JP2004267215A - Method for assaying nucleic acid, nucleic acid probe therefor, and method for analyzing data obtained thereby - Google Patents

Method for assaying nucleic acid, nucleic acid probe therefor, and method for analyzing data obtained thereby Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means capable of accurately achieving purposes in a short time in a method for assaying a nucleic acid using a nucleic acid probe labelled by a fluorochrome, a real-time quantitative PCR method using the method and a method for analyzing the data obtained by the PCR method. <P>SOLUTION: The novel method for assaying a nucleic acid comprises the nucleic acid probe labelled by the fluorochome, 2-O-methyloligonucleotide, a chimeric oligonucleotide or the like, or comprises hybridizing the nucleic acid probes comprising oligonucleotides mediated by them to a target nucleic acid and measuring decrease in the fluorescence of the fluorochome before and after the hybridization. The real-time quantitative PCR method comprises the assaying method. The method for analyzing data has a process of correcting fluorescence intensity in annealing reaction by that in denaturation reaction when the data obtained by the PCR method are analyzed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、標的核酸の濃度を測定する方法、その方法のための核酸プローブ及びその方法によって得られるデータを解析する方法に関する。詳しくは蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる各種核酸の濃度の各種測定方法に関し、蛍光色素で標識された核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせたときに、その蛍光色素の発光が減少するという原理に基づき、すなわち、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することによる各種核酸の濃度の各種新規測定方法、それに用いる核酸プローブ及びデバイス(devices)、それら測定方法の一つであるPCR方法によって得られるデータを解析する方法、それぞれの解析方法を実施するための手段を備えた解析装置、解析方法の各手順をプログラムとして記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a method for measuring the concentration of a target nucleic acid, a nucleic acid probe for the method, and a method for analyzing data obtained by the method. More specifically, the present invention relates to various methods for measuring the concentration of various nucleic acids using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, and it is said that when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the emission of the fluorescent dye decreases. Based on the principle, that is, various novel methods for measuring the concentration of various nucleic acids by measuring the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization, nucleic acid probes and devices used therein, and one of those measuring methods. The present invention relates to a method for analyzing data obtained by a PCR method, an analyzing apparatus provided with means for executing each of the analyzing methods, and a computer-readable recording medium which records each procedure of the analyzing method as a program.

従来、蛍光色素で標識された核酸プローブを用いて核酸濃度を測定する各種方法が知られている。該方法には、以下のようなものがある。
(1)ドットブロッテング法
この方法は、標的核酸と蛍光色素で標識された核酸プローブをメンブラン上でハイブリダイズさせた後、未反応の核酸プローブを洗い流し、標的核酸とハイブリダイズした核酸プローブに標識された蛍光色素分子のみの蛍光強度を測定するものである。
Conventionally, various methods for measuring a nucleic acid concentration using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye are known. The method includes the following.
(1) Dot blotting method In this method, after a target nucleic acid and a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye are hybridized on a membrane, unreacted nucleic acid probes are washed away, and the nucleic acid probe hybridized with the target nucleic acid is labeled. This is to measure the fluorescence intensity of only the fluorescent dye molecules.

(2)インターカレーター方法(非特許文献1)
この方法は、インターカレーターと称されるある種の蛍光色素が核酸の二重鎖内にはまりこんだときに、強く発光するのでその発光の増加量を測定する方法である。その蛍光色素として、例えば、エチジウムブロマイド(非特許文献2)、SYBR Rグリーン(Green)I(非特許文献3)を挙げることができる。
(2) Intercalator method (Non-Patent Document 1)
According to this method, when a certain fluorescent dye called an intercalator gets stuck in the double strand of a nucleic acid, it emits strong light, and thus the amount of increase in the light emission is measured. Examples of the fluorescent dye include ethidium bromide (Non-Patent Document 2) and SYBR R Green (Green) I (Non-Patent Document 3).

(3)FRET(fluorescence energy transfer)を利用する方法(非特許文献4)
この方法は、標的核酸に二つの核酸プローブをハイブリダイズさせることからなる。二つの核酸プローブは、各々異なった蛍光色素で標識されている。二つのプローブの内の一方の蛍光色素は、FRET現象を通して、エネルギーを他方のプローブの蛍光色素に送りこれを発光させることができる。二つのプローブは、蛍光色素が向き合うように、かつ1〜9塩基離れてハイブリダイズするように設計されている。それで、二つの核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズすると後者の蛍光色素の発光が起こり、発光の強さが標的核酸の複製量に比例する。
(3) Method using FRET (fluorescence energy transfer) (Non-Patent Document 4)
The method comprises hybridizing two nucleic acid probes to a target nucleic acid. Each of the two nucleic acid probes is labeled with a different fluorescent dye. One fluorescent dye of the two probes can transfer energy to the fluorescent dye of the other probe to emit light through the FRET phenomenon. The two probes are designed so that the fluorescent dyes face each other and hybridize 1 to 9 bases apart. Thus, when the two nucleic acid probes hybridize to the target nucleic acid, the latter fluorescent dye emits light, and the intensity of the light emission is proportional to the amount of replication of the target nucleic acid.

(4)分子ビーコン方法(非特許文献5)
この方法で使用する核酸プローブは、核酸プローブの一端にレポーター色素、他端にクエンチャー色素が標識さている。そしてその両端部は塩基配列において互いに相補性があるので、プローブ全体としてヘアーピン構造(hairpin stem)を形成するように塩基配列が設計されている。その構造のために液中に浮遊している状態では、Forster共鳴エネルギーのため、レポーター色素の発光は、クエンチャー色素により抑制されている。しかし、標的核酸にハイブリダイズするとヘアーピン構造が壊れるために、レポーター色素とクエンチャー色素の距離が大きくなるので、Forster共鳴エネルギーの移動が起こらなくなる。そのために、レポーター色素の発光が起こるようになる。
(4) Molecular beacon method (Non-Patent Document 5)
The nucleic acid probe used in this method has one end labeled with a reporter dye and the other end labeled with a quencher dye. And since both ends are mutually complementary in a base sequence, a base sequence is designed so that a probe may form a hairpin structure (hairpin stem) as a whole. When suspended in liquid due to its structure, the emission of the reporter dye is suppressed by the quencher dye due to Forster resonance energy. However, when hybridized to the target nucleic acid, the hairpin structure is broken, and the distance between the reporter dye and the quencher dye is increased, so that transfer of Forster resonance energy does not occur. This causes the reporter dye to emit light.

(5)デービスの方法(非特許文献6)
デービスは、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍光色素を、炭素原子18個を有するスペサーを介して結合したプローブを作成した。これをフローサイトメトリーに適用した。3’末端に蛍光色素を直接に結合した場合より、ハイブリダイズした場合、10倍の蛍光強度が得られることを報告した。
これらの方法は、核酸の各種測定方法、FISH方法(fluorescent in situ hybridization assays)、PCR方法、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方法(strand displacement assays)、競合的ハイブリダイゼーション方法(competitive hybridization)などに適用されてめざましい発展をとげている。
(5) Davis method (Non-Patent Document 6)
Davis created a probe in which a fluorescent dye was attached to the 3 'end of the oligonucleotide via a spacer having 18 carbon atoms. This was applied to flow cytometry. It has been reported that a 10-fold fluorescence intensity is obtained when hybridized compared to the case where a fluorescent dye is directly bound to the 3 ′ end.
These methods include various nucleic acid measurement methods, FISH method (fluorescent in situ hybridization assays), PCR method, LCR method (ligase chain reaction), SD method (strand displacement assays), competitive hybridization method, and the like. It has been applied to a remarkable development.

これらの方法は、現在一般的に使用されいるが、蛍光色素で標識した核酸プローブと標的核酸のハイブリダイゼーション反応を行った後、ハイブリダイズしなかった当該核酸プローブを反応系から洗い流す必要があるという好ましくない手順を有している。このような手順を除くと測定時間の短縮、測定の簡便性、測定の正確性をもたらすことは明らかである。そこで、このような手順を有さない核酸測定方法の開発が望まれていた。   These methods are currently generally used, but after performing a hybridization reaction between a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye and a target nucleic acid, it is necessary to wash the unhybridized nucleic acid probe from the reaction system. You have an unfavorable procedure. Obviously, omitting such a procedure results in a reduction in measurement time, simplicity of measurement, and accuracy of measurement. Therefore, development of a nucleic acid measurement method that does not have such a procedure has been desired.

Glazer et al., Nature 359:959,1992Glazer et al., Nature 359: 959,1992 実験医学、15巻、7号、46〜51ページ、1997年、羊土社Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, pp. 46-51, 1997, Yodosha LightCyclerTM System;1999年4月5日、ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発行のパンフレットLightCyclerTM System; Brochure issued by Roche Diagnostics, Inc. on April 5, 1999 Mergney et al.,Nucleic Acid Res., 22:920-928,1994.Mergney et al., Nucleic Acid Res., 22: 920-928, 1994. Tyagi et al., Nature Biotech.,14:303-308,1996.Tyagi et al., Nature Biotech., 14: 303-308, 1996. Davis et al.、Nucleic acids Res.24:702-706、1996Davis et al., Nucleic acids Res. 24: 702-706, 1996.

本発明の課題は、前記の状況に鑑み、蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる標的核酸濃度の測定方法において、より短時間に、より簡便、より正確に標的核酸の濃度を測定できる方法を提供することである。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for measuring a target nucleic acid concentration using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, in a shorter time, more simply and more accurately measuring the concentration of the target nucleic acid. To provide.

本発明者らは、前記課題を解決するにあたり、核酸プローブを用いた核酸の濃度を測定する方法について検討を重ねた。その結果、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたときに、蛍光色素の発光が減少するという現象(蛍光消光現象)があり、特定の色素においてはその減少が顕著であり、特にその減少の程度は、蛍光色素が結合した部分の塩基の種類又は塩基配列に依存するということを発見した。本発明はかかる発見に基づいて完成されたものである。   In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly studied a method for measuring the concentration of a nucleic acid using a nucleic acid probe. As a result, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, there is a phenomenon (fluorescence quenching phenomenon) in which the emission of the fluorescent dye decreases (fluorescence quenching phenomenon). In particular, it has been discovered that the degree of the decrease depends on the type or base sequence of the base to which the fluorescent dye is bound. The present invention has been completed based on such findings.

即ち、本発明は、
1)蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる核酸測定方法において、前記核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたときに、蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、前記核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度の測定方法、また、
That is, the present invention
1) In the nucleic acid measurement method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission when the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, and the nucleic acid probe is used as a target nucleic acid. The method for measuring the concentration of the target nucleic acid, characterized by measuring the amount of decrease in luminescence of the fluorescent dye before and after hybridization,

2)蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたときに、前記蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが当該末端部において標的核酸にハイブリダイズしたとき、当該プローブにハイブリダイズした標的核酸の末端塩基から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列が設計されていることを特徴とする標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
3)核酸プローブが3’末端において蛍光色素で標識されている前記2)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また
4)核酸プローブが5’末端において蛍光色素で標識されている前記2)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
2) When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission, and the probe is labeled with the fluorescent dye at its end. When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid at the terminal portion, G (guanine) is added to the base sequence of the target nucleic acid by 1 to 3 bases apart from the terminal base of the target nucleic acid hybridized to the probe. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, characterized in that the base sequence of the probe is designed so that at least one base is present;
3) The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to the above 2), wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end; The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to the above 2), which is labeled with

5)蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたときに、上記蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが、前記標的核酸にハイブリダイズしたとき、当該末端部分においてプローブ−核酸ハイブリッド複合体の複数塩基対が少なくとも一つのG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されていることを特徴とする標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、   5) When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission, and the probe is labeled with the fluorescent dye at its terminal. When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, a plurality of base pairs of the probe-nucleic acid hybrid complex form at least one G (guanine) and C (cytosine) pair at the terminal portion. As described above, a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the base sequence of the probe is designed,

6)核酸プローブの3’末端塩基がG又はCで、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている前記5)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
7)核酸プローブの5’末端塩基がG又はCで、かつ5’末端が蛍光色素で標識されている前記5)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
6) The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 5) above, wherein the 3 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 3 ′ end is labeled with a fluorescent dye. ,
7) The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 5) above, wherein the 5 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C and the 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye; ,

8)核酸プローブが、3’末端のリボース若しくはデオキシリボースの3’炭素の水酸基、又は3’末端のリボースの3’若しくは2’炭素の水酸基がリン酸化されている前記4)又は前記7)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、   8) The nucleic acid probe according to 4) or 7) above, wherein the 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose or deoxyribose or the 3′- or 2′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose is phosphorylated. Nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid described,

9)核酸測定用核酸プローブのオリゴヌクレオチドが、化学的に修飾した核酸である前記2)〜8)の何れか1項に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
10)化学的に修飾した核酸が2'-O-メチルオリゴヌクレオチド、2'-O-エチルオリゴヌクレオチド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド又は2'-O-ベンジルオリゴヌクレオチドである前記9)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
11)核酸測定用核酸プローブのオリゴヌクレオチドが、リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチドを含むキメリックオリゴヌクレトチド(chimeric oligonucleotide)である前記2)〜8)の何れか1項に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
9) The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of 2) to 8) above, wherein the oligonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement is a chemically modified nucleic acid. Also,
10) The method according to 9), wherein the chemically modified nucleic acid is a 2′- O -methyl oligonucleotide, a 2′- O -ethyl oligonucleotide, a 2′- O -butyl oligonucleotide, or a 2′- O -benzyl oligonucleotide. Nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid described,
11) The concentration measurement of the target nucleic acid according to any one of the above 2) to 8), wherein the oligonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement is a chimeric oligonucleotide containing ribonucleotides and deoxyribonucleotides. Nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for

12)キメリックオリゴヌクレトチドが、2'-O-メチルオリゴリボヌクレオチド、2'-O-エチルオリゴヌクレオチド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド、2'-O-アルキレンオリゴヌクレオチド又は2'-O-ベンジルオリゴヌクレオチドを介在するものである前記11)に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ、また、
13)前記2)〜8)の何れか1項に記載の核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイズさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法、また、
12) The chimeric oligonucleotide is 2'- O -methyl oligoribonucleotide, 2'- O -ethyl oligonucleotide, 2'- O -butyl oligonucleotide, 2'- O -alkylene oligonucleotide or 2'- The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of the target nucleic acid according to the above 11), wherein the nucleic acid probe intervenes an O -benzyl oligonucleotide,
13) A target characterized in that the nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of 2) to 8) above is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. Nucleic acid concentration measuring method,

14)前記9)〜12)の何れか1項に記載の核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイズさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法、また、
15)標的核酸をその高次構造が十分に破壊されるに適した条件で加熱処理後、核酸プローブと標的核酸をハイブリダイズさせる前記14)に記載の標的核酸の濃度測定方法。
16)ハイブリダイゼーション反応前にハイブリダイゼーション反応実施のためのハイブリダイゼーション反応系にヘルパープローブを添加する前記14)又は前記15)に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
14) A target characterized in that the nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of 9) to 12) is hybridized to a target nucleic acid, and the amount of decrease in emission of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. Nucleic acid concentration measurement method,
15) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 14), wherein the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid after heat treatment of the target nucleic acid under conditions suitable for sufficiently destroying its higher-order structure.
16) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to the above 14) or 15), wherein a helper probe is added to a hybridization reaction system for performing a hybridization reaction before the hybridization reaction;

17)ヘルパープローブの塩基配列が(5')TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A(3')又は/及び(5')CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')である前記16)に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
18)加熱処理条件が80〜100℃、1〜15分である前記15)〜17)のいずれか1項に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
19)標的核酸がRNAである前記13)〜18)のいずれか1項に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
20)標的核酸の濃度を測定するキットにおいて、前記2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブを含有又は付帯することを特徴とする標的核酸の濃度測定用キット、また、
21)ヘルパープローブを含有又は付帯する前記20)に記載の標的核酸の濃度測定用キット、また、
17) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to 16), wherein the base sequence of the helper probe is (5 ′) TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) or / and (5 ′) CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (3 ′). ,
18) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of the above 15) to 17), wherein the heat treatment conditions are 80 to 100 ° C. for 1 to 15 minutes,
19) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of the above 13) to 18), wherein the target nucleic acid is RNA;
20) A kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, the kit for measuring the concentration of a target nucleic acid comprising or accompanying the nucleic acid probe according to any one of the above 2) to 12);
21) The kit for measuring the concentration of a target nucleic acid according to the above 20), which contains or accompanies a helper probe,

22)標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法において、前記2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせ、蛍光強度の変化量を測定することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する方法、また、
23)標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する測定キットにおいて、前記2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブを含有又は付帯することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定するキット、また、
22) In a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the nucleic acid probe according to any one of the above 2) to 12) is hybridized to the target nucleic acid, A method for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, characterized by measuring a change in intensity,
23) A measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, which contains or accompanies the nucleic acid probe according to any one of 2) to 12) above. A kit for analyzing or measuring the type or / and mutation,

24)ハイブリダイゼーション反応系に添加するためのヘルパープローブを含有又は付帯する前記23)に記載の標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定するキット、また、
25)前記22)に記載の方法により得られるデータを解析する方法において、標的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正処理する過程を有することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する方法のためのデータ解析方法、また、
24) A kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid according to the above 23), which contains or accompanies a helper probe to be added to a hybridization reaction system,
25) In the method for analyzing data obtained by the method described in 22) above, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized. A data analysis method for a method of analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, characterized by having a process of correcting by the fluorescence intensity value of the reaction system when no,

26)標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する測定装置において、前記25)に記載のデータ解析方法を実施するための手段を有することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する測定装置、また、
27)前記25)に記載の補正処理過程をコンピュータに実行させるための手順をプログラムとして記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、また、
26) A target nucleic acid polymorphism or / and / or a measurement device for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, which comprises means for performing the data analysis method described in 25) above. A measuring device for analyzing or measuring mutations,
27) a computer-readable recording medium that records, as a program, a procedure for causing a computer to execute the correction process described in 25) above;

28)前記2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブ、又は一つの分子内に二つの異なった蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイズしていないときは、二つの蛍光色素の相互作用により消光若しくは発光しているが、標的核酸にハイブリダイズすると発光若しくは消光するように設計された構造をもつ別の核酸プローブを複数個固体支持体表面に結合させ、それに標的核酸をハイブリダイズさせて標的核酸の濃度を測定することができるようにしたことを特徴とする単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス、また、   28) The nucleic acid probe according to any one of the above 2) to 12), or two fluorescent dyes having two different fluorescent dyes in one molecule and not hybridizing to the target nucleic acid Are quenched or emitted by the interaction of the target nucleic acid, but a plurality of other nucleic acid probes having a structure designed to emit or quench when hybridized to the target nucleic acid are bound to the surface of the solid support, and the target nucleic acid is hybridized thereto. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids, characterized in that the concentration of the target nucleic acid can be measured by soybean,

29)前記28)に記載の核酸測定用デバイスにおいて、核酸プローブが固体支持体表面にアレー状に配列、結合させた単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス(チップ)、また、
30)固体支持体表面に結合させられた核酸プローブ毎に、反対側の表面に少なくとも一つの温度センサーとヒーターが設置され、核酸プローブ結合領域が最適温度条件になるように温度調節され得る前記28)、又は前記29)に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス、また、 31)核酸プローブを蛍光色素で標識していない端部で固体支持体表面に結合させた前記28)〜30)の何れか1項に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス、また、
29) In the device for nucleic acid measurement according to the above 28), a device (chip) for measuring the concentration of one or more nucleic acids in which nucleic acid probes are arrayed and bound on the surface of the solid support in an array, respectively. Also,
30) For each nucleic acid probe bound to the surface of the solid support, at least one temperature sensor and a heater are installed on the opposite surface, and the temperature can be adjusted so that the nucleic acid probe binding region has an optimal temperature condition. ) Or a device for measuring the concentration of one or more nucleic acids described in 29) above, and 31) a nucleic acid probe bound to the surface of a solid support at an end not labeled with a fluorescent dye. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to any one of the above 28) to 30),

32)前記28)〜30)の何れか1項に記載の核酸測定用デバイスを用いて標的核酸を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法、また、
33)前記1)、13)〜19)の何れか1項、又は前記32)に記載の核酸の測定方法において、標的核酸が、純粋分離して得た微生物由来、又は動物由来であることを特徴とする標的核酸の濃度測定方法、また、
34)標的核酸が、複合微生物系、又は共生微生物系の細胞内若しくは細胞のホモジネートに含まれる核酸である前記1)、又は前記13)〜19)の何れか1項、又は32)に記載の標的核酸の濃度測定方法、また、
32) A method for measuring a concentration of a target nucleic acid, comprising measuring a target nucleic acid using the nucleic acid measuring device according to any one of the above 28) to 30);
33) The method for measuring a nucleic acid according to any one of the above 1), 13) to 19) or the nucleic acid measurement method according to the above 32), wherein the target nucleic acid is derived from a microorganism obtained by pure separation or from an animal. Characteristic target nucleic acid concentration measurement method,
34) The target nucleic acid according to any one of the above 1) or 13) to 19), wherein the target nucleic acid is a nucleic acid contained in a cell of a complex microbial system or a symbiotic microbial system or in a homogenate of the cell, or 32). A method for measuring the concentration of a target nucleic acid,

35)PCR方法において、前記2)〜3)、5)、6)、又は前記8)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブを用いて反応を行い、核酸伸長反応時当該プローブがポリメラーゼにより分解除去されている反応系又は核酸変性反応時若しくは核酸変性反応が完了している反応系の蛍光強度値と標的核酸若しくは増幅標的核酸が該核酸プローブとハイブリダイズしているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者からの蛍光強度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増幅された標的核酸の濃度測定方法、また、   35) In the PCR method, a reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of the above 2) to 3), 5), 6), or 8) to 12). A reaction system in which the fluorescence intensity value of a reaction system that has been decomposed and removed by a polymerase or a nucleic acid denaturation reaction or a reaction system in which a nucleic acid denaturation reaction has been completed and a target nucleic acid or an amplified target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe The method for measuring the concentration of the target nucleic acid amplified by PCR, which comprises measuring the fluorescence intensity value of the former, and calculating the rate of decrease in the fluorescence intensity value from the former,

36)PCR方法において、前記4)又は前記7)に記載の核酸プローブをプライマーとして反応を行い、当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸がハイブリダイズしていない反応系の蛍光強度値と該核酸プローブが標的核酸若しくは増幅標的核酸とハイブリダイズしているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者の蛍光強度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増幅された標的核酸の濃度測定方法、また、
37)PCR方法がリアルタイム定量的PCR方法である前記35)又は前記36)に記載のPCR方法の標的の増幅核酸の濃度測定方法、また、
36) In the PCR method, a reaction is performed using the nucleic acid probe according to 4) or 7) as a primer, and the fluorescence intensity value of the reaction system in which the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid are not hybridized and the nucleic acid probe Measuring the fluorescence intensity value of the reaction system when is hybridized with the target nucleic acid or amplified target nucleic acid, and calculating the decrease rate of the former fluorescence intensity value, the concentration of the target nucleic acid amplified by PCR Measurement method,
37) The method for measuring the concentration of a target amplified nucleic acid of the PCR method according to the above 35) or 36), wherein the PCR method is a real-time quantitative PCR method;

38)前記1)、13)〜19)の何れか1項、又は前記32)〜37)の何れか1項に記載の核酸測定法で得られたデータを解析する方法において、標的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強度値を、そのように形成されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られる反応系の蛍光強度値により補正することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法のためのデータ解析方法、また、   38) In the method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of the above 1), 13) to 19), or any one of the above 32) to 37), the target nucleic acid may be fluorescent. Correcting the fluorescence intensity value of the reaction system after hybridizing with the dye-labeled nucleic acid probe by the fluorescence intensity value of the reaction system obtained after dissociation of the probe-nucleic acid hybrid complex thus formed. A data analysis method for measuring the concentration of a target nucleic acid,

39)前記37)に記載のリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する方法において、各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素と結合した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強度値を、各サイクルにおける形成された蛍光色素−核酸複合体、あるいはそのようにして形成されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られる反応系の蛍光強度値により補正する演算処理過程(以下、補正演算処理過程という。)を有することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、また、   39) The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to 37) above, wherein the amplified nucleic acid in each cycle is combined with a fluorescent dye, or the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. The fluorescence intensity value of the reaction system after hybridization with the probe is determined by the reaction obtained after the fluorescent dye-nucleic acid complex formed in each cycle or the probe-nucleic acid hybrid complex thus formed is dissociated. A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, comprising an arithmetic processing step for correcting the fluorescence intensity value of the system (hereinafter, referred to as a correction arithmetic processing step);

40)前記39)に記載の補正演算処理過程が、次の〔数式1〕あるいは〔数式2〕によるものである前記39)に記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、また、
n=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕
n=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕
〔式中、
n:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出されたn次サイクルにおける補正演算処理値、
hyb,n:n次サイクルにおいて、増幅した核酸が蛍光色素と結合した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強度値、
den,n:n次サイクルにおける、形成された蛍光色素−核酸複合体、あるいは形成されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後の反応系の蛍光強度値〕、また、
40) The data analysis method for the real-time quantitative PCR method according to 39), wherein the correction operation processing step according to 39) is based on the following [Equation 1] or [Equation 2].
f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1]
f n = f den, n / f hyb, n [Equation 2]
(In the formula,
f n : correction operation processing value in the nth cycle calculated by [Equation 1] or [Equation 2],
f hyb, n : the fluorescence intensity value of the reaction system after the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or after the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye in the nth cycle,
f den, n : the fluorescence intensity value of the reaction system after dissociation of the formed fluorescent dye-nucleic acid complex or the formed probe-nucleic acid hybrid complex in the nth cycle],

41)前記37)に記載のリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する前記40)に記載の方法において、各サイクルにおける〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された補正演算処理値を次の〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サイクルにおける各サンプル間の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを比較することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、また、
n=fn/fa 〔数式3〕
n=fa/fn 〔数式4〕
〔式中、
n:n次サイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化率、
n:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値
a:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル数のもの〕、また、
41) The method according to the above item 40) for analyzing the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to the above item 37), wherein the correction operation processing value calculated by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle. Is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4] to calculate a fluorescence change ratio or a fluorescence change ratio between each sample in each cycle, and to compare them. Data analysis method,
F n = f n / f a [Equation 3]
F n = f a / f n [Equation 4]
(In the formula,
F n : the rate of change of fluorescence or the rate of change of fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in the n- th cycle;
f n : Correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] f a : Correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] and an arbitrary number of cycles before a change in f n is observed Thing),

42)前記37)に記載のリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する前記41)に記載の方法において、
(a)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデータを用いて、〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算処理する過程、
logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕
logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕
logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕
〔式中、
A、b:任意の数値、
n:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出されたn次サイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化率〕、
(b)前記(a)の演算処理値が一定値に達したサイクル数を求める演算処理過程、
(c)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開始時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理過程、
(d)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピー数を求める演算処理過程、
を有することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、また、
42) The method according to 41), wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to 37) is analyzed.
(A) a process of performing an arithmetic processing by [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7] using the fluorescence change ratio or the data of the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4];
log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5]
log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 6]
log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7]
(In the formula,
A, b: arbitrary numerical values,
F n : the rate of change in fluorescence or the rate of change in fluorescence in the nth cycle calculated by [Equation 3] or [Equation 4],
(B) an arithmetic processing step of calculating the number of cycles in which the arithmetic processing value of (a) has reached a constant value;
(C) an arithmetic processing step of calculating a relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample of a known concentration and the number of copies of the target nucleic acid at the start of the reaction,
(D) a process of calculating the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR in the unknown sample;
A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, characterized by having

43)標的核酸について前記2)〜12)の何れか1項に記載の核酸プローブを用いてPCRを行い、標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のTm値を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分析方法、また、
44)標的核酸について前記4)又は前記7)に記載の核酸プローブをプライマーとして用いてPCRを行い、標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のTm値を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分析方法、また、
43) Performing PCR on the target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of 2) to 12) above, and analyzing the melting curve of the target nucleic acid to determine the Tm value of each amplified nucleic acid. Method for analyzing the melting curve of the target nucleic acid
44) A target characterized in that PCR is performed on the target nucleic acid using the nucleic acid probe described in 4) or 7) above as a primer, and the melting curve of the target nucleic acid is analyzed to determine the Tm value of each amplified nucleic acid. Analysis method of melting curve of nucleic acid,

45)前記39)〜42)の何れか1項に記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法において、PCR法により増幅された核酸を、低い温度から核酸が完全に変性するまで、温度を徐々に上げる過程、この過程において、所定の時間間隔で蛍光強度を測定する過程、測定結果を時間に対する関数としてデスプレー上に表示して核酸の融解曲線をデスプレー上に描く過程、この融解曲線を微分して微分した値(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)を得る過程、前記微分した値を微分値としてデスプレー上に表示する過程、その微分値から変曲点を求める過程、を有することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法、また、
46)前記39)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記40)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記41)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記42)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記45)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、を実施するための手段をそれぞれ有することを特徴とするリアルタイム定量的PCRの測定及び/又は解析装置、また、
45) The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of the above items 39) to 42), wherein the nucleic acid amplified by the PCR method is cooled from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured. The process of gradually increasing the fluorescence intensity, measuring the fluorescence intensity at predetermined time intervals, displaying the measurement results on the display as a function of time, and drawing the melting curve of the nucleic acid on the display. Differentiating and obtaining a differentiated value (-dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time), displaying the differentiated value as a differential value on a display, and obtaining an inflection point from the differential value A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, characterized by having
46) a step of analyzing data by the data analysis method according to 39), a step of analyzing data by the data analysis method of 40), a step of analyzing data by the data analysis method of 41), Real-time quantitative PCR, characterized by having means for performing a step of analyzing data by the data analysis method according to the above (42) and a step of analyzing data by the data analysis method according to the above (45). Measurement and / or analysis device,

47)前記39)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記40)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記41)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記42)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、前記45)に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、また、   47) a process of analyzing data by the data analysis method of 39), a process of analyzing data by the data analysis method of 40), a process of analyzing data by the data analysis method of 41), A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the step of analyzing data by the data analysis method according to 42) and the step of analyzing data by the data analysis method according to 45); Also,

48)核酸定量方法において、前記39)〜42)何れか1項、又は前記45)に記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法を利用することを特徴とする核酸の定量方法、また、
49)核酸定量方法において、前記46)に記載の装置を利用することを特徴とする核酸の定量方法、また、
50)核酸定量方法において、前記47)に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体を用いることを特徴とする核酸の定量方法、
を提供する。
48) A method for quantifying a nucleic acid, comprising using the data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of the above 39) to 42) or the above 45), ,
49) A method for quantifying a nucleic acid, which comprises using the device according to 46) above,
50) A method for quantifying a nucleic acid, which comprises using the computer-readable recording medium according to the above item 47).
I will provide a.

