JP2003522119A - 標識されたオリゴヌクレオチドの脱ブロック化方法 - Google Patents
標識されたオリゴヌクレオチドの脱ブロック化方法Info
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Abstract
Description
ゴヌクレオチドを実質的に脱保護化または脱ブロック化するプロセスに関する。
な技術としては、ホスホラミダイト、ホスホトリエステル、ホスホジエステル、
亜リン酸塩およびH−ホスホネート法などが挙げられ、これらの各々は分子生物
学の分野で一般的に公知である。例えば、b−シアノエチルホスホラミダイト法
は、「Process for Preparing Polynucleot
ides」と題されたCaruthersらに付与された米国特許第4,458
,066号(参考として本明細書中に援用される)に記載される。
化を必要とする。この目的のために最も一般的に使用される保護基は、アデニン
の6−アミノおよびシステインの4−アミノについてはベンジルであり、そして
グアニンの2−アミノについてはイソブチロイルである。オリゴヌクレオチドは
、ヌクレオシドホスホラミダイトを使用して固体支持体上で合成され、ここでア
ミノ基は以下に示されるように保護される。
護基は、濃水酸化アンモニウムを使用する高温での加水分解により除去される。
加水分解後、水酸化アンモニウムを蒸発し、所望のオリゴヌクレオチドを得る。
のような過酷な条件に耐え得る保護基に対して使用され得る修飾基を限定してき
た。水酸化アンモニウム中で加熱される色素含有オリゴのような修飾されたオリ
ゴは、使用され得ない。なぜなら、これらの条件下で色素は安定でないからであ
る。一般的に、色素標識オリゴは、24時間以上の室温での水酸化アンモニウム
を用いる処理によって脱保護化されるか、またはこの目的のために特別な試薬を
必要とする。例えば、米国特許第4,965,349号を参照のこと。あるいは
、オリゴは、熱い濃水酸化アンモニウムの使用を必要としない容易に除去できる
保護基を有するホスホラミダイトを使用して調製され得る。Boal,J.H.
ら、Nucl.Acids Res.24:3115−3117(1996)を
参照のこと。
は、不完全な脱保護化および色素標識オリゴヌクレオチドの全体の低品質を生じ
る。しばしばこれは、低収量を生じるつまらない精製を必要とする。
性(hindered)アルキルアミンを含む試薬を用いる固相支持体とオリゴ
ヌクレオチドとの間の塩基不安定性連結基の加水分解法を記載する。この特許に
従って、この切断試薬は、固体支持体からの切断の間、ローダミン色素の蛍光特
徴を保存する。
ンモニア、水酸化アンモニウム蒸気、およびメチルアミン)を用いる固体支持体
からの新規に合成されたオリゴヌクレオチドの切断方法および脱保護化法を記載
する。
ミンおよびメチルアミン)を使用する不溶化および保護化オリゴヌクレオチドの
切断方法および脱保護化法を記載する。この特許に従って、オリゴヌクレオチド
の脱保護化および切断は、室温で、そして約90分未満で生じる。
ム蒸気を用いる固定化オリゴヌクレオチドのインキュベーションを含む固体支持
体からのオリゴヌクレオチドの切断方法および脱保護化法を記載する。この特許
に従って、この方法は、この方法自体に、96までの個別の合成プロセスを行う
ために使用され得る支持体(例えば、マイクロタイタープレート)の使用を付与
する。
は、フェノキシアセチル保護化dA、4−イソプロピルフェノキシアセチル保護
化dGおよびアセチル保護化dCを提供し、これらはオリゴヌクレオチドを調整
するために使用され得る。Glenn Researchのウェブサイトに従っ
て、これらのモノマーは、感受性の標識試薬(例えば、TAMRA、Cy5(登
録商標)およびHEX)と共に使用され得る。なぜなら、切断および脱保護は、
2時間室温で、水酸化アンモニウムを用いてか、または0.005M炭酸カリウ
ム(無水メタノール中)を用いて行われ得るからである。さらに、このウェブサ
イトに従って、アセチル保護化dCモノマーを含むオリゴヌクレオチドを、水酸
化アンモニウム/メチルアミンを用いる10分間の65℃以下での処理によって
脱保護化し得る。
標識オリゴの脱保護化に効果的な方法であることを見出した。この方法で脱保護
化される色素標識オリゴは十分に脱保護され、そして高品質である。さらに、こ
