JP2004337042A

JP2004337042A - 核酸アレイ

Info

Publication number: JP2004337042A
Application number: JP2003135792A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Tsukada; 護塚田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02
Also published as: US20070099187A1; WO2004101823A1

Abstract

【課題】効率よく解析することができ、さらにアミノ酸の変異をより少ないアレイ数で、全ての場合の発現の数を予測することができる核酸アレイを提供する。
【解決手段】アミノ酸コードに対応する第３番目の塩基が、塩基を持たない糖リン酸バックボーンから成る単位を有するオリゴヌクレオチドを基板上に固定化した、核酸アレイを提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゲノムの多様性、遺伝子多型、ＳＮＰｓ等、変異またはミスマッチ塩基、特にｍＲＮＡの発現に関することなどを調べるための、いわゆる核酸アレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ｍＲＮＡの発現量の解析には、特に配列に限定された方法はなく、過去の技術的蓄積によって得られたｃＤＮＡ断片を固相化したマイクロアレイや、データベース上のＥＳＴやＳＴＳを参考にしたもの、あるいはユーザにはまったく公開されてないものまで、さまざまである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらｍＲＮＡを、対応するアミノ酸側から眺めてみれば、１つのアミノ酸に対して、塩基は１〜６通りのトリプレットが対応するために、個体間での解析をいっそう複雑にしている。
【０００４】
以上のような状況に鑑み、本発明の目的は、効率よく解析することができ、さらにアミノ酸の変異をより少ないアレイ数で、全ての場合の発現の数を予測することができる核酸アレイを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
各アミノ酸に対応するトリプレットの第１番目と第２番目の塩基に注目したところ、これらの２つの塩基を確定することにより、１つのアミノ酸を表現する塩基の組合せを、１通りまたは２通りに限定できることに本発明者は着眼した。この場合のトリプレットの第３番目の塩基は、単にハイブリダイズする相手側と鎖長を調整することのみを目的とするもので、塩基を持たない（ａｂａｓｉｃな）糖リン酸バックボーンとすることにより、例えばｍＲＮＡ上でたった３個のアミノ酸を表現するためには、理論上は最も多い場合６×６×６＝２１６通りあることに対して、各アミノ酸を第１番目と第２番目の塩基の組合せで表現した際に２通りの組合せがある最も組合せの多い場合を例としても、２×２×２＝８通りで表現できるというように、解析上非常に有利となる。
【０００６】
従って、上記の目的を達成することのできる、本発明の一実施態様にかかる核酸アレイは、１つのアミノ酸を規定するトリプレット（コドン）の第３番目の位置がａｂａｓｉｃである配列を有するオリゴヌクレオチドを基板上に固定化したことを特徴とする。
【０００７】
また、上記の目的を達成することのできる、本発明の一実施態様にかかる、アミノ酸変異を予測する方法は、上記核酸アレイを用いることにより効率よく全ての場合のアミノ酸変異を伴わない核酸変異を、ａｂａｓｉｃである配列を有するオリゴヌクレオチドに集約することによって、アミノ酸変異を伴うものとそうでないものの核酸配列をハイブリダイゼーションで識別することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、効率よく解析することができ、更にアミノ酸の変異をより少ないアレイ数で全ての場合の数を予測することができる核酸アレイを提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる核酸アレイは、異なる塩基配列を有する２以上のオリゴヌクレオチドを基板上に固定した構成を有し、各オリゴヌクレオチドが、ａｂａｓｉｃサイトを有するものである。本発明にかかる核酸アレイは、例えば、多数のオリゴヌクレオチドを各オリゴヌクレオチドごとに区分して、例えば各オリゴヌクレオチドのスポットとして、高密度に所望とする配置で配置したマイクロアレイとして好適に利用することができる。
【００１０】
オリゴヌクレオチドのそれぞれにプローブとしての機能を持たせることで、本発明にかかる核酸アレイを、特定のＤＮＡ配列やＲＮＡ配列の検出や、既知のＤＮＡ配列やＲＮＡ配列が有する変異の検出のために利用することができる。
【００１１】
以下、ＤＮＡマイクロアレイとした場合について説明する。図１は本発明の実施形態であるＤＮＡマイクロアレイの一部分の構成を模式的に示したものであり、支持体１の上に、複数のオリゴヌクレオチドのスポットが形成されている。
【００１２】
支持体１の材質はガラス、プラスチックなどの有機系高分子材料など、プローブＤＮＡまたはＲＮＡの固相表面を形成するものであれば、何れも用いることができる。また、支持体１の形状は、読取装置に応じて、マイクロプレートリーダであればウェル状、マイクロアレイスキャナであれば板状、フローサイトメータのような装置であれば粒状、のように適宜応用することができる。
【００１３】
このＤＮＡアレイは、ａｂａｓｉｃサイトを有するオリゴヌクレオチドを支持体１の上に固相化したものである。
【００１４】
ａｂａｓｉｃサイトとしては、アミノ酸をコードするトリプレットの第３番目の塩基を挙げることができる。なお、ａｂａｓｉｃサイトの糖としては、ＤＮＡの場合はデオキシリボースを、ＲＮＡの場合はリボースを好適に用いることができる。例えば、ヌクレオシドを構成するデオキシリボースまたはリボースをそのまま用いることができる。
【００１５】
第３番目をａｂａｓｉｃな単位とした場合のＤＮＡマイクロアレイについて、以下に更に説明する。
【００１６】
図１に示すように、糖リン酸バックボーン３に対して、塩基が欠落しているａｂａｓｉｃサイト２を持ったオリゴヌクレオチドを固相化する。表１に、アミノ酸と対応するコドンの関係を示す。例えば「ＧｌｙＩｌｅＶａｌＧｌｕ」のようなアミノ酸配列を有するものが、サンプルのｍＲＮＡから抽出され、かつターゲットである場合について説明する。アミノ酸コードに対する第３番目の塩基がａｂａｓｉｃな単位に置換されたオリゴヌクレオチドを固定化する例を示すと、表１に示すコドンの二文字目までを考慮して、「ＧＧ−ＡＴ−ＧＴ−ＧＡ」の相補鎖、即ち「ＣＣ−ＴＡ−ＣＡ−ＣＴ」（塩基欠落部位を−記号で示した）をプローブとして基板上に固定する。こうすることにより、上記アミノ酸配列をコードする塩基配列は、各アミノ酸を３つの塩基の組合せで表現した場合、理論上は４×３×４×２＝９６通りあるのに対して、本発明に従って第３番目の塩基を欠落させることで、上記アミノ酸配列をコードする塩基配列は２×２×２×２＝１６通りで済む。すなわち、合計で１６種の異なる塩基配列を有するオリゴヌクレオチドを予め設定された配置で基板上に固定すれば、上記アミノ酸配列をコードする塩基配列を特定することができる。
【００１７】
また、核酸部分は、ミスマッチ識別能力が高いとする、ＬＮＡ（Ｌｏｃｋｅｄ
ＮｕｃｌｅｉｃＡｃｉｄ）であってもよい。
【００１８】
【表１】

