JP2005000162A - Pcr amplification method for nucleic acid, pcr primer set, pcr amplification product, and method for detecting the nucleic acid using the amplification method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for amplifying a nucleic acid, capable of preferentially amplifying a nucleic acid chain having a desired nucleic acid sequence from a nucleic acid molecule used as a template, by utilizing a PCR amplification method, simpler than ever, and having high repeatability. <P>SOLUTION: This method for amplifying the nucleic acid comprises conducting PCR amplification reaction from the nucleic acid molecule used as the template by using two primers having melting temperature (Tm) values different from each other, wherein base sequences of the two primers are each designed so that the Tm values of the two primers which are used in the PCR amplification reaction and positioned on either sides of a base sequence region to be amplified are different from each other under a PCR amplification reaction condition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、鋳型とする核酸分子より、PCR増幅法を利用して、所望の核酸配列を有する核酸鎖を優先的に増幅する方法に関する。また、本発明は、かかる核酸のPCR増幅方法に利用されるPCRプライマー・セット、該方法を利用して得られるPCR増幅産物、ならびに、該増幅方法を利用する核酸の検出方法にも関する。   The present invention relates to a method for preferentially amplifying a nucleic acid chain having a desired nucleic acid sequence using a PCR amplification method from a nucleic acid molecule as a template. The present invention also relates to a PCR primer set used in such a nucleic acid PCR amplification method, a PCR amplification product obtained using the method, and a nucleic acid detection method using the amplification method.

近年、遺伝子配列解析技術の飛躍的な向上とともに、ヒト・ゲノムを中心として、多くの遺伝子塩基配列の解読が進み、また、解読された遺伝子がコードするタンパク質、核酸分子の生体内における機能が解明されてきている。そして、遺伝子がコードするタンパク質、核酸分子が示す機能の解明が進む中で、これら遺伝子の発現状態や塩基配列の変異、コードされているタンパク質のアミノ酸配列の変異が、様々な病気や体質と関連していることも解明されてきてしている。かかる遺伝子情報の蓄積を背景として、検体試料中に含有される、特定の塩基配列を有する核酸分子を高い確度で検出する技術のニーズは急速に高まっている。その要望に沿って、前記検出技術への応用可能な、様々な関連技術もこれまでに開発されている。   In recent years, with the dramatic improvement of gene sequence analysis technology, the decoding of many gene base sequences has progressed mainly in the human genome, and the functions of proteins and nucleic acid molecules encoded by the decoded genes in vivo have been elucidated. Has been. As the functions of the proteins and nucleic acid molecules encoded by genes continue to be elucidated, the expression status of these genes, mutations in the nucleotide sequence, and variations in the amino acid sequence of the encoded protein are associated with various diseases and constitutions. It has also been elucidated. Against the background of accumulation of such genetic information, the need for a technique for detecting a nucleic acid molecule having a specific base sequence contained in a specimen sample with high accuracy is rapidly increasing. In accordance with the demand, various related technologies applicable to the detection technology have been developed so far.

数ある核酸検出技術の中でも、非常に多く利用されているのは、ハイブリダイゼーション法を利用した核酸分子の検出技術である。このハイブリダイゼーション法による検出方法では、検出したい核酸分子の塩基配列に対する相補鎖に相当する核酸プローブを予め用意しておき、核酸プローブを固相上に固定した上で、もしくは、そのまま液相において、検体中に含まれる検出対象の核酸分子と核酸プローブとのハイブリダイゼーション反応を行わせ、得られるハイブリッド体を然るべき手法により検出し、検出対象の該塩基配列を有する核酸分子の有無を検証する、さらには、その定量的な検出をも試みるものである。   Among many nucleic acid detection techniques, the most widely used is a nucleic acid molecule detection technique using a hybridization method. In this detection method using a hybridization method, a nucleic acid probe corresponding to a complementary strand to the base sequence of a nucleic acid molecule to be detected is prepared in advance, and the nucleic acid probe is immobilized on a solid phase or in a liquid phase as it is. Performing a hybridization reaction between the nucleic acid molecule to be detected and the nucleic acid probe contained in the specimen, detecting the obtained hybrid by an appropriate method, and verifying the presence or absence of the nucleic acid molecule having the base sequence to be detected; Also attempts to quantitatively detect it.

検体中に含まれる特定の塩基配列を有する核酸分子を検出することは、マーカー遺伝子等を利用する、各種の遺伝病の診断への応用に留まらず、癌、感染症等においても、検体中に含まれる特異的な核酸分子とその症例との相関が続々と判明しており、種々の疾患の診断における広範な応用が期待されている。   Detecting a nucleic acid molecule having a specific base sequence contained in a sample is not limited to application to diagnosis of various genetic diseases using a marker gene or the like, but also in cancer, infectious diseases, etc. Correlations between specific nucleic acid molecules contained therein and their cases have been revealed one after another, and a wide range of applications in the diagnosis of various diseases is expected.

このハイブリダイゼーション法に基づく、核酸分子の検出方法において、近年特に利用の拡大が進められている手法は、核酸プローブを固相上に固定する、DNAチップ、もしくはDNAマイクロアレイを利用した検出技術である。このDNAチップ、もしくはDNAマイクロアレイを利用する方法は、ガラス基板などの固相表面に、検出したい核酸分子の塩基配列に対する合成相補鎖(DNAプローブ)を固定しておき、予め蛍光物質等で標識を施した検体中の核酸分子と固相上でハイブリダイゼーション反応させ、基板上にハイブリッド体を形成して固定化された、例えば、予め蛍光標識を施した核酸分子に由来する蛍光強度を測定し、対象となる塩基配列を有する核酸分子の検体中での有無、さらには、検体中に含有されている量を調べる技術である。DNAチップの作製技術として、様々な技術開発がなされた結果、多種の核酸プローブ(DNAプローブ)を高密度に配置できることが可能となっており、高感度でかつ同時多項目の検出への適用が可能な画期的な技術として、大いに期待されている。   In the detection method of nucleic acid molecules based on this hybridization method, a technique that has been especially expanded in recent years is a detection technique using a DNA chip or a DNA microarray in which a nucleic acid probe is immobilized on a solid phase. . In this method using a DNA chip or a DNA microarray, a synthetic complementary strand (DNA probe) to the base sequence of a nucleic acid molecule to be detected is fixed on a solid phase surface such as a glass substrate and labeled with a fluorescent substance or the like in advance. Measure the fluorescence intensity derived from the nucleic acid molecule that has been subjected to a hybridization reaction on the solid phase with the nucleic acid molecule in the applied specimen, and formed a hybrid on the substrate, for example, the nucleic acid molecule previously fluorescently labeled, This is a technique for examining the presence or absence of a nucleic acid molecule having a target base sequence in a sample, and further the amount contained in the sample. As a result of various technological developments as a technique for producing DNA chips, various nucleic acid probes (DNA probes) can be arranged at high density, and can be applied to high sensitivity and simultaneous detection of multiple items. It is highly expected as a possible breakthrough technology.

DNAチップは高感度検出が可能ではあるが、一般的に検体中に含まれる検出対象核酸の絶対量は極めて少なく、また、適当な方法により蛍光物質等により標識する必要があることから、DNAチップを利用した核酸配列の検出においては、DNAチップの作製技術と並んで、検体処理技術の重要性は高い。   Although a DNA chip can be detected with high sensitivity, generally the absolute amount of nucleic acid to be detected contained in a sample is extremely small, and it is necessary to label with a fluorescent substance or the like by an appropriate method. In the detection of nucleic acid sequences using the DNA, the specimen processing technique is very important along with the DNA chip production technique.

様々な核酸増幅技術のなかで最も広く利用されているのが、ポリメレースチェーン反応(PCR)と呼ばれる方法である。このPCR法は試料中に含まれる特定の配列を極めて高い増幅率で増幅する方法である。PCR法については米国特許第4683195号、4683202号、4965188号等に記載されている。   The most widely used among various nucleic acid amplification techniques is a method called polymerase chain reaction (PCR). This PCR method is a method of amplifying a specific sequence contained in a sample at an extremely high amplification rate. The PCR method is described in US Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202, 4,965,188 and the like.

DNAチップ等の固相上ハイブリダイゼーションのために検体調製を行う場合には、固相上に固定してあるプローブ領域を含むように増幅領域を設定し、増幅領域の両末端にプライマーを設計する。そして設計した両プライマーを用いてPCR反応を行い、所望のプローブ領域を含む二本鎖核酸を大量に合成する。また、検体を何らかの標識物質で標識したい場合には、PCR反応の基質(すなわち核酸のモノマー)に、標識物質の結合した標識モノマーを一定の割合で添加してPCR反応を行うか、あるいは、プライマーを何らかの標識物質により標識してPCR反応を行い、標識された二本鎖核酸を得る。
米国特許第4683195号明細書 米国特許第4683202号明細書 米国特許第4965188号明細書
When preparing a sample for hybridization on a solid phase such as a DNA chip, set the amplification region to include the probe region immobilized on the solid phase, and design primers on both ends of the amplification region . Then, a PCR reaction is performed using both designed primers, and a large amount of double-stranded nucleic acid containing the desired probe region is synthesized. In addition, when it is desired to label the sample with some labeling substance, a PCR reaction substrate (that is, a nucleic acid monomer) is added with a labeled monomer bound to the labeling substance at a certain ratio, or a PCR reaction is performed. Is labeled with some labeling substance and PCR reaction is performed to obtain a labeled double-stranded nucleic acid.
US Pat. No. 4,683,195 US Pat. No. 4,683,202 US Pat. No. 4,965,188

ハイブリダイゼーション反応を利用して、特定の塩基配列を有する核酸分子の検出を行う際、プローブとハイブリッド体を形成する一本鎖核酸分子の存在量が多いほど、より高い確度で検出を行うことが可能となる。通常、一次試料中に含まれる検出対象の核酸分子の含有量は十分でない場合が多く、一次試料中に含まれる検出対象の核酸分子を鋳型として、予め増幅反応によって、検出対象の核酸分子の含有量に応じて、定量的に増幅した増幅産物を含む検体試料を調製した上で、核酸分子の検出を行う手法が利用されている。その検体試料の調製工程では、プローブの相補鎖側のDNA鎖を多く合成することが望ましい。すなわち、検体試料中に含まれる二本鎖のうち、プローブと同じ塩基配列を含むDNA鎖よりも、プローブとハイブリダイゼーションする相補的な塩基配列を含むDNA鎖(ターゲット鎖)が多く存在するほうが、その後のハイブリダイゼーション反応を効率的に進める上で望ましい。これは、単純に、プローブとハイブリダイゼーション反応するターゲット鎖の濃度が高い方が感度的に好ましいという理由のみでなく、共存しているプローブと同じ塩基配列を含むDNA鎖は、プローブのハイブリダイゼーション反応と競合するが、かかるプローブと同じ塩基配列を含むDNA鎖の濃度を相対的に低減することで、プローブによるハイブリダイゼーション反応の効率をさらに高める効果もあり、この二つの理由から、プローブと同じ塩基配列を含むDNA鎖よりも、相補的な塩基配列を含むDNA鎖(ターゲット鎖)の含有比率を高くすることが望まれる。   When detecting a nucleic acid molecule having a specific base sequence using a hybridization reaction, the higher the amount of a single-stranded nucleic acid molecule that forms a hybrid with a probe, the higher the accuracy of detection. It becomes possible. Usually, the content of the nucleic acid molecule to be detected contained in the primary sample is often not sufficient, and the nucleic acid molecule to be detected is contained in advance by an amplification reaction using the nucleic acid molecule to be detected contained in the primary sample as a template. A method of detecting a nucleic acid molecule after preparing a specimen sample containing an amplification product quantitatively amplified according to the amount is used. In the sample preparation process, it is desirable to synthesize a large number of DNA strands on the complementary strand side of the probe. That is, among the double strands contained in the specimen sample, the presence of more DNA strands (target strands) containing a complementary base sequence that hybridizes with the probe than the DNA strands containing the same base sequence as the probe, It is desirable for the subsequent hybridization reaction to proceed efficiently. This is not only because the higher the concentration of the target strand that undergoes the hybridization reaction with the probe is more sensitive, but the DNA strand that contains the same base sequence as the coexisting probe is However, by reducing the concentration of DNA strands containing the same base sequence as that of the probe, there is an effect of further increasing the efficiency of the hybridization reaction by the probe. For these two reasons, the same base as the probe is used. It is desired that the content ratio of the DNA strand (target strand) containing a complementary base sequence is higher than that of the DNA strand containing the sequence.

