ水銀の力で適用する。
い;そして 第三の定差圧を前記の限外濾過膜に適用する。
の染料ターミネーターを含み、前記の第一の定差圧を前記の限外濾過膜に適用す
るステップが、該塩及び該染料ターミネーターを実質的に含まない配列決定反応
生成物を生成することのできる力を適用することを含む、請求項19に記載の方
法。
物を結晶化可能なマトリクスに再懸濁させるステップを更に含む、請求項19に
記載の方法。
物を少なくとも一種の揮発性溶剤に再懸濁させるステップを更に含む、請求項1 9 に記載の方法。
オチド多形を含む、請求項19に記載の方法。
用生成物の更なる重合を阻止する蛍光標識されたジデオキシヌクレオチド三リン
酸(ddNTP)である。プライマー、テンプレート、DNAポリメラーゼ、dN
TP緩衝液、塩及び染料ターミネーターは、約10〜1200ヌクレオチド長に
及ぶ配列決定用生成物の生成を与えるのに十分な濃度で配列決定用反応に添加す
る。染料ターミネーターは、DNAポリメラーゼの天然の基質ではないので、そ
れらの重合中の配列決定用生成物中への取り込みを確実にするには、天然のdN
TP基質に比べて高濃度を与えなければならない。この効率の悪い取り込みの結
果は、反応が完結した後において、多量の取り込まれなかった染料ターミネータ
ーが以前として存在することである。取り込まれなかった染料ターミネーターは
、電気泳動中、短い配列決定用生成物と共に移動して、配列分析を邪魔する様々
なアーティファクトを生じる。
気泳動)により又は質量分析により分析することができる。例えば、単一ヌクレ
オチド多形(SNP)は、集団内の個体を遺伝的に区別し、それ故、同義遺伝子の
相互作用により引き起こされる病気のマーカーとして機能しうる単一塩基の差異
である。プライマー伸長反応の差次的停止は、SNP検出のための一般的に用い
られる方法であり、それにより、ジデオキシヌクレオチド類似体が配列変異部位
に取り込まれる。プライマー伸長反応物は、不確定の長さのジデオキシ停止され
た配列決定用ラダーを生成するために用いられる配列決定反応と同じ多くの成分
を含む。それ故、同じ汚染物質を同様に分析前に除去しなければならない。これ
らの汚染物質は、塩及びジデオキシターミネーターを含みうる(これらの両者は
、限外濾過膜を通過するが、プライマー伸長生成物は通過しない)。
発明の更なる目的である。
定反応生成物の回収率を容易に自動化される形式で与える。この方法で用いる真
空ベースの又は陽圧ベースのマニホールドは、遠心分離式の限外濾過よりも自動
化するのが一層容易である。やはり、精製された配列決定反応物への完全なトッ
プアクセス(濾液収集能力は必要ない)も、限外濾過膜表面からの直接的な動電学
的注入を可能にし、それにより、試料の処理を単純化して他の消耗品の必要性を
減じる。この配列決定反応物を処理するための新規なプロトコールの開発は又、
DNA配列データの分析を邪魔するアーティファクトをも排除する。
応物の浄化のための好適な方法は、配列決定反応生成物の規定量を用意し;少な
くとも一つの面を有する少なくとも一の限外濾過膜を用意し;配列決定反応生成
物を限外濾過膜表面に移し;そして第一の定差圧を限外濾過膜に、実質的に汚染
物を含まない配列決定反応物を生成しうる力で加えるステップを含む。この方法
の目的のために、用語「生成物」は、粗試料から部分精製された試料までの変化
する純度の試料を含んでよく、液体及び/又は固体を含んでよい。やはり、用語
「配列決定反応」も又、ジデオキシヌクレオチド又は修飾されたジデオキシヌク
レオチドで終端した核酸を生成する任意のポリメラーゼ伸長反応を含むことがで
きる。例えば、用語「配列決定反応」は、プライマー伸長反応を含むことができ
る。この発明の方法は、配列決定反応物の濃縮及び精製の過程の任意の時点で(
例えば、テンプレートを含む粗試料を用いる開始時点で、又は精製プロセスの終
わりに向けて、最終精製ステップとして)用いることができる。この限外濾過膜
は、約1000〜30,000ダルトンの分子量カットオフを有してよく、好ま
しくは、約3,000〜15,000ダルトンの分子量カットオフを有する。除
去すべき汚染物が塩及び/又は染料ターミネーターを含む場合には、第一の定差
圧を限外濾過膜に加えるステップは、好ましくは、実質的に塩類及び/又は染料
ターミネーターを含まない配列決定反応生成物を生成することのできる力を加え
ることを含む。
の方法の利用に適した殆どの適用について十分な期間にわたって維持することが
できる。この方法は、低容量の出発材料を、遠心分離よりかなり短い時間内に分
離することを可能にする。加えて、定差圧に駆動される限外濾過は、非極性溶質
につき経時的に起きる、遠心分離式の限外濾過に関連した流束減衰を受けない。
故に、定差圧駆動式の限外濾過は、遠心分離式の限外濾過よりもずっと高い濃縮
係数を達成することを可能にする。加えて、たとえ濃縮タンパク質などの極性溶
質について定差圧駆動式の限外濾過を用いて流束減衰が観察できても、定差圧駆
動式の限外濾過は、遠心分離式の限外濾過よりも殆どの状況において一層速い。
定差圧駆動式限外濾過の工程は、低分子量汚染物を除去するのに遠心分離を用い
た場合にしばしば必要となる時間浪費的な反復希釈及び濾過の必要性を減じ又は
排除する。
濾過を用いて濾過された生物学的材料を効果的に精製することができる。この方