のプロセスは単純であり、そして時間を節約し、脱ブロック化(プロセシング)
の時間を約28時間〜1時間減少する。
に関する。このプロセスは、オリゴヌクレオチドの脱ブロック化を生じる条件下
で、ブロックされた検出可能な標識されたオリゴヌクレオチドを有効量の求核性
アミノ化合物と接触させる行程を包含し、これによって脱ブロックされるオリゴ
ヌクレオチドを提供する。
プロセスに関する。このプロセスは、ブロックされた検出可能な標識されたオリ
ゴヌクレオチドを有効量の脱ブロック化試薬(例えば、求核性アミノ化合物)と
接触させる行程を包含する。好ましくは、脱ブロック化試薬は、環境温度で気体
である。
化方法よりも、多くの利点(脱ブロック化されたオリゴヌクレオチドの改良され
た質(純度)、より高い収量、およびより短い反応時間を含む)を提供する。さ
らに、アミノ化合物は、(アンモニア、メチルアミンおよびエチルアミンの場合
に)脱気によって実質的に除去され得、従って、脱ブロックされたオリゴヌクレ
オチドの簡便な回収を提供する。室温で液体であるより高分子量のアミノ化合物
の場合、アミノ化合物は、アミノ化合物を除去するために、オリゴヌクレオチド
があまり可溶性でない有機溶媒(例えば、アセトニトリル、ジエチルエーテルな
ど)を用いて脱ブロックされたオリゴヌクレオチドを洗浄することによって、除
去され得る。次いで、脱ブロックされたオリゴヌクレオチドは、直接に水、緩衝
液または他の溶液に再懸濁され得、そして分子生物学的試薬として(例えば、配
列決定、PCRにおける診断試薬として、またはプローブとして)直接使用され
得る。この緩衝液は、存在し得る任意の残りの求核性アミノ化合物(例えば、ア
ンモニア)を中和するように選択され得る。特に好ましい緩衝液は、酢酸塩、硫
酸塩、塩酸塩、リン酸塩またはTris−(ヒドロキシメチル)アミノ−メタン
(TRIS(登録商標))遊離酸形態であるが、TRIS(登録商標)と同じお
およそのイオン強度およびpKaの代替緩衝液を使用しても同じ結果である。他
の好ましい緩衝液は、トリエチルアンモニウム塩(例えば、アセテート塩)であ
る。緩衝塩に加えて、カリウム(好ましくは、塩化カリウムまたは酢酸カリウム
)およびマグネシウム(好ましくは、塩化マグネシウムまたは酢酸マグネシウム
)のような補因子塩が含まれ得る。緩衝溶液および/または脱ブロック化反応混
合物への1以上の炭水化物および/または糖の添加はまた有利であり得、保存の
際の生成物の安定を高めることを支持する。好ましくはこのような炭水化物また
は糖としては、スクロース、トレハロースなどが挙げられるが、これらに限定さ
れない。このような炭水化物および/または糖は、Sigma(St.Loui
s,MO)を含む多くの供給源から市販される。
の水酸化アンモニウムを有するシール可能なチャンバーの加熱より得られる)、
またはC1〜6アルキルアミノ化合物であり得る。アルキル基は、直鎖または分枝
鎖であり得る。このようなアルキルアミノ化合物の例としては、メチルアミン、
エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、secブ
チルアミン、ペンチルアミンおよびヘキシルアミンが挙げられる。求核性アミノ
化合物が、環境温度で液体である場合、吸引下で、加熱を有して、または有さな
いで除去され得る。好ましい実施形態において、求核性アミノ化合物は、少なく
とも水蒸気で飽和されている。
的な標識であり得、それらとしては、限定されないでキサンテン(例えば、フル
オレセイン、エオシン、エリトロシン)、ローダミン(例えば、Texas R
ed(登録商標))、ベンズイミダゾール、エチジウム、プロピジウム、アント
ラサイクリン、ミトラマアイシン、アクリジン、アクチノマイシン、メロシアニ
ン(merocyanines)、クマリン(例えば、4−メチル−7−メトキ
シクマリン)、ピレン、クリセン、スチルベン、アントラセン、ナフタレン(例
えば、ダンシル、5−ジメチルアミノ−1−ナフタレンスルホニル)、サリチル
酸、ベンズ−2−オキサ−1−ジアゾール(ベンゾフランとしても公知である)
(例えば、4−アミノ−7−ニトロベンズ−2−オキサ−1,3−ジアゾール)
、インドジカルボシアニン(例えば、Cy3(登録商標)およびCy5(登録商
標)、Biological Detection Systems,Inc.