一方のDNA鎖をより効率的に増幅するため、様々な工夫が行われている。代表的な方法としては、PCR増幅反応において、優先的に多く合成したいDNA鎖の伸長合成に用いるプライマーの濃度を高めに調製して、PCR増幅反応を行う方法(非対称PCR)や、あるいは、一旦、ターゲット鎖を含む二本鎖DNAを通常のPCR増幅反応により合成した後、ターゲット鎖伸長合成に用いるプライマーのみを加えて、再度増幅反応を行う方法(二段階PCR)などがある。   Various devices have been devised in order to amplify one DNA strand more efficiently. As a representative method, in the PCR amplification reaction, a method of performing PCR amplification reaction (asymmetric PCR) by preparing a higher concentration of primers used for elongation synthesis of a DNA strand to be preferentially synthesized, or once There is a method in which a double-stranded DNA containing a target strand is synthesized by a normal PCR amplification reaction, and then only a primer used for target strand extension synthesis is added and the amplification reaction is carried out again (two-step PCR).

しかし、これら従来の手法は、様々な要因により、目的とするターゲット鎖の優先的な増幅が達成されない場合も少なくない。具体的には、非対称PCR法に関しては、PCR増幅産物の収量が十分に得られない場合があり、収量が十分に得られている場合でも、PCR増幅産物の収率が非対称にならず、結果として、PCR増幅産物は、ほとんど二本鎖DNAとなってしまう場合がある。また、二段階PCR法では、PCR反応を二段回に分けて行うことによる煩雑さに加えて、全体工程における増幅収率にバラツキを生じ易く、再現性という観点で問題がある。さらには、二段階目のPCR反応では、プライマーを片鎖のみ加えているが、場合によっては、二段階目のPCR反応が全く進行しない等の問題が生じることがある。従って、より簡便で、かつ高い再現性で、目的とする一本鎖DNA(ターゲット鎖)を優先的に増幅合成可能な核酸増幅方法の開発が望まれている。   However, these conventional methods often fail to achieve preferential amplification of the target strand of interest due to various factors. Specifically, with respect to the asymmetric PCR method, the yield of the PCR amplification product may not be sufficiently obtained, and even when the yield is sufficiently obtained, the yield of the PCR amplification product does not become asymmetric. As a result, the PCR amplification product may be almost double-stranded DNA. In addition, the two-step PCR method has a problem in terms of reproducibility because the amplification yield in the whole process is likely to vary in addition to the complexity of performing the PCR reaction in two steps. Furthermore, in the second-stage PCR reaction, only one strand is added as a primer. However, in some cases, the second-stage PCR reaction may not proceed at all. Therefore, it is desired to develop a nucleic acid amplification method that can preferentially amplify and synthesize the target single-stranded DNA (target strand) with a simpler and higher reproducibility.

本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、鋳型とする核酸分子より、PCR増幅法を利用して、所望の核酸配列を有する核酸鎖を優先的に増幅することが可能な、より簡便で、かつ高い再現性を有する核酸増幅方法を提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to preferentially amplify a nucleic acid chain having a desired nucleic acid sequence using a PCR amplification method rather than a nucleic acid molecule as a template. Another object of the present invention is to provide a nucleic acid amplification method that is simpler and has high reproducibility.

本発明者は、ハイブリダイゼーション反応を利用して、特定の塩基配列を有する核酸分子の検出において、その検体試料の調製に応用可能な、より簡便で、かつ高い再現性を有する手段によって、鋳型とする核酸分子より、PCR増幅法を利用して、所望の核酸配列を有する核酸鎖の優先的な増幅を可能とする方法を開発すべく、鋭意研究を進めた。その際、PCR増幅反応に用いる、増幅すべき塩基配列領域を挟む2つのプライマーのメルティング温度(Tm)値が、PCR反応条件下において、異なるように、2つのプライマーの塩基配列をそれぞれ設計した上、この異なるTm値を有する2つのプライマーを用いて、PCR増幅反応を行うことで、各プライマーより伸長される一本鎖DNAの収率を高い再現性で異なったものとできることを見出した。すなわち、前記の手法を適用することで、一方のプライマーより伸長される一本鎖DNAを優先的に増幅合成できることを見出した。特に、PCR増幅反応におけるアニール温度を、互いに異なるように設計した2つのプライマーのTm値間に設定すると、かかる温度条件でPCR増幅反応を行うことにより、Tm値が高いプライマーからの伸長鎖が、Tm値が低いプライマーからの伸長鎖に比べて、顕著に高い効率で増幅されることを、本発明者は確認して、本発明を完成するに至った。   The present inventor uses a hybridization reaction to detect a nucleic acid molecule having a specific base sequence by a simpler and more reproducible means that can be applied to the preparation of a specimen sample. In order to develop a method capable of preferential amplification of a nucleic acid chain having a desired nucleic acid sequence by using a PCR amplification method from the nucleic acid molecules to be studied, research has been advanced. At that time, the base sequences of the two primers were designed so that the melting temperature (Tm) values of the two primers sandwiching the base sequence region to be amplified used in the PCR amplification reaction differ under the PCR reaction conditions. Furthermore, it was found that the yield of single-stranded DNA extended from each primer can be made different with high reproducibility by performing PCR amplification reaction using two primers having different Tm values. That is, it has been found that by applying the above-described method, a single-stranded DNA extended from one primer can be preferentially amplified and synthesized. In particular, when the annealing temperature in the PCR amplification reaction is set between the Tm values of two primers designed to be different from each other, by performing the PCR amplification reaction under such a temperature condition, an extended chain from a primer having a high Tm value is obtained. The present inventor confirmed that amplification was performed with significantly higher efficiency compared to an extended strand from a primer having a low Tm value, and the present invention was completed.

すなわち、本発明にかかる核酸増幅方法は、
試料の中に含まれる核酸分子より、少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物をPCR増幅法により製造する方法であって、
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーとして、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるメルティング温度(Tm)値を有するプライマーを用いることを特徴とする核酸増幅方法である。
That is, the nucleic acid amplification method according to the present invention includes:
Using a primer set composed of at least two primers from a nucleic acid molecule contained in a sample, an amplification product having at least one specific base sequence in the nucleic acid molecule is produced by a PCR amplification method. A method,
A primer having a melting temperature (Tm) value different from that of other primers under the conditions of the PCR amplification reaction is used as at least one primer among a plurality of kinds of primers constituting the primer set, The nucleic acid amplification method.

本発明にかかる核酸増幅方法によれば、PCR増幅反応において用いる、複数種のプライマーのTm値、プライマーに結合する化学修飾基、ならびに、増幅反応中のアニール温度を適切に設定することにより、PCR増幅産物において、各プライマーのから伸長鎖として合成し得る、互いに相補的な塩基配列を有する二本の伸長鎖DNAのうち、所望のプライマー伸長鎖を相補鎖側のプライマー伸長鎖に比べて、優先的に合成することが可能である。また、本発明にかかる核酸増幅方法によって達成される所望のプライマー伸長鎖の優先的な増幅は、DNAチップなどを利用する核酸分子の検出において、プローブDNAとハイブリダイゼーションする、相補的な塩基配列を含む一本鎖DNAの効率的な合成が望まれる、検体試料の調製に好適に応用可能である。   According to the nucleic acid amplification method of the present invention, PCR is performed by appropriately setting the Tm values of plural kinds of primers used in the PCR amplification reaction, the chemical modification groups bound to the primers, and the annealing temperature during the amplification reaction. Among the two extended strand DNAs having complementary base sequences that can be synthesized as extended strands from each primer in the amplification product, the desired primer extended strand has priority over the complementary strand. Can be synthesized. In addition, the preferential amplification of a desired primer extension chain achieved by the nucleic acid amplification method according to the present invention is performed by detecting a complementary base sequence that hybridizes with a probe DNA in detection of a nucleic acid molecule using a DNA chip or the like. The present invention can be suitably applied to the preparation of a specimen sample in which efficient synthesis of the contained single-stranded DNA is desired.

次に、本発明にかかる核酸増幅方法を実施する際の形態、ならびに、本発明にかかる核酸増幅方法に専ら利用されるプライマー・セット、また、本発明にかかる核酸増幅方法の応用により得られるPCR増殖産物、核酸検出方法の発明について説明する。   Next, a mode for carrying out the nucleic acid amplification method according to the present invention, a primer set exclusively used for the nucleic acid amplification method according to the present invention, and a PCR obtained by application of the nucleic acid amplification method according to the present invention The invention of the proliferation product and nucleic acid detection method will be described.

先ず、上記する本発明にかかる核酸増幅方法においては、
PCR増幅反応において増幅される、前記複数種のプライマーより伸長される、複数種のプライマー伸長鎖のうち、
優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を構成するプライマーとして、前記プライマー・セットを構成する少なくとも1つの他のプライマーよりも高いTm値を有するプライマーを用いることができる。加えて、前記試料は、その中に複数種の核酸分子が混在している検体である際には、
前記検体中に混在する複数種の核酸分子から、増幅したい1つ以上の核酸分子を選択する工程と、
選択された、増幅したい1つ以上の核酸分子の全塩基配列中から、1つ以上の増幅したい塩基配列領域を選択する工程と、
選択された塩基配列領域に対して、PCR増幅用のフォワード・プライマーならびにリバース・プライマーを設計して、前記少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットとする工程と、
前記プライマー・セットを構成する少なくとも2つのプライマーを用いたPCR増幅反応において増幅される、前記複数種のプライマーより伸長される、複数種のプライマー伸長鎖のうち、1つ以上の優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を選択する工程とをさらに含む方法とすることが好ましい。
First, in the nucleic acid amplification method according to the present invention described above,
Among a plurality of types of primer extension strands that are amplified in the PCR amplification reaction and extended from the plurality of types of primers,
As a primer constituting a primer extension strand to be preferentially amplified, a primer having a higher Tm value than at least one other primer constituting the primer set can be used. In addition, when the sample is a specimen in which plural types of nucleic acid molecules are mixed,
Selecting one or more nucleic acid molecules to be amplified from a plurality of types of nucleic acid molecules mixed in the specimen;
Selecting one or more base sequence regions to be amplified from the entire base sequences of the selected one or more nucleic acid molecules to be amplified;
Designing a forward primer and a reverse primer for PCR amplification with respect to the selected base sequence region to form a primer set composed of the at least two primers,
Want to preferentially amplify one or more of the plurality of types of primer extension strands that are extended from the plurality of types of primers that are amplified in a PCR amplification reaction using at least two primers constituting the primer set. Preferably, the method further comprises a step of selecting a primer extension strand.