本発明は次のような効果を有する。
1)本発明の標的核酸の濃度を測定する方法、本発明の各種の核酸プローブ、特に2−O−アルキルオリゴヌクレオチド若しくは2−O−アルキレンオリゴヌクレオチド、2−O−ベンジルオリゴヌクレオチドなど化学的修飾オリゴヌクレオチドなどからなる本発明の核酸プローブ、またオリゴリボヌクレオチドとオリゴデオキシリボヌクレオチドが介在するキメリックオリゴヌクレオチドなどからなる本発明の核酸プローブ、それらの本発明の核酸プローブを含有若しくは付帯する、標的核酸の濃度を測定する測定キット、及び前記の本発明の核酸プローブを結合してなるDNAチップなどの核酸チップ若しくは核酸デバイスを用いると、測定系から未反応の核酸プローブを除く等の操作をすることがないので、標的核酸の濃度を短時間でかつ簡便に測定できる。また、複合微生物系又は共生微生物系に適用すると、当該系における特定菌株の存在量を特異的かつ短時間に測定できる。また、本発明は標的核酸若しくは遺伝子のSNPなどの多型又は変異などの解析若しくは測定する簡便な方法を提供している。
2)また、本発明の定量的PCR方法は、次のような効果を有する。
a.TaqDNAポリメラーゼによる標的核酸の増幅に阻害的に作用する因子が添加されていないことから、従来公知の特異性のある通常のPCRと同様の条件で定量的PCRを行うことができる。
b.また、PCRの特異性を高く保つことができるので、プライマーダイマーの増幅が遅くなることから、従来公知の定量的PCRと比較すると定量限界が約1桁のオーダー低くなる。
c.複雑な核酸プローブを用意する必要がないので、それに要する時間と費用が節約できる。
d.標的核酸の増幅効果も大きく、増幅過程をリアルタイムでモニタリングすることができる。
3)また、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する際、本発明のデータ解析方法を用いて、未知核酸コピー数の核酸試料について核酸のコピー数を求める検量直線を作成すると、検量線の相関係数は従来の方法により得られたものに較べて格段に高い。それで、本発明のデータ解析方法を用いると核酸の正確なコピー数を求めることができる。
4)また、本発明のリアルタイム定量的PCR方法によって得られたデータの解析方法に係るデータ解析用ソフトウエア、また、その解析方法の手順をプログラムとして記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若しくは解析装置を用いると、相関係数の高い検量直線を自動的に作成することができる。
5)また、本発明の新規な核酸の融解曲線の分析方法を用いると、精度の高い、核酸のTm値を求めることができる。更に、当該方法に係るデータ解析用ソフトウエア、また、その分析方法の手順をプログラムとして記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若しくは解析装置を用いると、正確なTm値を求めることができる
The present invention has the following effects.
1) The method for measuring the concentration of a target nucleic acid of the present invention, various nucleic acid probes of the present invention, particularly chemical modifications such as 2-O-alkyl oligonucleotides, 2-O-alkylene oligonucleotides, and 2-O-benzyl oligonucleotides The nucleic acid probe of the present invention consisting of an oligonucleotide or the like, the nucleic acid probe of the present invention consisting of a chimeric oligonucleotide or the like in which an oligoribonucleotide and an oligodeoxyribonucleotide intervene, a target nucleic acid containing or accompanied by the nucleic acid probe of the present invention Using a measurement kit for measuring the concentration of a nucleic acid, and a nucleic acid chip or a nucleic acid device such as a DNA chip to which the nucleic acid probe of the present invention is bound, operations such as removing unreacted nucleic acid probes from the measurement system can be performed. No target nucleic acid concentration in a short time One can be easily measured. Further, when applied to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, the abundance of a specific strain in the system can be measured specifically and in a short time. The present invention also provides a simple method for analyzing or measuring polymorphisms or mutations such as SNPs of a target nucleic acid or gene.
2) The quantitative PCR method of the present invention has the following effects.
a. Since a factor that inhibits the amplification of the target nucleic acid by Taq DNA polymerase is not added, quantitative PCR can be performed under the same conditions as those of a conventionally known specific PCR.
b. In addition, since the specificity of PCR can be kept high, the amplification of the primer dimer is slowed, so that the quantification limit is reduced by about one order of magnitude as compared with conventionally known quantitative PCR.
c. Since there is no need to prepare a complicated nucleic acid probe, the time and cost required for the preparation can be saved.
d. The effect of amplifying the target nucleic acid is large, and the amplification process can be monitored in real time.
3) In addition, when analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method, a calibration line for obtaining the copy number of a nucleic acid for a nucleic acid sample having an unknown nucleic acid copy number is prepared using the data analysis method of the present invention. The correlation coefficient of the line is much higher than that obtained by the conventional method. Thus, the use of the data analysis method of the present invention makes it possible to determine the exact copy number of a nucleic acid.
4) Also, data analysis software according to the method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method of the present invention, a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program, and By using a real-time quantitative PCR measurement or analysis apparatus using the above, a calibration straight line having a high correlation coefficient can be automatically created.
5) In addition, by using the novel nucleic acid melting curve analysis method of the present invention, a highly accurate Tm value of a nucleic acid can be obtained. Furthermore, using the software for data analysis according to the method, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program, and a real-time quantitative PCR measurement or analysis device using the same, Accurate Tm value can be obtained

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
本発明の第一の特徴は、蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる標的核酸の濃度を測定する方法において、当該核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたときに生ずる、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することにある。
本発明において、プローブ−核酸ハイブリッド複合体とは、本発明の蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸とハイブリダイズした状態のもの(複合体)のことを云う。そして簡便化のために、以下、核酸ハイブリッド複合体と略称する。
蛍光色素−核酸複合体とは、蛍光色素が標的核酸と結合した複合体のことを云う。例えば、2重鎖核酸内にインターカレターが結合した状態ものを挙げることができる。
また、本発明において、DNA、RNA、cDNA、mRNA、rRNA、XTPs、dXTPs、NTPs、dNTPs、核酸プローブ、ヘルパー核酸プローブ(又は核酸ヘルパープローブ、又は単にヘルパープローブ)、ハイブリダイズ、ハイブリダイゼーション、インターカレーター、プライマー、アニーリング、伸長反応、熱変性反応、核酸融解曲線、PCR、RT−PCR、RNA−primed PCR、Stretch PCR、逆PCR、Alu配列を利用したPCR、多重PCR、混合プライマーを用いたPCR、PNAを用いたPCR法、ハイブリダイゼーションアッセイ方法(hybridization assays)、FISH(fluorescent in situ hybridization assays)方法、PCR方法(polymerase chain assays)、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方法(strand displacement assays)、競合的ハイブリダイゼーション方法(competitive hybridization)、DNAチップ、核酸検出用(遺伝子検出用)デバイス,SNP(スニップ:一塩基置換多型)、複合微生物系等の用語は、現在、分子生物学、遺伝子工学、微生物工学等で一般的に使用されている用語と同じ意味である。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
The first feature of the present invention is a method for measuring the concentration of a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, which occurs when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the fluorescent dye before and after hybridization. It is to measure the amount of decrease in luminescence.
In the present invention, the probe-nucleic acid hybrid complex refers to a complex (complex) in which a nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye of the present invention is hybridized with a target nucleic acid. For the sake of simplicity, hereinafter, it is abbreviated as a nucleic acid hybrid complex.
The fluorescent dye-nucleic acid complex refers to a complex in which a fluorescent dye is bound to a target nucleic acid. For example, a double-stranded nucleic acid with an intercalator bound thereto can be mentioned.
In the present invention, DNA, RNA, cDNA, mRNA, rRNA, XTPs, dXTPs, NTPs, dNTPs, nucleic acid probes, helper nucleic acid probes (or nucleic acid helper probes, or simply helper probes), hybridization, hybridization, intercalator , Primer, annealing, extension reaction, heat denaturation reaction, nucleic acid melting curve, PCR, RT-PCR, RNA-primed PCR, Stretch PCR, reverse PCR, PCR using Alu sequence, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR using PNA, hybridization assay (hybridization assays), FISH (fluorescent in situ hybridization assays), PCR (polymerase chain assays), LCR (ligase chain reaction), SD (strand displacement assays), Terms such as competitive hybridization, DNA chip, nucleic acid detection (gene detection) device, SNP (snip: single nucleotide substitution polymorphism), and complex microbial system are currently used in molecular biology and genetic engineering. Have the same meanings as those commonly used in microbial engineering and the like.

本発明において標的核酸の濃度を測定するとは、測定系の単数種若しくは複数種の核酸について、濃度を定量をすること、定量的検出をすること、単なる検出をすること、または、多型・変異などの解析をすることなどを云う。なお、複数種の核酸の場合は、同時に複数種の核酸の定量的検出、同時に複数種の核酸の単なる検出、または、同時に複数種の核酸の多型・変異などの解析をすることなどは、当然本発明の技術的範囲内のものである。
標的核酸濃度測定用デバイスとは各種のDNAチップなどのことをいう。その具体例としては、とりもなおさず各種のDNAチップを挙げることができる。本発明においては本発明の核酸プローブが適用できるならば、どのような形式のDNAチップでもよい。
蛍光色素で標識された核酸プローブ(以下、単に本発明の核酸プローブ又は本発明のプローブという。)を用いて、標的核酸の濃度を測定する方法(以下、簡便化のために、単に核酸測定方法という。)とは、ハイブリダイゼーション方法(hybridization assays)、FISH方法(fluorescent in situ hybridization assays)、PCR方法(polymerase chain assays)、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方法(strand displacement assays)、競合的ハイブリダイゼーション方法(competitive hybridization)などの方法により標的核酸の濃度を測定することをいう。
従来、これらの方法では、蛍光色素で標識された核酸プローブを加えた後、標的核酸にハイブリダイズしなかった未反応の当該核酸プローブの蛍光色素を測定系から洗浄等の方法で除去し、標的核酸にハイブリダイズした当該核酸プローブに標識された蛍光色素を当該プローブから直接的に、又は当該プローブに間接的な手段を施して(例えば、酵素を作用させたりして)、発光させて、その発光量を測定する方法である。本発明は、これらの方法においてこのような複雑な操作をしないで目的核酸を測定することに特徴がある。
In the present invention, measuring the concentration of a target nucleic acid refers to quantifying the concentration, performing quantitative detection, simply detecting, or performing polymorphism / mutation for one or more nucleic acids in a measurement system. Analysis of such as. In the case of multiple types of nucleic acids, quantitative detection of multiple types of nucleic acids at the same time, simple detection of multiple types of nucleic acids at the same time, or analysis of polymorphisms / mutations of multiple types of nucleic acids at the same time, etc. Naturally, it is within the technical scope of the present invention.
The device for measuring a target nucleic acid concentration refers to various DNA chips and the like. Specific examples thereof include various types of DNA chips. In the present invention, any type of DNA chip may be used as long as the nucleic acid probe of the present invention can be applied.
A method for measuring the concentration of a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye (hereinafter simply referred to as the nucleic acid probe of the present invention or the probe of the present invention) (hereinafter simply referred to as a nucleic acid measuring method for simplicity) ) Means the hybridization method (hybridization assays), FISH method (fluorescent in situ hybridization assays), PCR method (polymerase chain assays), LCR method (ligase chain reaction), SD method (strand displacement assays), competitive It refers to measuring the concentration of a target nucleic acid by a method such as a competitive hybridization.
Conventionally, in these methods, after adding a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the fluorescent dye of the unreacted nucleic acid probe that did not hybridize to the target nucleic acid was removed from the measurement system by washing or the like, and the target was removed. A fluorescent dye labeled on the nucleic acid probe hybridized to the nucleic acid is directly emitted from the probe or by indirectly applying the probe to the probe (for example, by acting an enzyme) to emit light. This is a method for measuring the amount of light emission. The present invention is characterized in that a target nucleic acid is measured without performing such a complicated operation in these methods.

本発明において標的核酸とは、濃度の測定を目的とする核酸若しくは遺伝子のことを云う。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も問わない。各種の核酸が混在していてもよい。例えば、複合微生物系(複数微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)又は共生微生物系(複数の動植物及び/又は複数の微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)における濃度の測定を目的とする特定核酸である。尚、標的核酸の精製が必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。例えば、市販されている精製キット等を使用して行うことができる。上記の核酸の具体例として、DNA、RNA、PNA、オリゴデオキシリボヌクレオチド(oligodeoxyribonucleotides)、オリゴリボヌクレオチド(oligoribonucleotides)等、また、前記核酸の化学的修飾核酸を挙げることができる。化学的修飾核酸として2'-O-メチル(Me)RNA等を例示することができる。 In the present invention, a target nucleic acid refers to a nucleic acid or a gene whose concentration is to be measured. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example, a specific nucleic acid for the purpose of measuring the concentration in a complex microorganism system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple microorganisms) or a symbiotic microorganism system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple animals and plants and / or multiple microorganisms) It is. When the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example, it can be performed using a commercially available purification kit or the like. Specific examples of the above nucleic acid include DNA, RNA, PNA, oligodeoxyribonucleotides, oligoribonucleotides, and the like, and chemically modified nucleic acids of the nucleic acid. Examples of chemically modified nucleic acids include 2'- O -methyl (Me) RNA.

本発明において蛍光色素は、一般に核酸プローブに標識して、核酸の測定・検出に用いられるものが便利に使用できるが、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたときに、プローブに標識した当該蛍光色素が、その発光を減少させるものが好適に用いられる。例えば、フルオレセイン(fluorescein)又はその誘導体類{例えば、フルオレセインイソチオシアネート(fluorescein isothiocyanate)(FITC)若しくはその誘導体等、Alexa 488、Alexa 532、cy3、cy5、EDANS(5-(2'-aminoethyl)amino-1-naphthalene sulfonic acid)}、ローダミン(rhodamine)6G(R6G)又はその誘導体(例えば、テトラメチルローダミン(teramethylrhodamine)(TMR)、テトラメチルローダミンイソチオシアネート(tetramethylrhodamine isothiocyanate)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhodamine)、テキサスレッド(Texas red)、ボデピー(BODIPY)FL(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C3(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C6(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)5-FAM(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)TMR(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、又はその誘導体(例えば、ボデピー(BODIPY)TR(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、デピー(BODIPY)R6G(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)564(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)581(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)等を挙げることができる。これらの中でも、FITC、EDANS、6-joe、TMR、Alexa 488、Alexa 532、ボデピー(BODIPY)FL/C3(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C6(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)等を好適なものとして、また、FITC、TMR、6-jeo、ボデピー(BODIPY)FL/C3(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C6(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)をより好適なものとして挙げることができる。   In the present invention, a fluorescent dye generally used for labeling a nucleic acid probe and used for measurement and detection of nucleic acid can be conveniently used.However, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, Preferably, the fluorescent dye labeled as described above reduces its emission. For example, fluorescein or derivatives thereof such as fluorescein isothiocyanate (FITC) or derivatives thereof, such as Alexa 488, Alexa 532, cy3, cy5, and EDANS (5- (2′-aminoethyl) amino- 1-naphthalene sulfonic acid)}, rhodamine 6G (R6G) or a derivative thereof (for example, tetramethylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TMRITC), x-rhodamine (x -rhodamine), Texas red, BODIPY FL (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes ), United States), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY (BODIPY) ) 5-FAM (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPYTMR (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), or a derivative thereof (for example, Bodepy) (BODIPY) TR (trade name; molecular probe (Molecular Probes), USA), Depey (BODIPY) R6G (trade name; molecular probe (Molecular Probes), USA), bodypi (BODIPY) 564 (trademark) (Molecular Probes, USA), BODIPY 581 (trade name; Molecular Probes, USA), etc. Among them, FITC, EDANS , 6-joe, TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C3 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name) Molecular Probes (Molecular Probes, USA) and the like, and FITC, TMR, 6-jeo, BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes), US) and BODIPY FL / C6 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA) can be mentioned as more preferable ones.

標的核酸にハイブリダイズさせる本発明の核酸プローブは、オリゴデオキシリボヌクレオチドで構成されていてもよいし、オリゴリボヌクレオチドで構成されていてもよい。また、それらの両方を含むキメリックオリゴヌクレオチド(chimeric oligonucleodite)でもよい。それらのオリゴヌクレオチドは化学的修飾を受けたものでもよい。化学的修飾を受けたオリゴヌクレオチドをキメリックオリゴヌクレオチドの鎖中に介在させてもよい。   The nucleic acid probe of the present invention that hybridizes to a target nucleic acid may be composed of oligodeoxyribonucleotides or oligoribonucleotides. Also, a chimeric oligonucleodite containing both of them may be used. These oligonucleotides may be chemically modified. The chemically modified oligonucleotide may be interposed in the chimeric oligonucleotide chain.

前記の化学的修飾を受けたオリゴヌクレオチドの修飾部位として、オリゴヌクレオチド末端部の末端水酸基若しくは末端リン酸基、インターヌクレオシドリン酸部位、ピリミジン環の5位の炭素、ヌクレオシドの糖(リボース若しくはデオキシリボース)部位を挙げることができる。好適にはリボース若しくはデオキシリボース部位を挙げることができる。具体的には、2'-O-アルキルオリゴリボヌクレオチド(2'-O-alkyloligoribonucleotides)(以下、2'-O-を2-O-に略記する。)、2-O-アルキレンオリゴリボヌクレオチド(2-o-alkyleneoligoribonucleotides)、2-O-ベンジルオリゴリボヌクレオチド(2-o-benzyloligoribonucleotides)を例示することができる。当該オリゴヌクレオチドは、オリゴリボヌクレオチドの任意の位置の単数若しくは複数のリボースの2’位炭素のOH基がアルキル基、アルキレン基若しくはベンジル基で修飾(エーテル結合で)されているものである。本発明においては、好適には、2-O-アルキルオリゴリボヌクレオチドのなかでも、2-O-メチルオリゴリボヌクレオチド、2-O-エチルオリゴリボヌクレオチド、2-O-ブチルオリゴリボヌクレオチド、2-O-ベンジルオリゴリボヌクレオチドが、2-O-アルキレンオリゴリボヌクレオチドの中では、2-O-エチレンオリゴリボクレオチドが、及び2-O-ベンジルオリゴリボヌクレオチドが、特に好適には、2-O-メチルオリゴリボヌクレオチド(以下、単に2-O-Meオリゴリボヌクレオチドと略記する。)が用いられる。このような化学的修飾を、オリゴヌクレオチドに施すことにより、標的核酸との親和性が高まり、本発明の核酸プローブのハイブリダイゼーション効率が向上する。ハイブリダイゼーション効率が高まると、本発明の核酸プローブの蛍光色素の蛍光強度の減少率が更に向上するので、標的核酸の濃度の測定が精度が更に向上する。
なお、本発明において、オリゴヌクレオチドなる用語は、オリゴデオキシリボヌクレオチド又はオリゴリボヌクレオチド若しくはその双方を意味するもので、それらを総称するものとする。
2-O-アルキルオリゴリボヌクレオチド、2-O-アルキレンオリゴリボヌクレオチド、2-O-ベンジルオリゴリボヌクレオチドは、公知の方法(Nucleic Acids Research、26巻、2224〜2229ページ、1998年)で合成できる。また、GENSET(株式会社)(フランス)が委託合成を行っているので、容易に入手できる。本発明者らは当該会社に当該化合物の合成を委託して実験を行って、本発明を完成した。
Examples of the modified site of the chemically modified oligonucleotide include a terminal hydroxyl group or a terminal phosphate group at the end of the oligonucleotide, an internucleoside phosphate site, a carbon at the 5-position of a pyrimidine ring, and a sugar of a nucleoside (ribose or deoxyribose). ) Site. Preferably, a ribose or deoxyribose site can be mentioned. Specifically, 2'O - alkyl oligoribonucleotide (2'- O -alkyloligoribonucleotides) (hereinafter, 2'- O -. The abbreviated to 2-O-), 2-O- alkylene oligoribonucleotides ( Examples thereof include 2-o-alkyleneoligoribonucleotides) and 2-O-benzyloligoribonucleotides. The oligonucleotide is one in which the OH group at the 2′-position carbon of one or more riboses at any position of the oligoribonucleotide is modified (by an ether bond) with an alkyl group, an alkylene group or a benzyl group. In the present invention, preferably, among the 2-O-alkyl oligoribonucleotides, 2-O-methyl oligoribonucleotide, 2-O-ethyl oligoribonucleotide, 2-O-butyl oligoribonucleotide, O-benzyl oligoribonucleotide, among 2-O-alkylene oligoribonucleotides, 2-O-ethylene oligoribonucleotide, and 2-O-benzyl oligoribonucleotide, particularly preferably 2-O- Methyl oligoribonucleotide (hereinafter simply referred to as 2-O-Me oligoribonucleotide) is used. By applying such a chemical modification to the oligonucleotide, the affinity with the target nucleic acid is increased, and the hybridization efficiency of the nucleic acid probe of the present invention is improved. When the hybridization efficiency increases, the rate of decrease in the fluorescence intensity of the fluorescent dye of the nucleic acid probe of the present invention further increases, so that the measurement of the concentration of the target nucleic acid further improves.
In the present invention, the term “oligonucleotide” means oligodeoxyribonucleotide or oligoribonucleotide or both, and is generically referred to.
2-O-alkyl oligoribonucleotides, 2-O-alkylene oligoribonucleotides, and 2-O-benzyl oligoribonucleotides can be synthesized by known methods (Nucleic Acids Research, Vol. 26, pp. 2224-2229, 1998). . In addition, GENSET (Ltd.) (France) has commissioned synthesis, so it can be easily obtained. The present inventors commissioned the company to synthesize the compound and conducted experiments to complete the present invention.

尚、2-O-メチルオリゴリボヌクレオチド(以下、単に2-O-Meオリゴリボヌクレオチドという。)のような修飾されたRNAをオリゴデオキシリボヌクレオチドの中に介在させた本発明の核酸プローブは主にRNA特にrRNAの測定に用いると好ましい結果が得られる。
本発明の核酸プローブを使用してRNAを測定する場合、当該プローブとハイブリダイズさせる前に、試料であるRNA溶液を、80〜100℃、好ましくは90〜100℃、最適には93〜97℃で、1〜15分間、好ましくは2〜10分間、最適には3〜7分間、加熱処理してRNAの高次構造を破壊することがハイブリダイゼーション効率を向上させるのに好適である。
The nucleic acid probe of the present invention in which a modified RNA such as 2-O-methyl oligoribonucleotide (hereinafter simply referred to as 2-O-Me oligoribonucleotide) is interposed in an oligodeoxyribonucleotide is mainly used. Preferred results are obtained when used for measuring RNA, especially rRNA.
When measuring RNA using the nucleic acid probe of the present invention, before hybridizing with the probe, an RNA solution as a sample is subjected to 80 to 100 ° C, preferably 90 to 100 ° C, optimally 93 to 97 ° C. Heat treatment for 1 to 15 minutes, preferably 2 to 10 minutes, optimally 3 to 7 minutes to destroy the higher-order structure of RNA is suitable for improving the hybridization efficiency.

更に、本発明の核酸プローブの、ハイブリダイゼーション配列領域へのハイブリダイゼーション効率を更に上げるためにヘルパープローブ(helper probe)をハイブリダイゼーション反応溶液に添加することが好適である。この場合、ヘルパープローブのオリゴヌクレオチドはオリゴデオキシリボヌクレオチド、オリゴリボヌクレオチドでも、また、前記と同様な化学的修飾を受けたオリゴヌクレオチドでもよい。前記のオリゴヌクレオチドの一例として、フォワード(forward)型として(5')TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A(3')、バックワード(back ward)型若しくはリバース(reverse ward)型として(5')CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')なる塩基配列のものを挙げることができる。化学的修飾を受けたオリゴヌクレオチドの好適な例として、2-O-アルキルオリゴリボヌクレオチド、特に2-O-Meオリゴリボヌクレオチドを例示できる。
本発明の核酸プローブの塩基鎖が35塩基以下の場合、ヘルパープローブの利用は、特に効果的である。35塩基鎖を超える本発明の核酸プローブを使用する場合は、標的のRNAを熱変性するだけでよい場合もある。
前記のようにして、本発明の核酸プローブをRNAにハイブリダイズさせると、ハイブリダイゼーション効率が高まるので反応液中のRNAの量に応じて蛍光強度が減少し、最終RNA濃度が約150pMまでRNAを測定できるようになる。
かくして、本発明は、本発明の核酸プローブを含有若しくは付帯する、標的核酸の濃度を測定する測定キットに前記のヘルパープローブを含有、付帯させるなる、標的核酸の濃度を測定する測定キットでもある。
Further, it is preferable to add a helper probe to the hybridization reaction solution in order to further increase the hybridization efficiency of the nucleic acid probe of the present invention to the hybridization sequence region. In this case, the oligonucleotide of the helper probe may be an oligodeoxyribonucleotide or an oligoribonucleotide, or may be an oligonucleotide subjected to the same chemical modification as described above. Examples of the oligonucleotides include (5 ′) TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) as a forward type, and (5 ′) CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (5 ′) as a backward type or a reverse ward type. 3 '). Preferred examples of oligonucleotides that have been chemically modified include 2-O-alkyl oligoribonucleotides, particularly 2-O-Me oligoribonucleotides.
When the nucleic acid probe of the present invention has a base chain of 35 bases or less, the use of a helper probe is particularly effective. When using the nucleic acid probe of the present invention having a length of more than 35 base chains, it may be sufficient to simply heat denature the target RNA.
As described above, when the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to RNA, the hybridization efficiency is increased, so that the fluorescence intensity is reduced according to the amount of RNA in the reaction solution, and the RNA is reduced to a final RNA concentration of about 150 pM. Be able to measure.
Thus, the present invention is also a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the helper probe in a measurement kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, which contains or accompanies the nucleic acid probe of the present invention.

核酸プローブを用いる従来のハイブリダイゼーション方法によるRNAの測定において、核酸プローブとしてオリゴデオキシリボヌクレオチド体又はオリゴリボヌクレオチド体が用いられてきた。RNAはそれ自体が強固な高次構造をとるため、プローブと標的RNAとのハイブリダイゼーション効率が悪く、定量性に乏しかった。そのために、RNAを変性させた後、メンブランに固定してからハイブリダイゼーション反応を行うという繁雑性を従来方法は有していた。これに対して、前記の本発明方法は、RNAの特定構造部と高い親和性を有するリボース部修飾核酸プローブを用いているので、従来方法に較べて高い温度でハイブリダイゼーション反応を行うことができる。それで、RNAの高次構造の前記悪影響は、前処理としての加熱変性処理、ヘルパープローブの併用だけで克服可能である。これにより本発明方法においてハイブリダイゼーション効率は実質的に100%になり、定量性が向上する。また、従来方法に較べて格段に簡便になる。   In the measurement of RNA by a conventional hybridization method using a nucleic acid probe, an oligodeoxyribonucleotide or oligoribonucleotide has been used as the nucleic acid probe. Since RNA itself has a strong higher-order structure, the hybridization efficiency between the probe and the target RNA is poor, and the quantification is poor. For this purpose, the conventional method has the complexity of denaturing the RNA, fixing it to a membrane, and then performing a hybridization reaction. On the other hand, the method of the present invention uses a ribose moiety-modified nucleic acid probe having a high affinity for a specific structural part of RNA, so that the hybridization reaction can be performed at a higher temperature than in the conventional method. . Therefore, the above-mentioned adverse effects of the higher-order structure of RNA can be overcome only by using a heat denaturation treatment as a pretreatment and a combined use of a helper probe. Thereby, in the method of the present invention, the hybridization efficiency becomes substantially 100%, and the quantification is improved. In addition, it is much simpler than the conventional method.

本発明のプローブの塩基数は5〜50であり、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜20である。50を超える場合は、FISH方法に用いたとき細胞膜の透過性が悪くなり、本発明の適用範囲を狭めることになる。5未満の場合は、非特異的ハイブリダイゼーションが惹起し易くなり、測定誤差が大きくなる。   The number of bases of the probe of the present invention is 5 to 50, preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to 20. When it exceeds 50, the permeability of the cell membrane becomes poor when used in the FISH method, and the application range of the present invention is narrowed. If it is less than 5, non-specific hybridization is likely to occur, resulting in a large measurement error.

そのプローブの塩基配列は、標的核酸に特異的にハイブリダイズするものであればよく、特に限定されない。好ましくは、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたとき、
(1)当該プローブにハイブリダイズした標的核酸の末端塩基部から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)がすくなとも1塩基以上存在するように、当該プローブの塩基配列が設計されいる塩基配列、
(2)当該プローブの末端部分において核酸ハイブリッド複合体の複数の塩基対が少なくとも1対のG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されている塩基配列、が好ましい。
The base sequence of the probe is not particularly limited as long as it specifically hybridizes to the target nucleic acid. Preferably, when the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to the target nucleic acid,
(1) The base sequence of the probe is 1 to 3 bases away from the terminal base of the target nucleic acid hybridized to the probe, so that at least one base G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid. The designed nucleotide sequence,
(2) The nucleotide sequence of the probe is designed such that a plurality of base pairs of the nucleic acid hybrid complex form at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) at the terminal portion of the probe. A base sequence is preferred.

本発明の核酸プローブのオリゴヌクレオチドは、通常の一般的オリゴヌクレオチドの製造方法で製造できる。例えば、化学合成法、プラスミドベクター、ファージベクター等を使用する微生物法等で製造できる(Tetrahedron letters、22巻、1859〜1862頁、1981年;Nucleic acids Research、14巻、6227〜6245頁、1986年)。尚、現在、市販されている核酸合成機を使用するのが好適である(例えば、ABI394(Perkin Elmer社製、USA))。   The oligonucleotide of the nucleic acid probe of the present invention can be produced by a general method for producing an oligonucleotide. For example, it can be produced by a chemical synthesis method, a microbial method using a plasmid vector, a phage vector, or the like (Tetrahedron letters, 22, 1859-1862, 1981; Nucleic acids Research, 14, 6227-6245, 1986). ). It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer (for example, ABI394 (manufactured by Perkin Elmer, USA)).

オリゴヌクレオチドに蛍光色素を標識するには、従来公知の標識法のうちの所望のものを利用することができる(Nature Biotechnology、14巻、303〜308頁、1996年;Applied and Environmental Microbiology、63巻、1143〜1147頁、1997年;Nucleic acids Research、24巻、4532〜4535頁、1996年)。例えば、5´末端に蛍光色素分子を結合させる場合は、先ず、常法に従って5´末端のリン酸基にスペーサーとして、例えば、-(CH2)n-SHを導入する。これらの導入体は市販されているので市販品を購入してもよい(メドランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー(Midland Certified Reagent Company))。この場合、nは3〜8、好ましくは6である。このスペーサーにSH基反応性を有する蛍光色素又はその誘導体を結合させることにより標識したオリゴヌクレオチドを合成できる。このようにして合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドは、逆相等のクロマトグラフィー等で精製して本発明の核酸プローブとすることができる。 In order to label the oligonucleotide with a fluorescent dye, any of the conventionally known labeling methods can be used (Nature Biotechnology, 14, 303-308, 1996; Applied and Environmental Microbiology, 63). Pp. 1143-1147, 1997; Nucleic acids Research, 24, 4532-4535, 1996). For example, when a fluorescent dye molecule is bound to the 5 'end, first, for example,-(CH 2 ) n -SH is introduced as a spacer into the phosphate group at the 5' end according to a conventional method. These transductants are commercially available and may be purchased commercially (Midland Certified Reagent Company). In this case, n is 3 to 8, preferably 6. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye having SH group reactivity or a derivative thereof to this spacer. The thus synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by chromatography such as reverse phase or the like to obtain the nucleic acid probe of the present invention.