より入手可能)、フルオレサミン、およびソラレン)からなる群より選択される
蛍光色素が挙げられる。例えば、米国特許第4,997,928号、同第5,2
62,536号およびEP63,879を参照のこと。多くのこれらの色素の有
用な形態は、市販されている。A.W.Wagner、第1章、Applica
itons of Fluorescene in the Biomedic
al Sciences,Taylorら(編)、Alan R.Liss,N
ew York(1986)を参照のこと。特定の例としては、6−(フルオレ
セイン−6−カルボキサミド)ヘキサノエート(hexanoate)(6−F
AM)、フルオレセインイソチオシアナート(FITC)、ヘキサクロロフルオ
レセイン(HEX)、テトラクロロフルオレセイン(TET)、6−カルボキシ
−4’,5’−ジクロロ−2’,7’−ジメトキシフルオレセイン(6−JOE
)、およびBODIPYが挙げられる。好ましい実施形態において、オリゴヌク
レオチドを、Tyagi,S.およびKramer,F.R.,Nature
Biotechnology 14:303−308(1996)に従って、分
子標識技術で標識する。アンモニアの存在下で分解する1つの標識は、6−テト
ラメチルローダミン(TAMRA)である。
ホルアミダイト、ホスホトリエステル、ホスホジエステル、亜リン酸塩およびH
−ホスホネート法)で調整され得、これらの各々は、分子生物学の分野で一般的
に公知である。例えば、b−シアノエチルホスホラミダイト法は、「Proce
ss for Preparing Polynucleotides」と題さ
れたCaruthersらに付与された米国特許第4,458,066号に記載
され、それは本明細書中に参考として援用される。E.Eckstein(編)
、Oligonucleotides and Analogs,A Prac
tical Approach,IRL Press,Oxford(1991
);GB 2,125,789;および米国特許第4,415,732号、同第
4,739,044号および同第4,757,141号をまた参照のこと。この
ようなオリゴヌクレオチドは、DNA、RNA、DNAおよびRNAの混合物、
DNAおよびRNAの誘導体ならびにそれらの混合物であり得る。RNAの場合
、塩基安定性2’−保護基が好ましい。ブロックされた標識されたオリゴヌクレ
オチドは、遊離であり得るか、または気体脱ブロック化試薬によってもまた切断
される固相上に固定化され得る。次いで、脱ブロックされたオリゴヌクレオチド
は、水または緩衝液で固相を洗浄することによって回収され得る。
護化を必要としない。このようなブロッキング基は、C1〜6アルカノイル(例え
ば、イソブチリル)、アリーロイル(ベンゾイル)、フェノキシアセチル、C1
〜6アルコキシアセチル、およびジメチルホルムアミドであり得る(dAのN6ま
たはdGのN2で)。脱ブロック化試薬がアルキルアミンである場合、塩基Cが
、アセチル基でブロックされることが望ましい。亜リン酸についてのブロッキン
グ基は、シアノエチル基であり得る。これらのブロッキング基のすべては、ブロ
ック化試薬で同時に切断される。
)好ましくは、加熱され得るシール可能なチャンバー内で行われ得る。このよう
なシール可能なチャンバーとしては、スクリューキャップバイアル、Parrボ
トルなどが挙げられる。支持体からのオリゴヌクレオチドの合成および切断は、
市販のDNA合成機(例えば、ABI 380B DNA合成機)またはマルチ
ウェルチャネル(例えば、96ウェルプレート)上のハイスループットな合成の
ためにセットアップされる他の装置を用いて行われ得る(例えば、米国特許第5
,472,672号および同第5,529,756号、および1998年9月2
8日に提出された米国出願第09/162,348号を参照のこと(これらは、
その全体が参考として本明細書中に援用される))。
する。一般的に、脱ブロック化試薬は、オリゴヌクレオチドに比較して大過剰で
存在する。アンモニアの場合、シール可能なチャンバーは、約20〜200ps
i、最も好ましくは約80psiのアンモニアで充填され得る。液体アルキルア
ミノ化合物の最適な量は、従来の実験のみで決定され得る。
、脱ブロック化試薬がアンモニアである場合、反応は約95℃で行われる。
約1分〜約1時間行われる。脱ブロック化試薬がアンモニアである場合、反応が
約45℃で行われることが好ましい。
ブロックされたオリゴヌクレオチドが、例えばイオン対HPLC、キャピラリー
電気泳動または質量分析によって検出可能でないことを意味する。