例えば、PCR増幅反応において、試料の中に含まれる核酸分子より、該核酸分子中の特定の塩基配列を有する増幅産物を増幅する際、2つのプライマーを用い、
前記2つのプライマーより伸長される、二種のプライマー伸長鎖のうち、
優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を構成するプライマーとして、他のプライマーよりも高いTm値を有するプライマーを用いることを特徴とする方法とすることができる。
For example, in a PCR amplification reaction, when amplifying an amplification product having a specific base sequence in a nucleic acid molecule from a nucleic acid molecule contained in a sample, two primers are used,
Of the two primer extension strands extended from the two primers,
A primer having a higher Tm value than other primers can be used as a primer constituting a primer extension strand to be preferentially amplified.

あるいは、PCR増幅反応において、前記PCR増幅反応の条件下において、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーが示す、各プライマーのTm値のうち、最も高いTm値と最も低いTm値とを上限、下限とする温度範囲内に、
鋳型に対して、プライマーを結合させるアニール工程におけるアニール温度を設定することを特徴とする方法とすることもできる。その際、PCR増幅反応において、試料の中に含まれる核酸分子より、該核酸分子中の特定の塩基配列を有する増幅産物を増幅する際、2つのプライマーを用い、前記PCR増幅反応の条件下において、前記2つのプライマーがそれぞれ示すTm値を、上限、下限とする温度範囲内に、鋳型に対して、プライマーを結合させるアニール工程におけるアニール温度を設定することが好ましい。
Alternatively, in the PCR amplification reaction, the upper limit is set to the highest Tm value and the lowest Tm value among the Tm values of each primer indicated by the plurality of types of primers constituting the primer set under the conditions of the PCR amplification reaction. Within the temperature range that is the lower limit,
An annealing temperature in an annealing process for binding a primer to a template may be set. In that case, when amplifying an amplification product having a specific base sequence in the nucleic acid molecule from the nucleic acid molecule contained in the sample in the PCR amplification reaction, two primers are used under the conditions of the PCR amplification reaction. It is preferable to set the annealing temperature in the annealing step for bonding the primer to the template within a temperature range in which the Tm values indicated by the two primers are the upper limit and the lower limit, respectively.

より具体的には、前記2つのプライマーの示すTm値間の温度差を、10℃〜20℃の範囲に選択することがより好ましく、また、前記2つのプライマーの示すTm値間の温度差を、5℃〜10℃の範囲に選択することも好ましい。さらには、前記2つのプライマーの示すTm値間の温度差を、1℃〜5℃の範囲に選択することもできる。   More specifically, the temperature difference between the Tm values indicated by the two primers is more preferably selected in the range of 10 ° C. to 20 ° C., and the temperature difference between the Tm values indicated by the two primers is determined. It is also preferable to select in the range of 5 ° C to 10 ° C. Furthermore, the temperature difference between the Tm values indicated by the two primers can be selected in the range of 1 ° C to 5 ° C.

なお、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーを、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるTm値を有するプライマーとする手段として、
プライマーの有する塩基配列におけるGC%を調整することにより、該塩基配列のプライマーが示すTm値を調整する手段を用いて、
該プライマーの有する塩基配列の選択により、他のプライマーとのTm値の差を設けることができる。あるいは、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーを、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるTm値を有するプライマーとする手段として、
プライマーの有する塩基配列の塩基鎖長を調整することにより、該塩基配列のプライマーが示すTm値を調整する手段を用いて、
該プライマーの有する塩基配列の選択により、他のプライマーとのTm値の差を設けることもできる。
In addition, as means for using at least one primer among a plurality of types of primers constituting the primer set as a primer having a Tm value different from other primers under the conditions of the PCR amplification reaction,
By adjusting the GC% in the base sequence of the primer, the means for adjusting the Tm value indicated by the primer of the base sequence,
By selecting the base sequence of the primer, a difference in Tm value from other primers can be provided. Alternatively, as means for using at least one of the plurality of primers constituting the primer set as a primer having a Tm value different from that of other primers under the conditions of the PCR amplification reaction,
By adjusting the base chain length of the base sequence of the primer, using means for adjusting the Tm value indicated by the primer of the base sequence,
By selecting the base sequence of the primer, a difference in Tm value from other primers can be provided.

また、プライマーに何らかの化学的な修飾を施すことにより、プライマーのTm値を調整することもできる。これは修飾された化学修飾基等がプライマーとその相補鎖との二本鎖安定性に影響を与え、結果として、プライマーのTm値を変化させる現象等に基づく。すなわち、導入された化学修飾基が二本鎖の安定性を増加させる場合には、Tm値は上昇し、逆に、安定性を低下させる場合にはTm値は下降させることができる。   In addition, the primer Tm value can be adjusted by applying some chemical modification to the primer. This is based on a phenomenon that a modified chemical modification group or the like affects the duplex stability of the primer and its complementary strand, and as a result, changes the Tm value of the primer. That is, when the introduced chemical modifying group increases the stability of the double strand, the Tm value increases. Conversely, when the stability is decreased, the Tm value can be decreased.

化学修飾基によるTm値の調整は、特に、該化学修飾がインターカレータとしての性質を有する場合、あるいはグルーブバインダーとしての性質を有する場合に、二本鎖安定性に大きな影響を与えることができる。従って、インターカレータあるいはグルーブバインダーとして機能する化学修飾基を導入することで、プライマーのTm値を調製することが可能である。   Adjustment of the Tm value with a chemical modifying group can have a significant effect on double-stranded stability, particularly when the chemical modification has properties as an intercalator or as a groove binder. Therefore, it is possible to adjust the Tm value of the primer by introducing a chemical modifying group that functions as an intercalator or a groove binder.

一方、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも2つのプライマーについて、前記PCR増幅反応の条件下における、該プライマーのTm値を相互に比較する工程をさらに設け、
比較する該プライマーのTm値として、該プライマーの有する塩基配列に基づき計算された値を用い、
該プライマーのTm値の計算手法として、最近接塩基対法を用いることができる。あるいは、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも2つのプライマーについて、前記PCR増幅反応の条件下における、該プライマーのTm値を相互に比較する工程をさらに設け、
比較する該プライマーのTm値として、該プライマーの有する塩基配列に基づき計算された値を用い、
該プライマーのTm値の計算手法として、Wallace法を用いることもできる。さらには、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、
少なくとも2つのプライマーについて、前記PCR増幅反応の条件下における、該プライマーのTm値を相互に比較する工程をさらに設け、
比較する該プライマーのTm値として、該プライマーの有する塩基配列に基づき計算された値を用い、
該プライマーのTm値の計算手法として、GC%法を用いることもできる。
On the other hand, a step of comparing the Tm values of the primers under the conditions of the PCR amplification reaction with respect to at least two primers among the plurality of types of primers constituting the primer set,
As a Tm value of the primer to be compared, a value calculated based on the base sequence of the primer is used,
As a method for calculating the Tm value of the primer, the closest base pair method can be used. Alternatively, the method further comprises a step of comparing the Tm values of the primers under the conditions of the PCR amplification reaction with respect to at least two of the plurality of primers constituting the primer set,
As a Tm value of the primer to be compared, a value calculated based on the base sequence of the primer is used,
The Wallace method can also be used as a method for calculating the Tm value of the primer. Furthermore, among a plurality of types of primers constituting the primer set,
A step of comparing Tm values of the primers with each other under the conditions of the PCR amplification reaction for at least two primers,
As a Tm value of the primer to be compared, a value calculated based on the base sequence of the primer is used,
The GC% method can also be used as a method for calculating the Tm value of the primer.

本発明にかかる核酸増幅方法では、PCR増幅により得られる増幅産物は、標識物質により標識された増幅産物を含むことができる。   In the nucleic acid amplification method according to the present invention, the amplification product obtained by PCR amplification can include an amplification product labeled with a labeling substance.

その際、前記標識物質により標識された増幅産物は、PCR増幅反応において基質として用いるデオキシヌクレオチド中に、標識デオキシヌクレオチドを含有させ、PCR増幅反応による伸長鎖中に前記標識デオキシヌクレオチドに由来する標識を有する増幅産物であってもよい。また、前記化学修飾したプライマーを用いたPCRと同様に、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマー中に、予め標識されたプライマーを含有させ、PCR増幅反応によって、前記標識されたプライマーの伸長鎖とされた増幅産物であってもよい。その際には、含有される予め標識されたプライマーにおいて、該プライマーに予め施す標識は、5'末端標識であることがより好ましい。また、その際には、化学修飾基を用いたときと同様に、標識物質によるTm値の影響を考慮してプライマーの配列あるいは塩基長を調整することが望ましい。   At that time, the amplification product labeled with the labeling substance contains a labeled deoxynucleotide in a deoxynucleotide used as a substrate in a PCR amplification reaction, and a label derived from the labeled deoxynucleotide is added to an extended chain by the PCR amplification reaction. It may be an amplification product. Similarly to PCR using the chemically modified primer, a pre-labeled primer is contained in a plurality of types of primers constituting the primer set, and the labeled primer is extended by a PCR amplification reaction. The amplification product may be a chain. In that case, in the pre-labeled primer contained, it is more preferable that the label previously applied to the primer is a 5 ′ end label. In this case, it is desirable to adjust the primer sequence or the base length in consideration of the influence of the Tm value due to the labeling substance as in the case of using the chemical modification group.

加えて、前記標識物質により標識された増幅産物において、該標識物質は、蛍光物質であることが好ましい。あるいは、前記標識物質により標識された増幅産物において、該標識物質は、放射性同位体であってもよい。   In addition, in the amplification product labeled with the labeling substance, the labeling substance is preferably a fluorescent substance. Alternatively, in the amplification product labeled with the labeling substance, the labeling substance may be a radioisotope.

上述する本発明にかかる核酸増幅方法の応用として、
前記試料は、ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出の対象とされる試料であり、
前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出において、検出される少なくとも一つの核酸分子は、前記少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、PCR増幅法により製造される少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物であり、
増幅によって調製される該増幅産物を含む試料が、前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出における検体として用いられることを特徴とする方法の形態とすることができる。なお、前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出では、固相表面に固定あるいは吸着したDNA分子を、該ハイブリダイゼーション反応用プローブとして用いることが好ましい。例えば、前記固相表面に固定あるいは吸着したDNA分子において、前記固相は、DNAチップまたはDNAマイクロアレイの形態であることがより好ましい。また、前記固相表面に固定あるいは吸着したDNA分子において、前記固相は、ビーズであってもよい。
As an application of the nucleic acid amplification method according to the present invention described above,
The sample is a sample targeted for detection of a nucleic acid molecule using a hybridization reaction,
In the detection of nucleic acid molecules using the hybridization reaction, at least one nucleic acid molecule to be detected is at least one or more produced by a PCR amplification method using a primer set composed of the at least two primers. Amplification product having a specific base sequence of
A sample containing the amplification product prepared by amplification can be used as a specimen in detection of nucleic acid molecules using the hybridization reaction. In the detection of nucleic acid molecules using the hybridization reaction, it is preferable to use DNA molecules immobilized or adsorbed on the solid surface as the probe for hybridization reaction. For example, in the DNA molecule fixed or adsorbed on the solid phase surface, the solid phase is more preferably in the form of a DNA chip or a DNA microarray. Further, in the DNA molecule immobilized or adsorbed on the solid surface, the solid phase may be a bead.