また、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍光色素を結合させることもできる。この場合は、リボース又はデオキシリボースの3’位CのOH基にスペーサーとして、例えば、-(CH2)n-NH2を導入する。これらの導入体も前記と同様にして市販されているので市販品を購入してもよい(メドランド・サーテイファイフド・レージント・カンパニー(Midland Certified Reagent Company))。また、リン酸基を導入して、リン酸基のOH基にスペサーとして、例えば、-(CH2)n-SHを導入する。これらの場合、nは3〜8、好ましくは4〜7である。このスペーサーにアミノ基、SH基に反応性を有する蛍光色素又はその誘導体を結合させることにより標識したオリゴヌクレオチドを合成できる。このようにして合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドは、逆相等のクロマトグラフィー等で精製して本発明の核酸プローブとすることができる。このアミノ基を導入する場合、キット試薬(例えば、Uni-link aminomodifier(CLONTECH社製、米国)、フルオ・リポターキット(FluoReporter Kit)F-6082、F-6083、F-6084、F-10220(いずれもモレクキュラー・プローベ(Molecular Probes)社製、米国))を用いるのが便利である。そして、常法に従って当該オリゴリボヌクレオチドに蛍光色素分子を結合させることができる。また、プローブ核酸の鎖内に蛍光色素分子を導入することも可能である(ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 225,32-38頁(1998年))。 Further, a fluorescent dye can be bound to the 3 ′ end of the oligonucleotide. In this case, for example,-(CH 2 ) n -NH 2 is introduced as a spacer into the OH group at the 3′-position C of ribose or deoxyribose. Since these transfectants are also commercially available in the same manner as described above, commercial products may be purchased (Midland Certified Reagent Company). In addition, a phosphate group is introduced, and for example,-(CH 2 ) n -SH is introduced as a spacer to the OH group of the phosphate group. In these cases, n is 3-8, preferably 4-7. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye or a derivative thereof reactive to an amino group or SH group to this spacer. The thus synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by chromatography such as reverse phase or the like to obtain the nucleic acid probe of the present invention. When introducing this amino group, kit reagents (for example, Uni-link aminomodifier (manufactured by CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kit (FluoReporter Kit) F-6082, F-6083, F-6084, F-10220 ( In any case, it is convenient to use Molecular Probes (USA)). Then, a fluorescent dye molecule can be bound to the oligoribonucleotide according to a conventional method. It is also possible to introduce a fluorescent dye molecule into the strand of the probe nucleic acid (ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, pp. 32-38 (1998)).

以上のようにして本発明の核酸プローブが調製できるが、好ましいプローブの形態は、3’又は5’末端が蛍光色素が標識されたものであり、その標識されている末端の塩基がG又はCであるものである。5’末端が標識され、3’末端が標識されていない場合、3’末端のリボース又はデオキシリボースの3’位炭素のOH基をリン酸基等、また3’末端のリボースの2’位炭素のOH基をリン酸基等で修飾してもよく何ら制限されない。   Although the nucleic acid probe of the present invention can be prepared as described above, a preferred form of the probe is one in which the 3 ′ or 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye, and the labeled base is G or C. It is what is. When the 5 ′ end is labeled and the 3 ′ end is unlabeled, the 3 ′ terminal OH group of the 3 ′ terminal ribose or deoxyribose is replaced with a phosphate group or the like, and the 3 ′ terminal ribose 2 ′ position carbon of the ribose or deoxyribose. May be modified with a phosphate group or the like without any limitation.

本発明の核酸プローブは、単に核酸測定だけでなく、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法に好適に利用できる。特に標的核酸濃度測定用デバイス{DNAチップ(蛋白質 核酸 酵素、43巻、2004〜2011ページ、1998年)}に応用することによりより便利な標的核酸濃度測定用デバイスを提供する。また、当該デバイスを用いて標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法は極めて便利な方法である。すなわち、本発明の核酸プローブとのハイブリダイゼーションにおいて、GCペアーを形成するかどうかにより、蛍光強度が変化する。それで、本発明の核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせ、発光強度を測定することにより、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定することができる。具体的方法は、実施例14、15に記した。この場合、標的核酸は各種の核酸増幅方法のうちの一つの方法により増幅された増幅物でもよいし、抽出されたものでもよい。また標的核酸はその種類を問わない。ただ、鎖中又は末端にグアニン塩基又はシトシン塩基が存在しておればよい。鎖中又は末端にグアニン塩基又はシトシン塩基が存在しないと蛍光強度が減少しない。よって、本発明方法により、G→A、G←A、C→T、C←T、G→C、G←Cの変異、又は置換、すなわち、1塩基多型(single nucleotide polymorphism(SNP))などの多型(polymorphism)等を解析若しくは測定することができる。なお、現在、多型分析は、マキサム・ギルバート(Maxam-Gilbert)法、ジデオキシ(dideoxy)法を用いて標的核酸の塩基配列を決定することにより行われているのが現状である。   The nucleic acid probe of the present invention can be suitably used not only for nucleic acid measurement but also for a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid. In particular, a more convenient device for measuring the concentration of a target nucleic acid is provided by applying it to a device for measuring the concentration of a target nucleic acid {DNA chip (protein nucleic acid enzyme, vol. 43, 2004-2011, 1998)}. Also, a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid using the device is an extremely convenient method. That is, in the hybridization with the nucleic acid probe of the present invention, the fluorescence intensity changes depending on whether or not a GC pair is formed. Thus, by hybridizing the nucleic acid probe of the present invention to the target nucleic acid and measuring the luminescence intensity, polymorphism and / or mutation of the target nucleic acid can be analyzed or measured. The specific method is described in Examples 14 and 15. In this case, the target nucleic acid may be an amplified product amplified by one of various nucleic acid amplification methods, or may be an extracted product. Further, the type of the target nucleic acid is not limited. However, a guanine base or a cytosine base may be present in the chain or at the terminal. If no guanine base or cytosine base is present in the chain or at the end, the fluorescence intensity does not decrease. Therefore, according to the method of the present invention, mutation or substitution of G → A, G ← A, C → T, C ← T, G → C, G ← C, that is, single nucleotide polymorphism (SNP) Can be analyzed or measured. At present, polymorphism analysis is currently performed by determining the base sequence of a target nucleic acid using the Maxam-Gilbert method and the dideoxy method.

それで、本発明の核酸プローブを標的核酸の多型(polymorphism)及び変異(mutation)を解析若しくは測定する測定キットに含有させることにより、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する測定キットとして好適に使用することができる。   Thus, by including the nucleic acid probe of the present invention in a measurement kit for analyzing or measuring polymorphism and mutation of the target nucleic acid, polymorphism or / and mutation of the target nucleic acid can be detected. It can be suitably used as a measurement kit for analysis or measurement.

本発明の標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法により得られるデータを解析する場合に、標的核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のものがハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正する処理過程を設けると、処理されたデータは信頼性の高いものになる。
それで本発明は、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法のためのデータ解析方法を提供する。
When analyzing data obtained by a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid of the present invention, a reaction system when the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. If the processing step of correcting the fluorescence intensity value of the above by the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned one is not hybridized is provided, the processed data becomes highly reliable.
Thus, the present invention provides a data analysis method for a method of analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid.

また、本発明の特徴は、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する測定装置において、標的核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のものがハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正処理する手段を有することを特徴とする標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する測定装置である。   Further, a feature of the present invention is that in a measurement device for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the fluorescence of a reaction system when the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. Analyzing polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, comprising a means for correcting the intensity value with the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned one is not hybridized Alternatively, it is a measuring device for measuring.

また、本発明の特徴は、標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法により得られるデータを解析する場合に、標的核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のものがハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正する処理過程をコンピュータに実行させるための手順をプログラムとして記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。   Also, a feature of the present invention is that when analyzing data obtained by a method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. A computer readable recording as a program a procedure for causing a computer to execute a process of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system at the time of the above, by the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned ones are not hybridized. It is a recording medium.

本発明の核酸プローブは固体(支持層)表面、例えばスライドガラスの表面に固定されていてもよい。この場合、蛍光色素で標識されていない端が固定されているのが好ましい。この形式は現在DNAチップと言われる。遺伝子発現(gene expression)のモニタリング、塩基配列(base sequence)の決定,変異解析(mutation analysis),1塩基多型(single nucleotide polymorphism(SNP))などの多型解析(polymorphism analysis)等に使用できる。勿論、核酸測定用デバイス(チップ)として使用することもできる。   The nucleic acid probe of the present invention may be immobilized on a solid (support layer) surface, for example, a surface of a slide glass. In this case, it is preferable that the end not labeled with the fluorescent dye is fixed. This format is now called a DNA chip. It can be used for monitoring gene expression, determining base sequence, mutation analysis, polymorphism analysis such as single nucleotide polymorphism (SNP), etc. . Of course, it can also be used as a device (chip) for nucleic acid measurement.

本発明の核酸プローブを例えばスライドガラスの表面に結合させるには、ポリリジン、ポリエチレンイミン、ポリアルキルアミンなどのポリ陽イオンをコートしたスライドガラス、アルデヒド基を導入したスライドガラス、アミノ基を導入したスライドガラスを先ず用意する。そして、i)ポリ陽イオンをコートしたスライドガラスには、プローブのリン酸基を反応させる、ii)アルデヒド基を導入したスライドガラスには、アミノ基を導入したプローブを反応させる、iii)アミノ基を導入したスライドガラスには、PDC(pyridinium dichromate)導入、アミノ基又はアルデヒド基導入したプローブを反応させる、などにより達成できる(Fodor,P.A.,et al.,Science,251,767-773(1991);Schena,M.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,10614-10619(1996);McGal,G.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,13555-13560(1996);Blanchad,A.P.,et al.,Biosens.Bioelectron.,11,687-690(1996))。   For binding the nucleic acid probe of the present invention to, for example, the surface of a slide glass, a slide glass coated with a polycation such as polylysine, polyethyleneimine or polyalkylamine, a slide glass into which an aldehyde group has been introduced, or a slide into which an amino group has been introduced First, prepare the glass. And i) reacting the phosphate glass of the probe with the slide glass coated with the polycation, ii) reacting the slide glass with the introduced aldehyde group with the probe with the introduced amino group, iii) reacting the amino group with the probe. Can be achieved by introducing a PDC (pyridinium dichromate) or reacting a probe introduced with an amino group or an aldehyde group (Fodor, PA, et al., Science, 251, 767-773 (1991); Acad. Sci., USA, 93, 10614-10619 (1996); McGal, G., et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 93, 13555-13560 (1996); Blanchard, AP, et al., Biosens. Bioelectron., 11, 687-690 (1996)).

本発明の核酸プローブを固体表面にアレー状に配列、結合させたデバイスは核酸測定がより便利になる。
この場合、塩基配列の異なる多くの本発明の核酸プローブを、個別に同一固体表面上に結合しているデバイスをつくることにより、同時に多種類の標的核酸を測定できる。
このデバイスにおいては、プローブ毎に、前記固体の本発明の核酸プローブを結合した面と反対側の面に少なくとも一つの温度センサーとヒーターが設け、そのプローブを結合した前記固体の領域が最適温度条件になるように温度調節され得るように設計されているのが好適である。
A device in which the nucleic acid probes of the present invention are arrayed and bound on a solid surface in an array makes nucleic acid measurement more convenient.
In this case, many types of target nucleic acids can be measured simultaneously by making a device in which many nucleic acid probes having different base sequences are individually bonded on the same solid surface.
In this device, for each probe, at least one temperature sensor and a heater are provided on the surface opposite to the surface to which the solid nucleic acid probe of the present invention is bonded, and the region of the solid to which the probe is bonded is set to an optimum temperature condition. Preferably, it is designed so that the temperature can be adjusted so that

このデバイスにおいては、本発明の核酸プローブ以外のプローブ、例えば、一つの分子内に二つの異なった蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイズしていないときは、二つの蛍光色素の相互作用により、消光若しくは発光しているが、標的核酸にハイブリダイズすると発光若しくは消光するように設計された構造をもつ核酸プローブ、即ち、前記の分子ビーコン(Tyagi et al.,Nature Biotech.,14:303-308,1996)等を結合したものも好適に使用できる。それで、このようなデバイスも本発明の技術的範囲内に含まれる。   In this device, the probe other than the nucleic acid probe of the present invention, for example, has two different fluorescent dyes in one molecule, and when not hybridized to the target nucleic acid, the interaction of the two fluorescent dyes Nucleic acid probe having a structure designed to quench or emit light but emit or quench when hybridized to a target nucleic acid, that is, the molecular beacon (Tyagi et al., Nature Biotech., 14: 303- 308, 1996) can also be preferably used. Therefore, such a device is also included in the technical scope of the present invention.

本発明のデバイスを用いる測定方法の基本的操作は、核酸プローブを結合した固体表面上にmRNA、cDNA、rRNA等の標的核酸を含む溶液をのせ、ハイブリダイズさせるだけである。これにより、標的核酸量に応じて蛍光量の変化がおこり、その蛍光変化量から標的核酸の測定が可能となる。また、一つの固体表面上に塩基配列の異なる本発明の核酸プローブを多数種結合させることにより、一度に多くの標的核酸の濃度を測定することができる。それで、DNAチップと全く同じ用途で標的核酸の測定に使用できるので新規のDNAチップである。最適の反応条件では標的核酸以外の核酸は蛍光の発光量を変化させないために、未反応な核酸を洗浄する操作は必要がない。更に、微小ヒーターにて本発明の核酸プローブ毎に温度コントロールすることにより、当該プローブ毎に最適反応条件にコントロールできるために正確な濃度の測定が可能となる。また、微小ヒーターにて温度を連続的に変化させ、その間、蛍光量を測定することにより、本発明の核酸プローブと標的核酸との解離曲線を解析することができる。その解離曲線の違いからハイブリダイズした核酸の性質の判定や、SNPの検出ができる。   The basic operation of the measurement method using the device of the present invention is simply to place a solution containing a target nucleic acid such as mRNA, cDNA, rRNA or the like on a solid surface to which a nucleic acid probe is bound, and to hybridize. Thus, the amount of fluorescence changes according to the amount of the target nucleic acid, and the measurement of the target nucleic acid can be performed from the amount of change in the fluorescence. In addition, by binding a large number of nucleic acid probes of the present invention having different base sequences on one solid surface, the concentration of many target nucleic acids can be measured at once. Therefore, it is a novel DNA chip because it can be used for the measurement of a target nucleic acid in exactly the same application as the DNA chip. Under optimal reaction conditions, nucleic acids other than the target nucleic acid do not change the amount of fluorescence emitted, so that there is no need to perform an operation to wash unreacted nucleic acids. Further, by controlling the temperature of each nucleic acid probe of the present invention with a micro heater, it is possible to control the reaction conditions to the optimum for each probe, so that accurate concentration measurement is possible. Further, the dissociation curve between the nucleic acid probe of the present invention and the target nucleic acid can be analyzed by continuously changing the temperature with a micro heater and measuring the amount of fluorescence during that time. From the difference in the dissociation curves, the properties of the hybridized nucleic acid can be determined, and the SNP can be detected.

従来の標的核酸の濃度測定用デバイスは、蛍光色素で修飾されていない核酸プローブを固体表面に結合(固定:fix)し、それに蛍光色素で標識した標的核酸をハイブリダイズさせた後、ハイブリダイズしていない標的核酸を洗い流して、残存している蛍光色素の蛍光強度を測定していた。
蛍光色素で標的核酸を標識するには、例えば、特定mRNAを標的とした場合、次のステップ(steps)を取る:(1)細胞から抽出されたmRNA全部を抽出する。(2)それから、逆転写酵素(reverse transcriptase)を用いて、蛍光色素で修飾されヌクレオサイドをとり込ませながらcDNAを合成する。本発明ではこのような操作は必要がない。
A conventional device for measuring the concentration of a target nucleic acid binds (fixes) a nucleic acid probe that is not modified with a fluorescent dye to a solid surface, hybridizes the target nucleic acid labeled with the fluorescent dye, and then hybridizes. Unremoved target nucleic acid was washed away, and the fluorescence intensity of the remaining fluorescent dye was measured.
To label a target nucleic acid with a fluorescent dye, for example, if a specific mRNA is targeted, take the following steps: (1) Extract all of the mRNA extracted from the cells. (2) Then, cDNA is synthesized using reverse transcriptase while incorporating a nucleoside modified with a fluorescent dye. Such an operation is not necessary in the present invention.

当該デバイスには各種のプローブが多数スポットしてあるが、その各々のプローブにハイブリダイズする核酸の最適ハイブリダイゼーション条件、例えば、温度等は各々異なる。よって本来であれば、プローブ毎(スポット毎)に、ハイブリダイゼーション反応、洗浄操作を最適な条件で行う必要がある。しかし、それは物理的に不可能であるので、すべてのプローブ毎に同一の温度でハイブリダイゼーションを行い、また、洗浄も同一温度で同一洗浄液で行われている。それで、ハイブリダイゼーションが期待されている核酸がハイブリダイズしなかったり、ハイブリダイズしてもハイブリダイゼーションが強固でないので容易に洗い流されてしまう等の欠点を有していた。そのような原因で核酸の定量性が低いものであった。本発明ではこの洗浄操作が必要ないのでこのような欠点を有しない。また、スポットの底に微小ヒータを設け、ハイブリダイゼーション温度をコントロールすることで、本発明のプローブ毎に最適温度でハイブリダイゼーション反応を行わせることができる。それで、本発明は定量性が格段に向上したものである。   Although a large number of various probes are spotted on the device, the optimal hybridization conditions, such as temperature, for nucleic acids that hybridize to each probe are different. Therefore, the hybridization reaction and the washing operation must be performed under optimum conditions for each probe (for each spot). However, since it is physically impossible, hybridization is carried out at the same temperature for all probes, and washing is carried out at the same temperature with the same washing liquid. Therefore, the nucleic acid expected to be hybridized has a drawback that it does not hybridize, and even if it hybridizes, it is easily washed away because the hybridization is not strong. Due to such reasons, the quantification of nucleic acids was low. The present invention does not have such a disadvantage because this washing operation is not required. Further, by providing a micro heater at the bottom of the spot and controlling the hybridization temperature, the hybridization reaction can be performed at the optimum temperature for each probe of the present invention. Therefore, in the present invention, the quantitativeness is remarkably improved.

本発明においては、前記した本発明の核酸プローブ又はデバイスを使用することで、標的核酸の濃度を短時間で、簡便かつ特異的に測定することができる。以下に測定法を述べる。
本発明の測定方法において、先ず、測定系に本発明の核酸プローブを添加し、標的核酸にハイブリダイズさせる。その方法は、通常の既知方法で行なうことができる(Analytical Biochemistry、183巻、231〜244頁、1989年;Nature Biotechnology、14巻、303〜308頁、1996年;Applied and Environmental Microbiology、63巻、1143-1147頁、1997年)。例えば、ハイブリダイゼーションの条件は、塩濃度が0〜2モル濃度、好ましくは0.1〜1.0モル濃度、pHは6〜8、好ましくは6.5〜7.5である。
In the present invention, the use of the above-described nucleic acid probe or device of the present invention enables the concentration of a target nucleic acid to be measured in a short time, simply and specifically. The measurement method is described below.
In the measurement method of the present invention, first, the nucleic acid probe of the present invention is added to a measurement system and hybridized to a target nucleic acid. The method can be carried out by a commonly known method (Analytical Biochemistry, 183, 231-244, 1989; Nature Biotechnology, 14, 303-308, 1996; Applied and Environmental Microbiology, 63, 1143-1147, 1997). For example, hybridization conditions include a salt concentration of 0 to 2 molar, preferably 0.1 to 1.0 molar, and a pH of 6 to 8, preferably 6.5 to 7.5.

反応温度は、本発明の核酸プローブが標的核酸の特異的部位にハイブリダイズして得られる核酸ハイブリッド複合体のTm値±10℃の範囲内であるのが好ましい。このようにすることにより非特異的なハイブリダイゼーションを防止することができる。Tm−10℃未満のときは、非特異的ハイブリダイゼーション起こり、Tm+10℃を越えるときは、ハイブリダイゼーションが起こらない。尚、Tm値は本発明の核酸プローブを設計するのに必要な実験と同様にして求めることができる。すなわち、本発明の核酸プローブとハイブリダイズする(当該核酸プローブに対して相補する塩基配列の)オリゴヌクレオチドを前記の核酸合成機等で化学合成し、当該核酸プローブとの核酸ハイブリッド複合体のTm値を通常の方法で測定する。   The reaction temperature is preferably within the range of the Tm value of the nucleic acid hybrid complex obtained by hybridizing the nucleic acid probe of the present invention to a specific site of the target nucleic acid ± 10 ° C. By doing so, non-specific hybridization can be prevented. When the temperature is lower than Tm−10 ° C., nonspecific hybridization occurs. When the temperature exceeds Tm + 10 ° C., no hybridization occurs. The Tm value can be determined in the same manner as in the experiment necessary for designing the nucleic acid probe of the present invention. That is, an oligonucleotide (having a base sequence complementary to the nucleic acid probe) that hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention is chemically synthesized using the above-described nucleic acid synthesizer or the like, and the Tm value of a nucleic acid hybrid complex with the nucleic acid probe is synthesized Is measured in the usual way.

また、その反応時間は1秒間〜180分間、好ましくは5秒間〜90分間である。1秒間未満のときは、ハイブリダイゼーションにおいて未反応の本発明の核酸プローブが多くなる。また、反応時間を余り長くしても特に意味がない。なお、反応時間は核酸種、すなわち、核酸の長さ、あるいは塩基配列によって大きく影響を受ける。
前記のようにして、本発明の核酸プローブを標的核酸にハイブリダイズさせる。そして、ハイブリダイゼーションの前後で、蛍光色素の発光量を蛍光光度計で測定し、発光の減少量を計算する。その減少量の大きさは標的核酸の濃度と比例するので、標的核酸の濃度を求めることができる。
The reaction time is 1 second to 180 minutes, preferably 5 seconds to 90 minutes. When the time is less than 1 second, the number of unreacted nucleic acid probes of the present invention in hybridization increases. Further, it is meaningless if the reaction time is too long. The reaction time is greatly affected by the nucleic acid species, that is, the length of the nucleic acid or the base sequence.
As described above, the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to the target nucleic acid. Then, before and after the hybridization, the amount of emission of the fluorescent dye is measured with a fluorometer, and the amount of decrease in emission is calculated. Since the magnitude of the decrease is proportional to the concentration of the target nucleic acid, the concentration of the target nucleic acid can be determined.

反応液中の標的核酸の濃度:0.1〜10.0nMであるのが好ましい。反応液中の本発明の核酸プローブの濃度:1.0〜25.0nMであるが好ましい。検量線を作成する場合は、標的核酸に対して、本発明の核酸プローブを1.0〜2.5の比率で用いるのが望ましい。   The concentration of the target nucleic acid in the reaction solution: preferably 0.1 to 10.0 nM. The concentration of the nucleic acid probe of the present invention in the reaction solution is preferably 1.0 to 25.0 nM. When preparing a calibration curve, it is desirable to use the nucleic acid probe of the present invention at a ratio of 1.0 to 2.5 with respect to the target nucleic acid.

実際、試料中の未知濃度の標的核酸を測定する場合、上記の条件で先ず、検量線を作成する。そして、複数の濃度の対応する本発明の核酸プローブを試料に添加して、それぞれ蛍光強度値の減少を測定する。そして、測定された蛍光強度の減少値のうちの最大なものに対応するプローブ濃度を好ましいプローブ濃度とする。好ましい濃度のプローブで測定された蛍光強度の減少値もって、検量線から標的核酸の定量値を求めることになる。   In practice, when measuring an unknown concentration of a target nucleic acid in a sample, a calibration curve is first prepared under the above conditions. Then, a plurality of concentrations of the corresponding nucleic acid probes of the present invention are added to the sample, and the decrease in the fluorescence intensity value is measured. Then, a probe concentration corresponding to the largest one of the measured decrease values of the fluorescence intensity is set as a preferable probe concentration. The quantitative value of the target nucleic acid is determined from the calibration curve based on the decrease in the fluorescence intensity measured with the probe at the preferable concentration.

本発明の核酸測定法の原理は、前記のごとくであるが、本発明は各種の核酸測定方法、例えば、FISH方法、PCR方法、LCR方法、SD方法、競合的ハイブリダイゼーション方法、TAS方法、などに適用できる。   Although the principle of the nucleic acid measurement method of the present invention is as described above, the present invention relates to various nucleic acid measurement methods, for example, FISH method, PCR method, LCR method, SD method, competitive hybridization method, TAS method, etc. Applicable to

以下にその例を記す。
a)FISH方法に適用した場合
即ち、本発明は色々の種類の微生物が混在するか、若しくは一種類以上の微生物が動物や植物由来の細胞と共に混在していて、相互に単離できない微生物系(複合微生物系、共生微生物系)の細胞内若しくは細胞のホモジネート等の核酸測定に好適に適用できる。ここでいう微生物とは一般的にいう微生物のことで、特に限定されるものではない。例えば、真核微生物、原核微生物、その他、マイコプラズマ、ウイルス、リッケチャ等を挙げることができる。そして、ここの系でいう標的核酸とは、これらの微生物系において、例えば、どのように活躍しているのか調べたい菌株の細胞に特異性を有する塩基配列をもつ核酸のことである。例えば、特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAの特定配列である。
An example is described below.
a) When applied to the FISH method In other words, the present invention provides a method of mixing microorganisms of various types or a microorganism system in which one or more types of microorganisms are mixed with cells derived from animals or plants and cannot be isolated from each other. The present invention can be suitably applied to nucleic acid measurement of intracellular or homogenate of cells of a complex microbial system or a symbiotic microbial system). The microorganism here is a microorganism generally referred to, and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms, mycoplasmas, viruses, rickettsies, and the like can be mentioned. The term "target nucleic acid" as used herein refers to, for example, a nucleic acid having a nucleotide sequence having specificity for cells of a bacterial strain to be examined in these microbial systems. For example, the specific sequence of 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or the DNA of the gene thereof.

本発明の核酸プローブを複合微生物系又は共生微生物系に添加し、特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAの量を測定することにより、当該系における特定菌株の存在量を測定することできる。尚、複合微生物系又は共生微生物系のホモジネートに前記核酸プローブを添加して、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定して特定菌株の存在量を測定する方法も、本発明の技術的範囲内とする。   By adding the nucleic acid probe of the present invention to a complex microbial system or a symbiotic microbial system and measuring the amount of 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or their gene DNA, thereby measuring the abundance of the specific strain in the system. it can. In addition, a method of adding the nucleic acid probe to a complex microbial or symbiotic microbial homogenate, measuring the amount of decrease in luminescence of a fluorescent dye before and after hybridization, and measuring the abundance of a specific strain is also disclosed in the present invention. Within the target range.

前記の測定方法は、例えば、以下の如くである。即ち、本発明の核酸プローブを添加する前に、複合微生物系又は共生微生物系の温度、塩濃度、pHを前記の条件に調整する。複合微生物系又は共生微生物系における特定菌株は、細胞数として107〜1012個/ml、好ましくは109〜1010個/mlに調整することが好適である。それは希釈、又は遠心分離等による濃縮等で行うことができる。細胞数が107個/ml未満のときは、蛍光強度が弱く、測定誤差が大きくなる。1012個/mlを超えるときは、複合微生物系又は共生微生物系の蛍光強度が強すぎるため、特定微生物の存在量を定量的に測定することができなくなる。 The measuring method is, for example, as follows. That is, before adding the nucleic acid probe of the present invention, the temperature, salt concentration and pH of the complex microorganism system or symbiotic microorganism system are adjusted to the above-mentioned conditions. The specific strain in the complex microbial system or the symbiotic microbial system is adjusted to a cell number of 10 7 to 10 12 cells / ml, preferably 10 9 to 10 10 cells / ml. It can be carried out by dilution or concentration by centrifugation or the like. When the number of cells is less than 10 7 cells / ml, the fluorescence intensity is weak and the measurement error increases. When it exceeds 10 12 cells / ml, the fluorescence intensity of the complex microorganism system or the symbiotic microorganism system is too strong, so that the amount of the specific microorganism cannot be quantitatively measured.

添加する本発明の核酸プローブの濃度は、複合微生物系又は共生微生物系における特定菌株の細胞数に依存する。細胞数1×108/mlに対して0.1〜10.0nM濃度、好ましくは0.5〜5nM濃度、より好ましくは1.0nM濃度である。0.1nM未満のときは、特定微生物の存在量を正確に反映したデータにならない。しかし、最適な本発明の核酸プローブの量は、細胞内の標的核酸量に依存するために一概にはいえない。 The concentration of the nucleic acid probe of the present invention to be added depends on the number of cells of a specific strain in a complex or symbiotic microorganism system. The concentration is 0.1 to 10.0 nM, preferably 0.5 to 5 nM, more preferably 1.0 nM per 1 × 10 8 cells / ml. When the concentration is less than 0.1 nM, the data does not accurately reflect the abundance of the specific microorganism. However, the optimal amount of the nucleic acid probe of the present invention cannot be determined unconditionally because it depends on the amount of the target nucleic acid in the cell.

次に本発明において前記核酸プローブと特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はその遺伝子DNAにハイブリダイズさせるときの反応温度は、前記した条件と同様である。また、その反応時間も前記の条件と同様である。
前記のような条件で本発明の核酸プローブを特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれの遺伝子DNAにハイブリダイズさせ、ハイブリダイゼーション前後の複合微生物系又は共生微生物系の蛍光色素の発光の減少量を測定する。
Next, in the present invention, the reaction temperature when hybridizing the nucleic acid probe with 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or its gene DNA is the same as the above-mentioned conditions. The reaction time is also the same as the above conditions.
Under the conditions described above, the nucleic acid probe of the present invention is hybridized to 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or the gene DNA thereof, and the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye of the complex microorganism or symbiotic microorganism before and after hybridization is measured. Measure.

前記のようにして測定された蛍光色素の発光の減少量は、複合微生物系又は共生微生物系における特定菌株の存在量と比例する。それは5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAの量と特定菌株の存在量とが比例するからである。   The amount of decrease in the emission of the fluorescent dye measured as described above is proportional to the amount of the specific strain present in the complex microorganism system or the symbiotic microorganism system. This is because the amount of 5S rRNA, 16S rRNA, 23S rRNA or their gene DNA is proportional to the amount of the specific strain.