子生物学および化学、特にオリゴヌクレオチドの合成において通常に遭遇する他
の適切な修飾および種々の条件およびパラメーターの適用は、この開示から当業
者に明白であり、本発明の精神および範囲内である。
℃)下でのフルオレセイン(FAM)標識オリゴの脱ブロック化の例は、添付さ
れる(図1Aおよび1Bに)。クロマトグラムから理解され得るように、標準脱
ブロック化についてのピークは、より広く、不完全な脱保護化が存在することを
示す。しかし、アンモニアを用いた脱ブロック化のクロマトグラムは、より鋭い
ピークを示し、完全な脱保護および分解のないことを示す。
(分子標識)で標識されたオリゴヌクレオチドを、種々の条件下で脱ブロックし
た(図2A〜2D)。標準脱ブロック化条件(95℃、濃アンモニア、75分、
図2A)ならびに24時間以上の室温処理(図2Bおよび図2C)は、色素の分
解に起因し得る新しいピークの形成を示す。クロマトグラフ(図2D)から理解
され得るように、気相下での脱ブロック化は、よりより品質のオリゴヌクレオチ
ドを提供する。
ゴ−CPGを配置する。水蒸気で飽和された気体アンモニア(80psi圧力)
で、反応器を充填する。シールされた反応器を95℃まで、45分間加熱する。
圧力を放し、そして室温までCPGを冷却する。水を用いてCPGからオリゴヌ
クレオチドを溶出する(50〜200nmolスケール合成については、約30
0μlで十分である)。
連する当業者のレベルを示す。各個別の刊行物または特許出願が具体的かつ個別
にその全体において参考として援用されるように示されるのと同じ程度まで、す
べての刊行物、特許および特許出願は、本明細書中に参考として援用される。
標識されたオリゴ(5’−FAM−GGT CCG ACC AGA TGG
CGA AAG GCA AAC GGA;配列番号1)の分析を示すイオン対
HPLCクロマトグラフを示す。緩衝液A=5mM TBAP(20mM NH 4 HPO4中)。緩衝液B=CH3CN、10分間以上の40%B〜60%Bの勾
配、流速2ml/分。
化後の色素標識されたオリゴ(5’−FAM−GGT CCG ACC AGA TGG CGA AAG GCA AAC GGA;配列番号1)の分析を示
すイオン対HPLCクロマトグラフを示す。緩衝液A=5mM TBAP(20
mM NH4HPO4中)。緩衝液B=CH3CN、10分間以上の40%B〜6
0%Bの勾配、流速2ml/分。
子指標(5’−HEX−GCG ACG CCT CTC CAA TTT G
CT CTG GTC GTC GC DABCYL)の分析を示すイオン対H
PLCクロマトグラフを示す。緩衝液A=5mM TBAP(20mM NH4
HPO4中)。緩衝液B=CH3CN、10分間以上の40%B〜60%Bの勾配
、流速2ml/分。
子指標(5’−HEX−GCG ACG CCT CTC CAA TTT G
CT CTG GTC GTC GC DABCYL)の分析を示すイオン対H
PLCクロマトグラフを示す。緩衝液A=5mM TBAP(20mM NH4
HPO4中)。緩衝液B=CH3CN、10分間以上の40%B〜60%Bの勾配
、流速2ml/分。
子指標(5’−HEX−GCG ACG CCT CTC CAA TTT G
CT CTG GTC GTC GC DABCYL)の分析を示すイオン対H
PLCクロマトグラフを示す。緩衝液A=5mM TBAP(20mM NH4
HPO4中)。緩衝液B=CH3CN、10分間以上の40%B〜60%Bの勾配
、流速2ml/分。
後の分子指標(5’−HEX−GCG ACG CCT CTC CAA TT
T GCT CTG GTC GTC GC DABCYL)の分析を示すイオ
ン対HPLCクロマトグラフを示す。緩衝液A=5mM TBAP(20mM
NH4HPO4中)。緩衝液B=CH3CN、10分間以上の40%B〜60%B
の勾配、流速2ml/分。
Claims (25)
- 【請求項1】 実質的にブロックされた検出可能な標識されたオリゴヌクレ
オチドの脱ブロック化方法であって、該方法は、該ブロックされた検出可能な標
識されたオリゴヌクレオチドを、該オリゴヌクレオチドの脱ブロック化を生じる
条件下で、有効量の求核性アミノ化合物と接触させる工程を包含し、それによっ
て該実質的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドを提供する、方法。 - 【請求項2】 前記検出可能な標識が蛍光標識である、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 前記検出可能な標識がヘキサクロロフルオレセインである、