本発明は、さらに、上述の本発明にかかる核酸増幅方法に専ら利用されるPCR用のプライマー・セットの発明をも提供しており、すなわち、本発明にかかるプライマー・セットは、
試料の中に含まれる核酸分子より、該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物をPCR増幅法により製造する際に用いる少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットであって、
上述する何れかの形態を有する本発明にかかる核酸増幅方法を用いて、前記増幅産物をPCR増幅法により製造する工程に適合する複数種のプライマーから構成されるプライマー・セットであることを特徴とする、プライマー・セットである。
The present invention further provides an invention of a primer set for PCR exclusively used for the above-described nucleic acid amplification method according to the present invention, that is, the primer set according to the present invention comprises:
From a nucleic acid molecule contained in a sample, a primer set composed of at least two primers used for producing an amplification product having at least one specific base sequence in the nucleic acid molecule by a PCR amplification method There,
Using the nucleic acid amplification method according to the present invention having any one of the forms described above, the amplification product is a primer set composed of a plurality of types of primers suitable for the step of producing the amplification product by a PCR amplification method. It is a primer set.

同時に、本発明は、上述の本発明にかかる核酸増幅方法を用いることで得られるPCR増幅産物の発明を提供しており、すなわち、本発明にかかるPCR増幅産物は、
試料の中に含まれる核酸分子より、少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、PCR増幅法により製造される該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物であって、
前記増幅産物は、上述する何れかの形態を有する本発明にかかる核酸増幅方法により調製されていることを特徴とするPCR増幅産物である。
At the same time, the present invention provides an invention of a PCR amplification product obtained by using the above-described nucleic acid amplification method according to the present invention, that is, the PCR amplification product according to the present invention comprises:
An amplification product having at least one specific base sequence in a nucleic acid molecule produced by a PCR amplification method using a primer set composed of at least two primers from a nucleic acid molecule contained in a sample Because
The amplification product is a PCR amplification product prepared by the nucleic acid amplification method according to the present invention having any one of the forms described above.

また、本発明にかかる核酸増幅方法を利用する核酸検出方法の発明も、本発明は提供し、すなわち、本発明にかかる核酸検出方法は、
ハイブリダイゼーション反応を利用して、核酸分子を検出する方法であって、
検出の対象とされる核酸分子を含む試料より、少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物をPCR増幅法により製造し、
増幅によって調製される該増幅産物を含む試料を、前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出における検体として用い
前記増幅産物のPCR増幅法による製造に際して、上述する何れかの形態を有する本発明にかかる核酸増幅方法を用いることを特徴とする、核酸検出方法である。

以下に、本発明にかかる核酸増幅方法に関して、より詳しく説明する。
The invention of the nucleic acid detection method using the nucleic acid amplification method according to the present invention also provides the present invention, that is, the nucleic acid detection method according to the present invention comprises:
A method for detecting a nucleic acid molecule using a hybridization reaction,
PCR amplification method for amplification product having at least one specific base sequence in nucleic acid molecule using primer set comprising at least two primers from sample containing nucleic acid molecule to be detected Manufactured by
A sample containing the amplification product prepared by amplification is used as a specimen in the detection of a nucleic acid molecule using the hybridization reaction. In producing the amplification product by the PCR amplification method, the invention has any one of the forms described above. A nucleic acid detection method using such a nucleic acid amplification method.

Hereinafter, the nucleic acid amplification method according to the present invention will be described in more detail.

本発明にかかる核酸増幅方法では、PCR増幅反応によって、鋳型とする核酸分子の全塩基配列中から選択した、所望の塩基配列領域に相当する核酸鎖を増幅合成する際、PCR増幅反応に用いる反応液組成における、各プライマーのメルティング温度(Tm)値と、PCR増幅反応において、鋳型と各プライマーとの結合を行うアニーリング過程のアニール温度を適宜設定する。その設定により、Tm値の異なるプライマーから伸長される一本鎖DNA分子の収率に差異を設けることによって、特定のプライマーの伸長鎖を効率よく増幅することを可能としている。したがって、優先的に増幅したい一本鎖DNA分子の伸長に用いるプライマーのTm値が、他のプライマーのTm値より高くなるように、各プライマーの塩基配列を選択している。多くの場合、多く増幅したい一本鎖DNA分子の伸長に用いるプライマーのTm値は、アニール温度よりも高くなるように、その塩基配列を設計し、一方、相対的に増幅収率を抑えたい相補鎖側の一本鎖DNA分子の伸長に用いるプライマーのTm値は、アニール温度よりも低くなるように、その塩基配列を設定すると、所望の一本鎖DNA鎖のみを優先的に、同時に効率的に増幅することができる。   In the nucleic acid amplification method according to the present invention, a reaction used for PCR amplification reaction when amplifying and synthesizing a nucleic acid chain corresponding to a desired nucleotide sequence region selected from the entire nucleotide sequence of a nucleic acid molecule as a template by PCR amplification reaction. The melting temperature (Tm) value of each primer in the liquid composition and the annealing temperature in the annealing process for bonding the template and each primer in the PCR amplification reaction are appropriately set. With this setting, it is possible to efficiently amplify the extended strand of a specific primer by providing a difference in the yield of single-stranded DNA molecules extended from primers having different Tm values. Therefore, the base sequence of each primer is selected so that the Tm value of the primer used for extension of the single-stranded DNA molecule to be preferentially amplified is higher than the Tm values of the other primers. In many cases, the base sequence is designed so that the Tm value of the primer used for extending a single-stranded DNA molecule to be amplified is higher than the annealing temperature. If the base sequence is set so that the Tm value of the primer used for the extension of the single-stranded DNA molecule on the strand side is lower than the annealing temperature, only the desired single-stranded DNA strand is preferentially and simultaneously efficient. Can be amplified.

以上の本発明にかかる核酸増幅方法に利用される、技術的な原理を図1に模式的に示す。アニーリング過程において、Tm値のより高いプライマー2は、鋳型に対して、より強い結合を形成するため、かかるTm値のより高いプライマー2から伸長されるプライマー2伸長鎖の収率はより高いものとなる。一方、アニーリング過程において、Tm値のより低いプライマー1は、鋳型に対して、より弱い結合しか形成できないため、かかるTm値のより低いプライマー1から伸長されるプライマー1伸長鎖の収率はより低いものとなる。PCR増幅反応では、温度サイクルを繰り返すことで、前段までに合成された一本鎖DNA分子を鋳型として、プライマーからのDNA鎖の伸長がなされ、反復的に増幅が進むため、本発明の方法のように、複数のプライマーの添加量は等しくする結果、Tm値のより低いプライマー1から伸長されるプライマー1伸長鎖の収量も一定の範囲で維持される。その結果、各段において、Tm値のより高いプライマー2からのDNA鎖の伸長において、その鋳型となるTm値のより低いプライマー1から伸長されるプライマー1伸長鎖の含有量が極端に少なくなり、実質的に増幅の進行が停止する事態を回避しつつ、目的とするTm値のより高いプライマー2から伸長されるプライマー2伸長鎖の収率をより高いものとすることが可能となっている。   The technical principle used for the nucleic acid amplification method according to the present invention is schematically shown in FIG. In the annealing process, the primer 2 having a higher Tm value forms a stronger bond to the template, so that the yield of the primer 2 extended chain extended from the primer 2 having a higher Tm value is higher. Become. On the other hand, in the annealing process, the primer 1 having a lower Tm value can only form a weaker bond with the template, so that the yield of the extended strand of the primer 1 extended from the primer 1 having a lower Tm value is lower. It will be a thing. In the PCR amplification reaction, by repeating the temperature cycle, the DNA strand from the primer is extended using the single-stranded DNA molecule synthesized up to the previous stage as a template, and the amplification proceeds repeatedly. Thus, as a result of equalizing the addition amounts of the plurality of primers, the yield of the primer 1 extended strand extended from the primer 1 having a lower Tm value is also maintained within a certain range. As a result, in each stage, in the extension of the DNA strand from the primer 2 having a higher Tm value, the content of the primer 1 extension strand that is extended from the primer 1 having a lower Tm value as the template is extremely reduced, While avoiding the situation where the progress of amplification substantially stops, it is possible to increase the yield of the primer 2 extended strand extended from the target primer 2 having a higher Tm value.

本発明による核酸増幅方法で増幅合成されるPCR増幅産物は、かかるプライマーからDNA鎖を伸長する過程において、蛍光物質等の標識物質を取り込ませることが可能である。この標識物質を取り込ませる方法としては、用いるプライマーに、予め標識を付加しておく手法、あるいは、ポリメラーゼ酵素によるDNA鎖の伸長において、基質として標識化したヌクレオチドを使用して、伸長されるDNA鎖部に標識を導入する手法が利用できる。   The PCR amplification product amplified and synthesized by the nucleic acid amplification method according to the present invention can incorporate a labeling substance such as a fluorescent substance in the process of extending a DNA chain from such a primer. As a method for incorporating this labeling substance, a method in which a label is added to a primer to be used in advance, or a DNA strand that is elongated by using a labeled nucleotide as a substrate in the elongation of a DNA strand by a polymerase enzyme. A technique for introducing a label into the part can be used.

これら標識を付した一本鎖DNA分子は、DNAプローブとのハイブリダイゼーション反応を利用する核酸分子の検出における検体試料とすると、得られるハイブリッド体を、この標識を利用することで、容易に定量的に検出することを可能とする。例えば、核酸検出用に作製されたDNAチップなどにハイブリダイゼーションさせる検体試料の調製において、目的とする一本鎖DNA分子を優先的に、かつ定量的に増幅するともに、所定の蛍光物質等の標識物質を取り込ませる核酸増幅を伴う検体調製工程に、本発明にかかる核酸増幅方法を好適に適用することができる。   These labeled single-stranded DNA molecules can easily be quantitatively analyzed by using this label when the resulting hybrid is used as a specimen sample in the detection of nucleic acid molecules using a hybridization reaction with a DNA probe. It is possible to detect. For example, in the preparation of a specimen sample to be hybridized to a DNA chip or the like prepared for nucleic acid detection, the target single-stranded DNA molecule is preferentially and quantitatively amplified, and a predetermined fluorescent substance or the like is labeled. The nucleic acid amplification method according to the present invention can be suitably applied to a sample preparation step involving nucleic acid amplification for incorporating a substance.

本発明による核酸増幅方法では、先ず、対象となる核酸分子の増幅したい塩基配列領域を挟むプライマーを設計する。プライマー設計においては、増幅したい塩基配列領域を挟むフォワード・プライマー用とリバース・プライマー用の2つのプライマー(1組のプライマー・セット)を、PCR反応条件におけるTm値が異なるように設計する。その際、PCR反応条件におけるプライマーのTm値として、優先的に多く増幅したいDNA鎖の伸長に用いるプライマーのTm値が、
もう一方のDNA鎖の伸長に用いるプライマーのTm値よりも高くなるように、2つのプライマーを設計することで、より高いTm値を有するプライマーから伸長される所望のDNA鎖を多く増幅することができる。
In the nucleic acid amplification method according to the present invention, first, a primer that sandwiches a base sequence region to be amplified of a target nucleic acid molecule is designed. In primer design, two primers (one primer set) for forward primer and reverse primer sandwiching a base sequence region to be amplified are designed so that Tm values in PCR reaction conditions are different. At that time, as the Tm value of the primer under the PCR reaction conditions, the Tm value of the primer used for the extension of the DNA strand to be preferentially amplified is
By designing two primers so as to be higher than the Tm value of the primer used for the extension of the other DNA strand, it is possible to amplify many desired DNA strands that are extended from the primer having a higher Tm value. it can.