法は、一般に、完了した配列決定反応生成物をホルムアミド、水及び/又はED
TA中に懸濁させ;その懸濁液を、約1000〜30,000ダルトンの分子量
カットオフを有する限外濾過プレートに移し;そしてそのプレートを、最初、約
25インチ水銀の真空で定差圧にかける。この発明の目的につき、用語「配列決
定反応」は、ジデオキシヌクレオチド又は修飾ジデオキシヌクレオチドで終端し
ている核酸を生成する任意のポリメラーゼ伸長反応を含む。かかる修飾ジデオキ
シヌクレオチドの例には、放射性同位元素、蛍光部分又はマスタグ、又は伸長停
止させるジデオキシヌクレオチドの同定及び/又は検出を助成する任意の他の修
飾により修飾されたものが含まれる。特に、例えば、用語「配列決定反応」は、 不確定の 長さのジデオキシ停止された「シーケンシングラダー」を生成するため
に利用されるサンガー型のDNA配列決定反応、及びゲノタイピングプライマー
の一塩基乃至数塩基下流の位置で意図的にジデオキシ停止されるポリメラーゼ伸
長を包含する。もし単一ヌクレオチド多形(SNP)をアッセイするために後者の
方法を用いるならば、4種類のデオキシヌクレオチド(天然のポリメラーゼの基
質)の少なくとも一種が、配列反応から省かれる。これは、確定した長さと予想
可能な分子量の配列決定用生成物を生成して、質量(MALDI−Tof質量分
析)又は電気泳動移動度(電気泳動)の重複する断片の生成を伴わないゲノタイピ
ングプライマーの多重化を可能にするように働く。
アンモニウムを用いて、配列決定反応生成物に由来するナトリウムイオンを、質
量分析の前に、洗い又は置換することができる。この配列決定反応生成物は、好
ましくは、質量分析前に、幾つかの別の手段を用いて再懸濁させる(この生成物
を直接結晶化に適したマトリクスに再懸濁させること;限外濾過膜からの生成物
を水中に再懸濁させてからMALDIターゲット上にスポットし、そのスポット
を乾燥させ、そしてそのスポットを適当なマトリクスと重ねること;又は限外濾
過膜からの生成物をMALDIターゲット上にスポットする前に揮発性溶剤に再
懸濁させることが含まれるが、これらに限らない)。
Claims (33)
- 【請求項1】 配列決定反応物から汚染物を除去するために適合させた配列
決定反応物の浄化方法であって、下記のステップを含む当該方法、 ある量の配列決定反応生成物を用意し; 少なくとも一の面を有する少なくとも一の限外濾過膜を用意し; 懸濁させた配列決定反応生成物を該限外濾過膜の該表面に移し;そして 第一の定差圧を該限外濾過膜に、該汚染物を実質的に含まない該配列決定反応
生成物を生成することのできる力で適用する。 - 【請求項2】 前記の限外濾過膜が、約1000〜30,000ダルトンの
分子量カットオフを有する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記の限外濾過膜が、約3,000〜15,000ダルトン
の分子量カットオフを有する、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記の量の配列決定反応生成物を第一の溶剤に懸濁させるス
テップを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記の量の配列決定反応生成物を溶剤に懸濁させるステップ
が、ホルムアミド、EDTA及び水よりなる群から選択する少なくとも一の溶剤
を該配列決定反応生成物に加えることを含む、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記の定差圧を前記の限外濾過膜に適用するステップが、約
5〜28インチ水銀の力を適用することを含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 下記のステップを更に含む、請求項6に記載の方法: 前記の実質的に前記の汚染物を含まない配列決定反応生成物を第二の溶剤で洗
い;そして 第二の定差圧を前記の限外濾過膜に適用する。 - 【請求項8】 前記の第二の定差圧を、約5〜28インチ水銀の力で適用す
る、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記の第二の溶剤が、ホルムアミド、水及びEDTAよりな
る群から選択する少なくとも一の溶剤を含む、請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 下記のステップを更に含む、請求項7に記載の方法、 前記の実質的に前記の汚染物を含まない配列決定反応生成物を第三の溶剤で洗
い;そして 第三の定差圧を前記の限外濾過膜に適用する。 - 【請求項11】 前記の第三の溶剤が、水、ホルムアミド及びEDTAより
なる群から選択する少なくとも一の溶剤を含む、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 前記の第三の定差圧を、約5〜28インチ水銀の力で適用
する、請求項10に記載の方法。 - 【請求項13】 前記の汚染物を実質的に含まない前記の配列決定反応生成
物を、前記の膜の前記の表面をピペットで吸うことにより回収するステップを更