請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記検出可能な標識がDABCYLである、請求項2に記載
の方法。 - 【請求項5】 前記求核性アミノ化合物がアンモニアである、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項6】 前記アンモニアが約20〜200のpsiで存在する、請求
項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記アンモニアが約80のpsiで存在する、請求項5に記
載の方法。 - 【請求項8】 前記求核性アミノ化合物がアンモニア気体である、請求項1
に記載の方法。 - 【請求項9】 前記求核性アミノ化合物が、C1〜6アルキルアミンである、
請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記実質的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドを緩衝
液中に溶解する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 前記条件が、約室温〜約150℃で前記方法を行うことを
含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 前記条件が、約95℃で前記方法を行うことを含む、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項13】 前記条件が、約1分間〜約2時間前記方法を行うことを含
む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 前記条件が、約45分間前記方法を行うことを含む、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項15】 前記実質的にブロックされた検出可能な標識されたオリゴ
ヌクレオチドが固相上に固定化される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項16】 前記実質的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドが、前
記条件下で前記固相から放出される、請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 前記実質的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドが、水
または緩衝液を用いて前記固相を洗浄することによって回収される、請求項16
に記載の方法。 - 【請求項18】 実質的にブロックされた検出可能な標識されたオリゴヌク
レオチドの脱ブロック化方法であって、該方法は、該ブロックされた検出可能な
標識されたオリゴヌクレオチドを、約80psi、95℃で、約45分間、水蒸
気で飽和した有効量のアンモニアと接触させる工程を包含し、それによって実質
的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドを提供する、方法。 - 【請求項19】 前記ブロックされた検出可能な標識されたオリゴヌクレオ
チドが固相上に固定化される、請求項18に記載の方法。 - 【請求項20】 前記実質的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドが前記
固相から放出される、請求項19に記載の方法。 - 【請求項21】 前記実質的に脱ブロックされたオリゴヌクレオチドが水ま
たは緩衝液を用いて前記固相を洗浄することによって回収される、請求項20に
記載の方法。 - 【請求項22】 ブロックされた検出可能な標識されたオリゴヌクレオチド
および該オリゴヌクレオチドを実質的に脱ブロックするのに十分な有効量の求核
性アミノ化合物を含む、組成物。 - 【請求項23】 前記検出可能な標識が蛍光標識である、請求項22に記載
の組成物。 - 【請求項24】 前記求核性アミノ化合物がアンモニアである、請求項22
に記載の組成物。 - 【請求項25】 前記求核性アミノ化合物がアンモニア気体である、請求項
22に記載の組成物。
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