【００１９】
なお、上記プローブを固相化する方法は何れの方法を用いることができるが、例えば特開平１１−１８７９００号公報に記載の方法を用いるとよい。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
【００２１】
ＮＣＢＩ（ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｒｅｆｏｒＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｂｅｔｈｅｓｄａ、Ｍａｒｙｌａｎｄ、米国）のデータベースから、ＨＬＡ−ＤＲＡのプロテインシークエンスを入手することにより、具体的に説明する。
【００２２】
【表２】

【００２３】
上記シークエンスを先頭から１２個単位で区切り、計２１個の骨格となる、プローブアレイに置き換えた。上記骨格には、アミノ酸コドンの３文字目をａｂａｓｉｃとしても、二通りの可能性を持っているものが含まれている。それらは、Ｒ（アルギニン）、Ｌ（ロイシン）、Ｓ（セリン）、Ｙ（チロシン）、Ｃ（システイン）であることが解っている。表３に、本実施例においてそれぞれの区切られた２１の骨格を示す。さらに表３には、アミノ酸コドンの３文字目をａｂａｓｉｃとした時の、各骨格をコードする塩基配列の検出に必要なプローブ数を示す。なお、１通りのみの場合は特に記載していない。
【００２４】
【表３】

【００２５】
例えば、１つの骨格の塩基配列の検出に必要となるプローブアレイに、上記２通りの可能性持つものが、４つ含まれている場合、２×２×２×２＝１６で、その骨格に対しすべての場合の数（１６通り）のプローブのアレイを作るものとして、同様の操作をすべての骨格に対し施し、計１８０種の異なる所定の配列のプローブを基板上に固定してＤＮＡアレイを作った。尚、この基本骨格の配列に対し、各プローブのＴｍ値をなるべくそろえるために、両端の塩基を数個単位で伸ばす又は削るなどの調整を図っても良い。
【００２６】
コドンの３番目の塩基をａｂａｓｉｃな単位に置換した計１８０個のプローブは、固相側の末端にＳＨ基を導入したものとしてすべてオリゴヌクレオチド合成メーカーより入手した。本実施例における上記プローブの固相は、特開平１１−１８７９００号公報の実施例に従い、行った。
【００２７】
ＭＨＣ−ＤＲＡは、電気泳動レベルではすべての人でほぼ同じ位置に泳動されるために、アミノ酸レベルで変異が発生しているか分からないが、実施例のようなａｂａｓｉｃなプローブアレイのＤＮＡチップを作ることで、ハイブリダイゼーションでミスマッチが発生したときの蛍光強度の違いから、アミノ酸の変異を、より少ないアレイ数で、すべての場合の数を予測できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ａｂａｓｉｃな配列を有するオリゴヌクレオチドを基板上に固定化した核酸アレイを用いると、効率よく解析することができ、さらにアミノ酸の変異をより少ないアレイ数で全ての場合の発現の数を予測することができる。また、本発明のＤＮＡプローブアレイを用いると、ハイブリダイゼーションでミスマッチが発生した時のアミノ酸の変異を、より少ないアレイ数で効率よく、全ての場合のミスマッチの発現の数を予測する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるＤＮＡマイクロアレイの一部分を示したものである。
【符号の説明】
１支持体
２ａｂａｓｉｃサイト
３糖リン酸バックボーン

Claims

アミノ酸コードに対応する第３番目の塩基が、塩基を持たない糖リン酸バックボーンから成る単位を有するオリゴヌクレオチドを基板上に固定化したことを特徴とする核酸アレイ。