に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 前記の膜の前記の表面をピペットで吸いながら、約5イン
チ水銀の真空を適用する、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記の汚染物が塩を含み且つ前記の第一の定差圧を前記の
限外濾過膜に適用するステップが、前記の塩を実質的に含まない配列決定反応生
成物を生成することのできる力を適用することを含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項16】 前記の汚染物が染料ターミネーターを含み且つ前記の定差
圧を前記の限外濾過膜に適用するステップが、前記の染料ターミネーターを実質
的に含まない配列決定反応生成物を生成することのできる力を適用することを含
む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項17】 前記の限外濾過膜が上流面及び下流面を有し且つ、前記の
懸濁させた配列決定反応生成物を該上流面に移す、請求項1に記載の方法。 - 【請求項18】 前記の汚染物を実質的に含まない前記の配列決定反応生成
物を、前記の膜の前記の上流面をピペットで吸うことにより回収するステップを
更に含む、請求項17に記載の方法。 - 【請求項19】 前記の汚染物を実質的に含まない前記の配列決定反応生成
物を、ピペッティング、拡散、攪拌及び動電学的輸送よりなる群から選択する少
なくとも一のステップによって回収するステップを更に含む、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項20】 前記の回収のステップにおいて、約5インチ水銀の真空を
適用する、請求項19に記載の方法。 - 【請求項21】 前記の配列決定反応生成物、該生成物からの如何なるナト
リウムイオンをも置換することのできる少なくとも一種の塩で洗うステップを更
に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項22】 少なくとも一種の前記の汚染物を実質的に含まない前記の
配列決定反応生成物を、結晶化可能なマトリクスに再懸濁させるステップを更に
含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項23】 少なくとも一種の前記の汚染物を実質的に含まない前記の
配列決定反応生成物を、水に再懸濁させるステップを更に含む、請求項1に記載
の方法。 - 【請求項24】 少なくとも一種の前記の汚染物を実質的に含まない前記の
配列決定反応生成物を、少なくとも一種の揮発性溶剤に再懸濁させるステップを
更に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項25】 前記の配列決定反応生成物が、少なくとも一の単一ヌクレ
オチド多形を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項26】 配列決定反応物から汚染物を除去するために適合された配
列決定反応物の浄化方法であって、下記のステップを含む当該方法、 ある量の配列決定反応生成物を用意し; 該量の配列決定反応生成物を、ホルムアミド、EDTA及び水よりなる群から
選択する少なくとも一種の溶剤に懸濁させ; 少なくとも一の表面を有する少なくとも一の限外濾過膜を用意し; 該懸濁させた配列決定反応生成物を該限外濾過膜の該表面に移し;そして 第一の定差圧を、該限外濾過膜に、約5〜28インチ水銀の力で適用して、該
汚染物を実質的に含まない該配列決定反応生成物を生成する。 - 【請求項27】 下記のステップを更に含む、請求項26に記載の方法、 前記の汚染物を実質的に含まない前記の配列決定反応生成物を第二の溶剤で洗
い;そして 第二の定差圧を前記の限外濾過膜に約5〜28インチ水銀の力で適用する。 - 【請求項28】 前記の第二の溶剤が、ホルムアミド、水及びEDTAより
なる群から選択する少なくとも一の溶剤を含む、請求項27に記載の方法。 - 【請求項29】 下記のステップを更に含む、請求項28に記載の方法、 前記の実質的に前記の汚染物を含まない配列決定反応生成物を第三の溶剤で洗
い;そして 第三の定差圧を前記の限外濾過膜に適用する。 - 【請求項30】 前記の汚染物が、少なくとも一種の塩及び少なくとも一種
の染料ターミネーターを含み、前記の第一の定差圧を前記の限外濾過膜に適用す
るステップが、該塩及び該染料ターミネーターを実質的に含まない配列決定反応
生成物を生成することのできる力を適用することを含む、請求項26に記載の方
法。 - 【請求項31】 前記の汚染物を実質的に含まない前記の配列決定反応生成
物を結晶化可能なマトリクスに再懸濁させるステップを更に含む、請求項26に
記載の方法。 - 【請求項32】 前記の汚染物を実質的に含まない前記の配列決定反応生成
物を少なくとも一種の揮発性溶剤に再懸濁させるステップを更に含む、請求項2
6に記載の方法。 - 【請求項33】 前記の配列決定反応生成物が、少なくとも一の単一ヌクレ
オチド多形を含む、請求項26に記載の方法。
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