PCR反応条件におけるプライマーのTm値が所望の温度となるように、プライマーを設計する方法としては、プライマーとしての配列特異性を著しく損なわない範囲で、プライマーの塩基配列の長さを変えるか、あるいは、プライマーの塩基配列におけるGC%(核酸配列中のグアニンおよびアデニンの構成率)を変えるように、プライマーの塩基配列を選択することが一般的である。また、設計されたプライマーのTm値の算出方法は、実際のPCR反応条件下で温度を変えて、鋳型と結合するプライマーの比率を、例えば、プライマーに付した蛍光標識由来の吸収強度を測定することによって求め、その温度依存性から算出することも可能である。加えて、プライマーの塩基配列に基づき、プライマーのTm値を計算により高い精度で推定する手法として、一般的に良く知られている、最近接塩基対法、Wallace法、GC%法等の方法によって計算値を求めることも可能である。   As a method of designing the primer so that the Tm value of the primer under the PCR reaction conditions becomes a desired temperature, the length of the base sequence of the primer is changed within a range that does not significantly impair the sequence specificity as a primer, or In general, the base sequence of the primer is selected so as to change the GC% (the guanine and adenine composition ratio in the nucleic acid sequence) in the primer base sequence. In addition, the designed primer Tm value is calculated by changing the temperature under the actual PCR reaction conditions and measuring the ratio of the primer binding to the template, for example, the absorption intensity derived from the fluorescent label attached to the primer. It is also possible to calculate from the temperature dependence. In addition, as a technique for estimating the Tm value of a primer with high accuracy based on the base sequence of the primer, generally known methods such as the nearest neighbor pairing method, the Wallace method, and the GC% method are used. It is also possible to obtain a calculated value.

なお、最近接塩基対法に関しては、
Breslauer K.J., Frank R., Blocker H., Markey L.A. (1986) Predicting DNA duplex stability from the base sequence - Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83, 3746-3750、
Freier S.M., Kierzek R., Jaeger J.A., Sugimoto N., Caruthers M.H., Nielson T., Turner D.H. (1986) Improved free-energy parameters for predictions of RNA duplex stabilit. - Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83, 9373-9377、
Schildkraut C., Lifson S. (1965) Dependence of the melting temperature of DNA on salt concentration - Biopolymers 3, 195-208 などを参照し、
Wallace法に関しては、
Wallace, R.B.; Shaffer, J.; Murphy R.F.; Bonner, J.; Hirose, T.; Itakura, K.; (1979) Nucelic Acid Res. 6, 3543 などを参照し、
GC%法に関しては、
Dependence of the Melting Temperature of DNA on Salt Concentration、Schildkraut C.,Lifson S. (1965) BIOPOLYMERS 3.195-208、
Optimization of the annealing temperature for DNA amplification in vitro、W.Rychlik、 Nucl.Acids Res.(1990) 18(21)6409-6412 などを参照する。
For the closest base pair method,
Breslauer KJ, Frank R., Blocker H., Markey LA (1986) Predicting DNA duplex stability from the base sequence-Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83, 3746-3750,
Freier SM, Kierzek R., Jaeger JA, Sugimoto N., Caruthers MH, Nielson T., Turner DH (1986) Improved free-energy parameters for predictions of RNA duplex stabilit.- Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83, 9373-9377,
See Schildkraut C., Lifson S. (1965) Dependence of the melting temperature of DNA on salt concentration-Biopolymers 3, 195-208, etc.
Regarding the Wallace method,
Wallace, RB; Shaffer, J .; Murphy RF; Bonner, J .; Hirose, T .; Itakura, K .; (1979) Nucelic Acid Res.
Regarding the GC% method,
Dependence of the Melting Temperature of DNA on Salt Concentration, Schildkraut C., Lifson S. (1965) BIOPOLYMERS 3.195-208,
See, for example, Optimization of the annealing temperature for DNA amplification in vitro, W. Rychlik, Nucl. Acids Res. (1990) 18 (21) 6409-6412.

また、PCR反応条件におけるプライマーのTm値が所望の温度となるようにプライマーを設計する方法として、プライマーに対し化学的な修飾を施し、その化学修飾基の作用によりプライマーのTm値を調整することができる。プライマーに結合した化学修飾基はプライマーの二本鎖安定性に影響を与え、例えば二本鎖の安定性を増強させる効果がある化学修飾基の場合にはTm値は上昇し、反対に安定性を低下させる効果がある化学修飾基の場合にはTm値は低下する。   In addition, as a method of designing a primer so that the primer Tm value under PCR reaction conditions is a desired temperature, the primer is chemically modified and the primer Tm value is adjusted by the action of the chemical modification group. Can do. The chemically modified group attached to the primer affects the duplex stability of the primer. For example, in the case of a chemically modified group that has the effect of enhancing the stability of the duplex, the Tm value is increased and, on the contrary, the stability is increased. In the case of a chemical modifying group that has the effect of reducing the Tm value, the Tm value decreases.

化学修飾基としては、種類、結合様式ともに特に制限無く利用することができるが、中でも、核酸の二本鎖構造と強い相互作用をするインターカレータ、あるいはグルーブバインダーのような性質を有する物質は、Tm値の調整に特に有効である。インターカレータとしては、エチジウムブロマイド、9−アミノアクリジン、アクリジンオレンジ、プロフラビン、その他アントラセンなどの多環芳香族分子が一般的によく用いられる。あるいは、グルーブバインダーとしては、市販されている、ヘキスト33258、ヘキスト33342、Pentamidine、Netropsin、DAPIなどが挙げられます。エチジウムブロマイド、アントラセンなどの芳香族化合物が一般的によく用いられる。その他にも、特開平7-233065号公報に開示されているピリリウム色素なども二本鎖核酸と強い相互作用をする物質としてよく用いられる。一部のグルーブバインダーには、例えば、DAPIのようにATが多く存在する領域により高い頻度で相互作用するものも報告されている。一方、多くのインターカレータ、あるいはグルーブバインダーは、塩基配列に非特異的に、核酸の二本鎖構造と強い相互作用をする。その際、相互作用の対象となる核酸の二本鎖構造部分の塩基配列、ならびに、インターカレータ、あるいはグルーブバインダーの種類によって、得られる複合体の構造、熱的安定性は種々に変化する。   The chemical modification group can be used with no particular restrictions on both the type and the bonding mode, but among them, substances having properties such as intercalators or groove binders that interact strongly with the double-stranded structure of nucleic acids, This is particularly effective for adjusting the Tm value. As an intercalator, ethidium bromide, 9-aminoacridine, acridine orange, proflavine, and other polycyclic aromatic molecules such as anthracene are generally used. Alternatively, examples of groove binders include Hoechst 33258, Hoechst 33342, Pentamidine, Netropsin, and DAPI, which are commercially available. Aromatic compounds such as ethidium bromide and anthracene are commonly used. In addition, pyrylium dyes disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-233065 are often used as substances that interact strongly with double-stranded nucleic acids. Some groove binders have been reported to interact more frequently in areas where there are many ATs, such as DAPI. On the other hand, many intercalators or groove binders interact strongly with the double-stranded structure of nucleic acid, non-specifically to the base sequence. At that time, the structure and thermal stability of the resulting complex vary depending on the base sequence of the double-stranded structure portion of the nucleic acid to be interacted with and the type of intercalator or groove binder.

インターカレータは、二本鎖核酸の塩基対のスタッキング間に入り込み、また、グルーブバインダーは二本鎖らせん構造の溝に入り込み、両者とも二本鎖構造の安定性に強い影響を与えるが、種類により二本鎖構造の安定性を増強させるものと低下させるものがある。   The intercalator enters between stacks of base pairs of double-stranded nucleic acid, and the groove binder enters the groove of the double-stranded helical structure, both of which strongly affect the stability of the double-stranded structure. Some increase the stability of the double-stranded structure and others decrease it.

これらの化学修飾基をプライマーに導入する方法としては、例えば、予めプライマーの5’末端にアミノ基やビオチンを修飾しておき、そのアミノ基やヒドロキシ基などの官能基に対して、例えば、各種の二価性試薬を介して、所望の化学修飾基を結合させる方法等があるが、特に制限無く各種の結合様式を利用することができる。   As a method for introducing these chemically modified groups into the primer, for example, an amino group or biotin is modified in advance at the 5 ′ end of the primer, and various functional groups such as amino group and hydroxy group are used, for example. Although there is a method of bonding a desired chemical modification group via the bivalent reagent, various bonding modes can be used without particular limitation.

基本的なPCR増幅反応では、用いるプライマー・セットは、増幅したい塩基配列領域を挟む1組のフォワード・プライマーとリバース・プライマーのプライマー・セットで構成されるが、本発明による核酸増幅方法は、必ずしもこれに限定されない。1組以上のプライマーにより、1つの塩基配列領域を増幅する場合や、1組のプライマー・セットにより複数の増幅領域を増幅する場合、あるいは、これらを組み合わせた複合的なPCR増幅においても、本発明の核酸増幅方法を適用することができる。複数のプライマー・セットを用いたPCR増幅反応は、1つ以上の核酸分子の中から、増幅したい1つ以上の核酸分子を選び、選んだ核酸分子の塩基配列中から1つ以上の増幅したい領域を選び、選んだ各領域に対してプライマーを設計し、さらに、PCR反応反応により優先的に増幅したい1つ以上のDNA鎖を選ぶ、一連の選択工程を行った後、本発明の核酸増幅方法に従って、用いるプライマーの設計およびPCR増幅反応の条件設定を行うことで、本発明の核酸増幅方法を適用することが可能となる。   In a basic PCR amplification reaction, a primer set to be used is composed of a set of a forward primer and a reverse primer that sandwich a base sequence region to be amplified. It is not limited to this. In the case of amplifying one base sequence region with one or more sets of primers, in the case of amplifying a plurality of amplification regions with one set of primers, or in complex PCR amplification combining these, The nucleic acid amplification method can be applied. A PCR amplification reaction using a plurality of primer sets selects one or more nucleic acid molecules to be amplified from one or more nucleic acid molecules, and one or more regions to be amplified from the base sequence of the selected nucleic acid molecule After designing a primer for each selected region and further selecting one or more DNA strands to be preferentially amplified by a PCR reaction reaction, the nucleic acid amplification method of the present invention is performed. Thus, the nucleic acid amplification method of the present invention can be applied by designing the primers to be used and setting the conditions for the PCR amplification reaction.

設計したプライマーを用いたPCR増幅反応は、いかなる反応条件においても可能であるが、本発明による核酸増幅方法をより効果的に実施するためには、PCR増幅反応におけるアニール温度を、一組のフォワード・プライマーとリバース・プライマーである、2つのプライマーが有する、異なるTm値の間に設定し、PCR増幅反応を行えばよい。PCR増幅反応によっては、アニール温度とポリメラーゼ酵素によるDNA鎖伸長反応温度が同一の温度となり、必ずしも、アニール反応を別途に実施する必要がない場合もあるが、その場合には、アニール処理を同時に行う、酵素反応温度は、前記2つのプライマーのTm値間になるように、各プライマーのTm値を設定することにより、本発明の方法による優先的な核酸増幅が可能である。   The PCR amplification reaction using the designed primer is possible under any reaction conditions, but in order to more effectively implement the nucleic acid amplification method according to the present invention, the annealing temperature in the PCR amplification reaction is set to a set of forwards. A PCR amplification reaction may be performed by setting between different Tm values of two primers, a primer and a reverse primer. Depending on the PCR amplification reaction, the annealing temperature and the DNA chain elongation reaction temperature by the polymerase enzyme may be the same temperature, and it may not always be necessary to carry out the annealing reaction separately. In that case, the annealing treatment is performed simultaneously. Preferential nucleic acid amplification by the method of the present invention is possible by setting the Tm value of each primer so that the enzyme reaction temperature is between the Tm values of the two primers.