尚、本発明において、複合微生物系又は共生微生物系における微生物以外の成分は、本発明の核酸プローブと特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAとのハイブリダイゼーションを阻害しない限り、また、本発明の核酸プローブの蛍光色素の発光を阻害をしない限り、特に限定されない。例えば、KH2PO4、K2HPO4、NaH2PO4、Na2HPO4等のリン酸塩、硫安、硝安、尿素等の無機窒素類、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムイオン等の金属イオンの各種塩類、マンガン、亜鉛、鉄、コバルトイオン等の微量金属イオンの硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩等の各種塩類、更にビタミン類等が適当に含まれていてもよい。もし、上記の阻害が観察される場合は、遠心分離等の操作で複数の微生物が混在する細胞系から細胞を分離し、再び緩衝液系等に懸濁すればよい。 In the present invention, components other than microorganisms in a complex microbial system or a symbiotic microbial system are not limited as long as they do not inhibit hybridization of the nucleic acid probe of the present invention with 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain or their gene DNA, The nucleic acid probe of the present invention is not particularly limited as long as it does not inhibit the emission of the fluorescent dye. For example, KH 2 PO 4, K 2 HPO 4, NaH 2 PO 4, Na 2 phosphate HPO 4, etc., ammonium sulfate, ammonium nitrate, inorganic nitrogen such as urea, magnesium, sodium, potassium, calcium ion or the like of metal ions And various salts such as sulfates, hydrochlorides, and carbonates of trace metal ions such as manganese, zinc, iron, and cobalt ions, and vitamins. If the above-mentioned inhibition is observed, cells may be separated from a cell line in which a plurality of microorganisms are mixed by an operation such as centrifugation, and then suspended again in a buffer solution or the like.

上記の緩衝液としては、リン酸緩衝液、炭酸緩衝液、トリス・塩酸緩衝液、トリス・グリシン緩衝液、クエン酸緩衝液、グット緩衝液等の各種緩衝液をも用いることができる。緩衝液の濃度は、ハイブリダイゼーション、FRET現象、蛍光色素の発光を阻害しない濃度である。その濃度は緩衝液の種類に依存する。緩衝液のpHは4〜12、好ましくは5〜9である。   As the above buffer, various buffers such as a phosphate buffer, a carbonate buffer, a Tris / HCl buffer, a Tris / glycine buffer, a citrate buffer, and a Goodt buffer can also be used. The concentration of the buffer is a concentration that does not inhibit the hybridization, the FRET phenomenon, and the emission of the fluorescent dye. Its concentration depends on the type of buffer. The pH of the buffer is 4-12, preferably 5-9.

b)PCR方法に適用する場合
PCR方法であればどのような方法でも適用できるのであるが、リアルタイム定量的PCR方法に適用する場合を以下に記す。
即ち、リアルタイム定量的PCR方法において、本発明の特定の核酸プローブを用いてPCRを行い、反応前後の蛍光色素の発光の減少をリアルタイムで測定するものである。
本発明のPCRとは各種方法のPCRを意味するものである。例えば、RT−PCR、RNA−primed PCR、Stretch PCR、逆PCR、Alu配列を利用したPCR、多重PCR、混合プライマーを用いたPCR、PNAを用いたPCR法等をも含む。また、定量的とは、本来の定量測定の他に、検出程度の定量測定をも意味するのは前記同様である。
b) When applied to a PCR method Any method can be applied as long as it is a PCR method. The case where the method is applied to a real-time quantitative PCR method is described below.
That is, in the real-time quantitative PCR method, PCR is performed using the specific nucleic acid probe of the present invention, and the decrease in emission of the fluorescent dye before and after the reaction is measured in real time.
The PCR of the present invention means PCR by various methods. For example, RT-PCR, RNA-primed PCR, Stretch PCR, reverse PCR, PCR using Alu sequence, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR using PNA, and the like are also included. Further, the term “quantitative” means quantitative measurement of the degree of detection in addition to the original quantitative measurement, as described above.

前記のとおり、標的核酸とは、存在量を測定する核酸のことを云う。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も問わない。各種の核酸が混在していてもよい。例えば、複合微生物系(複数微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)又は共生微生物系(複数の動植物及び/又は複数微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)における増幅目的の特定核酸である。尚、標的核酸の精製が必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。例えば、市販されている精製キット等を使用して行うことができる。   As described above, the target nucleic acid refers to a nucleic acid whose abundance is to be measured. With or without purification. Also, the magnitude of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example, the specific nucleic acid to be amplified in a complex microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple microorganisms) or a symbiotic microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of multiple microorganisms and / or multiple microorganisms). When the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example, it can be performed using a commercially available purification kit or the like.

従来公知の定量的PCR方法はdATP、dGTP、dCTP、dTTP若しくはdUTP、標的核酸(DNA又はRNA)、Taqポリメラーゼ、プライマー、並びに蛍光色素で標識した核酸プローブ若しくはインターカレーターを用いてMgイオンの存在下に、温度を低温、高温を繰り返しつつ標的核酸を増幅し、増幅過程の蛍光色素の発光の増加量をリアルタイムでモニタリングするものである(実験医学、15巻、7号、46〜51ページ、1997年、羊土社)。   Conventionally known quantitative PCR methods include dATP, dGTP, dCTP, dTTP or dUTP, target nucleic acid (DNA or RNA), Taq polymerase, primers, and a nucleic acid probe or an intercalator labeled with a fluorescent dye in the presence of Mg ions. In addition, the target nucleic acid is amplified while repeating low and high temperatures, and the increase in the emission of the fluorescent dye during the amplification process is monitored in real time (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, pp. 46-51, 1997). Year, Yodosha).

本発明の定量的PCR方法は、本発明の核酸プローブを用いて標的核酸を増幅させ、増幅過程において、蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とするものである。本発明の定量的PCRにおいて、好ましい本発明の核酸プローブとしては、その塩基数は5〜50であり、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜20で、PCRサイクル中に標的核酸の増幅産物とハイブリダイズするものであれば、どのようなものでもよい。また、フォワード(forward)型、リバース(reverse)型のどちらに設計してもよい。   The quantitative PCR method of the present invention is characterized in that a target nucleic acid is amplified using the nucleic acid probe of the present invention, and the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye is measured in the amplification process. In the quantitative PCR of the present invention, a preferable nucleic acid probe of the present invention has a base number of 5 to 50, preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to 20, and an amplification product of a target nucleic acid during a PCR cycle. Any substance can be used as long as it hybridizes with the above. Further, it may be designed as either a forward type or a reverse type.

例えば、以下のものを挙げることができる。
(1)核酸プローブの末端部、好ましくは末端が、本発明の蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが標的核酸にハイブリダイズしたとき、当該プローブの蛍光色素で標識された末端部もしくは末端にハイブリダイズした標的核酸の末端塩基から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列が設計されている。
(2)前記(1)のうち、核酸プローブが3’末端において蛍光色素で標識されている。
For example, the following can be mentioned.
(1) The terminal, preferably the terminal, of the nucleic acid probe is labeled with the fluorescent dye of the present invention, and when the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the terminal or terminal labeled with the fluorescent dye of the probe. The base sequence of the probe is designed such that at least one base G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid at a distance of 1 to 3 bases from the terminal base of the target nucleic acid hybridized with the target nucleic acid.
(2) In the above (1), the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end.

(3)前記(1)のうち、核酸プローブが5’末端において蛍光色素で標識されている。
(4)核酸プローブが、標的核酸にハイブリダイズしたとき、プローブ末端部分において核酸ハイブリッド複合体の複数塩基対が少なくとも一つのG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されている。
(5)前記(4)のうち、核酸プローブの3’末端塩基がG又はCで、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている。
(6)前記(4)のうち、核酸プローブの5’末端塩基がG又はCで、かつ5’末端が蛍光色素で標識されている。
(7)前記(1)〜(6)の核酸プローブが、3’末端のリボース若しくはデオキシリボースの3’位炭素の水酸基、又は3’末端のリボースの3’位若しくは2’位炭素の水酸基がリン酸化されている。
(8)前記(1)〜(6)の核酸プローブのオリゴヌクレオチドが、化学的に修飾されている。
(3) In the above (1), the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 5 ′ end.
(4) When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the probe is so formed that a plurality of base pairs of the nucleic acid hybrid complex form at least one pair of G (guanine) and C (cytosine) at the probe terminal. Has been designed.
(5) In the above (4), the 3 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 3 ′ terminal is labeled with a fluorescent dye.
(6) In the above (4), the 5 ′ terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 5 ′ terminal is labeled with a fluorescent dye.
(7) The nucleic acid probe of (1) to (6) above, wherein the 3′-terminal hydroxyl group of ribose or deoxyribose at the 3 ′ terminal or the 3′-terminal or 2′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose is present. Phosphorylated.
(8) The oligonucleotides of the nucleic acid probes (1) to (6) are chemically modified.

前記(6)の場合、標的核酸の塩基配列から、どうしても3’若しくは5’末端がG又はCに設計できない場合は、標的核酸の塩基配列から設計したプライマーであるオリゴヌクレオチドの5’末端に、5’−グアニル酸若しくはグアノシン又は5’−シチジル酸若しくはシチジンを付加しても、本発明の目的は好適に達成できる。3’末端に5’−グアニル酸若又は5’−シチジル酸を付加しても、本発明の目的は好適に達成できる。よって、本発明において、3’、又は5’末端の塩基がG又はCになるように設計した核酸プローブとは、標的核酸の塩基配列から設計したプローブの他に、当該のプローブの5’末端に5’−グアニル酸若しくはグアノシン又は5’−シチジル酸もしくはシチジンを付加してなるプローブ、並びに当該のプローブの5’末端に5’−グアニル酸又は5’−シチジル酸を付加してなるプローブを含むものと定義する。   In the case of the above (6), if the 3 ′ or 5 ′ end cannot be designed as G or C from the base sequence of the target nucleic acid, the oligonucleotide is a primer designed from the base sequence of the target nucleic acid at the 5 ′ end. Even if 5'-guanylic acid or guanosine or 5'-cytidylic acid or cytidine is added, the object of the present invention can be suitably achieved. Even if 5'-guanylic acid or 5'-cytidylic acid is added to the 3 'end, the object of the present invention can be suitably achieved. Therefore, in the present invention, a nucleic acid probe designed so that the base at the 3 ′ or 5 ′ end is G or C means, in addition to a probe designed from the base sequence of a target nucleic acid, a 5 ′ end of the probe. A probe obtained by adding 5′-guanylic acid or guanosine or 5′-cytidylic acid or cytidine to a probe, and a probe obtained by adding 5′-guanylic acid or 5′-cytidylic acid to the 5 ′ end of the probe. It is defined as including.

特に上記の(7)の本発明の核酸プローブはプライマーとして利用されないように設計したものである。FRET現象を用いるリアルタイム定量的PCR方法において使用する(蛍光色素で標識した)二つのプローブの代わりに、一つの本発明の核酸プローブを用いてPCRを行うものである。PCRの反応系に当該プローブを添加し、PCRを行う。核酸伸長反応時、標的核酸若しくは増幅標的核酸にハイブリダイズしていた当該プローブがポリメラーゼにより分解され、核酸ハイブリッド複合体から分解除去される。このときの反応系又は核酸変性反応が完了した反応系の蛍光強度値を測定する。また、標的核酸若しくは増幅した増幅標的核酸が当該プローブとハイブリダイズしている反応系(アニーリング反応、若しくはポリメラーゼにより当該プローブが核酸ハイブリッド複合体から除かれるまでの核酸伸長反応時の反応系)の蛍光強度値を測定する。そして、前者からの蛍光強度値の減少率を算出することにより増幅された核酸を測定する。当該プローブが標的核酸若しくは増幅標的核酸から、核酸変性反応により完全に解離するか、又は核酸伸長時にポリメラーゼにより当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸との核酸ハイブリッド複合体から分解除去されたときは蛍光強度値は大きい。しかし、当該プローブが標的核酸若しくは増幅標的核酸に十分にハイブリダイズしているアニーリング反応が完了している反応系若しくは核酸伸長反応時にポリメラーゼにより当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸との核酸ハイブリッド複合体から分解除去されるまでの反応系の蛍光強度値は前者より減少している。蛍光強度値の減少は増幅された核酸量に比例する。   In particular, the nucleic acid probe of the present invention (7) is designed so as not to be used as a primer. Instead of two probes (labeled with a fluorescent dye) used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon, PCR is performed using one nucleic acid probe of the present invention. The probe is added to the PCR reaction system, and PCR is performed. At the time of the nucleic acid extension reaction, the probe hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is decomposed by the polymerase and decomposed and removed from the nucleic acid hybrid complex. At this time, the fluorescence intensity value of the reaction system or the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is measured. In addition, the fluorescence of a reaction system in which the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is hybridized with the probe (a reaction system during an annealing reaction or a nucleic acid extension reaction until the probe is removed from the nucleic acid hybrid complex by a polymerase). Measure the intensity value. Then, the amplified nucleic acid is measured by calculating the decrease rate of the fluorescence intensity value from the former. Fluorescence when the probe is completely dissociated from the target nucleic acid or amplified target nucleic acid by a nucleic acid denaturation reaction, or decomposed and removed from the nucleic acid hybrid complex of the probe and the target nucleic acid or amplified target nucleic acid by polymerase during nucleic acid extension The intensity value is large. However, a nucleic acid hybrid complex of the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid by a polymerase during an annealing reaction or a nucleic acid extension reaction in which the annealing reaction is completed or the probe is sufficiently hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid The fluorescence intensity value of the reaction system until it is decomposed and removed from is smaller than the former. The decrease in the fluorescence intensity value is proportional to the amount of the amplified nucleic acid.

この場合、当該プローブが標的核酸とハイブリダイズしたときのその核酸ハイブリッド複合体のTmが、プライマーの核酸ハイブリッド複合体のTm値の±15℃、好ましくは±5℃の範囲になるように、(7)のプローブの塩基配列が設計されることが望ましい。プローブのTm値が、プライマーのTm値−5℃、特に−15℃未満であると、プローブがハイブリダイズしないために、蛍光色素の発光の減少は起こらない。反対にプライマーのTm値+5℃、特に+15℃を超えると、プローブが標的核酸以外の核酸ともハイブリダイズするので、プローブの特異性が失われる。   In this case, the Tm of the nucleic acid hybrid complex when the probe hybridizes to the target nucleic acid is within the range of ± 15 ° C., preferably ± 5 ° C. of the Tm value of the nucleic acid hybrid complex of the primer ( It is desirable that the nucleotide sequence of the probe in 7) is designed. When the Tm value of the probe is lower than the primer Tm value of −5 ° C., particularly −15 ° C., the emission of the fluorescent dye does not decrease because the probe does not hybridize. Conversely, if the Tm value of the primer exceeds + 5 ° C., especially + 15 ° C., the probe hybridizes to nucleic acids other than the target nucleic acid, and the specificity of the probe is lost.

上記(7)以外のプローブ、特に(6)のプローブは、プライマーとしてPCRの反応系に添加するものである。蛍光色素で標識されたプライマーを用いるPCR方法は本発明以外未だ知られていない。PCRの反応が進むに従い、増幅された核酸は本発明の実施に有用な蛍光色素で2次標識される。それで、核酸変性反応が完了している反応系の蛍光強度値は大きいが、アニーリング反応が完了しているか若しくは核酸伸長反応時の反応系においては、反応系の蛍光強度は前者の蛍光強度より減少する。   Probes other than the above (7), particularly the probe of (6), are added to the PCR reaction system as primers. A PCR method using a primer labeled with a fluorescent dye has not yet been known other than the present invention. As the PCR reaction proceeds, the amplified nucleic acid is secondarily labeled with a fluorescent dye useful for practicing the present invention. Thus, the fluorescence intensity value of the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is large, but the fluorescence intensity of the reaction system is lower than that of the former system in the case of the annealing reaction being completed or in the reaction system during the nucleic acid extension reaction. I do.

PCRの反応は通常のPCR方法と同様の反応条件で行うことができる。それで、Mgイオン濃度が低濃度(1〜2mM)である反応系で標的核酸の増幅を行うことができる。勿論、従来公知の定量的PCRにおいて使用されている高濃度(2〜4mM)のMgイオン存在下の反応系でも本発明は実施できる。   The PCR reaction can be performed under the same reaction conditions as in a general PCR method. Thus, the target nucleic acid can be amplified in a reaction system having a low Mg ion concentration (1-2 mM). Of course, the present invention can also be carried out in a reaction system in the presence of a high concentration (2 to 4 mM) of Mg ions used in conventionally known quantitative PCR.

尚、本発明のPCR方法において、本発明のPCRを行い、その増幅産物について核酸の融解曲線を分析を行ってTm値を求めるできる。この方法は新規な核酸の融解曲線の分析方法である。本方法において本発明のPCR方法に用いた核酸プローブ又はプライマーとして用いた本発明の核酸プローブが好適に利用できる。
この場合、本発明の核酸プローブの塩基配列を、SNP(スニップ;一塩基置換多型)を含む領域と相補的な配列にすることで、PCR終了後、その核酸の本発明の核酸プローブから解離曲線を解析することにより、その解離曲線の違いからSNPの検出ができる。本発明の核酸プローブの配列としてSNPを含む配列と相補的な塩基配列を使用すれば、プローブ配列とSNPを含む配列との解離曲線より得られるTm値は、SNPを含まない配列との解離曲線から得られるTm値より高くなる。
In the PCR method of the present invention, the Tm value can be obtained by performing the PCR of the present invention and analyzing the nucleic acid melting curve of the amplified product. This method is a novel method for analyzing a melting curve of a nucleic acid. In the present method, the nucleic acid probe used in the PCR method of the present invention or the nucleic acid probe of the present invention used as a primer can be suitably used.
In this case, the nucleotide sequence of the nucleic acid probe of the present invention is set to a sequence complementary to a region containing a SNP (snip; single nucleotide substitution polymorphism), so that the nucleic acid is dissociated from the nucleic acid probe of the present invention after completion of PCR. By analyzing the curve, the SNP can be detected from the difference in the dissociation curve. When a nucleotide sequence complementary to a sequence containing an SNP is used as the sequence of the nucleic acid probe of the present invention, the Tm value obtained from the dissociation curve between the probe sequence and the sequence containing the SNP is a dissociation curve between the probe sequence and the sequence not containing the SNP. Higher than the Tm value obtained from

本発明の第二の特徴は、前記のリアルタイム定量的PCR方法ので得られるデータを解析する方法の発明である。
リアルタイム定量的PCR方法は、現在、PCRを行わせる反応装置、蛍光色素の発光を検出する装置、ユーザーインターフェース、即ち、データ解析方法の各手順をプログラム化して、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体(別称:Sequence Detection Software System)、及びそれらを制御し、データ解析するコンピュータから構成される装置で、リアルタイムで測定されている。それで、本発明の測定もこのような装置で行われる。
A second feature of the present invention is an invention of a method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method.
The real-time quantitative PCR method is currently a computer that can program a reaction device for performing PCR, a device for detecting the emission of a fluorescent dye, a user interface, that is, a data analysis method, and record the program. A medium (also called Sequence Detection Software System) and a device that consists of a computer that controls them and analyzes data, and is measured in real time. Thus, the measurement according to the invention is also performed with such a device.

以下に、先ず、リアルタイム定量的PCRの解析装置から説明する。本発明において用いる装置は、PCRをリアルタイムでモニタリングできる装置であればどのような装置でもよいが、例えば、ABI PRISMTM 7700塩基配列検出システム(Sequence Detection System SDS 7700)(パーキン・エルマー・アプライド・バイオシステム社(Perkin Elmer Applied Biosytems社、USA))、ライトサイクラーTMシステム(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社、ドイツ)等を特に好適なものとして挙げることができる。 First, an analysis apparatus for real-time quantitative PCR will be described below. Device used in the present invention, PCR may be any device as long as device can be monitored in real time but, for example, ABI PRISM TM 7700 base sequence detection system (Sequence Detection System SDS 7700) (Perkin Elmer Applied Biosystems System Company (Perkin Elmer Applied Biosytems, USA)), LightCycler System (Roche Diagnostics, Germany) and the like can be mentioned as particularly suitable ones.

尚、前記のPCR反応装置は、標的核酸の熱変性反応、アニーリング反応、核酸の伸長反応を繰り返し行う装置(例えば、温度を95℃、60℃、72℃に繰り返し行うことができる。)である。また、検出システムは、蛍光励起用アルゴンレーザー、スペクトログラフ並びにCCDカメラからなっている。更に、データ解析方法の各手順をプログラム化して、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータにインストールされて使用され、コンピュータを介して上記のシステムを制御し、検出システムから出力されたデータを解析処理するプログラムを記録したものである。   The PCR reaction apparatus is an apparatus that repeatedly performs a thermal denaturation reaction, an annealing reaction, and an elongation reaction of a target nucleic acid (for example, the temperature can be repeatedly set to 95 ° C., 60 ° C., and 72 ° C.). . The detection system includes an argon laser for fluorescence excitation, a spectrograph, and a CCD camera. Furthermore, each procedure of the data analysis method is programmed, and a computer-readable recording medium recording the program is installed and used in a computer, controls the above system via the computer, and is output from the detection system. It records a program for analyzing and processing data.

コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されているデータ解析用プログラムは、サイクルごとの蛍光強度を測定する過程、測定された蛍光強度を、サイクルの関数として、すなわちPCRのamplification plotとしてコンピュータのデスプレー上に表示する過程、蛍光強度が検出され始めるPCRサイクル数(threshold cycle number:Ct)を算出する過程、Ct値から試料核酸のコピー数を求める検量線を作成する過程、前記各過程のデータ、プロット値を印字する過程、からなっている。PCRが指数的に進行している場合、PCR開始時の標的核酸のコピー数のLog値と、Ctとの間には直線関係が成り立つ。従って標的核酸の既知量のコピー数を用いて検量線を作成し、未知コピー数の標的核酸を含有するサンプルのCtを検出することにより、標的核酸のPCR開始時のコピー数を計算できる。   The data analysis program recorded on the computer-readable recording medium is a process for measuring the fluorescence intensity for each cycle, and the measured fluorescence intensity is displayed on a computer display as a function of the cycle, that is, as an amplification plot of PCR. A displaying process, a process of calculating a PCR cycle number (threshold cycle number: Ct) at which the fluorescence intensity starts to be detected, a process of creating a calibration curve for obtaining a copy number of the sample nucleic acid from the Ct value, data of each process, and plot values Printing process. When the PCR progresses exponentially, a linear relationship holds between the Log value of the copy number of the target nucleic acid at the start of the PCR and Ct. Therefore, by preparing a calibration curve using a known number of copies of the target nucleic acid and detecting the Ct of the sample containing the unknown number of copies of the target nucleic acid, the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR can be calculated.

上記のデータ解析方法等のPCR関連発明は、前記のようなリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する方法である。以下に各特徴について記す。
第一の特徴は、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する方法において、各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、各サイクルにおける前記の蛍光色素と核酸が結合したもの、すなわち蛍光色素−核酸複合体、あるいは前記本発明の核酸プローブと標的核酸がハイブリダイズしたもの、すなわち核酸ハイブリッド複合体が解離したときの反応系の蛍光強度値により補正する演算処理過程、即ち、補正演算処理過程である。
A PCR-related invention such as the data analysis method described above is a method for analyzing data obtained by the above-described real-time quantitative PCR method. Each feature is described below.
The first feature is that, in a method for analyzing data obtained by a real-time quantitative PCR method, when the amplified nucleic acid in each cycle binds to a fluorescent dye or the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention. The fluorescence intensity value of the reaction system at the time, the fluorescent dye and nucleic acid bound in each cycle, that is, the fluorescent dye-nucleic acid complex, or the nucleic acid probe of the present invention and the target nucleic acid hybridized, that is, nucleic acid This is an arithmetic processing step of correcting with the fluorescence intensity value of the reaction system when the hybrid complex is dissociated, that is, a correction arithmetic processing step.

「増幅した標的核酸が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した標的核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系」とは、具体的に例示すると、PCRの各サイクルにおける40〜85℃、好ましくは50〜80℃の反応温度を有する核酸伸長反応あるいはアニーリングのときの反応系を挙げることができる。そして、反応が完了した反応系を意味する。実際の温度は増幅した核酸の長さに依存する。
また、「前記の蛍光色素−核酸複合体、あるいは前記の核酸ハイブリッド複合体が解離したときの反応系」とは、PCRの各サイクルにおける核酸の熱変性の反応系、具体的には、反応温度90〜100℃、好ましくは94〜96℃のときのもので、反応が完了した系を例示できる。
"A reaction system when the amplified target nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified target nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention" is specifically exemplified by 40 to 85 in each cycle of PCR. And a reaction system at the time of nucleic acid extension reaction or annealing having a reaction temperature of 50 ° C, preferably 50 to 80 ° C. And, it means a reaction system in which the reaction is completed. The actual temperature depends on the length of the amplified nucleic acid.
The “reaction system when the fluorescent dye-nucleic acid complex or the nucleic acid hybrid complex is dissociated” is a reaction system for heat denaturation of nucleic acid in each cycle of PCR, specifically, a reaction temperature. A system at a temperature of 90 to 100 ° C, preferably 94 to 96 ° C, in which the reaction is completed can be exemplified.

補正演算処理過程の補正演算処理としては本発明の目的に合致するものであればどのようなものでもよいのであるが、具体的には、次の〔数式1〕あるいは〔数式2〕による処理過程を含むものを例示することができる。
n=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕
n=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕
〔式中、
n:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出されたn次サイクルにおける補正演算処理値、
hyb,n:n次サイクルにおける、増幅した核酸が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した核酸が本発明の核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値、
den,n:n次サイクルにおける、前記の蛍光色素−核酸複合体、あるいは核酸ハイブリッド複合体が解離したときの反応系の蛍光強度値〕
尚、本過程においては、上記の処理で得られた補正演算処理値をコンピュータのデスプレー上に表示及び/又は当該値を各サイクル数の関数としてグラフの形で同様に表示及び/又は印字するサブステップを含むものである。
As the correction calculation process in the correction calculation process, any process may be used as long as it meets the object of the present invention. Can be exemplified.
f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1]
f n = f den, n / f hyb, n [Equation 2]
(In the formula,
f n : correction operation processing value in the nth cycle calculated by [Equation 1] or [Equation 2],
f hyb, n : the fluorescence intensity value of the reaction system in the nth cycle when the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe of the present invention;
f den, n : the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned fluorescent dye-nucleic acid complex or nucleic acid hybrid complex is dissociated in the nth cycle]
In this process, the sub-displays and / or prints the corrected calculation processing values obtained in the above processing on a computer display and / or the graphs as a function of the number of cycles. It includes steps.

第二の特徴は、各サイクルにおける〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値を次の〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サンプル間の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを比較するデータ解析方法である。   The second characteristic is that the correction calculation processing value obtained by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change rate or the fluorescence change rate between each sample is obtained. Is a data analysis method for calculating and comparing them.

n=fn/fa 〔数式3〕
n=fa/fn 〔数式4〕
〔式中、
n:n次サイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化率、
n:n次サイクルにおける〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値
a:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル数のものであるが、通常は、例えば、10〜40サイクルのもの、好適には15〜30サイクルのもの、より好適には20〜30サイクルのものが採用される。〕
尚、本過程においては、上記処理で得られた算出値コンピュータのデスプレー上に表示及び/又は印字する、又は比較値若しくは当該値を各サイクル数の関数としてグラフの形で同様に表示及び/又は印字するサブステップを含むものであるが、〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値については、上記サブステップを適用しても、しなくともよい。
F n = f n / f a [Equation 3]
F n = f a / f n [Equation 4]
(In the formula,
F n : the rate of change of fluorescence or the rate of change of fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in the n- th cycle;
f n : Correction operation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2] in the nth cycle f a : Correction operation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2] before a change in f n is observed The number of cycles is arbitrary, but usually, for example, 10 to 40 cycles, preferably 15 to 30 cycles, and more preferably 20 to 30 cycles. ]
In this process, the calculated value obtained in the above process is displayed and / or printed on a computer display, or the comparison value or the value is similarly displayed and / or graphed as a function of each cycle number. Although it includes a sub-step for printing, the above-described sub-step may or may not be applied to the correction operation processing value obtained by [Equation 1] or [Equation 2].

第三の特徴は、
(3.1)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデータを用いて、〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算処理する過程、
logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕
logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕
logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕
The third feature is
(3.1) A process of performing an arithmetic processing by [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7] using the fluorescence change ratio or the data of the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4]. ,
log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5]
log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 6]
log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7]

〔式中、
A、b:任意の数値、好ましくは整数値、より好ましくは自然数である。そして、A=100、b=10のときは、{(Fn−1)×A}は百分率(%)で表わされる。
n:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出されたnサイクルにおける蛍
光変化割合あるいは蛍光変化率〕、
(3.2)前記(3.1)の演算処理値が一定値に達したサイクル数を求める演算処理過程、
(3.3)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開始時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理過程、
(3.4)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピー数を求める演算処理過程、
を有するデータ解析方法である。そして、(3.1)→(3.2)→(3.3)→(3.4)の順からなる過程が好適である。
(In the formula,
A, b: arbitrary numerical values, preferably integer values, more preferably natural numbers. When A = 100 and b = 10, {(F n −1) × A} is expressed as a percentage (%).
F n : Fluorescence change rate or fluorescence change rate in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4],
(3.2) an arithmetic processing step of calculating the number of cycles in which the arithmetic processing value of (3.1) has reached a constant value;
(3.3) an arithmetic processing step of calculating a relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample having a known concentration and the number of copies of the target nucleic acid at the start of the reaction,
(3.4) a process of calculating the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR in the unknown sample;
This is a data analysis method having the following. Then, a process consisting of (3.1) → (3.2) → (3.3) → (3.4) is preferred.

前記(3.1)〜(3.3)の各過程は、それぞれの処理で得られた演算処理値をコンピュータのデスプレー上に表示及び/又は当該値を各サイクル数の関数としてグラフの形で前記同様に表示及び/又は印字するサブステップを含むものであってもよい。前記(3.4)の過程で得られた演算処理値は、少なくとも印字される必要があるので、当該過程は印字するサブステップを含む。前記(3.4)で得られた演算処理値を更にコンピュータのデスプレイ上に表示してもよい。
尚、〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値、〔数式3〕あるいは〔数式4〕による算出処理値を、各サイクル数の関数としてにグラフの形でコンピュータのデスプレー上に表示及び/又は印字しても、しなくてもよいので、それらの表示及び/又は印字のサブステップは必要に応じて追加すればよい。
In each of the steps (3.1) to (3.3), the operation processing value obtained in each processing is displayed on a computer display and / or the value is displayed in the form of a graph as a function of each cycle number. It may include a sub-step of displaying and / or printing as described above. Since the operation processing value obtained in the process (3.4) needs to be printed at least, the process includes a printing sub-step. The operation processing value obtained in (3.4) may be further displayed on a display of a computer.
In addition, the correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] and the calculation processing value by [Equation 3] or [Equation 4] are displayed on a computer display in the form of a graph as a function of the number of cycles. Since they may or may not be printed, their display and / or printing sub-steps may be added as needed.

前記データ解析方法は、リアルタイム定量的PCR方法が蛍光色素の発光の減少量を測定するものである場合に特に有効である。その具体例として、前記の本発明のリアルタイム定量的PCR方法である。   The data analysis method is particularly effective when the real-time quantitative PCR method measures the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye. A specific example is the aforementioned real-time quantitative PCR method of the present invention.

第4の特徴は、リアルタイム定量的PCRの解析装置において、前記本発明のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法を実行する演算及び記憶手段を有するリアルタイム定量的PCRの測定及び/又は解析装置である。   A fourth feature is that in the real-time quantitative PCR analysis device, the real-time quantitative PCR measurement and / or analysis device has an operation and storage means for executing the data analysis method for the real-time quantitative PCR method of the present invention. It is.

第5の特徴は、リアルタイム定量的PCRの解析装置を用いてPCRを解析するデータ解析方法の各手順をプログラム化して、そのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、前記本発明のデータ解析方法の各手順をコンピュータに実行させることができるようにしたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。   A fifth feature is that each procedure of a data analysis method for analyzing PCR using a real-time quantitative PCR analyzer is programmed, and the data analysis method of the present invention is stored in a computer-readable recording medium on which the program is recorded. Fig. 4 is a computer-readable recording medium that records a program that allows a computer to execute each procedure of the method.

第6の特徴は、核酸測定方法において、前記本発明のデータ解析方法、測定及び/又は解析装置、記録媒体を利用する新規な核酸の測定方法である。   A sixth feature is a novel nucleic acid measurement method using the data analysis method, the measurement and / or analysis device, and the recording medium of the present invention in the nucleic acid measurement method.

また、第7の特徴は、前記の本発明の核酸の融解曲線の分析方法、即ち、本発明のPCR方法を行って核酸のTm値を求める方法によって得られるデータを解析する方法である。
即ち、本発明のPCR法により増幅された核酸について、低い温度から核酸が完全に変性するまで、温度を徐々に上げる過程(例えば、50℃から95℃まで)、この過程において、短い時間間隔(例えば、0.2℃〜0.5℃の温度上昇に相当する間隔)で蛍光強度を測定する過程、測定結果を時間の関数としてデスプレー上に表示する過程、即ち、核酸の融解曲線を表示する過程、この融解曲線を微分して微分値(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)を得る過程、その値を微分値としてデスプレー上に表示する過程、その微分値から変曲点を求める過程からなる、解析方法である。本発明においては、蛍光強度は温度が上がるごとに増加する。本発明においては、各サイクルにおける核酸伸長反応時、好ましくはPCR反応終了時の蛍光強度値を熱変性反応時の蛍光強度値を用いて割る演算処理する過程を上記の過程に追加することにより、より好ましい結果が得られる。
A seventh feature is a method for analyzing the melting curve of a nucleic acid of the present invention, that is, a method for analyzing data obtained by a method for obtaining a Tm value of a nucleic acid by performing a PCR method of the present invention.
That is, for a nucleic acid amplified by the PCR method of the present invention, a step of gradually increasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, from 50 ° C. to 95 ° C.), and a short time interval ( (E.g., an interval corresponding to a temperature rise of 0.2 ° C. to 0.5 ° C.), a process of measuring the fluorescence intensity, a process of displaying the measurement results on a display as a function of time, that is, a melting curve of the nucleic acid is displayed. Process, differentiating this melting curve to obtain a differential value (-dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time), displaying the value as a differential value on a display, inflection point from the differential value This is an analysis method consisting of the process of obtaining In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases. In the present invention, at the time of nucleic acid extension reaction in each cycle, preferably, by adding to the above-described process, a process of performing an arithmetic process of dividing the fluorescence intensity value at the end of the PCR reaction using the fluorescence intensity value at the time of the thermal denaturation reaction, More favorable results are obtained.

前記の本発明の新規なPCR方法のデータ解析方法に、本発明の核酸の融解曲線の分析をする方法を追加してなる本発明のリアルタイム定量的PCRの測定及び/又は解析装置も本発明の技術的範囲内である。   The real-time quantitative PCR measurement and / or analysis apparatus of the present invention, which is obtained by adding a method of analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention to the data analysis method of the novel PCR method of the present invention, is also provided by the present invention. Within technical scope.

更に、本発明の特徴の一つは、本発明の核酸の融解曲線の分析をする方法の各手順をコンピュータに実行させることができるようにしたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、また、前記本発明のPCR方法のデータ解析方法の各手順をコンピュータに実行させることができるようにしたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、本発明の核酸の融解曲線の分析をする方法の各手順をコンピュータに実行させることができるようにしたプログラムを追加して記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。   Furthermore, one of the features of the present invention is a computer-readable recording medium that records a program that enables a computer to execute each step of the method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention, Each of the methods for analyzing the melting curve of the nucleic acid of the present invention in a computer-readable recording medium storing a program capable of causing a computer to execute each procedure of the data analysis method of the PCR method of the present invention. This is a computer-readable recording medium in which a program that allows a computer to execute a procedure is additionally recorded.

本発明の前記のデータ解析方法、装置、及び記録媒体は、医学、法医学、人類学、古代生物学、生物学、遺伝子工学、分子生物学、農学、植物育種学等の各種の分野で利用できる。また、複合微生物系、共生微生物系と云われ、色々の種類の微生物が混在するか若しくは少なくとも一種類の微生物が他の動物、植物由来の細胞と共に混在していて相互に単離できない微生物系等に好適に利用できる。ここで云う微生物とは一般的に云う微生物のことで、特に限定されるものではない。例えば、真核微生物、原核微生物、その他マイコプラズマ、ウイルス、リッケチャ等を挙げることができる。   The data analysis method, device, and recording medium of the present invention can be used in various fields such as medicine, forensics, anthropology, ancient biology, biology, genetic engineering, molecular biology, agriculture, and plant breeding. . Also referred to as a complex microbial system, a symbiotic microbial system, a microbial system in which various types of microorganisms are mixed or at least one type of microorganism is mixed with cells derived from other animals or plants and cannot be mutually isolated. It can be suitably used. The microorganism referred to here is a microorganism generally referred to, and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms, other mycoplasmas, viruses, rickettsies and the like can be mentioned.

また、本発明の前記データ解析方法、装置及び記録媒体の一つ又はそれ以上を用いて、複合微生物系又は共生微生物系における特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAのコピー数を定量することにより、当該系における特定菌株の存在量を測定することができる。それは、5SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNAの遺伝子DNAのコピー数は菌株よって一定であるからである。本発明においては、複合微生物系又は共生微生物系のホモジネートを用いて、本発明のリアルタイム定量的PCRを行い、特定菌株の存在量を測定することが可能である。この方法も、本発明の技術的範囲内とする。   Further, using one or more of the data analysis method, apparatus and recording medium of the present invention, the copy number of 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA of a specific strain in a complex microbial system or a symbiotic microbial system or their gene DNA is determined. By doing so, the amount of the specific strain in the system can be measured. This is because the copy number of the gene DNA of 5S rRNA, 16S rRNA or 23S rRNA is constant depending on the strain. In the present invention, it is possible to measure the abundance of a specific strain by performing the real-time quantitative PCR of the present invention using a complex microbial or symbiotic microbial homogenate. This method is also within the technical scope of the present invention.

次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1
大腸菌(Escherichia coli)の16SrRNAの核酸塩基配列にハイブリダイズする、即ち、(3')CCGCTCACGC ATC(5')の塩基配列を有する核酸プローブの調製を以下の通りに行った。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
Example 1
A nucleic acid probe that hybridizes to the nucleic acid base sequence of 16S rRNA of Escherichia coli , that is, has a base sequence of (3 ′) CCGCTCACGC ATC (5 ′) was prepared as follows.

核酸プローブの調製:(3')CCGCTCACGC ATC(5')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチドの3’末端のデオキシリボースの3’位炭素のOH基に、−(CH27−NH2を結合したものを、メドランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midland Certified Reagent Company、米国)から購入した。更に、モレキュラープローブ(Molecular Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit)F-6082(ボデピーFLのプロピオン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入した。当該キットを前記購入のオリゴヌクレオチドに作用させて、本実施例で使用するボデピーFLで標識した核酸プローブを合成した。 Preparation of nucleic acid probe : (3 ′) CCGCTCACGC-(CH 2 ) 7 —NH 2 was added to the OH group at the 3′-carbon of deoxyribose at the 3 ′ end of oligodeoxyribonucleotide having the base sequence of ATC (5 ′). The conjugate was purchased from Midland Certified Reagent Company (USA). Furthermore, in addition to the FluoroReporter Kit F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester) from Molecular Probes, the compound was used as an amine for oligonucleotides. Kit containing a reagent that binds to the derivative). The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypi FL used in this example.

合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾固物を得た。それを0.5M NaHCO3/Na2CO3緩衝液(pH9.0)に溶解した。当該溶解物をNAP−25カラム(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除去した。更に逆相HPLC(B gradient:15〜65%、25分間)を以下の条件で行った。そして、溶出するメインピークを分取した。分取した画分を凍結乾燥して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより23%の収率で核酸プローブを得た。 Purification of synthesized product : The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. It was dissolved in a 0.5 M NaHCO 3 / Na 2 CO 3 buffer (pH 9.0). The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was freeze-dried to obtain a nucleic acid probe in a yield of 23% from the initial oligonucleotide starting material of 2 mM.

Figure 2004267215
Figure 2004267215

実施例2
殺菌したニュウトリエントブロス(NB)(Difco社製)液体培地50ml(組成:NB、0.08g/100ml)が添加された200ml容の(殺菌された)三角フラスコを用いて、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養した。次に、本培養液に99.7%エタノールを当量添加した。このエタノール添加培養液2mlを2.0ml容量のエッペンドルフ遠心チューブで遠心分離し、菌体を得た。30mMリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:7.2)100μlで菌体を一回洗浄した。菌体を130mMのNaCl含有の前記リン酸緩衝液100μlに懸濁した。当該懸濁液を氷冷中で40分間超音波処理し(出力:33w、発振周波数:20kHz、発振法:0.5秒発振、0.5秒休止)、ホモジネートを作製した。
Example 2
Using a 200 ml (sterilized) Erlenmeyer flask to which 50 ml of sterilized Nutrient Broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 100 ml) was added, 37 strains of E. coli JM109 were cultured. The cells were cultured overnight at 37 ° C with shaking. Next, an equivalent amount of 99.7% ethanol was added to the main culture solution. 2 ml of the ethanol-added culture was centrifuged in a 2.0 ml Eppendorf centrifuge tube to obtain bacterial cells. The cells were washed once with 100 μl of 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH: 7.2). The cells were suspended in 100 μl of the above phosphate buffer containing 130 mM NaCl. The suspension was subjected to ultrasonic treatment in ice cooling for 40 minutes (output: 33 w, oscillation frequency: 20 kHz, oscillation method: 0.5 second oscillation, 0.5 second pause) to produce a homogenate.

前記ホモジネートを遠心分離した後、上澄液を採取し蛍光光度計のセルに移した。それを36℃に温調した。それに36℃に予め加温した前記核酸プローブの溶液を最終濃度で5nMとなるように添加した。36℃に温調しながら90分間大腸菌16SrRNAと核酸プローブとをハイブリダイズさせた。そして蛍光光度計で蛍光色素の発光量を測定した。   After centrifugation of the homogenate, the supernatant was collected and transferred to a cell of a fluorometer. It was adjusted to 36 ° C. Then, a solution of the nucleic acid probe previously heated to 36 ° C. was added to a final concentration of 5 nM. Escherichia coli 16S rRNA was hybridized with the nucleic acid probe for 90 minutes while controlling the temperature at 36 ° C. Then, the emission amount of the fluorescent dye was measured with a fluorometer.

ハイブリダイゼーション前の蛍光色素の発光量は、上記の上澄液の代りに、130mMのNaCl含有の30mMのリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:7.2)を用いて測定した値を採用した。核酸プローブの量と上澄液の量の比を変えて発光量を測定した(励起光503nm;測定蛍光色512nm)。その結果を図1に示した。図1から分かるように、上澄液の量比が増加することにより蛍光色素の発光が減少した。即ち、本発明においては、核酸プローブにハイブリダイズする標的核酸量に比例して、蛍光色素の発光の減少量の大きさが大きくなることが分かる。   The amount of luminescence of the fluorescent dye before hybridization is a value measured by using a 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH: 7.2) containing 130 mM NaCl instead of the supernatant. did. The amount of luminescence was measured by changing the ratio of the amount of the nucleic acid probe to the amount of the supernatant (excitation light: 503 nm; measured fluorescence color: 512 nm). The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the emission of the fluorescent dye decreased as the ratio of the supernatant increased. That is, in the present invention, it can be seen that the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye increases in proportion to the amount of the target nucleic acid hybridized to the nucleic acid probe.

実施例3
核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の23SrRNAにハイブリダイズする(5')CCCACATCGTTTTGTCTGGG(3')の塩基配列をもつオリゴヌクレオチドの5’末端ヌクレオチドの3’位炭素のOH基に、−(CH2)7−NH2を結合したものを、実施例1と同様にメドランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midland Certified Reagent Company、米国)から購入した。更に、実施例1と同様にモレキュラープローブ(Molecular Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit)F-6082(ボデピーFLのプロピオン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入した。当該キットを前記オリゴヌクレオチドに作用させて、ボデピーFLで標識した核酸プローブを合成した。得られた合成物を実施例1と同様に精製して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより25%の収率でボデピーFLで標識した核酸プローブを得た。
Example 3
Preparation of nucleic acid probe:-(CH 2 ) is added to the OH group at the 3′-carbon of the 5′-terminal nucleotide of the oligonucleotide having the base sequence of (5 ′) CCCACATCGTTTTGTCTGGG (3 ′) that hybridizes to 23S rRNA of Escherichia coli JM109 strain. a material obtained by combining the 7 -NH 2, in the same manner as in example 1 Medorando-Sateifaido-Rejinto Company, (Midland Certified Reagent Company, USA) was purchased from. Further, in the same manner as in Example 1, in addition to the FluoroReporter Kit F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester) from Molecular Probes, Inc. Kit containing a reagent that binds the compound to the amine derivative of the oligonucleotide). The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with bodypy FL. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe labeled with bodypi FL in a yield of 25% from 2 mM of the initial oligonucleotide raw material.

実施例4
実施例2で得られた大腸菌JM109株の菌体に実施例2と同一の培地及び培養条件で調製したシュウドモナス・プウシモビルス 421Y株(Pseudomonas paucimobilis)(現在名:スフィンゴモナス・プウシモビルス)(FERM P-5122)の菌体をOD660値で大腸菌JM109株と同濃度混合し、複合微生物系を調製した。得られた混合液(大腸菌JM109株の菌体濃度は実施例2と同一)について実施例2と同じ方法によりホモジネートを調製した。実施例3で調製した核酸プローブを用いて、励起光を543nm、また、測定蛍光色を569nmにする以外は、実施例2と同様な実験を行った結果、実施例2と同様な結果を得た。
Example 4
Pseudomonas paucimobilis (current name: Sphingomonas paucimobilis) (FERM P-5122) prepared on the cells of Escherichia coli JM109 obtained in Example 2 under the same medium and culture conditions as in Example 2 ) Was mixed with E. coli JM109 strain at the same concentration at OD660 value to prepare a complex microorganism system. A homogenate was prepared from the obtained mixed solution (the bacterial cell concentration of Escherichia coli JM109 was the same as in Example 2) in the same manner as in Example 2. Using the nucleic acid probe prepared in Example 3, an experiment similar to that of Example 2 was performed, except that the excitation light was set to 543 nm and the measured fluorescent color was set to 569 nm. Was.

実施例5
蛍光消光現象における標的核酸の塩基選択性、即ち、本発明の塩基特異性を検討した。下記に示す標的合成デオキシリボオリゴヌクレオチド(30mer)の10種類(poly a〜poly j)をDNA合成機ABI394(Perkin Elmer社製、米国)で調製した。
Example 5
The base selectivity of the target nucleic acid in the fluorescence quenching phenomenon, that is, the base specificity of the present invention was examined. Ten types (poly a to poly j) of target synthetic deoxyribooligonucleotides (30 mer) shown below were prepared using a DNA synthesizer ABI394 (manufactured by Perkin Elmer, USA).

更に、上記の合成DNAに対応するデオキシリボオリゴヌクレオチドの5’末端にボデピーFLで標識した下記に示す本発明のプローブを調製した。
上記の合成DNAに対応するプライマーDNAの5’末端のリン酸基に、−(CH2)6-NH2を結合したものをメドランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midland Certified Reagent Company、米国)から購入した。更に、モレキュラープローブ(Molecular Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を購入した。当該キットを前記購入のプライマーDNAに作用させて下記のボデピーFLで標識した本発明のプローブprobe a〜d、及びf〜hのを合成した。そして対応する合成デオキシリボオリゴヌクレオチドとハイブリダイズしたときに、蛍光色素の発光がどの程度減少するかを下記の条件下に調べ、本発明のプローブの特異性を検討した。
Further, a probe of the present invention shown below was prepared in which the deoxyribooligonucleotide corresponding to the above-mentioned synthetic DNA was labeled at the 5 'end with bodypy FL.
The primer DNA corresponding to the above synthetic DNA was prepared by binding-(CH 2 ) 6 -NH 2 to the phosphate group at the 5 ′ end of the primer DNA, and was obtained from Midland Certified Reagent Company, USA ) Purchased from. Furthermore, in addition to the FluoroReporter Kit F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinidyl ester) from Molecular Probes, Inc. Kit containing a reagent to be bound to the amine derivative). The kit was allowed to act on the purchased primer DNA to synthesize the probes a to d and f to h of the present invention labeled with the following bodypy FL. Then, the extent to which the emission of the fluorescent dye decreased when hybridized with the corresponding synthetic deoxyribooligonucleotide was examined under the following conditions, and the specificity of the probe of the present invention was examined.

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その結果を表1に示した。表1から分かるように、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的DNA(オリゴデオキシリボヌクレオチド)にハイブリダイズしたときに、当該末端部において、当該プローブと標的DNAとがハイブリダイズした末端塩基部から1〜3塩基離れて、標的DNAの塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在するように、当該プローブの塩基配列が設計されていることが好適である。また、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的DNAにハイブリダイズしたときに、当該末端部において核酸ハイブリッド複合体の複数の塩基対がGとCのペアーを少なくとも一対以上形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されていることが好適であることが表1から分かる。   The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, when the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye hybridized to the target DNA (oligodeoxyribonucleotide), at the end, the probe was shifted from the terminal base at which the probe and the target DNA hybridized by one. It is preferable that the nucleotide sequence of the probe is designed so that G (guanine) is present in the nucleotide sequence of the target DNA at least one or more nucleotides apart from each other by about 3 nucleotides. In addition, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target DNA, the probe is designed so that a plurality of base pairs of the nucleic acid hybrid complex form at least one pair of G and C at the terminal portion. It can be seen from Table 1 that the base sequence is preferably designed.

実施例6
下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プローブを調製した。標的核酸内のG及び本発明の核酸プローブ内のGの数の影響について、前記実施例と同様にして調べた。
Example 6
A target nucleic acid having the following nucleotide sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The influence of the number of G in the target nucleic acid and the number of G in the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above example.

Figure 2004267215
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表2から分かるように、標的核酸内のGの数、本発明のプローブ内のGの数はそれほど蛍光強度の減少に影響しないことが認識される。   As can be seen from Table 2, it is recognized that the number of G in the target nucleic acid and the number of G in the probe of the present invention do not significantly affect the decrease in fluorescence intensity.

実施例7
前記と同様にして下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プローブを調製した。なお、本実施例における本発明の核酸プローブはオリゴヌクレオチドの5’末端部をボデピーFL/C6で標識したものである。標的核酸内の塩基種及び本発明の核酸プローブ内の塩基種の影響について、前記実施例と同様にして調べた。
Example 7
In the same manner as above, a target nucleic acid having the following base sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The nucleic acid probe of the present invention in the present example is obtained by labeling the 5 ′ end of the oligonucleotide with bodypy FL / C6. The effects of the base species in the target nucleic acid and the base species in the nucleic acid probe of the present invention were examined in the same manner as in the above example.

Figure 2004267215
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表3及び前記の実施例から分かるように、(i)蛍光色素で標識される本発明のプローブの末端がCで構成され、標的核酸がハイブリダイズしたとき、GCペアーを形成するとき、(ii)蛍光色素で標識される本発明のプローブの末端がC以外の塩基で構成された場合、蛍光色素で標識されている個所の塩基と、標的核酸の塩基との塩基ペアーより、標的核酸の3’末端側にGが少なくとも1個以上存在する場合に、蛍光強度の減少率が大きい。   As can be seen from Table 3 and the above examples, (i) when the end of the probe of the present invention labeled with a fluorescent dye is composed of C, and when the target nucleic acid hybridizes, when forming a GC pair, (ii) ) When the end of the probe of the present invention which is labeled with a fluorescent dye is composed of a base other than C, the base pair of the base labeled with the fluorescent dye and the base of the target nucleic acid is used to determine the 3 'When at least one G exists on the terminal side, the decrease rate of the fluorescence intensity is large.

実施例8
本発明の核酸プローブに標識する色素の種類について、前記実施例と同様にして調べた。なお、本発明のプローブは、前記実施例7のプローブzを、また、標的核酸は前記実施例7のオリゴヌクレオチドzを用いた。
その結果を、表4に示した。表から分かるように、本発明に用いる蛍光色素として好適なものは、FITC、BODIPY FL、BODIPY FL/C3、6-joe、TMRなどを挙げることができる。
Example 8
The type of dye to be labeled on the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above-mentioned Example. Note that the probe of the present invention used the probe z of Example 7 and the target nucleic acid used the oligonucleotide z of Example 7 above.
Table 4 shows the results. As can be seen from the table, preferred examples of the fluorescent dye used in the present invention include FITC, BODIPY FL, BODIPY FL / C3, 6-joe, and TMR.

Figure 2004267215
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実施例9(標的核酸(16SrRNA)の加熱処理の効果の実験)
本発明の核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の16SrRNAの1156塩基目から1190塩基の塩基配列に相当するKYM−7株の16SrRNA塩基配列に特異的にハイブリダイズする(5')CATCCCCACC TTCCTCCGAG TTGACCCCGG CAGTC(3')(35塩基対)の塩基配列をもち、1〜16及び25〜35塩基目がデオキシリボヌクレオチド、17〜24塩基目が2’位炭素のOH基をメチル基で修飾(エーテル結合で修飾)したリボオリゴヌクレオチドからなり、その5’末端のリン酸基のOH基を-(CH2)7-NN2で修飾して結合したオリゴヌクレオチドを、実施例1と同様にメドランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midland Certified Reagent Company、米国)から購入した。また、2-O-Meプローブ(2-O-Meオリゴヌクレオチドからなるプローブを単に2-O-Meプローブという。)に使用する2-O-Meオリゴヌクレオチドは、GENSET株式会社(フランス)に合成を委託し、得たものである。
更に実施例1と同様にモレキュラープローブ(Molecular Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL/C6 propionic acid succinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入した。当該キットを前記オリゴヌクレオチドに作用させて、ボデピーFL/C6で標識した本発明の核酸プローブを合成した。得られた合成物を実施例1と同様に精製して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより23%の収率でボデピーFL/C6で標識した本発明の核酸プローブを得た。このプローブを35塩基鎖2-O-Meプローブと名づけた。
Example 9 (Experiment of effect of heat treatment of target nucleic acid (16S rRNA))
Preparation of the nucleic acid probe of the present invention: (5 ′) CATCCCCACC TTCCTCCGAG TTGACCCCGG CAGTC which specifically hybridizes to the 16S rRNA nucleotide sequence of the KYM-7 strain corresponding to the nucleotide sequence from the 1156th to 1190 nucleotides of the 16S rRNA of the Escherichia coli JM109 strain 3 ′) (35 base pairs), bases 1 to 16 and 25 to 35 are modified with deoxyribonucleotides and bases 17 to 24 are modified with a methyl group at the OH group at the 2′-position carbon (modified with an ether bond). ), And the OH group of the phosphate group at the 5 ′ end of the oligonucleotide was modified with — (CH 2 ) 7 —NN 2 and bound thereto, in the same manner as in Example 1.・ Purchased from Regent Company (Midland Certified Reagent Company, USA). A 2-O-Me oligonucleotide used for a 2-O-Me probe (a probe comprising a 2-O-Me oligonucleotide is simply referred to as a 2-O-Me probe) was synthesized by GENSET (France). Outsourced and obtained.
Further, in the same manner as in Example 1, other than FluoroReporter Kit F-6082 (BODIPY FL / C6 propionic acid succinimidyl ester) from Molecular Probes, Inc. And a kit containing a reagent that binds the compound to the amine derivative of the oligonucleotide. The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe of the present invention labeled with bodypy FL / C6. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe of the present invention labeled with bodypy FL / C6 in a yield of 23% from the initial oligonucleotide material of 2 mM. This probe was named 35 base chain 2-O-Me probe.

(5')TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A(3')の塩基配列を有するオリゴリボヌクレオチドを前記同様にしてDNA合成機を用いて合成して、フォワード(forward)型のヘルパープローブとした。一方、(5')CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT(3')の塩基配列を有するオリゴリボヌクレオチドを前記同様にしてDNA合成機を用いて合成して、バックワード(back ward)型すなわちリバース型ヘルパープローブとした。   An oligoribonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ′) TCCTTTGAGT TCCCGGCCGG A (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to obtain a forward-type helper probe. On the other hand, an oligoribonucleotide having a base sequence of (5 ′) CCCTGGTCGT AAGGGCCATG ATGACTTGAC GT (3 ′) is synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above, and a backward (backward) type, that is, a reverse type helper probe. did.

35塩基鎖2-O-Meプローブ、フォワード型のヘルパープローブ及びリバース型ヘルパープローブを各々25nMになるように下記に示す組成の緩衝液に溶解させ、75℃に加温した(プローブ溶液)。
前記の16SrRNAを95℃で5分加熱処理した後、それを下記に示す反応条件においた前記のプローブ溶液に添加した後、蛍光測定機器パーキンエルマー(Perkin Elmer)LS-50Bで蛍光強度を測定した。その結果を図2に示した。尚、上記の加熱処理しない16SrRNAを用いたものをコントロールとした。加熱処理した実験区においては、蛍光強度の減少が大きいことが図2から分かる。この結果は、16SrRNAを95℃で加熱処理することで本発明のプローブとより強いハイブリダイゼーションをしていることを示している。

Figure 2004267215
A 35-base chain 2-O-Me probe, a forward type helper probe and a reverse type helper probe were each dissolved in a buffer solution having the following composition so as to have a concentration of 25 nM, and heated to 75 ° C. (probe solution).
After the above 16S rRNA was heat-treated at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to the above-mentioned probe solution under the following reaction conditions, and the fluorescence intensity was measured with a fluorescence measurement instrument Perkin Elmer LS-50B. . The result is shown in FIG. The control using 16S rRNA not subjected to the heat treatment was used as a control. It can be seen from FIG. 2 that the decrease in the fluorescence intensity was large in the heat-treated experimental plot. This result indicates that the 16S rRNA was heat-treated at 95 ° C. to perform stronger hybridization with the probe of the present invention.
Figure 2004267215

実施例10(2'-O-Meオリゴヌクレオチド及びヘルパープローブのハイブリダイゼーション効率向上への寄与の実験)
前記の16SrRNAにハイブリダイズする下記の各種の本発明の核酸プローブ及び各種のヘルパープローブを前記実施例9と同様にして調製した。また、2-O-Meプローブに使用する2-O-Meオリゴヌクレオチドは、すべてGENSET株式会社(フランス)に合成を委託し、得たものである。そして下記の条件にて、本発明の2-O-Meプローブの効果、当該プローブの塩基鎖の長さの影響、及びヘルパープローブの効果について、下記の図3A、B、C、及びDの実験系で前記実施例9と同様にして検討した。その結果を図3に示した。
図から、本発明の2-O-Meプローブがハイブリダイゼーション効率に寄与していることが分かる。また、2-O-Meプローブの塩基鎖が短い場合にヘルパープローブがハイブリダイゼーション効率を高めるのに役立っている。
Example 10 (Experiment of Contribution to Improvement of Hybridization Efficiency of 2'-O-Me Oligonucleotide and Helper Probe)
The following various nucleic acid probes of the present invention and various helper probes that hybridize to the above 16S rRNA were prepared in the same manner as in Example 9. All the 2-O-Me oligonucleotides used for the 2-O-Me probe were obtained by outsourcing the synthesis to GENSET (France). Under the following conditions, the effects of the 2-O-Me probe of the present invention, the effects of the length of the base chain of the probe, and the effects of the helper probe were examined in the experiments shown in FIGS. The system was examined in the same manner as in Example 9. The result is shown in FIG.
From the figure, it can be seen that the 2-O-Me probe of the present invention contributes to the hybridization efficiency. In addition, when the base chain of the 2-O-Me probe is short, the helper probe is useful for increasing the hybridization efficiency.

1)35塩基鎖2-O-Meプローブ: 前記実施例9と同じプローブ、
2)35塩基鎖DNAプローブ: 前記1)の35塩基鎖2-O-Meプローブと同じ塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリボースで構成されているプローブ、
3)17塩基鎖2-O-Meプローブ: 前記1)の35塩基鎖2-O-Meプローブと同じ塩基配列であるが、5’末端から8塩基分、3’末端から10塩基分のヌクレオチドを削除したプローブ、
4)17塩基鎖DNAプローブ: 前記2)の33塩基鎖DNAプローブと同じ塩基配列であるが、3’末端から16塩基分のヌクレオチドを削除したプローブ、
1) 35 base chain 2-O-Me probe: the same probe as in Example 9 above,
2) 35 base chain DNA probe: a probe having the same base sequence as the 35 base chain 2-O-Me probe of the above 1), but having an oligonucleotide composed of deoxyribose;
3) 17-base chain 2-O-Me probe: The same base sequence as the 35-base chain 2-O-Me probe of 1), but 8 nucleotides from the 5 'end and 10 nucleotides from the 3' end Probe removed,
4) 17-base strand DNA probe: a probe having the same base sequence as the 33-base strand DNA probe of the above 2), except that nucleotides for 16 bases have been deleted from the 3 ′ end.

5)フォワード型2-O-Meヘルパープローブ: 前記実施例9のフォワード型ヘルパープローブの中央8塩基分(5’末端から数えて9塩基〜16塩基分)のリボースの2’位炭素のOH基を、メチル基で修飾(エーテル結合)したヘルパープローブ、
6)リバース型2-O-Meヘルパープローブ: 前記実施例9のリバース型ヘルパープローブの中央8塩基分(5’末端から数えて9塩基〜16塩基分)のリボースの2’位炭素のOH基を、メチル基で修飾(エーテル結合)したヘルパープローブ、
7)フォワード型DNAヘルパープローブ: 前記実施例9のフォワード型ヘルパープローブの塩基配列と同じ塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリボヌクレオチドで構成されているヘルパープローブ、
8)リバース型DNAヘルパープローブ: 前記実施例9のリバース型ヘルパープローブの塩基配列と同じ塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリボヌクレオチドで構成されているヘルパープローブ、
9)35塩基オリゴリボヌクレオチド: (5')CATCCCCACC TTCCTCCGAG TTGA CCCCGG CAGTC(3')なる塩基配列を有するオリゴリボヌクレオチド、
10)17塩基鎖オリゴリボヌクレオチド: (5')CCTTCCTCCG AGTTGAC(3')なる塩基配列を有するオリゴリボヌクレオチド。
5) Forward 2-O-Me helper probe: OH group at the 2'-carbon of ribose at the center of 8 bases (9 to 16 bases counted from the 5 'end) of the forward-type helper probe of Example 9 Is a helper probe modified with a methyl group (ether bond),
6) Reverse type 2-O-Me helper probe: OH group at the 2'-position carbon of ribose at the central 8 bases (9 to 16 bases counted from the 5 'end) of the reverse type helper probe of Example 9 Is a helper probe modified with a methyl group (ether bond),
7) Forward type DNA helper probe: a helper probe having the same nucleotide sequence as that of the forward type helper probe of Example 9 but having an oligonucleotide composed of deoxyribonucleotides;
8) Reverse type DNA helper probe: a helper probe having the same nucleotide sequence as that of the reverse type helper probe of Example 9 but having an oligonucleotide composed of deoxyribonucleotides;
9) 35-base oligoribonucleotide: (5 ′) an oligoribonucleotide having a base sequence of CATCCCCACC TTCCTCCGAG TTGA CCCCGG CAGTC (3 ′),
10) 17-base chain oligoribonucleotide: An oligoribonucleotide having a base sequence of (5 ′) CCTTCCTCCG AGTTGAC (3 ′).