2つのプライマーのTm値とPCR増幅反応におけるアニール温度との関係は上述した関係にあることが望ましいが、例えば、2つのプライマーのTm値よりもアニール温度が低い場合でも、PCR増幅反応は可能である。しかし、アニール温度に対して相対的に2つのプライマーのTm値の実質的な差異が小さくなり、本発明の効果は低くなってしまう。また、その反対に、2つのプライマーのTm値よりもアニール温度が高い場合には、PCR増幅反応自体の効率が低くなってしまうという懸念が生じる。したがって、本発明における増幅方法においては、2つのプライマーのTm値の間に、PCR増幅反応のアニール温度を設定することが最も望ましく、設定できない場合には、一方のプライマーのTm値から5℃以内の範囲でアニール温度を設定することが望ましい。   The relationship between the Tm value of the two primers and the annealing temperature in the PCR amplification reaction is preferably as described above. For example, even if the annealing temperature is lower than the Tm value of the two primers, the PCR amplification reaction is possible. is there. However, the substantial difference between the Tm values of the two primers relative to the annealing temperature is reduced, and the effect of the present invention is reduced. On the other hand, when the annealing temperature is higher than the Tm values of the two primers, there is a concern that the efficiency of the PCR amplification reaction itself is lowered. Therefore, in the amplification method of the present invention, it is most desirable to set the annealing temperature of the PCR amplification reaction between the Tm values of the two primers, and when it cannot be set, within 5 ° C. from the Tm value of one primer. It is desirable to set the annealing temperature within the range.

PCR増幅反応条件における、2つのプライマーのTm値に、適当な差があれば、本発明の核酸増幅方法は実施可能であるが、そのTm値間の温度差は、1〜5℃の範囲であれば望ましい。さらには、Tm値間の温度差が、5〜10℃の範囲であればなお望ましい。さらに望ましくは、Tm値間の温度差は、10〜20℃の範囲であれば望ましい。   If there is an appropriate difference between the Tm values of the two primers in the PCR amplification reaction conditions, the nucleic acid amplification method of the present invention can be carried out, but the temperature difference between the Tm values is in the range of 1 to 5 ° C. Desirable if present. Furthermore, it is more desirable if the temperature difference between the Tm values is in the range of 5 to 10 ° C. More desirably, the temperature difference between the Tm values is in the range of 10 to 20 ° C.

さらに詳細に説明すると、2つのプライマーのTm値に大きな差異がある場合、本発明の目的である「優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を相補鎖より多く増幅する」という観点では望ましい。しかし、PCR増幅反応の効率という観点では、過度に大きな差異は、あまり好ましくない。従って、増幅率よりも増幅産物の非対称化が強く求められる場合には、10〜20℃、もしくは5〜10℃のTm値の差を2つのプライマー間に設定し、反対に、増幅産物の非対称化よりも増幅率が強く求められる場合には、Tm値の差を比較的小さく設定する方がより好ましい。   More specifically, when there is a large difference in Tm values between two primers, it is desirable from the viewpoint of “amplifying a primer extension strand to be preferentially amplified more than a complementary strand”, which is an object of the present invention. However, an excessively large difference is not so preferable in terms of the efficiency of the PCR amplification reaction. Therefore, when asymmetry of the amplification product is strongly required rather than the amplification rate, a difference in Tm value of 10 to 20 ° C. or 5 to 10 ° C. is set between the two primers. In the case where the amplification factor is required to be stronger than the control, it is more preferable to set the difference in the Tm value relatively small.

本発明による核酸増幅方法は、PCR増幅が必要な様々な検体調製に特に制限無く応用可能であるが、特に、その効果が期待される実施形態として、ハイブリダイゼーション反応を利用した、特定の核酸配列を有する核酸分子の検出に適用可能である。その中でも、核酸検出方法として、近年広く利用されている応用形態として、固相上に固定されたDNAプローブに対するハイブリダイゼーション反応を利用した検出方法がある。固相としては、ガラス、プラスチック、金属などがよく用いられ、本発明の核酸増幅方法は、これら固相の種類に特に制限無く利用可能である。中でも、平板状に多数のDNAプローブが固定されたDNAチップあるいはDNAマイクロアレイなどを利用する核酸分子の検出手法は、その検体試料の調製工程に、本発明の核酸増幅方法が最も好適に利用できる核酸検出方法の1つである。また、平板状のDNAチップ以外にも、DNAプローブを固定したビーズを用いた核酸検出方法も近年よく利用されているが、本発明の核酸増幅方法は、このビーズ表面に固定化されたDNAプローブを用いる核酸検出方法における、検体試料の調製にも適用可能である。   The nucleic acid amplification method according to the present invention can be applied without particular limitation to various sample preparations that require PCR amplification. In particular, as an embodiment in which the effect is expected, a specific nucleic acid sequence utilizing a hybridization reaction is used. It is applicable to the detection of nucleic acid molecules having Among them, as a nucleic acid detection method, an application method widely used in recent years includes a detection method using a hybridization reaction with a DNA probe immobilized on a solid phase. As the solid phase, glass, plastic, metal and the like are often used, and the nucleic acid amplification method of the present invention can be used without any particular limitation on the kind of the solid phase. Among them, a nucleic acid molecule detection method using a DNA chip or a DNA microarray in which a large number of DNA probes are fixed in a flat plate shape is a nucleic acid in which the nucleic acid amplification method of the present invention can be most suitably used for the preparation process of the sample. This is one of the detection methods. In addition to the plate-like DNA chip, a nucleic acid detection method using beads to which a DNA probe is immobilized has been frequently used in recent years. The nucleic acid amplification method of the present invention is a DNA probe immobilized on the bead surface. It can also be applied to the preparation of a specimen sample in a nucleic acid detection method using

固相上に固定されたDNAプローブは、一本鎖DNA断片で、一本鎖DNA断片の鎖長が60mer程度と比較的に長い場合、一本鎖DNAプローブのTm値は高く、比較的強いハイブリダイゼーション反応が可能である。そのため、検出対象となるPCR増幅産物がその相補鎖と二本鎖を形成していたとしても、加熱処理を施して二本鎖を解離し、検出対象となるDNA鎖とハイブリッド体を効率よく形成することができる。しかし、固相上の一本鎖DNAプローブの鎖長が20mer程度と比較的に短い場合、一本鎖DNAプローブのTm値は低く、PCR増幅産物の二本鎖を解離して、二本鎖を再構成する過程と競争して、ハイブリッド体を効率よく形成することが不可能となる。この20mer程度と比較的に短いDNAプローブを利用する場合、本発明による核酸増幅方法は、目的とするターゲット鎖を優先的に増幅できるので、特に効果的であり、優先的に増幅合成されているターゲット鎖を含む検体試料を用いることで、感度の高い検出を可能とする。   The DNA probe fixed on the solid phase is a single-stranded DNA fragment, and when the single-stranded DNA fragment has a relatively long chain length of about 60 mer, the single-stranded DNA probe has a high Tm value and is relatively strong. Hybridization reaction is possible. Therefore, even if the PCR amplification product to be detected forms a double strand with its complementary strand, heat treatment is performed to dissociate the double strand and efficiently form a hybrid with the DNA strand to be detected. can do. However, when the strand length of the single-stranded DNA probe on the solid phase is relatively short, such as about 20 mer, the Tm value of the single-stranded DNA probe is low, and the double strand of the PCR amplification product is dissociated. Competing with the process of reconfiguring, it becomes impossible to efficiently form a hybrid. When using a DNA probe as short as about 20 mer, the nucleic acid amplification method according to the present invention is particularly effective because it can preferentially amplify the target strand, and is preferentially amplified and synthesized. By using a specimen sample containing a target strand, highly sensitive detection is possible.

DNAチップ等の固定化したDNAプローブとハイブリッド体を形成するターゲット鎖を含む検体試料の調製工程において、本核酸増幅方法を実施する場合、ターゲット鎖である、多く増幅したいプライマー伸長鎖に何らかの形で標識を施すことが多い。本発明による核酸増幅方法は、標識化を伴う核酸増幅方法にも適用可能であり、その場合、標識方法に制限されること無く実施することが可能である。標識を行う方法としては、前述の化学修飾を施したプライマーと同様に、予めプライマーの一部に何らかの標識を行い、標識されたプライマーによるPCR増幅反応を行う方法が、最も良く行われている方法の1つである。特に、プライマーの5'側末端等に予め蛍光物質等を標識しておき、この標識化プライマーを使用して、PCR増幅反応を行う方法がその中でも代表的である。ただしその際には、化学修飾基を用いたプライマーと同様に、標識物質が結合したことによるTm値の影響を考慮して、プライマーの塩基配列等を設計する必要がある。また、この方法以外にも、PCR増幅反応の基質として、伸長されるDNA鎖に取り込まれるデオキシヌクレオチドを蛍光物質等により標識化し、この基質をPCR反応液に添加することにより、PCR増幅産物を標識化する方法もあり、広く用いられている。本発明による核酸増幅方法は、これらいずれの標識方法にも特に制限されること無く応用可能である。   When carrying out this nucleic acid amplification method in the preparation process of a sample sample containing a target strand that forms a hybrid with an immobilized DNA probe such as a DNA chip, the target strand, which is a primer extension strand to be amplified in some form, is somehow formed. Signs are often applied. The nucleic acid amplification method according to the present invention can also be applied to a nucleic acid amplification method involving labeling, and in that case, it can be carried out without being limited to the labeling method. As a method for performing labeling, the most commonly performed method is to perform some kind of labeling on a part of the primer in advance and perform a PCR amplification reaction with the labeled primer in the same manner as the primer subjected to the chemical modification described above. It is one of. In particular, a method in which a fluorescent substance or the like is labeled in advance on the 5 ′ end of the primer and the like and a PCR amplification reaction is performed using this labeled primer is representative. However, in that case, it is necessary to design the base sequence of the primer in consideration of the influence of the Tm value due to the binding of the labeling substance, as in the case of the primer using the chemical modification group. In addition to this method, as a substrate for the PCR amplification reaction, deoxynucleotides incorporated into the extended DNA strand are labeled with a fluorescent substance or the like, and this substrate is added to the PCR reaction solution to label the PCR amplification product. There is also a method of making it widely used. The nucleic acid amplification method according to the present invention can be applied to any of these labeling methods without particular limitation.

利用する標識物質としては、感度の高さや取扱いの簡便性から蛍光物質による標識が一般的であるが、放射性同位体などによる標識や、ビオチンを標識したPCR増幅産物に対し、標識したアビジンをビオチンに結合することで、間接的に標識することも可能である。   As a labeling substance to be used, labeling with a fluorescent substance is common because of its high sensitivity and ease of handling. However, labeling with a radioactive isotope or a PCR amplification product labeled with biotin is performed by using labeled avidin as biotin. It is also possible to label indirectly by binding to.

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、以下に述べる実施例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the examples described below are examples of the best mode according to the present invention, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

<実施例1> pUC118 EcoRI/BAPのPCR
(1)プライマーの設計
市販のTakara社製ベクター pUC118 EcoRI/BAP(全長3162bp)の塩基配列中より、下記の配列を有するプライマー4種を設計した。なお、pUC118 EcoRI/BAPの全塩基配列情報に関しては、Takara社より提供されており、また、公開されているデータベース等からも入手可能である。
<Example 1> pUC118 EcoRI / BAP PCR
(1) Primer design Four primers having the following sequences were designed from the base sequence of a commercially available vector pARA118 EcoRI / BAP (full length 3162 bp) manufactured by Takara. In addition, pUC118 EcoRI / BAP base sequence information is provided by Takara and is also available from public databases.