Figure 2004267215
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実施例11(rRNA測定のための検量線の作成)
前記rRNAを、0.1〜10nMの範囲のさまざまな濃度において、95℃で5分間加熱後、得られた核酸溶液を予め下記反応条件においた反応液に添加し、1000秒後、蛍光強度の減少をパーキンエルマーLS-50Bを使用して測定した。その結果を図4に示した。図から検量線は0.1〜10nMにおいて直線性を示すことが分かる。なお、下記の35塩基鎖2-O-Meプローブは実施例9と同じプローブである。

Figure 2004267215
Example 11 (Creation of calibration curve for rRNA measurement)
After heating the rRNA at various concentrations ranging from 0.1 to 10 nM at 95 ° C. for 5 minutes, the obtained nucleic acid solution was added to a reaction solution which had been subjected to the following reaction conditions in advance. Reduction was measured using a Perkin Elmer LS-50B. The result is shown in FIG. The figure shows that the calibration curve shows linearity at 0.1 to 10 nM. The following 35 base chain 2-O-Me probe is the same probe as in Example 9.
Figure 2004267215

実施例12(FISH方法)
セルロモナス(Cellulomonas)sp.KYM-7(FERM P-11339)及びアグロバクテリウム(Agrobacterium)sp. KYM-8(FERM P-16806)の各々のrRNAにハイブリダイズする下記の本発明の35又は36塩基鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド2-O-Meプローブを前記と同様にして調製した。各プローブの塩基配列は下記の通りである。
Example 12 (FISH method)
KYM-7 (FERM P-11339) and Agrobacterium (Agrobacterium) sp. KYM-8 (FERM P-16806) rRNA of each of the following 35 or 36 bases of the present invention which hybridize to each rRNA of Cellulomonas (Cellulomonas) sp. Strand oligodeoxyribonucleotide 2-O-Me probes were prepared as described above. The base sequence of each probe is as follows.

セルロモナスsp.KYM-7のrRNA測定のための35塩基鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド2-O-Meプローブ:
(5')CATCCCCACC TTCCTCCGAG TTGACCCCGG CAGTC(3')(アンダーライン部分がメチル基で修飾されている。)。
アグロバクテリウムsp.KYM-8のrRNA測定のための36塩基鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド2-O-Meプローブ:
(5')CATCCCCACC TTCCTCTCGG CTTATCACCG GCAGTC(3')(アンダーライン部分がメチル基で修飾されている。)。
35-base oligodeoxyribonucleotide 2-O-Me probe for measuring rRNA of Cellulomonas sp.KYM-7:
(5 ') CATCCCCACC TTCCTC CGAG TTGA CCCCGG CAGTC (3') (The underlined portion is modified with a methyl group.)
36-base oligodeoxyribonucleotide 2-O-Me probe for rRNA measurement of Agrobacterium sp.KYM-8:
(5 ′) CATCCCCACC TTCCTC TCGG CTTAT CACCG GCAGTC (3 ′) (The underlined portion is modified with a methyl group.)

セルロモナスsp.KYM-7及びアグロバクテリウムsp.KYM-8を下記の培地組成の培地で下記の培養条件で混合培養し、培養時間毎に培養物を採取した。それらから、rRNAをRNeasy Maxikit(QIAGEN社)を用いて調製した。当該rRNAを95℃で5分加熱後、予め反応条件においた反応液に添加し、70℃、1000秒間反応させた後、蛍光強度をパーキンエルマーLS-50Bを使用して測定した。その結果を図5に示した。尚、全rRNAはリボグリーン(RiboGreen)total RNA Quantification Kit(会社名:モレキュラープローブ(molecular probes)、所在地名:Eugene,Oregon,USA)を用いて測定した。
図から分かるように、各菌株のrRNAの動態は全rRNAの動態と一致した。また、各菌株のrRNAの合計量は全rRNAと一致した。このことは、本発明方法はFISH方法において有効な方法になることを示している。
Cellulomonas sp.KYM-7 and Agrobacterium sp.KYM-8 were mixedly cultured in a medium having the following medium composition under the following culture conditions, and the culture was collected at each culture time. From them, rRNA was prepared using RNeasy Maxikit (QIAGEN). After heating the rRNA at 95 ° C. for 5 minutes, it was added to a reaction solution previously set in reaction conditions, reacted at 70 ° C. for 1000 seconds, and then the fluorescence intensity was measured using a Perkin Elmer LS-50B. The results are shown in FIG. The total rRNA was measured using RiboGreen total RNA Quantification Kit (company name: molecular probes, location name: Eugene, Oregon, USA).
As can be seen, the kinetics of the rRNA of each strain was consistent with the kinetics of the total rRNA. In addition, the total amount of rRNA of each strain coincided with the total rRNA. This indicates that the method of the present invention is an effective method in the FISH method.

・培地組成(g/l):デンプン,10.0;アスパラギン酸,0.1;K2HPO4,5.0;KH2PO4,2.0;MgSO4・7H2O,0.2;NaCl,0.1;(NH4)2SO4;0.1.
・培地100mlを500ml容のコニカルフラスコに分注し、該フラスコを120℃で10分間、オートクレーブ釜を用いて殺菌した。
・培養条件:前記の菌株を斜面培地で予め培養した。該斜面培地より1白金耳の菌体をとり、前記の殺菌したコニカルフラスコの培地に接種した。30℃、150rpmで撹拌培養した。
- medium composition (g / l): starch, 10.0; aspartic acid, 0.1; K 2 HPO 4, 5.0; KH 2 PO 4, 2.0; MgSO 4 · 7H 2 O, 0.2; NaCl, 0.1; (NH 4) 2 SO 4 ; 0.1.
-100 ml of the medium was dispensed into a 500 ml conical flask, and the flask was sterilized at 120 ° C for 10 minutes using an autoclave kettle.
Culture conditions: The above strains were cultured in advance on a slant medium. One platinum loop of bacterial cells was taken from the slant medium and inoculated into the sterilized conical flask medium. Stirring culture was performed at 30 ° C. and 150 rpm.

Figure 2004267215
Figure 2004267215

以下実施例13に、標的核酸の多型及び変異を解析若しくは測定する方法を記す。
実施例13
下記に示した塩基配列をもつ4種類のオリゴヌクレオチドを前記実施例5のDNA合成機を用いて合成した。また、前記実施例5と同様にして、下記の塩基配列の本発明の核酸プローブを合成した。該プローブと各々のオリゴヌクレオチドを溶液中でハイブリダイズさせた後、蛍光強度の変化から1塩基置換の評価ができるかどうか検討した。本発明の核酸プローブの塩基配列は、標的オリゴヌクレオチドのうちのいずれかの3’末端にGが存在する場合に、そのオリゴヌクレオチドの塩基配列に100%マッチするように設計されている。ハイブリダイゼーション温度は、プローブと標的オリゴヌクレオチドとの間の全塩基対(base-pairs)が100%ハイブリダイズできる40℃に設定した。プローブ及び標的オリゴヌクレオチドの濃度、緩衝液の濃度,蛍光測定装置、蛍光測定条件、実験操作などは、前記実施例5と同様である。
Example 13 below describes a method for analyzing or measuring a polymorphism and mutation of a target nucleic acid.
Example 13
Four types of oligonucleotides having the base sequences shown below were synthesized using the DNA synthesizer of Example 5 described above. In the same manner as in Example 5, a nucleic acid probe of the present invention having the following nucleotide sequence was synthesized. After the probe and each oligonucleotide were hybridized in a solution, it was examined whether single base substitution can be evaluated from the change in fluorescence intensity. The nucleotide sequence of the nucleic acid probe of the present invention is designed so that when G is present at any of the 3 'ends of the target oligonucleotide, the nucleotide sequence matches 100% with the nucleotide sequence of the oligonucleotide. The hybridization temperature was set at 40 ° C. at which 100% of the base-pairs between the probe and the target oligonucleotide could hybridize. The concentration of the probe and the target oligonucleotide, the concentration of the buffer solution, the fluorescence measurement device, the fluorescence measurement conditions, the experimental operation, and the like are the same as those in Example 5.

Figure 2004267215
Figure 2004267215

その結果を表5に示した。表から、標的オリゴヌクレオチドNo.1〜3においては、蛍光強度に変化は観察されなかったが、標的オリゴヌクレオチドNo.4においては84%の減少が観察された。
Table 5 shows the results. From the table, the target oligonucleotide No. In Nos. 1 to 3, no change was observed in the fluorescence intensity, but the target oligonucleotide Nos. In No. 4, a 84% reduction was observed.

Figure 2004267215
Figure 2004267215

本発明において、標的核酸(例えば上記標的オリゴヌクレオチドNo.1〜4)の多型及び/又は変異を解析若しくは測定する方法により得られるデータ(例えば表5のカラムA及びBのデータ)を解析する方法において、標的核酸が本発明の核酸プローブ(上記の核酸プローブ)とハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正演算処理するとは、表3の(A−B)/Bの計算をいう。
以上の結果より、標的核酸が2本鎖の場合、G→A、G←A、C→T、C←T、G→C、G←Cの置換を検出できることが明らかになった。
In the present invention, data obtained by a method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid (for example, the above target oligonucleotide Nos. 1 to 4) (for example, data of columns A and B in Table 5) is analyzed. In the method, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe of the present invention (the above nucleic acid probe) is corrected by the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is not hybridized. This means the calculation of (AB) / B in Table 3.
From the above results, it has been clarified that when the target nucleic acid is double-stranded, substitution of G → A, G ← A, C → T, C ← T, G → C, G ← C can be detected.

実施例14
図6に本発明のDNAチップのモデルの一例を図示した。先ず、実施例13で調製した本発明のプローブである3'TTTTTTTTGGGGGGGGC5'BODIPY FL/C6のの3’末端のリボースの3’位炭素のOH基にアミノ基を導入して調製した修飾プローブ、また、スライドガラスを反応基としてエポキシ基を有するシランカップリン剤でスライドガラスの表面を処理した表面処理済スライドガラスを用意した。上記の修飾プローブを含む溶液をDNAチップ作成装置GMSTM417ARRAYER(TAKARA)で該表面処理済スライドガラス上にスポットした。そうすると、3’末端で上記修飾プローブがガラス面に結合した。該スライドガラスを密閉容器内に4時間位おき反応を完結させた。そして該スライドガラスを0.2%SDS溶液、水に1分程度交互に2回づつ漬けた。更にホウ素溶液(水300mlにNaBH41.0gを溶かしたもの。)に5分位つけた。95℃の水に2分つけてから、素早く0.2%SDS溶液、水に1分程度交互に2回づつ漬けて試薬を洗い流した。室温で乾燥した。このようにして本発明のDNAチップを調製した。
Example 14
FIG. 6 shows an example of a model of the DNA chip of the present invention. First, a modified probe prepared by introducing an amino group into the OH group at the 3'-position carbon of the 3'-terminal ribose of 3'TTTTTTTTGGGGGGGGC5'BODIPY FL / C6 which is the probe of the present invention prepared in Example 13, and A surface-treated slide glass was prepared by treating the surface of the slide glass with a silane coupling agent having an epoxy group as a reactive group. The solution containing the modified probe was spotted on the surface-treated glass slide using a DNA chip preparing apparatus GMS 417ARRAYER (TAKARA). Then, the modified probe bound to the glass surface at the 3 'end. The slide glass was placed in a closed container for about 4 hours to complete the reaction. The slide glass was alternately soaked twice in a 0.2% SDS solution and water for about one minute. Further, it was placed in a boron solution (a solution of 1.0 g of NaBH 4 in 300 ml of water) for about 5 minutes. After soaking in water at 95 ° C. for 2 minutes, the reagent was quickly soaked twice alternately in a 0.2% SDS solution and water for about 1 minute to wash away the reagent. Dry at room temperature. Thus, the DNA chip of the present invention was prepared.

更に、ガラスの下面の修飾プローブの各スポットに対応する位置に図のような微小な温度センサーとヒータを設けることにより、本発明のDNAチップに高性能を付与することができた。
このDNAチップを用いて標的核酸を測定する場合を説明する。該プローブに標的核酸がハイブリダイズしていないとき、又はハイブリダイズしても蛍光色素標識末端でGCペアーを形成しないとき、若しくは当該プローブと標的核酸とがハイブリダイズした末端塩基部分から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)又はシトシン(C)が少なくとも1つ存在しないときは、蛍光強度に変化ない。しかし、その反対に、該プローブに標的核酸がハイブリダイズしているとき、又はハイブリダイズしても蛍光色素標識末端でGCペアーを形成しているとき、若しくは当該プローブと標的核酸とがハイブリダイズした末端塩基部分から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)又はシトシン(C)が少なくとも1つ存在するときは蛍光強度が減少する。この蛍光強度はDNAチップ解析装置GMSTM418アレースキャナー(Array Scanner)(TAKARA)を使用して測定できる。
Further, by providing a minute temperature sensor and a heater as shown in the figure on the lower surface of the glass at positions corresponding to the respective spots of the modification probe, high performance could be imparted to the DNA chip of the present invention.
A case where a target nucleic acid is measured using this DNA chip will be described. When the target nucleic acid is not hybridized to the probe, or when it does not form a GC pair at the fluorescent dye-labeled end even when hybridized, or 1 to 3 bases from the terminal base portion where the probe and the target nucleic acid are hybridized When there is no G (guanine) or cytosine (C) in the base sequence of the target nucleic acid, the fluorescence intensity does not change. However, conversely, when a target nucleic acid is hybridized to the probe, or when a GC pair is formed at the fluorescent dye-labeled end even when hybridized, or when the probe and the target nucleic acid are hybridized. When at least one G (guanine) or cytosine (C) is present in the base sequence of the target nucleic acid at a distance of 1 to 3 bases from the terminal base, the fluorescence intensity decreases. This fluorescence intensity can be measured using a DNA chip analyzer GMS 418 Array Scanner (TAKARA).

実施例15:本発明のDNAチップを用いた一塩基多型(SNPs)の検出実験 I)標的核酸の調製:(5')AAACGATGTG GGAAGGCCCA GACAGCCAGG ATGTTGGCTT AGAAGCAGCC(3')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI394(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、標的核酸とした。
II)核酸プローブの調製:標的核酸の5’末端から15塩基の配列(アンダーライン部)にハイブリダイズする塩基配列をもつ、下記の6個のオリゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI394(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成した。そして、3'-Amino-Modifier C7 CPG(グレンリサーチ、カタログ番号20ー2957)を用いて、3’末端のデオキシリボースの3’位のOH基をアミノ化した。更に5’末端のリン酸基を実施例5と同様な方法でBODIPY FLで標識した。
Example 15: Detection experiment of single nucleotide polymorphisms (SNPs) using the DNA chip of the present invention I) Preparation of target nucleic acid: (5 ′) oligodeoxyribose having the base sequence of AAACGATGTG GGAAGGCCCA GACAG CCAGG ATGTTGGCTT AGAAGCAGCC (3 ′) Nucleotides were synthesized using a DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer, USA) to obtain a target nucleic acid.
II) Preparation of nucleic acid probe: The following six oligodeoxyribonucleotides having a base sequence that hybridizes to a sequence (underlined) of 15 bases from the 5 ′ end of the target nucleic acid were synthesized with a DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer). , USA). Then, the 3'-OH group of the 3'-terminal deoxyribose was aminated using 3'-Amino-Modifier C7 CPG (Glen Research, catalog number 20-2957). Further, the phosphate group at the 5 'end was labeled with BODIPY FL in the same manner as in Example 5.

1)プローブ100(100%マッチ):(5')CCTTCCCACA TCGTTT(3')、
2)プローブ−T(1塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCATA TCGTTT(3')、
3)プローブ−A(1塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCAAA TCGTTT(3')、
4)プローブ−G(1塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCAGA TCGTTT(3')、
5)プローブ−TG(2塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCTGA TCGTTT(3')、
6)プローブ−TGT(3塩基ミスマッチ):(5')CCTTCCCTGT TCGTTT(3')、
1) Probe 100 (100% match): (5 ') CCTTCCCACA TCGTTT (3'),
2) Probe-T (1 base mismatch): (5 ′) CCTTCCCATA TCGTTT (3 ′),
3) Probe-A (1 base mismatch): (5 ′) CCTTCCCAAA TCGTTT (3 ′),
4) Probe-G (1 base mismatch): (5 ′) CCTTCCCAGA TCGTTT (3 ′),
5) Probe-TG (2 base mismatch): (5 ′) CCTTCCCTGA TCGTTT (3 ′),
6) Probe-TGT (3 base mismatch): (5 ′) CCTTCCCTGT TCGTTT (3 ′),

III)DNAチップの調製
全てのDNAプローブを、滅菌蒸留水に溶解して、1μM濃度の溶液にした。DNAマイクロアレイヤー装置(DNAマイクロアレイヤーNo.439702、32ピン型、およびDNAスライドインデックスNo.439701からなる手動式のチップアレイヤーである。greiner社)を用いて、DNAチップ用スライドグラス(Black silylated slides、greiner社)の上に、前記プローブ溶液をスポテイング(spotting)した。スポット終了後10分間反応させ、プローブをスライドグラス上に固定化した。その後、50mMのTE緩衝液(pH:7.2)にて洗浄した。なお、各プローブ溶液につき、4スポットづつスポッテングした。
本発明のDNAチップの模式図を図6に示した。スライドグラス上に固定化された本発明のプローブは、標的核酸にハイブリダイズしないときはBODIPY FLは発色しているが、ハイブリダイズしているときは発色が、ハイブリダイズしないときのものよりも少ない。すなわち減少する。スライドグラスはマイクロヒーターで加熱されるようになっている(本発明では、下記に示すように顕微鏡用透明加熱板(MP-10MH-PG、(株式会社)北里サプライ)で行われた。)。
III) Preparation of DNA chip All DNA probes were dissolved in sterile distilled water to make a 1 μM concentration solution. Using a DNA microarrayer device (DNA microarrayer No. 439702, 32-pin type, manual type chip arrayer consisting of DNA slide index No. 439701. Greiner), slide glasses for DNA chips (Black silylated slides) The probe solution was spotted on a Greiner). After the completion of the spot, the reaction was performed for 10 minutes, and the probe was immobilized on a slide glass. Thereafter, the plate was washed with a 50 mM TE buffer (pH: 7.2). Each probe solution was spotted by four spots.
FIG. 6 shows a schematic diagram of the DNA chip of the present invention. When the probe of the present invention immobilized on a slide glass does not hybridize to the target nucleic acid, BODIPY FL develops a color, but when hybridized, the color develops, which is less than that when it does not hybridize. . That is, it decreases. The slide glass is heated by a micro-heater (in the present invention, the slide glass was heated using a transparent heating plate for a microscope (MP-10MH-PG, Kitasato Supply Co., Ltd.) as shown below).

IV)SNPsの検出測定
100μM濃度の標的核酸溶液{50mMのTE緩衝液(pH:7.2)使用}を上記のごとくに調製したDNAチップの上にのせた。カバーグラスで覆い、標的核酸が漏れないようにマニキュアにてカバーグラスをシールした。
検出測定のための装置類の概略は図7に示した。先ず、オリンパス正立顕微鏡(AX80型)の試料台に顕微鏡用透明加熱板(MP-10MH-PG、(株式会社)北里サプライ)をのせた。当該板上に前記に調製した本発明のDNAチップを置き、95℃から33℃まで3℃刻みで変化させ、30分かけて反応させた。各スポットの反応過程の蛍光強度変化を、冷却CCDカメラ(C5810型、浜松フォトニクス社)にて画像取り込み形式で測定した。
取り込み画像を画像解析装置(画像解析ソフト(TPlab spectrum;Signal Analytics社,Verginia)がインストールされたパソコン(NEC))にて解析し、各スポットの輝度を算出し、温度と輝度の関係を求めた。
IV) Detection and measurement of SNPs A target nucleic acid solution of 100 μM concentration (using 50 mM TE buffer (pH: 7.2)) was placed on the DNA chip prepared as described above. It was covered with a cover glass, and the cover glass was sealed with nail polish so that the target nucleic acid did not leak.
FIG. 7 shows an outline of devices for detection and measurement. First, a transparent heating plate for a microscope (MP-10MH-PG, Kitasato Supply Co., Ltd.) was placed on a sample stage of an Olympus upright microscope (AX80 type). The DNA chip of the present invention prepared above was placed on the plate, and the temperature was changed from 95 ° C. to 33 ° C. in steps of 3 ° C., and the reaction was performed for 30 minutes. The change in fluorescence intensity during the reaction process of each spot was measured in an image capture format using a cooled CCD camera (C5810, Hamamatsu Photonics).
The captured image was analyzed with an image analyzer (PC (NEC) installed with image analysis software (TPlab spectrum; Signal Analytics, Verginia)), the brightness of each spot was calculated, and the relationship between temperature and brightness was obtained. .

実験結果を図8に示した。図から全てのプローブで蛍光強度が減少していることが分かる。従って、本発明の方法により、本発明のプローブと標的核酸との解離曲線を簡便にモニタリングすることができる。また、標的核酸と100%マッチするプローブ100と一塩基ミスマッチするプローブとのTm値の差は10℃以上あるので、解離曲線から両者を容易に識別することができる。すなわち本発明のDNAチップを使用することによりSNPsの解析が容易にできることがわかる。   The experimental results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the fluorescence intensity is reduced for all the probes. Therefore, the dissociation curve between the probe of the present invention and the target nucleic acid can be easily monitored by the method of the present invention. In addition, since the difference between the Tm value of the probe 100 that matches 100% with the target nucleic acid and the probe that mismatches by one base is 10 ° C. or more, both can be easily identified from the dissociation curve. That is, it can be understood that SNPs can be easily analyzed by using the DNA chip of the present invention.

以下、実施例16〜19に本発明のPCR方法を記す。
実施例16
大腸菌のゲノムDNAにおける16SrRNA遺伝子を標的核酸として、当該核酸の増幅のための(BODIPY FL/C6で標識した)プライマー(本発明の核酸プローブ)を調製した。
Hereinafter, Examples 16 to 19 describe the PCR method of the present invention.
Example 16
Using the 16S rRNA gene in Escherichia coli genomic DNA as a target nucleic acid, a primer (labeled with BODIPY FL / C6) (a nucleic acid probe of the present invention) for amplification of the nucleic acid was prepared.

プライマー1(Eu800R:リバース型)の調製:(5')CATCGTTTAC GGCGTGGAC(3')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI394(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシンの5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したオリゴヌクレオチドを、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カンパニー社(米国)から購入した。更に、モレキュラープローブ社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kits)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を購入した。前記購入したオリゴヌクレオチドに当該キットを作用させて、本発明のボデピーFL/C6で標識したプライマー1を合成した。 Preparation of primer 1 (Eu800R: reverse type): An oligodeoxyribonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ′) CATCGTTTAC GGCGTGGAC (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer ABI394 (manufactured by Perkin Elmer, USA). The oligodeoxyribonucleotide was treated with a phosphatase at the 5′-terminal phosphate group to form a cytosine, and an oligonucleotide in which — (CH 2 ) 9 —NH 2 was bonded to the 5′-carbon OH group of the cytosine was applied to Midland. Purchased from Certified Raided Company (USA). Furthermore, in addition to the Fluo Reporter Kits F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester) from Molecular Probes, the compound was used as the amine derivative of the oligonucleotide. Kit containing reagents to be bound) was purchased. The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize primer 1 of the present invention labeled with bodypi FL / C6.

合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3緩衝液(pH9.0)に溶解した。当該溶解物をNAP−25カラム(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除去した。更に逆相HPLC(B gradient:15〜65%、25分間)を以下の条件で行った。そして、溶出するメインピークを分取した。分取した画分を凍結乾燥して本発明のプライマー1を、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより50%の収率で得た。 Purification of synthesized product: The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. It was dissolved in a 0.5 M Na 2 CO 3 / NaHCO 3 buffer (pH 9.0). The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was freeze-dried to obtain the primer 1 of the present invention in a yield of 50% from the initial oligonucleotide starting material of 2 mM.

Figure 2004267215
Figure 2004267215

実施例17
プライマー2(Eu500R/forward:フォワード型)の調製:(5')CCAGCAGCCG CGGTAATAC(3')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端に蛍光色素(BODIPY FL/C6)で標識したプライマー2を実施例14と同様にして収率50%で調製した。
Example 17
Preparation of Primer 2 (Eu500R / forward: forward type): Primer 2 labeled with a fluorescent dye (BODIPY FL / C6) at the 5 ′ end of an oligodeoxyribonucleotide having a base sequence of (5 ′) CCAGCAGCCG CGGTAATAC (3 ′) Prepared in the same manner as in Example 14 with a yield of 50%.

実施例18
殺菌したニュトリエントブロス(NB)(Difco社製)液体培地5ml(組成:NB、0.08g/100ml)を含有する試験管を用いて、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養した。培養液1.5mlを1.5ml容量の遠心チューブで遠心分離し、菌体を得た。この菌体から、DNeasy Tissue Kit(キアゲン(QIAGEN)社、ドイツ国)を用いてゲノムDNAを抽出した。その抽出は本キットのプロトコルに従った。その結果、17ng/μlのDNA溶液を得た。
Example 18
Using a test tube containing 5 ml of sterilized nutrient broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 100 ml), Escherichia coli JM109 strain was cultured with shaking at 37 ° C. overnight. 1.5 ml of the culture was centrifuged in a 1.5 ml centrifuge tube to obtain cells. Genomic DNA was extracted from the cells using a DNeasy Tissue Kit (QIAGEN, Germany). The extraction followed the kit protocol. As a result, a 17 ng / μl DNA solution was obtained.

実施例19
上記の大腸菌のゲノムDNA、プライマー1及び/又はプライマー2を使用して、ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のライトサイクラーTMシステム(LightCyclerTM System)を用いて常法通りにPCR反応を行った。操作は当該システム機器の手順書に従った。
また、上記システムにおいてPCRは、当該手順書に記されている核酸プローブ(FRET現象を利用する二個のプローブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識されていない通常のプライマー)の代りに本発明プライマー1及び/又は2を用いる以外は当該手順書通りに行った。
Example 19
Genomic DNA of the E. coli, using primers 1 and / or primer 2, PCR was carried out in a conventional manner by using the Roche Diagnostics Corporation launch of the LightCycler TM system (LightCycler TM System) . The operation followed the procedure manual of the system equipment.
In the above system, PCR is performed by replacing the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and the normal primer (normal primer not labeled with a fluorescent dye) according to the present invention with the present invention. The procedure was performed according to the procedure except that primers 1 and / or 2 were used.

PCRは次のコンポーネントのハイブリダイゼーション溶液中で行った。

Figure 2004267215
尚、標的核酸である大腸菌16SrDNAは、図9の説明欄に示される実験区の濃度で、また、プライマーは、同様に図9の説明欄に示される実験区のプライマー1及び/又は2の組合せで実験を行った。 PCR was performed in a hybridization solution of the following components:
Figure 2004267215
The target nucleic acid, Escherichia coli 16S rDNA, was used at the concentration of the experimental section shown in the description section of FIG. 9, and the primer was also a combination of the primers 1 and / or 2 of the experimental section shown in the description section of FIG. The experiment was carried out.

また、上記のTaq溶液は次の試薬の混合液である。

Figure 2004267215
The above Taq solution is a mixture of the following reagents.
Figure 2004267215

尚、Taq溶液、Taq DNAポリメラーゼ溶液はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDNAマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Master Hybridization Probes)キットのものである。特にTaq DNAポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャップ)を10倍に希釈して用いた。また、Taqスタートは、クローンテック社(USA)より販売されているTaq DNAポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加することで70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑えることができる。即ち、ホット・スタート(hot start)を行うことができるものである。   The Taq solution and the Taq DNA polymerase solution are those of a DNA Master Hybridization Probes kit sold by Roche Diagnostics, Inc. In particular, the Taq DNA polymerase solution was used by diluting 10 × conc. (Red cap) 10-fold. Taq Start is an antibody for Taq DNA polymerase marketed by Clonetech (USA). By adding this to a reaction solution, the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed to 70 ° C. That is, a hot start can be performed.

Figure 2004267215
測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強度は75に固定した。
Figure 2004267215
The measurement was performed using a LightCycler system. At that time, among the F1 to F3 detectors in the system, the F1 detector was used, and the gain of the detector was fixed at 10 and the excitation intensity was fixed at 75.

その結果を図9及び10に示した。図9及び10から、蛍光色素の発光の減少が観察される時点のサイクル数と標的核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が比例していることが分かる。尚、図においては、蛍光色素の発光の減少量を蛍光強度の減少値として表現した。
図11は、サイクル数の関数として、大腸菌16SrDNAのコピー数を表現した大腸菌16SrDNAの検量線を示す。相関係数は0.9973で、極めてよい相関を示した。
以上の結果から分かるように、本発明の定量的PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数を測定できるようになる。即ち、標的核酸の濃度の測定ができる。
The results are shown in FIGS. From FIGS. 9 and 10, it can be seen that the cycle number at the time when the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of Escherichia coli 16S rDNA of the target nucleic acid. In the figure, the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye is represented as a decrease in the fluorescence intensity.
FIG. 11 shows a calibration curve of E. coli 16S rDNA expressing the copy number of E. coli 16S rDNA as a function of cycle number. The correlation coefficient was 0.9973, showing a very good correlation.
As can be seen from the above results, the use of the quantitative PCR method of the present invention makes it possible to measure the initial copy number of the target nucleic acid. That is, the concentration of the target nucleic acid can be measured.