また、これら4種のプライマーについて、その塩基配列に基づき、計算により求めたメルティング温度Tm値を表1に示す。利用したTm値の計算方法は、上記の手法であり、その計算の際、PCR反応における諸条件として、反応液中におけるNa+濃度50mM、Mg2+濃度1.5mM、また、各プライマー濃度0.5Mとした。 Table 1 shows the melting temperature Tm values obtained by calculation based on the base sequences of these four kinds of primers. The calculation method of the Tm value used is the above-described method. In the calculation, the conditions for the PCR reaction are as follows: Na + concentration in reaction solution 50 mM, Mg 2+ concentration 1.5 mM, and each primer concentration 0 .5M.

これら4種のプライマーから構成されるプライマー・セットのうち、下記のフォワード・プライマーとリバース・プライマーの組み合わせによって得られる、二本鎖のPCR増幅産物の塩基配列鎖長は、表2に示すものとなる。   Among the primer sets composed of these four kinds of primers, the base sequence chain length of the double-stranded PCR amplification product obtained by the combination of the following forward primer and reverse primer is as shown in Table 2. Become.

(2)プライマーの合成
実施例1の(1)で設計した4種のプライマーの合成を行った。各プライマーの合成は、それぞれの塩基配列を有するDNA鎖を常法に従ってDNA合成機で合成し、さらに、DNA鎖の5'末端側にヘキサメチレンリンカーを介してアミノ基を修飾した。得られた5'末端アミノ修飾DNA(プライマー)は、カートリッジ精製した後、F1、F2、F3に関しては、アミノ基に結合するNHSタイプCy3標識試薬(アマシャム・ファルマシア製)で処理し、R1に関しては、NHSタイプCy5標識試薬(アマシャム・ファルマシア製)にて処理し、5'末端に蛍光色素標識を導入した。得られた標識化プライマーを、それぞれHPLC精製し、Cy3標識F1、Cy3標識F2、Cy3標識F3、Cy5標識R1の4種のプライマーを得た。得られた各標識化プライマーは、TEバッファーにて10Mの濃度に希釈した。
(2) Synthesis of primers Four types of primers designed in Example 1 (1) were synthesized. For synthesis of each primer, a DNA chain having the respective base sequence was synthesized by a DNA synthesizer according to a conventional method, and further, an amino group was modified on the 5 ′ end side of the DNA chain via a hexamethylene linker. The obtained 5′-terminal amino-modified DNA (primer) was purified with a cartridge, and with regard to F1, F2, and F3, it was treated with an NHS type Cy3 labeling reagent (Amersham Pharmacia) that binds to the amino group, and with respect to R1, This was treated with an NHS type Cy5 labeling reagent (Amersham Pharmacia), and a fluorescent dye label was introduced at the 5 ′ end. The obtained labeled primers were each purified by HPLC to obtain four types of primers: Cy3 labeled F1, Cy3 labeled F2, Cy3 labeled F3, and Cy5 labeled R1. Each obtained labeled primer was diluted with TE buffer to a concentration of 10M.

(3)PCR増幅反応
実施例1の(2)で合成した4種の標識化プライマー、鋳型遺伝子DNAとするTakara社製ベクター pUC118 EcoRI/BAP、ならびに、QIAGEN社製PCRキット HotStarTaq Master Mixを用いて、PCR増幅反応を行った。
(3) PCR amplification reaction Using 4 types of labeled primers synthesized in (2) of Example 1, Takara vector pUC118 EcoRI / BAP as template gene DNA, and QIAGEN PCR kit HotStarTaq Master Mix A PCR amplification reaction was performed.

フォワード・プライマーとリバース・プライマーの組み合わせとして、(1)中の表2に記載した3組の組み合わせについて、PCRの反応条件は、下記のプロトコルによって、下記表3に示す組成の反応液の調製を行った。   As a combination of the forward primer and the reverse primer, the PCR reaction conditions for the three combinations described in Table 2 in (1) are as follows. went.

調製された反応液について、市販のサーマルサイクラーを用いて、下記表4の温度サイクル・プロトコルに従って、PCR増幅反応を行った。   About the prepared reaction liquid, PCR amplification reaction was performed according to the temperature cycle protocol of the following Table 4 using the commercially available thermal cycler.

増幅反応終了後、PCR増幅産物は、精製用カラム(QIAGEN QIAquick PCR Purification Kit)を用いて精製した。精製後、PCR増幅産物溶液の液量は、50lとなるよう調製した。得られた精製済PCR増幅産物溶液の一部を取り、常法に従って電気泳動を行い、目的とする760bp相当のバンドが出ていることを確認した。図2に、フォワード・プライマーとリバース・プライマーの組み合わせ〔1〕、〔2〕、〔3〕を用いた際に得られるPCR増幅産物に対する電気泳動の画像を示す。   After the amplification reaction was completed, the PCR amplification product was purified using a purification column (QIAGEN QIAquick PCR Purification Kit). After purification, the volume of the PCR amplification product solution was adjusted to 50 l. A portion of the resulting purified PCR amplification product solution was taken and subjected to electrophoresis according to a conventional method, and it was confirmed that a target band corresponding to 760 bp had appeared. FIG. 2 shows an electrophoresis image of the PCR amplification product obtained when the forward primer and reverse primer combinations [1], [2], and [3] are used.

(4)吸収測定
実施例1の(2)で合成した4種の標識化プライマーの溶液、及び(3)で調製したPCR増幅産物溶液の吸収を測定した。なお、各標識プライマー溶液は、0.5Mの濃度に調製し、各標識化プライマーの標識蛍光物質(Cy3またはCy5)に応じて、下記の吸収波長における、標識蛍光物質に由来する吸収強度を測定した。
(4) Absorption measurement The absorption of the solution of the four types of labeled primers synthesized in Example 1 (2) and the PCR amplification product solution prepared in (3) were measured. Each labeled primer solution is prepared at a concentration of 0.5M, and the absorption intensity derived from the labeled fluorescent substance at the following absorption wavelength is measured according to the labeled fluorescent substance (Cy3 or Cy5) of each labeled primer. did.

また、PCR増幅産物溶液については、標識化したフォワード・プライマーとリバース・プライマーに由来する標識蛍光物質の両吸収波長において、吸収強度を測定した。   For the PCR amplification product solution, the absorption intensity was measured at both absorption wavelengths of the labeled fluorescent material derived from the labeled forward primer and reverse primer.

続いて、PCR増幅産物溶液において測定された吸収強度に基づき、PCR増幅反応による、各標識化プライマーの取り込み収率を算出した。この取り込み収率は、PCR増幅反応おいて、反応液中に添加したプライマーのうち、何%が伸長反応を起こし、PCR増幅産物のプライマー伸長鎖となったかを示す。   Subsequently, the incorporation yield of each labeled primer by the PCR amplification reaction was calculated based on the absorption intensity measured in the PCR amplification product solution. This incorporation yield indicates how many percent of the primers added to the reaction solution in the PCR amplification reaction caused an extension reaction to become a primer extension chain of the PCR amplification product.

PCR増幅産物〔2〕においては、Cy3標識F2とCy5標識R1のTm値がほとんど等しく、その結果、両者の取り込み収率に大きな違いは無く、対応する二本鎖が均等に合成されていることが判った。一方、PCR増幅産物〔1〕においては、Cy3標識F1のTm値は、Cy5標識R1のTm値より低いため、Cy5標識R1からの伸長鎖が優先的に合成され、それに付随して、各伸長鎖における、Cy3標識F1の取り込み収率と比較して、Cy5標識R1の取り込み収率が大きく上回っていた。一方、PCR増幅産物〔3〕においては、Cy3標識F3のTm値がCy5標識R1のTm値よりも高いため、Cy3標識F3からの伸長鎖が優先的に合成され、それに付随して、各伸長鎖における、Cy5標識R1の取り込み収率の取り込み収率と比較して、Cy3標識F3の取り込み収率も高くなった。   In the PCR amplification product [2], the Tm values of Cy3-labeled F2 and Cy5-labeled R1 are almost equal, and as a result, there is no significant difference in the uptake yield between the two, and the corresponding duplexes are synthesized evenly. I understood. On the other hand, in the PCR amplification product [1], since the Tm value of Cy3-labeled F1 is lower than the Tm value of Cy5-labeled R1, the extended strand from Cy5-labeled R1 is preferentially synthesized, and each extension is accompanied by the extension. The uptake yield of Cy5 labeled R1 was significantly higher than the uptake yield of Cy3 labeled F1 in the chain. On the other hand, in the PCR amplification product [3], since the Tm value of Cy3 labeled F3 is higher than the Tm value of Cy5 labeled R1, the extended chain from Cy3 labeled F3 is preferentially synthesized. The uptake yield of Cy3 labeled F3 was also higher than the uptake yield of Cy5 labeled R1 in the chain.

<実施例2> DNAチップにおけるハイブリダイゼーション反応
(1)DNAマイクロチップの作製
(1)−1ガラス基板の洗浄
合成石英のガラス基板(サイズ(WLT):25mm75mm1mm、飯山特殊ガラス社製)を耐熱、耐アルカリ性のラックに入れ、所定の濃度に調製した超音波洗浄用の洗浄液に浸した。一晩、洗浄液中で浸した後、20分間超音波洗浄を行った。続いて、ガラス基板を取り出し、軽く純水で漱いだ後、超純水中で20分超音波洗浄を行った。次に、80℃に加熱した1N水酸化ナトリウム水溶液中に10分間、ガラス基板を浸した。再び、純水洗浄と超純水洗浄を行い、DNAチップ用の洗浄済石英ガラス基板を用意した。
<Example 2> Hybridization reaction in a DNA chip (1) Preparation of a DNA microchip (1) -1 Cleaning of a glass substrate A synthetic quartz glass substrate (size (WLT): 25 mm 75 mm 1 mm, made by Iiyama Special Glass Co., Ltd.) It was placed in an alkali-resistant rack and immersed in a cleaning solution for ultrasonic cleaning adjusted to a predetermined concentration. After soaking in the cleaning solution overnight, ultrasonic cleaning was performed for 20 minutes. Subsequently, the glass substrate was taken out and lightly rinsed with pure water, followed by ultrasonic cleaning for 20 minutes in ultrapure water. Next, the glass substrate was immersed in a 1N sodium hydroxide aqueous solution heated to 80 ° C. for 10 minutes. Again, pure water cleaning and ultrapure water cleaning were performed to prepare a cleaned quartz glass substrate for a DNA chip.

(1)−2表面処理
シランカップリング剤KBM−603(信越シリコーン社製)を、1%の濃度となるように純水中に溶解させ、2時間室温で攪拌した。続いて、洗浄済石英ガラス基板を、このシランカップリング剤水溶液に浸し、20分間室温で放置した。ガラス基板を引き上げ、軽く純水で表面を洗浄した後、ガラス基板の両面に窒素ガスを吹き付けて乾燥させた。次に、窒素ブロー乾燥したガラス基板を、120℃に加熱したオーブン中で1時間ベークし、カップリング剤処理を完結させた。このカップリング剤処理により、ガラス基板表面に、シランカップリング剤由来のアミノ基が導入された。
(1) -2 Surface Treatment A silane coupling agent KBM-603 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) was dissolved in pure water to a concentration of 1% and stirred at room temperature for 2 hours. Subsequently, the washed quartz glass substrate was immersed in this aqueous silane coupling agent solution and left at room temperature for 20 minutes. The glass substrate was pulled up, the surface was lightly washed with pure water, and then dried by blowing nitrogen gas on both sides of the glass substrate. Next, the glass substrate dried with nitrogen blow was baked in an oven heated to 120 ° C. for 1 hour to complete the coupling agent treatment. By this coupling agent treatment, an amino group derived from a silane coupling agent was introduced on the surface of the glass substrate.