実施例20
実施例19においては、本発明のプローブをプライマーとしてPCRを行ったが、本実施例では従来法に用いるFRET現象を利用する二個のプローブの代わりに本発明のプローブを用いて下記の条件で本発明のPCRを行った。
a)標的核酸:大腸菌の16S−rDNA
b)使用プライマー:
・フォワードプライマー E8F:(5')AGAGTTTGAT CCTGGCTCAG(3')
・リバースプライマー E1492R:(5')GGTTACCTTG TTACGACTT(3')
c)使用プローブ:BODIPY FL-(5')CGGGCGGTGT GTAC(3')
d)使用PCR測定機器:ライトサイクラーTMシステム
e)PCRの条件:
変性反応 :95℃、10秒(第一回のみ、60秒間、95℃)
アニーリング反応:50℃、5秒
核酸伸長反応 :72℃、70秒
全サイクル数 :70サイクル
Example 20
In Example 19, PCR was performed using the probe of the present invention as a primer, but in this example, the probe of the present invention was used in place of the two probes using the FRET phenomenon used in the conventional method under the following conditions. The PCR of the present invention was performed.
a) Target nucleic acid: 16S-rDNA of E. coli
b) Primers used:
-Forward primer E8F: (5 ') AGAGTTTGAT CCTGGCTCAG (3')
・ Reverse primer E1492R: (5 ') GGTTACCTTG TTACGACTT (3')
c) Probe used: BODIPY FL- (5 ') CGGGCGGTGT GTAC (3')
d) PCR measurement equipment used: LightCycler system e) PCR conditions:
Denaturation reaction: 95 ° C, 10 seconds (first time only, 60 seconds, 95 ° C)
Annealing reaction: 50 ° C, 5 seconds Nucleic acid extension reaction: 72 ° C, 70 seconds Total number of cycles: 70 cycles

Figure 2004267215
Figure 2004267215

その結果を図12に示した。図から、蛍光色素の発光の減少が観察される時点のサイクル数と標的核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が比例していることが分かる。
以上の結果から分かるように、本発明の定量的PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数を測定できるようになる。即ち、標的核酸の測定ができる。
FIG. 12 shows the result. From the figure, it can be seen that the cycle number at the time when the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of E. coli 16S rDNA of the target nucleic acid.
As can be seen from the above results, the use of the quantitative PCR method of the present invention makes it possible to measure the initial copy number of the target nucleic acid. That is, the target nucleic acid can be measured.

次に以下の実施例に、上記の本発明の定量的PCR方法を用いて得られるデータを解析する本発明のデータ解析方法について記す。
実施例21
ヒトゲノムDNA(ヒトβ−グロビン(globin)(TaKaRaカタログ商品番号 9060)(TaKaRa株式会社製)(以下、ヒトゲノムDNAという。)を標的核酸として、当該核酸の増幅のためのボデピーFL/C6で標識したプライマーを調製した。
Next, a data analysis method of the present invention for analyzing data obtained by using the above-described quantitative PCR method of the present invention will be described in the following examples.
Example 21
Human genomic DNA (human β-globin (TaKaRa catalog product number 9060) (manufactured by TaKaRa Co., Ltd.)) (hereinafter, referred to as human genomic DNA) was labeled as a target nucleic acid with a bodepy FL / C6 for amplification of the nucleic acid. Primers were prepared.

プライマーKM38+C(リバース型)の調製:(5')CTGGTCTCCT TAAACCTGTC TTG(3')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチドを、DNA合成機ABI394(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシンの5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したものを、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カンパニー社から購入した。更に、モレキュラープローブ社からリポーターキット(FluoReporter Kit)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl esters)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を購入した。前記購入したオリゴヌクレオチドに当該キットを作用させて、本発明のボデピーFL/C6で標識したプライマーKM38+Cを合成した。 Preparation of primer KM38 + C (reverse type): An oligodeoxyribonucleotide having a base sequence of (5 ′) CTGGTCTCCT TAAACCTGTC TTG (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer ABI394 (manufactured by Perkin Elmer, USA), Furthermore, the oligodeoxyribonucleotide at the 5′-terminal phosphate group was treated with phosphatase to give a cytosine, and-(CH 2 ) 9 -NH 2 was bonded to the carbon OH group at the 5′-position of the cytosine. Purchased from Certified Certified Company. Further, in addition to the reporter kit (FluoReporter Kit) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl ester) from Molecular Probes, the compound is bound to the amine derivative of the oligonucleotide. Kit containing reagents) was purchased. The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize the primer KM38 + C labeled with the bodypy FL / C6 of the present invention.

合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3緩衝液(pH9.0)に溶解した。当該溶解物をNAP-25カラム(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除去した。更に逆相HPLC(B gradient:15〜65%、25分間)を以下の条件で行った。そして、溶出するメインピークを分取した。分取した画分を凍結乾燥して本発明のプライマーKM38+Cを、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより50%の収率で得た。 Purification of synthesized product: The obtained synthesized product was dried to obtain a dried product. It was dissolved in 0.5 M Na 2 CO 3 / NaHCO 3 buffer (pH 9.0). The lysate was subjected to gel filtration using a NAP-25 column (manufactured by Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65% for 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The fractionated fraction was freeze-dried to obtain the primer KM38 + C of the present invention in a yield of 50% from the initial oligonucleotide starting material of 2 mM.

Figure 2004267215
Figure 2004267215

実施例21
プライマーKM29(フォワード型)の調製:(5')GGTTGGCCAA TCTACTCCCA GG(3')の塩基配列をもつオリゴデオキシリボヌクレオチドを実施例18と同様に合成した。
Example 21
Preparation of primer KM29 (forward type): An oligodeoxyribonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ′) GGTTGGCCAA TCTACTCCCA GG (3 ′) was synthesized in the same manner as in Example 18.

比較実験例1
本比較実験例は、核酸伸長反応時の蛍光強度値を、熱変性反応時の蛍光強度値を用いて割る演算処理過程(数式(1)の処理)を有しないデータ解析用ソフトウエアの使用に係るものである。
上記のヒトゲノムDNA、プライマーKM38+C及びプライマーKM29を使用して、ライトサイクラーTMシステムを用いてPCR反応を行い、各サイクル毎の蛍光強度を測定した。
尚、本比較実施例のPCRは、前記に説明した蛍光色素色素で標識したプライマーを用いるものであり、蛍光発光の増加でなく、減少を測定する新規なリアルタイム定量的PCR方法である。データ解析は当該システムのソフトウエアを用いて行った。本比較実験例のPCRは、当該手順書に記されている核酸プローブ(FRET現象を利用する二個のプローブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識されていない通常のプライマー)の代りに本発明プライマーKM38+C及びKM29を用いる以外は当該装置の手順書通りに行った。
Comparative Example 1
This comparative example uses data analysis software that does not have an arithmetic processing step (the processing of equation (1)) in which the fluorescence intensity value during the nucleic acid extension reaction is divided by the fluorescence intensity value during the thermal denaturation reaction. It is related.
Using the above-mentioned human genomic DNA, primer KM38 + C and primer KM29, a PCR reaction was performed using a LightCycler system, and the fluorescence intensity in each cycle was measured.
The PCR of this comparative example uses the primer labeled with the fluorescent dye described above, and is a novel real-time quantitative PCR method for measuring the decrease, not the increase, of the fluorescence emission. Data analysis was performed using the software of the system. In the PCR of this comparative example, the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and the normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye) described in the procedure manual were used instead of the present invention. Except for using the primers KM38 + C and KM29, the procedure was performed according to the procedure for the relevant apparatus.

PCRは次のコンポーネントのハイブリダイゼーション溶液中で行った。

Figure 2004267215
尚、ヒトゲノムDNAは、図13の簡単な説明欄に示される実験区の濃度で実験を行った。MgCl2の最終濃度は2mMであった。 PCR was performed in a hybridization solution of the following components:
Figure 2004267215
The experiment was performed with human genomic DNA at the concentrations shown in the brief description column of FIG. The final concentration of MgCl 2 was 2 mM.

また、上記のTaq溶液は次に試薬の混合液である。

Figure 2004267215
The above Taq solution is next a mixture of reagents.
Figure 2004267215

尚、Taq溶液、Taq DNAポリメラーゼ溶液はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDNAマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Master Hybridization Probes)キットのものである。特にTaq DNAポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャップ)を10倍に希釈して用いた。また、Taqスタートは、クローンテック社(USA)より販売されているTaq DNAポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加することで70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑えることができる。即ち、ホット・スタートを行うことができるものである。   The Taq solution and the Taq DNA polymerase solution are those of a DNA Master Hybridization Probes kit sold by Roche Diagnostics, Inc. In particular, the Taq DNA polymerase solution was used by diluting 10 × conc. (Red cap) 10-fold. Taq Start is an antibody for Taq DNA polymerase sold by Clonetech (USA). By adding this to a reaction solution, the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed to 70 ° C. That is, a hot start can be performed.

反応条件は次の如くである。

Figure 2004267215
測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強度は75に固定した。 The reaction conditions are as follows.
Figure 2004267215
The measurement was performed using a LightCycler system. At that time, among the F1 to F3 detectors in the system, the F1 detector was used, and the gain of the detector was fixed at 10 and the excitation intensity was fixed at 75.

前記の如くにPCRを行って、各サイクルの蛍光強度を実測した。その結果を図13に示す。即ち、各コピー数のヒトゲノムDNAについて、各サイクルの変性反応時及び核酸伸長反応時の蛍光強度を測定し、印字したものである。どのサイクルにおいても変性反応時には蛍光強度値は一定であるが、核酸伸長反応時には、25サイクル目当たりから蛍光強度が減少しているのが観察される。そうして、減少はヒトゲノムDNAのコピー数が多い順に起こることが分かる。   PCR was performed as described above, and the fluorescence intensity of each cycle was actually measured. The result is shown in FIG. That is, the fluorescence intensity of each copy number of the human genomic DNA at the time of the denaturation reaction and the nucleic acid extension reaction of each cycle was measured and printed. In any cycle, the fluorescence intensity value is constant during the denaturation reaction, but during the nucleic acid extension reaction, the fluorescence intensity is observed to decrease from around the 25th cycle. Thus, it can be seen that the reduction occurs in the order of increasing copy number of human genomic DNA.

図13に示すようにヒトゲノムDNAの各コピー数について初期のサイクル数の蛍光強度値が一様でなかった。それで、本比較例で使用するデータ解析方法に以下の過程(b)〜(j)を追加した。
(b)10サイクル目の蛍光強度値を1として各サイクルの蛍光強度値を換算する過程、即ち、下記の〔数式8〕による計算をする過程、
n=Fn(72)/F10(72) 〔数式8〕
ただし、Cn=各サイクルにおける蛍光強度値の換算値、Fn(72)=各サイクルの72℃の蛍光強度値、F10(72)=10サイクル目の72℃における伸長反応後の蛍光強度値。
(c)前記(b)の過程で得られた各換算値を、サイクル数の関数として、デスプレー上に表示及び/又は印字する過程、
As shown in FIG. 13, the fluorescence intensity value at the initial cycle number was not uniform for each copy number of human genomic DNA. Therefore, the following steps (b) to (j) were added to the data analysis method used in this comparative example.
(B) a process of converting the fluorescence intensity value of each cycle with the fluorescence intensity value of the 10th cycle as 1, that is, a process of calculating by the following [Equation 8];
C n = F n (72) / F 10 (72) [Equation 8]
Here, C n = the converted value of the fluorescence intensity value in each cycle, F n (72) = the fluorescence intensity value at 72 ° C. in each cycle, and F 10 (72) = the fluorescence intensity after the extension reaction at 72 ° C. in the tenth cycle. value.
(C) displaying and / or printing each converted value obtained in the step (b) on a display as a function of the number of cycles;

(d)前記(b)の過程で得られた各サイクルの換算値から下記の〔数式9〕による蛍光強度の変化率(減少率、消光率)を計算をする過程、
〔数式9〕
dn =log10{100−Cn×100)}
dn =2log10{1−Cn
ただし、Fdn=蛍光強度変化率(減少率、消光率)、Cn=〔数式8〕で得られた値。
(e)前記(d)の過程で得られた各換算値を、サイクル数の関数として、デスプレー上に表示及び/又は印字する過程、
(D) calculating the change rate (decrease rate, extinction rate) of the fluorescence intensity from the converted value of each cycle obtained in the process (b) according to the following [Equation 9];
[Equation 9]
F dn = log 10 {100−C n × 100)}
F dn = 2 log 10 {1-C n }
Here, F dn = fluorescence intensity change rate (decrease rate, extinction rate), C n = value obtained by [Equation 8].
(E) displaying and / or printing each converted value obtained in the step (d) on a display as a function of the number of cycles,

(f)前記(d)の過程で処理されたデータを、スレッシュホールド(threshold)としての0.5と比較し、その値に達したサイクル数を計数する過程、
(g)前記(f)の過程で計数した値をX軸に、反応開始前のコピー数をY軸にプロットしたグラフを作成する過程、
(h)前記(g)の過程で作成したグラフをデスプレー上に表示及び/又は印字する過程、
(i)前記(h)の過程で描かれた直線の相関係数又は関係式を計算する過程、(j)前記(i)の過程で計算された相関係数又は関係式をデスプレー上に表示及び/又は印字する過程。
(F) comparing the data processed in the step (d) with 0.5 as a threshold, and counting the number of cycles reaching the value;
(G) creating a graph in which the values counted in the step (f) are plotted on the X-axis and the copy number before the start of the reaction is plotted on the Y-axis;
(H) displaying and / or printing the graph created in the step (g) on a display;
(I) calculating the correlation coefficient or the relational expression of the straight line drawn in the step (h); and (j) displaying the correlation coefficient or the relational expression calculated in the step (i) on the display. And / or printing process.

上記のデータ解析用ソフトウエアを用いて、前記図13で得られたデータを前記に引き続いて以下のように処理した。
図14は、上記(b)の過程で処理されたデータを印字した(前記(c)過程)したものである。即ち、10サイクル目の蛍光強度値を1として各サイクルの蛍光強度を換算し、その換算値を対応するサイクル数に対してプロットしたものである。
図15は、前記(d)の過程で処理したデータを印字した(前記(e)過程)ものである。即ち、図14の各プロット値から蛍光強度の減少率(消光率)を計算して、各計算値を各サイクル数に対してプロットしたものである。
Using the data analysis software described above, the data obtained in FIG. 13 was subsequently processed as follows.
FIG. 14 shows the data processed in the above process (b) printed (process (c)). That is, the fluorescence intensity value of each cycle is converted with the fluorescence intensity value of the 10th cycle as 1, and the converted value is plotted against the corresponding cycle number.
FIG. 15 shows the data processed in the step (d) printed (the step (e)). That is, the reduction rate (quenching rate) of the fluorescence intensity was calculated from each plot value in FIG. 14, and each calculated value was plotted against each cycle number.

図16は、前記(f)の過程で処理したデータについて、前記(g)の過程で作成したグラフを印字した(前記(h)の過程)ものである。即ち、蛍光強度減少率=0.5をスレッシュホールド(threshold)し、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノムDNAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットしたグラフである。このグラフの直線の相関係数(R2)を前記(i)の過程で計算し、印字した(前記(j)の過程)もので、0.9514であった。このように、この相関係数では正確なコピー数を求めるは無理であった。   FIG. 16 is a graph in which the graph created in the step (g) is printed on the data processed in the step (f) (the step (h)). That is, a graph in which the fluorescence intensity reduction rate = 0.5 is thresholded, the cycle number at which the value is reached is plotted on the X axis, and the copy number of the human genomic DNA before the start of the reaction is plotted on the Y axis. The correlation coefficient (R2) of the straight line in this graph was calculated in the process (i) and printed (process (j)), and was 0.9514. Thus, it was impossible to obtain an accurate copy number with this correlation coefficient.

実施例23(本発明のデータ解析方法を用いてデータ処理がなされた実験例)
PCRは比較実験例1と同様に行った。
データ処理は、比較実験例1の(b)の過程の前に下記の(a)の過程をおき、(b)、(d)の過程を以下のように変更する以外は比較実験例1と同様な過程で行った。
(a)各サイクルにおける増幅した核酸が本発明の核酸プローブである(蛍光色素で標識された)核酸プライマーとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値(即ち、核酸伸長反応時(72℃)の蛍光強度値)を、核酸ハイブリッド複合体(増幅した核酸が核酸プライマーとハイブリダイズしたもの)が解離したときに測定された反応系の蛍光強度値(即ち、核酸熱変性反応完了時(95℃)の蛍光強度値)で割る補正演算処理過程、即ち、実測の蛍光強度値を次の〔数式1〕で補正した。
n=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕
[式中、fn=サイクルの蛍光強度の補正値、fhyb,n=各サイクルの72℃の蛍光強度値、fden,n=各サイクルの95℃の蛍光強度値]
得られた値を各サイクル数に対してプロットしたのが図17である。
Example 23 (Experimental example in which data processing was performed using the data analysis method of the present invention)
PCR was performed in the same manner as in Comparative Experimental Example 1.
The data processing was performed in the same manner as in Comparative Experimental Example 1 except that the following process (a) was performed before the process of (b) in Comparative Experimental Example 1, and the processes in (b) and (d) were changed as follows. A similar process was performed.
(A) The fluorescence intensity value of the reaction system when the amplified nucleic acid in each cycle is hybridized with the nucleic acid probe (labeled with a fluorescent dye) of the present invention (that is, at the time of nucleic acid extension reaction (72 ° C.)) Of the reaction system measured when the nucleic acid hybrid complex (the amplified nucleic acid hybridized with the nucleic acid primer) is dissociated (that is, at the completion of the nucleic acid thermal denaturation reaction (95 ° C.)). ), Ie, the correction calculation process, ie, the measured fluorescence intensity value was corrected by the following [Equation 1].
f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1]
[Wherein, f n = correction value of fluorescence intensity for each cycle, f hyb, n = fluorescence intensity value of 72 ° C. for each cycle, f den, n = fluorescence intensity value of 95 ° C. for each cycle]
FIG. 17 shows the obtained values plotted for each cycle number.

(b)各サイクルにおける〔数式1〕における補正演算処理値を〔数式3〕に代入し、各サイクルにおける各サンプル間の蛍光変化率(減少率又は消光率)を算出する演算処理過程、即ち、下記の〔数式10〕で演算処理する過程、
n=fn/f25 〔数式10〕
[式中、Fn=各サイクルの演算処理値、fn=〔数式1〕で得られた各サイクルの値、f25=〔数式1〕で得られた値で、サイクル数が25回目のもの]。
〔数式10〕は〔数式3〕において、a=25とした場合におけるものである。
(B) Substituting the correction operation processing value in [Equation 1] in each cycle into [Equation 3] and calculating the fluorescence change rate (decrease rate or extinction rate) between each sample in each cycle, that is, A process of performing an arithmetic process by the following [Equation 10],
F n = f n / f 25 [Equation 10]
[Wherein, F n = the value of the processing in each cycle, f n = the value of each cycle obtained by [Equation 1], f 25 = the value obtained by [Equation 1], and the number of cycles is the 25th. thing].
[Equation 10] is obtained when a = 25 in [Equation 3].

(d)前記(b)の過程で得られた各サイクルの演算処理値を〔数式6〕による蛍光強度の変化率(減少率又は消光率)の対数値を得るための演算処理に付す過程、即ち、下記の〔数式11〕で演算処理する過程、
log10{(1−Fn)×100} 〔数式11〕
[式中、Fn=[数式10]で得られた値]。
〔数式11〕は〔数式6〕において、b=10、A=100とした場合におけるものである。
(D) applying the calculated value of each cycle obtained in the process (b) to a logarithmic value of a change rate (decrease rate or extinction rate) of the fluorescence intensity according to [Equation 6]; That is, a process of performing an arithmetic processing by the following [Equation 11],
log 10 {(1-F n ) × 100} [Equation 11]
[Where F n = value obtained by [Equation 10]].
[Equation 11] is a case where b = 10 and A = 100 in [Equation 6].

上記の結果を図18及び19に示した。
図18は、前記(a)及び(b)の過程で処理された値をサイクル数に対してプロットし、印字したものである。
図19は、図18で得られた値を前記(d)の過程のように処理して得られた値を、サイクル数に対してプロットし、印字したものである。
The above results are shown in FIGS.
FIG. 18 is a graph in which the values processed in the steps (a) and (b) are plotted against the number of cycles and printed.
FIG. 19 is a graph in which the values obtained by processing the values obtained in FIG. 18 as in the process (d) are plotted against the number of cycles and printed.

次に、図19のグラフを基に、前記(f)、(g)、及び(h)の過程で処理した。即ち、図19のグラフを基に比較実験例1と同様に、log10(蛍光強度変化率)のスレッシュホールド値として、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.2を選び、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノムDNAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットし、検量線を描かせた。その結果を図20に示した。これらの検量線について前記(i)及び(j)の過程で処理して求めた相関係数(R2)は、前記各スレッシュホールド値に対して、各々0.998、0.999、0.9993、0.9985、0.9989、0.9988であった。これらの相関係数から、スレッシュホールド値として0.5(相関係数0.9993)を採用することが望ましいことが認識できた。この相関係数をもつ検量線であれば、未知コピー数の核酸試料について反応開始前のコピー数を精度よく求めることができることが分かる。 Next, based on the graph of FIG. 19, processing was performed in the steps (f), (g), and (h). That is, based on the graph of FIG. 19, as in Comparative Example 1, the threshold values of log 10 (fluorescence intensity change rate) were 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, and 0.9. , 1.2 were selected, the number of cycles that reached that value was plotted on the X-axis, and the copy number of the human genomic DNA before the start of the reaction was plotted on the Y-axis, and a calibration curve was drawn. The result is shown in FIG. The correlation coefficients (R 2 ) obtained by processing these calibration curves in the processes (i) and (j) are 0.998, 0.999, and .0 for each of the threshold values. 9993, 0.9985, 0.9989, 0.9988. From these correlation coefficients, it was recognized that it is desirable to adopt 0.5 (correlation coefficient 0.99993) as the threshold value. With the calibration curve having this correlation coefficient, it can be seen that the copy number before the start of the reaction can be accurately determined for the nucleic acid sample having the unknown copy number.

実施例24(核酸の融解曲線分析及びTm値分析の例)
本発明の新規なPCR法により増幅された核酸について、51)低い温度から核酸が完全に変性するまで、温度を徐々に上げるあるいは下げる過程(例えば、50℃から95℃まで)、52)前記51)過程において、短い時間間隔(例えば、0.2℃〜0.5℃の温度上昇に相当する間隔)で蛍光強度を測定する過程、53)前記52)過程の測定結果を時間の関数としてデスプレー上に表示する過程、即ち、核酸の融解曲線を表示する過程、54)前記53)過程の融解曲線を一次微分する過程、55)前記54)過程の微分値(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)をデスプレー上に表示する過程、56)前記55)から得られる微分値から変曲点を求める過程からなるソフトウエアを作成し、前記本発明のデータ解析用ソフトウエアに合体した。当該データ解析用ソフトウエアを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体をインストールした前記ライトサイクラーTMシステムを用いて本発明の新規リアルタイム定量的PCR反応を行い、核酸融解曲線の分析を行った。本発明においては、蛍光強度は温度が上がるごとに増加する。
Example 24 (Example of melting curve analysis and Tm value analysis of nucleic acid)
51) for the nucleic acid amplified by the novel PCR method of the present invention, 51) a step of gradually increasing or decreasing the temperature from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured (for example, from 50 ° C. to 95 ° C.); A) measuring the fluorescence intensity at short time intervals (e.g., intervals corresponding to a temperature rise of 0.2 ° C. to 0.5 ° C.); 53) displaying the measurement results of step 52) as a function of time; The process shown above, ie, the process of displaying the melting curve of nucleic acid, 54) the process of first-order differentiation of the melting curve of the above 53), 55) The differential value of the process 54) (−dF / dT, F: fluorescence (Intensity, T: time) on the display; 56) software for analyzing the data of the present invention; Coalesced to A. A novel real-time quantitative PCR reaction of the present invention was performed using the LightCycler system in which a computer-readable recording medium on which the data analysis software was recorded was installed, and a nucleic acid melting curve was analyzed. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature increases.

実施例23と同じヒトゲノムDNAの1コピーと10コピーについて、実施例21と同様のPCRを行い、前記51)、52)、53)、54)及び55)の過程で処理されたデータを印字したものが図21である。1コピーと10コピーの75回目の増幅産物について、本実施例の51)、52)及び53)の過程で処理した核酸融解曲線の図が図22である。54)の過程でこの曲線を微分し、55)及び56)の過程で変曲点(Tm値)を求めたものが図23である。図23から、1コピーと10コピーの増幅産物のTm値が異なる故に、各増幅産物は異なる産物であることが判明した。   The same PCR as in Example 21 was performed on 1 copy and 10 copies of the same human genomic DNA as in Example 23, and the data processed in the steps 51), 52), 53), 54) and 55) were printed. This is shown in FIG. FIG. 22 is a diagram of a nucleic acid melting curve obtained by treating the 75th amplification product of 1 copy and 10 copies in the steps 51), 52) and 53) of this example. FIG. 23 shows the result of differentiating this curve in the process of 54) and obtaining the inflection point (Tm value) in the processes of 55) and 56). From FIG. 23, it was found that the amplification products of one copy and ten copies had different Tm values, so that each amplification product was a different product.

本発明は次のような効果を有する。
1)本発明の標的核酸の濃度を測定する方法、本発明の各種の核酸プローブ、特に2-O-アルキルオリゴヌクレオチド若しくは2-O-アルキレンオリゴヌクレオチド、2-O-ベンジルオリゴヌクレオチドなど化学的修飾オリゴヌクレオチドなどからなる本発明の核酸プローブ、またオリゴリボヌクレオチドとオリゴデオキシリボヌクレオチドが介在するキメリックオリゴヌクレオチドなどからなる本発明の核酸プローブ、それらの本発明の核酸プローブを含有若しくは付帯する、標的核酸の濃度を測定する測定キット、及び前記の本発明の核酸プローブを結合してなるDNAチップなどの核酸チップ若しくは核酸デバイスを用いると、測定系から未反応の核酸プローブを除く等の操作をすることがないので、標的核酸の濃度を短時間でかつ簡便に測定できる。また、複合微生物系又は共生微生物系に適用すると、当該系における特定菌株の存在量を特異的かつ短時間に測定できる。また、本発明は標的核酸若しくは遺伝子のSNPなどの多型又は変異などの解析若しくは測定する簡便な方法を提供している。
The present invention has the following effects.
1) The method for measuring the concentration of the target nucleic acid of the present invention, various nucleic acid probes of the present invention, especially chemical modifications such as 2-O-alkyl oligonucleotides, 2-O-alkylene oligonucleotides, and 2-O-benzyl oligonucleotides The nucleic acid probe of the present invention consisting of an oligonucleotide or the like, or the nucleic acid probe of the present invention consisting of a chimeric oligonucleotide or the like in which an oligoribonucleotide and an oligodeoxyribonucleotide intervene, a target nucleic acid containing or accompanying those nucleic acid probes of the present invention When using a measurement kit for measuring the concentration of a nucleic acid and a nucleic acid chip or a nucleic acid device such as a DNA chip to which the nucleic acid probe of the present invention is bound, operations such as removing unreacted nucleic acid probes from the measurement system can be performed. Measurement of target nucleic acid concentration in a short time and easily That. Further, when applied to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, the abundance of a specific strain in the system can be measured specifically and in a short time. The present invention also provides a simple method for analyzing or measuring polymorphisms or mutations such as SNPs of a target nucleic acid or gene.

2)また、本発明の定量的PCR方法は、次のような効果を有する。
a.TaqDNAポリメラーゼによる標的核酸の増幅に阻害的に作用する因子が添加されていないことから、従来公知の特異性のある通常のPCRと同様の条件で定量的PCRを行うことができる。
b.また、PCRの特異性を高く保つことができるので、プライマーダイマーの増幅が遅くなることから、従来公知の定量的PCRと比較すると定量限界が約1桁のオーダー低くなる。
c.複雑な核酸プローブを用意する必要がないので、それに要する時間と費用が節約できる。
d.標的核酸の増幅効果も大きく、増幅過程をリアルタイムでモニタリングすることができる。
2) The quantitative PCR method of the present invention has the following effects.
a. Since a factor that inhibits the amplification of the target nucleic acid by Taq DNA polymerase is not added, quantitative PCR can be performed under the same conditions as those of a conventionally known specific PCR.
b. In addition, since the specificity of PCR can be kept high, the amplification of the primer dimer is slowed, so that the quantification limit is reduced by about one order of magnitude as compared with conventionally known quantitative PCR.
c. Since there is no need to prepare a complicated nucleic acid probe, the time and cost required for the preparation can be saved.
d. The effect of amplifying the target nucleic acid is large, and the amplification process can be monitored in real time.

3)また、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する際、本発明のデータ解析方法を用いて、未知核酸コピー数の核酸試料について核酸のコピー数を求める検量直線を作成すると、検量線の相関係数は従来の方法により得られたものに較べて格段に高い。それで、本発明のデータ解析方法を用いると核酸の正確なコピー数を求めることができる。   3) In addition, when analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method, a calibration line for calculating the copy number of a nucleic acid for a nucleic acid sample having an unknown nucleic acid copy number is prepared using the data analysis method of the present invention. The correlation coefficient of the line is much higher than that obtained by the conventional method. Thus, using the data analysis method of the present invention, the exact copy number of a nucleic acid can be determined.

4)また、本発明のリアルタイム定量的PCR方法によって得られたデータの解析方法に係るデータ解析用ソフトウエア、また、その解析方法の手順をプログラムとして記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若しくは解析装置を用いると、相関係数の高い検量直線を自動的に作成することができる。   4) Data analysis software according to the method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method of the present invention, a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program, and By using a real-time quantitative PCR measurement or analysis device using, a calibration line with a high correlation coefficient can be automatically created.

5)また、本発明の新規な核酸の融解曲線の分析方法を用いると、精度の高い、核酸のTm値を求めることができる。更に、当該方法に係るデータ解析用ソフトウエア、また、その分析方法の手順をプログラムとして記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若しくは解析装置を用いると、正確なTm値を求めることができる   5) Further, by using the novel nucleic acid melting curve analysis method of the present invention, a highly accurate Tm value of a nucleic acid can be obtained. Furthermore, using the software for data analysis according to the method, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program, and using a real-time quantitative PCR measurement or analysis device using the same, Accurate Tm value can be obtained

実施例1で得た核酸プローブを用いて大腸菌の16SrRNAの5´末端から数えて335から358番目の核酸塩基配列を測定した場合の蛍光強度測定データを示す図。FIG. 7 is a diagram showing fluorescence intensity measurement data when the 335th to 358th nucleobase sequences counted from the 5 ′ end of 16S rRNA of Escherichia coli using the nucleic acid probe obtained in Example 1 are measured. 35塩基鎖2-O-Meプローブの標的核酸へのハイブリダイゼーションに対する熱処理の効果。 点線:rRNAを加熱処理後,標的核酸が添加された。 実線:非加熱処理rRNA.Effect of heat treatment on hybridization of 35 base chain 2-O-Me probe to target nucleic acid. Dotted line: Target nucleic acid was added after heat treatment of rRNA. Solid line: unheated rRNA. プローブと標的核酸16SrRNAのハイブリダイゼーションに対するプローブの塩基鎖の塩基数、ヘルパープローブ及びプローブの5’末端のリボースの2’位炭素OH基のメチル基修飾の効果。The effect of the modification of the number of bases of the base chain of the probe, the helper probe and the methyl group modification of the 2'-carbon OH group of the 5'-terminal ribose of the probe on the hybridization between the probe and the target nucleic acid 16S rRNA. 本発明方法によるrRNA測定のための検量線。4 is a calibration curve for measuring rRNA according to the method of the present invention. KYM7株及びKYM8株の複合培養系のrRNA量の時間経過についての本発明のFISH方法による分析。Analysis of the time course of the amount of rRNA in the combined culture system of the KYM7 strain and the KYM8 strain by the FISH method of the present invention. 本発明のDNAチップを説明する図。The figure explaining the DNA chip of the present invention. 本発明のDNAチップを用いるSNPs検出測定のための装置類を説明する図。The figure explaining the apparatuses for SNPs detection measurement using the DNA chip of this invention. 本発明のDNAチップを用いるSNPs検出測定の実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result of SNPs detection measurement using the DNA chip of this invention. ボデピーFL/C6で標識したプライマー1及び2を用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発光の減少量の関係を示す図。図中の(1)〜(8)なる記号は、下記の意味を表す。 (1)大腸菌ゲノムDNAコピー数:0;プライマー:プライマー1+プライマー2、 (2)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×106;プライマー:プライマー1+プライマー2、 (3)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×105;プライマー:プライマー1+プライマー2、 (4)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×104;プライマー:プライマー1+プライマー2、 (5)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×103;プライマー:プライマー1、 (6)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×102;プライマー:プライマー1、 (7)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×101;プライマー:プライマー1、 (8)大腸菌ゲノムDNAコピー数:2.4×100;プライマー:プライマー1The figure which shows the quantitative PCR method using the primers 1 and 2 which were labeled with Bodepy FL / C6: the relationship between the number of cycles and the decrease in the emission of the fluorescent dye. The symbols (1) to (8) in the figure have the following meanings. (1) E. coli genomic DNA copy number: 0; primer: primer 1 + primer 2, (2) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 6 ; primer: primer 1 + primer 2, (3) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 5 ; primer: primer 1 + primer 2, (4) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 4 ; primer: primer 1 + primer 2, (5) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 3 ; primer: primer 1, (6) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 2 ; primer: primer 1, (7) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 1 ; primer: primer 1, (8) E. coli genomic DNA copy number: 2.4 × 10 0 ; primer: primer 1 ボデピーFL/C6で標識したプライマー1及び2を用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発光の減少量の対数値の関係を示す図。図中の(1)〜(8)なる記号は、図9と同じ意味を表す。The figure which shows the relationship between the number of cycles and the logarithmic value of the amount of decrease in luminescence of the fluorescent dye: quantitative PCR method using primers 1 and 2 labeled with Bodepy FL / C6. The symbols (1) to (8) in the figure represent the same meanings as in FIG. 本発明の定量的PCR方法を用いて作成した大腸菌16SrDNAの検量線を示す図。 n:10n The figure which shows the calibration curve of Escherichia coli 16SrDNA produced using the quantitative PCR method of this invention. n: 10 n 上図は、FRET現象を用いるリアルタイム定量的PCR方法において使用する蛍光色素で標識した二つのプローブの代わりに、本発明の一つのプローブを用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光強度の減少率の変化を示す図である。下図は蛍光強度の減少が有為に観察され始めるサイクル数(threshold number:Ct値)を算出し、検量線を作成した図である。The upper figure shows the decrease in fluorescence intensity when performing real-time quantitative PCR using one probe of the present invention instead of two probes labeled with a fluorescent dye used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon. It is a figure showing change of a rate. The lower figure is a diagram in which the number of cycles (threshold number: Ct value) at which the decrease in the fluorescence intensity starts to be significantly observed is calculated and a calibration curve is created. 本発明の補正演算処理しない場合の、本発明のボデピーFL/C6で標識したプライマーを用いたリアルタイム定量的PCRによって得られた蛍光減少曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=72℃、 ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=72℃、 ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=72℃、 ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=72℃、 □:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=95℃、 ○:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=95℃、 △:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=95℃、 ◇:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応系の温度=95℃The figure which shows the fluorescence reduction curve obtained by the real-time quantitative PCR using the primer labeled with the bodypy FL / C6 of this invention, when the correction arithmetic processing of this invention is not performed. ■: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. ●: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. ▲: target nucleic acid = 1000 copies; fluorescence intensity Temperature of reaction system for measurement = 72 ° C., ◆: target nucleic acid = 10000 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C., □: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 95 ° C. :: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 1000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity Measurement system temperature = 95 ° C 各曲線の10サイクル目の値を1として補正する以外は、図13の曲線の場合と同様にしたリアルタイム定量的PCRによって得られた蛍光減少曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定温度=72℃、 ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定温度=72℃、 ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定温度=72℃、 ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=72℃、 5:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=72℃FIG. 14 is a diagram showing a fluorescence reduction curve obtained by real-time quantitative PCR in the same manner as the curve in FIG. 13 except that the value at the 10th cycle of each curve is corrected to 1. ■: target nucleic acid = 10 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C. ●: target nucleic acid = 100 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C. ℃: target nucleic acid = 1000 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C. ◆: Target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C., 5: target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C. 図14の各曲線の各プロット値について、[数式9]の蛍光強度減少率(変化率)を計算し、計算値をプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー、 ●:標的核酸=100コピー、 ▲:標的核酸=1000コピー、 ◆:標的核酸=10000コピーFIG. 15 is a view showing a curve in which the fluorescence intensity reduction rate (change rate) of [Equation 9] is calculated for each plot value of each curve in FIG. ■: target nucleic acid = 10 copies, ●: target nucleic acid = 100 copies, ▲: target nucleic acid = 1000 copies, ◆: target nucleic acid = 10000 copies 図15のデータから求めたヒトゲノムDNAの検量直線を示す図。 y=ヒトβ−グロビン遺伝子コピー数、 x=サイクル数(Ct)、 R2=相関係数FIG. 16 is a diagram showing a calibration line of human genomic DNA obtained from the data of FIG. 15. y = human β-globin gene copy number, x = cycle number (Ct), R 2 = correlation coefficient 図13の各サイクルの測定値を〔数式1〕で補正演算処理した値を各サイクル 数に対してプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー、 ●:標的核酸=100コピー、 ▲:標的核酸=1000コピー、 ◆:標的核酸=10000コピーFIG. 14 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing a correction operation processing on the measured value of each cycle in FIG. 13 using [Equation 1] with respect to each cycle number. ■: target nucleic acid = 10 copies, ●: target nucleic acid = 100 copies, ▲: target nucleic acid = 1000 copies, ◆: target nucleic acid = 10000 copies 図17の各サイクルの演算処理値を〔数式3〕で演算処理した値をサイクル数に対してプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー、 ●:標的核酸=100コピー、 ▲:標的核酸=1000コピー、 ◆:標的核酸=10000コピーFIG. 18 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing an arithmetic processing on the arithmetic processing value of each cycle in [Equation 3] in FIG. 17 against the number of cycles. ■: target nucleic acid = 10 copies, ●: target nucleic acid = 100 copies, ▲: target nucleic acid = 1000 copies, ◆: target nucleic acid = 10000 copies 図18の各サイクルの演算処理値を〔数式6〕の式で演算処理した値をサイクル数に対してプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー、 ●:標的核酸=100コピー、 ▲:標的核酸=1000コピー、 ◆:標的核酸=10000コピーThe figure which shows the curve which plotted the value which carried out the arithmetic processing value of each cycle of FIG. 18 by the formula of [Formula 6] with respect to the number of cycles. ■: target nucleic acid = 10 copies, ●: target nucleic acid = 100 copies, ▲: target nucleic acid = 1000 copies, ◆: target nucleic acid = 10000 copies 図18の各log(蛍光変化率)値からCt値の候補として、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.2を適当に選んで、それに対応する検量直線を描かせた場合の図。尚、各検量線における相関係数を下記に示した。 ▲:log10(蛍光変化率)=0.1;相関係数=0.998、 ■:log10(蛍光変化率)=0.3;相関係数=0.999、 ●:log10(蛍光変化率)=0.5;相関係数=0.9993、 △:log10(蛍光変化率)=0.7;相関係数=0.9985、 □:log10(蛍光変化率)=0.9;相関係数=0.9989、 ○:log10(蛍光変化率)=1.2;相関係数=0.9988From the respective log (fluorescence change rate) values shown in FIG. 18, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, and 1.2 are appropriately selected as candidates for the Ct value, and the corresponding values are selected. The figure when the calibration straight line was drawn. The correlation coefficients in each calibration curve are shown below. ▲: log 10 (fluorescence change rate) = 0.1; correlation coefficient = 0.998, ■: log 10 (fluorescence change rate) = 0.3; correlation coefficient = 0.999, ●: log 10 (fluorescence Rate of change) = 0.5; correlation coefficient = 0.9993, Δ: log 10 (fluorescence change rate) = 0.7; correlation coefficient = 0.9985, □: log 10 (fluorescence change rate) = 0. 9; Correlation coefficient = 0.9989, :: log 10 (fluorescence change rate) = 1.2; Correlation coefficient = 0.9988 1コピー及び10コピーのヒトゲノムDNAについて、本発明のボデピーFL/C6で標識したプライマーを用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光減少曲線を示す図。ただし、〔数式1〕の補正演算処理を施した。 1:標的核酸=0コピー、 2:標的核酸=1コピー、 3:標的核酸=10コピーThe figure which shows the fluorescence reduction curve at the time of performing real-time quantitative PCR about 1 copy and 10 copies of human genomic DNA using the primer labeled with the bodepy FL / C6 of this invention. However, the correction calculation processing of [Equation 1] was performed. 1: Target nucleic acid = 0 copy, 2: Target nucleic acid = 1 copy, 3: Target nucleic acid = 10 copies 図21に示されるPCRの増幅産物についての核酸の融解曲線分析を行った場合の核酸の融解曲線を示す図。 1:標的核酸=0コピー、 2:標的核酸=1コピー、 3:標的核酸=10コピーFIG. 22 is a diagram showing a nucleic acid melting curve when a nucleic acid melting curve analysis is performed on the PCR amplification product shown in FIG. 21. 1: Target nucleic acid = 0 copy, 2: Target nucleic acid = 1 copy, 3: Target nucleic acid = 10 copies 図22の曲線を微分して得られた、Tm値を示す曲線を示す図(谷がTm値)。 2:標的核酸=1コピー、 3:標的核酸=10コピーThe figure which shows the curve which shows the Tm value obtained by differentiating the curve of FIG. 22 (the valley is Tm value). 2: Target nucleic acid = 1 copy, 3: Target nucleic acid = 10 copies

Claims (48)

蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる核酸測定方法において、前記核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、前記核酸プローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度の測定方法。 In the nucleic acid measurement method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, when the nucleic acid probe hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces the emission thereof, and the nucleic acid probe is applied to the target nucleic acid. A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising performing hybridization and measuring the amount of decrease in luminescence of a fluorescent dye before and after hybridization. 蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、前記蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが当該末端部において標的核酸にハイブリダイゼーションしたとき、当該プローブにハイブリダイゼーションした標的核酸の末端塩基から1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列が設計されていることを特徴とする標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission, and the probe is labeled with the fluorescent dye at its end. When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid at the end, the base sequence of the target nucleic acid contains at least one G (guanine) at a distance of 1 to 3 bases from the terminal base of the target nucleic acid hybridized to the probe. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the base sequence of the probe is designed so that a base is present. 核酸プローブが3’末端において蛍光色素で標識されている請求項2に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 'end. 核酸プローブが5’末端において蛍光色素で標識されている請求項2に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 2, wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 5 'end. 蛍光色素で標識された核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、上記蛍光色素が、その発光を減少させる核酸プローブであり、かつ、当該プローブは、その末端部において前記蛍光色素で標識されており、当該核酸プローブが、前記標的核酸にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端部分においてプローブ−核酸ハイブリッドの複数塩基対が少なくとも一つのG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブの塩基配列が設計されていることを特徴とする標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 When a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target nucleic acid, the fluorescent dye is a nucleic acid probe that reduces its emission, and the probe is labeled with the fluorescent dye at its end. When the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, a plurality of base pairs of the probe-nucleic acid hybrid form at least one G (guanine) and C (cytosine) pair at the terminal portion. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid, wherein the base sequence of the probe is designed. 核酸プローブの3’末端塩基がG又はCで、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている請求項5に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 5, wherein the 3 'terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 3' terminal is labeled with a fluorescent dye. 核酸プローブの5’末端塩基がG又はCで、かつ5’末端が蛍光色素で標識されている請求項5に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 5, wherein the 5 'terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 5' terminal is labeled with a fluorescent dye. 核酸プローブが、3’末端のリボース若しくはデオキシリボースの3’炭素の水酸基、又は3’末端のリボースの3’若しくは2’炭素の水酸基がリン酸化されている請求項4又は7に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The target nucleic acid according to claim 4 or 7, wherein the nucleic acid probe has a phosphorylated 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose or deoxyribose or a 3′- or 2′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose. A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for concentration measurement. 核酸測定用核酸プローブのオリゴヌクレオチドが、化学的に修飾した核酸である請求項2〜8の何れか1項に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of claims 2 to 8, wherein the oligonucleotide of the nucleic acid probe for nucleic acid measurement is a chemically modified nucleic acid. 化学的に修飾した核酸が2'-O-メチルオリゴヌクレオチド、2'-O-エチルオリゴヌクレオチド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド、2'-O-エチレンオリゴヌクレオチド、又は2'-O-ベンジルオリゴヌクレオチドである請求項9に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 When the chemically modified nucleic acid is 2'- O -methyl oligonucleotide, 2'- O -ethyl oligonucleotide, 2'- O -butyl oligonucleotide, 2'- O -ethylene oligonucleotide, or 2'- O -benzyl The nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 9, which is an oligonucleotide. 核酸測定用核酸プローブのオリゴヌクレオチドが、リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチドを含むキメリックオリゴヌクレトチド(chimeric oligonucleotide)である請求項2〜8の何れか1項に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 The fluorescence for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of claims 2 to 8, wherein the oligonucleotide of the nucleic acid probe for measuring a nucleic acid is a chimeric oligonucleotide containing ribonucleotides and deoxyribonucleotides. A nucleic acid probe labeled with a dye. キメリックオリゴヌクレトチドが、2'-O-メチルオリゴリボヌクレオチド、2'-O-エチルオリゴヌクレオチド、2'-O-ブチルオリゴヌクレオチド又は2'-O-ベンジルオリゴヌクレオチドを介在するものである請求項11に記載の標的核酸の濃度測定用の蛍光色素で標識された核酸プローブ。 Chimeric oligonucleotides are those that intervene 2'- O -methyl oligoribonucleotides, 2'- O -ethyl oligonucleotides, 2'- O -butyl oligonucleotides or 2'- O -benzyl oligonucleotides A nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 11. 請求項2〜8の何れか1項に記載の核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法。 A concentration of the target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 2 to 8 is hybridized to a target nucleic acid, and a decrease in luminescence of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. Measuring method. 請求項9〜12の何れか1項に記載の核酸測定用核酸プローブを、標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法。 13. The concentration of a target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe for nucleic acid measurement according to any one of claims 9 to 12 is hybridized to a target nucleic acid, and a decrease in luminescence of a fluorescent dye before and after hybridization is measured. Measuring method. 標的核酸をその高次構造が十分に破壊されるに適した条件で加熱処理後、核酸プローブと標的核酸をハイブリダイゼーションさせる請求項14に記載の標的核酸の濃度測定方法。 The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 14, wherein the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid after the target nucleic acid is subjected to a heat treatment under conditions suitable for sufficiently destroying its higher-order structure. 加熱処理条件が80〜100℃、1〜15分である請求項15に記載の標的核酸の濃度測定方法。 The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 15, wherein the heat treatment conditions are 80 to 100C for 1 to 15 minutes. 標的核酸がRNAである請求項13〜16のいずれか1項に記載の標的核酸の濃度測定方法。 The method for measuring the concentration of a target nucleic acid according to any one of claims 13 to 16, wherein the target nucleic acid is RNA. 標的核酸の濃度を測定するキットにおいて、請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プローブを含有又は付帯することを特徴とする標的核酸の濃度測定用キット。 A kit for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising or accompanying the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12. ヘルパープローブを含有又は付帯する請求項18に記載の標的核酸の濃度測定用キット。 19. The kit for measuring the concentration of a target nucleic acid according to claim 18, which contains or is accompanied by a helper probe. 標的核酸の多型(polymorphism)又は/及び変異(mutation)を解析若しくは測定する方法において、請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、蛍光強度の変化量を測定することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する方法。 13. A method for analyzing or measuring polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, wherein the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12 is hybridized to the target nucleic acid to change the fluorescence intensity. A method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, which comprises measuring the amount. 標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する測定キットにおいて、請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プローブを含有することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定するための測定キット。 13. A measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, comprising the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12, wherein the polymorphism or / and / or mutation of the target nucleic acid is characterized. A measurement kit for analyzing or measuring a protein. ヘルパープローブを含有又は付帯する請求項21に記載の標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定するための測定キット。 22. The measurement kit for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid according to claim 21, which contains or accompanies a helper probe. 請求項20に記載の方法により得られるデータを解析する方法において、標的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正処理する過程を有することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する方法のためのデータ解析方法。 The method for analyzing data obtained by the method according to claim 20, wherein the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, when the hybridization is not performed. 3. A data analysis method for a method for analyzing or measuring a polymorphism and / or mutation of a target nucleic acid, the method comprising a step of performing a correction process based on the fluorescence intensity value of the reaction system. 標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する測定装置において、請求項23に記載のデータ解析方法を実施するための手段を有することを特徴とする標的核酸の多型又は/及び変異を解析若しくは測定する測定装置。 A measurement device for analyzing or measuring a polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid, comprising a means for performing the data analysis method according to claim 23, wherein the polymorphism or / and / or mutation of the target nucleic acid is analyzed. A measuring device for analyzing or measuring. 請求項23に記載の補正処理過程をコンピュータに実行させるための手順をプログラムとして記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium in which a procedure for causing a computer to execute the correction process according to claim 23 is recorded as a program. 請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プローブ、又は一つの分子内に二つの異なった蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイゼーションしていないときは、二つの蛍光色素の相互作用により消光若しくは発光しているが、標的核酸にハイブリダイゼーションすると発光若しくは消光するように設計された構造をもつ別の核酸プローブを複数個固体支持体表面に結合させ、それに標的核酸をハイブリダイゼーションさせて標的核酸の濃度を測定することができるようにしたことを特徴とする単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス。 The nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12, or an interaction between two fluorescent dyes when the probe has two different fluorescent dyes in one molecule and is not hybridized to a target nucleic acid. Is quenched or luminescent by hybridization to the target nucleic acid, and a plurality of other nucleic acid probes having a structure designed to emit or quench when hybridized to the target nucleic acid are bound to the surface of the solid support, and the target nucleic acid is hybridized thereto. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids, characterized in that the concentration of a target nucleic acid can be measured. 請求項26に記載の核酸測定用デバイスにおいて、核酸プローブが固体支持体表面にアレー状に配列、結合させた単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス(チップ)。 27. The device (chip) for measuring the concentration of one or more nucleic acids in which the nucleic acid probes are arrayed and bound to the surface of the solid support in an array, according to the device for nucleic acid measurement according to claim 26. 固体支持体表面に結合させられた核酸プローブ毎に、反対側の表面に少なくとも一つの温度センサーとヒーターが設置され、核酸プローブ結合領域が最適温度条件になるように温度調節され得る請求項26又は27に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス。 27. For each nucleic acid probe bound to the solid support surface, at least one temperature sensor and heater are provided on the opposite surface, and the temperature can be adjusted so that the nucleic acid probe binding region is at the optimal temperature condition. 28. A device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to 27, respectively. 核酸プローブを蛍光色素で標識していない端部で固体支持体表面に結合させた請求項26〜28の何れか1項に記載の単数種若しくは複数種の核酸の濃度をそれぞれ測定するためのデバイス。 The device for measuring the concentration of one or more nucleic acids according to any one of claims 26 to 28, wherein the nucleic acid probe is bound to the surface of the solid support at an end not labeled with a fluorescent dye. . 請求項26〜28の何れか1項に記載の核酸測定用デバイスを用いて標的核酸を測定することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法。 A method for measuring the concentration of a target nucleic acid, comprising measuring a target nucleic acid using the device for nucleic acid measurement according to any one of claims 26 to 28. 請求項1、13〜17の何れか1項、又は請求項30に記載の核酸の測定方法において、標的核酸が、純粋分離して得た微生物由来、又は動物由来であることを特徴とする標的核酸の濃度測定方法。 31. The method for measuring a nucleic acid according to any one of claims 1, 13 to 17, or claim 30, wherein the target nucleic acid is derived from a microorganism obtained by pure separation or from an animal. A method for measuring the concentration of a nucleic acid. 標的核酸が、複合微生物系、又は共生微生物系の細胞内若しくは細胞のホモジネートに含まれる核酸である請求項1、13〜17の何れか1項、又は請求項30に記載の標的核酸の濃度測定方法。 The concentration measurement of a target nucleic acid according to any one of claims 1, 13 to 17, or 30, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid contained in a cell of a complex microbial system or a symbiotic microbial system or in a homogenate of the cell. Method. PCR方法において、請求項2、3、5、6、又は請求項8〜12の何れか1項に記載の核酸プローブを用いて反応を行い、核酸伸長反応時当該プローブがポリメラーゼにより分解除去されている反応系又は核酸変性反応時若しくは核酸変性反応が完了している反応系の蛍光強度値と標的核酸若しくは増幅標的核酸が該核酸プローブとハイブリダイズしているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者からの蛍光強度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増幅された標的核酸の濃度測定方法。 In the PCR method, a reaction is carried out using the nucleic acid probe according to any one of claims 2, 3, 5, 6, or 8 to 12, and the probe is decomposed and removed by a polymerase during a nucleic acid extension reaction. The fluorescence intensity value of the reaction system during the nucleic acid denaturation reaction or the reaction system during the nucleic acid denaturation reaction or when the target nucleic acid or amplified target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe is measured. And a method of measuring the concentration of the target nucleic acid amplified by PCR, wherein the rate of decrease in the fluorescence intensity value from the former is calculated. PCR方法において、請求項4又は7に記載の核酸プローブをプライマーとして反応を行い、当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸がハイブリダイズしていない反応系の蛍光強度値と該核酸プローブが標的核酸若しくは増幅標的核酸とハイブリダイズしているときの反応系の蛍光強度値を測定し、前者の蛍光強度値の減少率を算出することを特徴とするPCRで増幅された標的核酸の濃度測定方法。 In the PCR method, a reaction is performed using the nucleic acid probe according to claim 4 or 7 as a primer, and the fluorescence intensity value of a reaction system in which the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid are not hybridized and the nucleic acid probe is a target nucleic acid or A method for measuring the concentration of a target nucleic acid amplified by PCR, comprising: measuring a fluorescence intensity value of a reaction system when hybridized with an amplified target nucleic acid; and calculating a reduction rate of the former fluorescence intensity value. PCR方法がリアルタイム定量的PCR方法である請求項33又は34に記載のPCR方法の標的の増幅核酸の濃度測定方法。 35. The method according to claim 33, wherein the PCR method is a real-time quantitative PCR method. 請求項1、13〜17の何れか1項、又は請求項30〜35の何れか1項に記載の核酸測定法で得られたデータを解析する方法において、標的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強度値を、そのように形成されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られる反応系の蛍光強度値により補正することを特徴とする標的核酸の濃度測定方法のためのデータ解析方法。 The method for analyzing data obtained by the nucleic acid measurement method according to any one of claims 1, 13 to 17, or any one of claims 30 to 35, wherein the target nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. A target, wherein the fluorescence intensity value of the reaction system after hybridization with the nucleic acid probe is corrected by the fluorescence intensity value of the reaction system obtained after the probe-nucleic acid hybrid complex thus formed is dissociated. Data analysis method for measuring nucleic acid concentration. 請求項35に記載のリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する方法において、各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素と結合した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強度値を、各サイクルにおける形成された蛍光色素−核酸複合体、あるいはそのようにして形成されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後で得られる反応系の蛍光強度値により補正する演算処理過程(以下、補正演算処理過程という。)を有することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。 The method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 35, wherein the amplified nucleic acid in each cycle is combined with a fluorescent dye, or the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. The fluorescence intensity value of the reaction system after hybridization is determined by comparing the fluorescence dye-nucleic acid complex formed in each cycle or the reaction system obtained after dissociating the probe-nucleic acid hybrid complex thus formed. A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, comprising an arithmetic processing step of correcting with a fluorescence intensity value (hereinafter, referred to as a correction arithmetic processing step). 請求項37に記載の補正演算処理過程が、次の〔数式1〕あるいは〔数式2〕によるものである請求項37に記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。
n=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕
n=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕
〔式中、
n:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出されたnサイクルにおける補正演算処理値、
hyb,n:n次サイクルにおいて、増幅した核酸が蛍光色素と結合した後、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズした後の反応系の蛍光強度値、
den,n:n次サイクルにおける、形成された蛍光色素−核酸複合体、あるいは形成されたプローブ−核酸ハイブリッド複合体が解離した後の反応系の蛍光強度値〕
38. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to claim 37, wherein the correction operation process according to claim 37 is based on the following [Equation 1] or [Equation 2].
f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1]
f n = f den, n / f hyb, n [Equation 2]
(In the formula,
f n : a correction operation processing value in n cycles calculated by [Equation 1] or [Equation 2],
f hyb, n : the fluorescence intensity value of the reaction system after the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or after the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye in the nth cycle,
f den, n : the fluorescence intensity value of the reaction system after dissociation of the formed fluorescent dye-nucleic acid complex or formed probe-nucleic acid hybrid complex in the nth cycle]
請求項35に記載のリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する請求項38に記載の方法において、各サイクルにおける〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された補正演算処理値を次の〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サイクルにおける各サンプル間の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを比較することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。
n=fn/fa 〔数式3〕
n=fa/fn 〔数式4〕
〔式中、
n:n次サイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化率、
n:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値
a:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル数のもの〕
The method according to claim 38, wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 35 is analyzed, wherein the correction calculation processing value calculated by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is as follows. Substituting into [Equation 3] or [Equation 4], calculating the fluorescence change ratio or the fluorescence change ratio between each sample in each cycle, and comparing the calculated values. analysis method.
F n = f n / f a [Equation 3]
F n = f a / f n [Equation 4]
(In the formula,
F n : the rate of change of fluorescence or the rate of change of fluorescence calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in the n- th cycle;
f n : Correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] f a : Correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] and an arbitrary number of cycles before a change in f n is observed Thing)
請求項35に記載のリアルタイム定量的PCR方法で得られたデータを解析する請求項39に記載の方法において、
1)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデータを用いて、〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算処理する過程、
logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕
logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×A} 〔数式6〕
logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕
〔式中、
A、b:任意の数値、
n:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出されたn次サイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化率〕、
2)前記1)の演算処理値が一定値に達したサイクル数を求める演算処理過程、3)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開始時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理過程、
4)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピー数を求める演算処理過程、
を有することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。
The method according to claim 39, wherein the data obtained by the real-time quantitative PCR method according to claim 35 is analyzed.
1) a process of performing an arithmetic processing by [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7] using the fluorescence change ratio or the data of the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4];
log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5]
log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n ) × A} [Equation 6]
log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [Equation 7]
(In the formula,
A, b: arbitrary numerical values,
F n : the rate of change in fluorescence or the rate of change in fluorescence in the nth cycle calculated by [Equation 3] or [Equation 4],
2) an arithmetic processing step for obtaining the number of cycles at which the arithmetic processing value of 1) has reached a certain value; 3) an arithmetic operation for calculating the relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample of known concentration and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction. Processing,
4) a process of calculating the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR in the unknown sample;
A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, comprising:
標的核酸について請求項2〜12の何れか1項に記載の核酸プローブを用いてPCRを行い、標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のTm値を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分析方法。 A target nucleic acid, wherein PCR is performed on the target nucleic acid using the nucleic acid probe according to any one of claims 2 to 12, and a melting curve of the target nucleic acid is analyzed to determine the Tm value of each amplified nucleic acid. Analysis method of melting curve. 標的核酸について請求項4又は7に記載の核酸プローブをプライマーとして用いてPCRを行い、標的核酸の融解曲線の分析を行って各増幅核酸のTm値を求めることを特徴とする標的核酸の融解曲線の分析方法。 A melting curve of the target nucleic acid, wherein PCR is performed on the target nucleic acid using the nucleic acid probe according to claim 4 or 7 as a primer, and the melting curve of the target nucleic acid is analyzed to determine the Tm value of each amplified nucleic acid. Analysis method. 請求項37〜40の何れか1項に記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法において、PCR法により増幅された核酸を、低い温度から核酸が完全に変性するまで、温度を徐々に上げる過程、この過程において、所定の時間間隔で蛍光強度を測定する過程、測定結果を時間に対する関数としてデスプレー上に表示して核酸の融解曲線をデスプレー上に描く過程、この融解曲線を微分して微分した値(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)を得る過程、前記微分した値を微分値としてデスプレー上に表示する過程、その微分値から変曲点を求める過程、を有することを特徴とするリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法。 41. The data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of claims 37 to 40, wherein the nucleic acid amplified by the PCR method is gradually heated from a low temperature until the nucleic acid is completely denatured. Raising, in this process, measuring the fluorescence intensity at predetermined time intervals, displaying the measurement results on the display as a function of time and drawing the nucleic acid melting curve on the display, differentiating this melting curve A step of obtaining a differentiated value (−dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time), a step of displaying the differentiated value as a differential value on a display, and a step of finding an inflection point from the differential value. A data analysis method for a real-time quantitative PCR method, comprising: 請求項37に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項38に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項39に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項40に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項43に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、を実施するための手段をそれぞれ有することを特徴とするリアルタイム定量的PCRの測定及び/又は解析装置。 39. A process of analyzing data by the data analysis method according to claim 37, a process of analyzing data by the data analysis method of claim 38, a process of analyzing data by the data analysis method of claim 39, 44. A real-time quantitative PCR measurement, comprising means for performing data analysis using the data analysis method according to claim 40 and performing data analysis using the data analysis method according to claim 43. And / or an analyzer. 請求項37に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項38に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項39に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項40に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程、請求項43に記載のデータ解析方法によりデータを解析する過程を、コンピュータに実行させるための手順をプログラムとして記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。 39. A process of analyzing data by the data analysis method according to claim 37, a process of analyzing data by the data analysis method of claim 38, a process of analyzing data by the data analysis method of claim 39, 44. A computer-readable recording medium which records, as a program, a procedure for causing a computer to execute a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 40 and a step of analyzing data by the data analysis method according to claim 43. 核酸定量方法において、請求項37〜40、43の何れか1項に記載のリアルタイム定量的PCR方法のためのデータ解析方法を利用することを特徴とする核酸の定量方法。 A method for quantifying a nucleic acid, comprising using the data analysis method for a real-time quantitative PCR method according to any one of claims 37 to 40 and 43. 核酸定量方法において、請求項44に記載の装置を利用することを特徴とする核酸の定量方法。 A method for quantifying a nucleic acid, comprising using the apparatus according to claim 44. 核酸定量方法において、請求項45に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体を用いることを特徴とする核酸の定量方法。
A method for nucleic acid quantification, comprising using the computer-readable recording medium according to claim 45.
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