一方、同仁化学研究所社製のN−マレイミドカプロイロキシスクシイミド(N−(6−Maleimidocaproyloxy)succinimido);以下、EMCSと略す)を、ジメチルスルホキシドとエタノールの1:1混合溶媒中に最終濃度が0.3mg/mlとなるように溶解したEMCS溶液を用意した。ベーク終了後、カップリング剤処理済ガラス基板を放冷し、調製したEMCS溶液中に室温で2時間浸した。この浸漬処理間に、カップリング剤処理済ガラス基板の表面に導入されているアミノ基と、EMCSのスクシイミド基とが反応し、ガラス基板表面にEMCS由来のマレイミド基が導入された。EMCS溶液から引き上げたガラス基板を、先述のジメチルスルホキシドとエタノールの混合溶媒を用いて洗浄し、さらに、エタノールにより洗浄した後、窒素ガス雰囲気下で乾燥させた。   On the other hand, N-maleimidocaproyloxy succinimide (N- (6-Maleimidocaproxy) succinimido); hereinafter abbreviated as EMCS) manufactured by Dojindo Laboratories Ltd. was finally added in a 1: 1 mixed solvent of dimethyl sulfoxide and ethanol. An EMCS solution dissolved so as to have a concentration of 0.3 mg / ml was prepared. After completion of baking, the glass substrate treated with the coupling agent was allowed to cool and immersed in the prepared EMCS solution at room temperature for 2 hours. During this immersion treatment, the amino group introduced on the surface of the glass substrate treated with the coupling agent and the succinimide group of EMCS reacted to introduce a maleimide group derived from EMCS on the surface of the glass substrate. The glass substrate pulled up from the EMCS solution was washed with the above-mentioned mixed solvent of dimethyl sulfoxide and ethanol, further washed with ethanol, and then dried in a nitrogen gas atmosphere.

(1)−3 プローブ用DNAの合成
下記の塩基配列を有するプローブP1を合成した。なお、この塩基配列は、実施例1におけるPCR増幅産物〔1〕、〔2〕、〔3〕のReverse側の伸長鎖の部分塩基配列に対して、100%相補的な塩基配列となっている。
プローブP1:5' ccttaacgtgagttttcg 3'
プローブDNAは、上記の表面にマレイミド基が導入されガラス基板に対して共有結合させるため、常法に従って、5'末端にチオール化処理を施した。その後、DNA合成時における副反応を避けるために、保護を施している保護基を脱保護し、さらにHPLC精製および脱塩処理を施した。
(1) -3 Synthesis of Probe DNA Probe P1 having the following base sequence was synthesized. This base sequence is a base sequence that is 100% complementary to the partial base sequence of the extended strand on the reverse side of the PCR amplification products [1], [2], and [3] in Example 1. .
Probe P1: 5 'ccttaacgtgagttttcg 3'
The probe DNA was subjected to thiolation at the 5 ′ end in accordance with a conventional method in order to introduce a maleimide group on the surface and covalently bond it to the glass substrate. Thereafter, in order to avoid side reactions during DNA synthesis, the protected protecting groups were deprotected, and further subjected to HPLC purification and desalting treatment.

得られたプローブDNAは、純水に溶解し、それぞれ、最終濃度(インク溶解時)10Mとなるように分注した後、凍結乾燥を行い、水分を除いた。   The obtained probe DNA was dissolved in pure water and dispensed to a final concentration (at the time of ink dissolution) of 10 M, and then freeze-dried to remove moisture.

(1)−4 BJプリンターによるプローブDNA吐出、および基板表面への結合
グリセリン7.5wt%、チオジグリコール7.5wt%、尿素7.5wt%、アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製)1.0wt%を含む水溶液を用意した。続いて、分注したプローブDNAを上記の混合溶媒に規定濃度(10M)となるように溶解した。得られたプローブDNA溶液を、バブルジェットプリンター(商品名:BJF−850 キヤノン社製)用インクタンクに充填し、印字ヘッドに装着した。
(1) -4 Probe DNA ejection by BJ printer and binding to substrate surface Glycerin 7.5 wt%, Thiodiglycol 7.5 wt%, Urea 7.5 wt%, Acetylenol EH (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 1.0 wt % Aqueous solution was prepared. Subsequently, the dispensed probe DNA was dissolved in the above mixed solvent so as to have a specified concentration (10M). The obtained probe DNA solution was filled in an ink tank for a bubble jet printer (trade name: BJF-850 manufactured by Canon Inc.) and mounted on a print head.

なお、前記バブルジェットプリンターは、平板へのインクジェット印刷が可能なように改造を施したものである。また、該改造バブルジェットプリンターは、所定のファイル作成方法に従って印字パターンを入力することにより、約5plのDNA溶液液滴を、約120mピッチでスポッティングすることが可能となっている。   The bubble jet printer is modified so that ink jet printing onto a flat plate is possible. The modified bubble jet printer is capable of spotting about 5 pl of DNA solution droplets at a pitch of about 120 m by inputting a print pattern according to a predetermined file creation method.

続いて、この改造バブルジェットプリンターを用いて、ガラス基板表面に、プローブDNA溶液のスポッティング操作をおこなった。1枚のDNAチップ当たり、16スポットの吐出が行われるよう印字のパターンを予め作成し、インクジェット印字した。目的のパターンにDNA溶液のスポッティングが確実に行われていることを拡大鏡等により確認した後、30分間加湿チャンバー内に静置し、ガラス基板表面のマレイミド基とプローブDNA5'末端のスルファニル基(−SH)とを反応させた。   Subsequently, using this modified bubble jet printer, the probe DNA solution was spotted on the surface of the glass substrate. A printing pattern was prepared in advance so that 16 spots were ejected per DNA chip, and ink jet printing was performed. After confirming that the target solution has been spotted with the DNA pattern with a magnifying glass or the like, it is allowed to stand in a humidified chamber for 30 minutes, and the maleimide group on the surface of the glass substrate and the sulfanyl group on the probe DNA 5 ′ end -SH).

(1)−5 洗浄
加湿チャンバー内における30分間の反応後、100mMのNaClを含む10mMのリン酸緩衝液(pH 7.0)により、ガラス基板表面に残った未反応のプローブDNAを洗い流した。ガラス基板表面に、各DNAチップ当たり16スポットに所定の一本鎖プローブDNAが、それぞれ固定された、DANマイクロアレイ型DNAチップを得た。
(1) -5 Washing After the reaction for 30 minutes in the humidified chamber, unreacted probe DNA remaining on the glass substrate surface was washed away with 10 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 100 mM NaCl. A DAN microarray-type DNA chip was obtained in which predetermined single-stranded probe DNAs were immobilized on 16 spots per each DNA chip on the glass substrate surface.

(2)ハイブリダイゼーション反応
実施例2の(1)で作製したDNAチップと、検体として、実施例1で作製したPCR増幅産物を用いて、目的の核酸分子に対する検出反応を行った。
(2) Hybridization reaction Using the DNA chip prepared in (1) of Example 2 and the PCR amplification product prepared in Example 1 as a sample, a detection reaction for the target nucleic acid molecule was performed.

(2)−1 DNAマイクロアレイのブロッキング
BSA(牛血清アルブミン Fraction V:Sigma社製)を1wt%となるように、100mM NaCl/10mM Phosphate Bufferに溶解し、この溶液に実施例2の(1)で作製したDNAマイクロアレイ(DNAチップ)を室温で2時間浸し、ガラス基板面のブロッキングを行った。ブロッキング終了後、0.1wt%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)を含む2SSC溶液(NaCl 300mM、Sodium Citrate(trisodium citrate dihydrate,C65Na3・2H2O) 30mM、pH 7.0)で洗浄を行った後、純水でリンスした。その後、スピン・ドライ装置でDNAマイクロアレイの水切りを行った。
(2) -1 Blocking of DNA microarray BSA (bovine serum albumin Fraction V: manufactured by Sigma) was dissolved in 100 mM NaCl / 10 mM Phosphate Buffer so as to be 1 wt%, and this solution was dissolved in (1) of Example 2 The prepared DNA microarray (DNA chip) was immersed for 2 hours at room temperature to block the glass substrate surface. After the blocking, washing with 2SSC solution (NaCl 300 mM, sodium citrate (trisodium citrate dihydrate, C 6 H 5 Na 3 .2H 2 O) 30 mM, pH 7.0) containing 0.1 wt% SDS (sodium dodecyl sulfate) After performing, it rinsed with the pure water. Thereafter, the DNA microarray was drained with a spin dry apparatus.

(2)−2 ハイブリダイゼーション溶液の調製
各PCR増幅産物溶液中のターゲット核酸量(モル数)を同じにするため、Reverse鎖に標識してあるCy5による吸収強度が同じになるよう、3種のPCR増幅産物の濃度を調製した。続いて、等量のPCR増幅産物溶液を用いて最終濃度が下記の構成となるよう3種のハイブリダイゼーション溶液を調製した。
(2) -2 Preparation of Hybridization Solution In order to make the amount of target nucleic acid (number of moles) in each PCR amplification product solution the same, three kinds of absorption strengths by Cy5 labeled on the reverse strand are the same. The concentration of the PCR amplification product was adjusted. Subsequently, three types of hybridization solutions were prepared using equal amounts of PCR amplification product solutions so that the final concentrations were as follows.

<ハイブリダイゼーション溶液>
6SSPE/10% Formamide/PCR増幅産物溶液
(6×SSPE: NaCl 900mM、NaH2PO4・H2O 60mM、EDTA 6mM、 pH 7.4)
(2)−3 ハイブリダイゼーション
水切りしたDNAチップを、ハイブリダイゼーション装置(Genomic Solutions Inc. Hybridization Station)にセットし、上記組成のハイブリダイゼーション溶液を用いて、下記手順・条件でハイブリダイゼーション反応を行った。
<Hybridization solution>
6SSPE / 10% Formamide / PCR amplification product solution (6 × SSPE: NaCl 900 mM, NaH 2 PO 4 .H 2 O 60 mM, EDTA 6 mM, pH 7.4)
(2) -3 Hybridization The drained DNA chip was set in a hybridization apparatus (Genomic Solutions Inc. Hybridization Station), and a hybridization reaction was performed using the hybridization solution having the above composition under the following procedures and conditions.

<ハイブリダイゼーション条件・手順>
<Hybridization conditions and procedures>

(3) 蛍光測定
ハイブリダイゼーション反応終了後、スピン・ドライ乾燥したDNAチップについて、DNAマイクロアレイ用蛍光検出装置(Axon社製、genepix 4000B)を用いで、ハイブリッド体に由来する蛍光測定を行った。該ハイブリッド体に由来する蛍光は、プローブDNAとハイブリッド体を形成する、実施例1におけるPCR増幅産物〔1〕、〔2〕、〔3〕のReverse側の伸長鎖上の蛍光標識に由来するものである。
(3) Fluorescence measurement After the completion of the hybridization reaction, a fluorescence measurement derived from the hybrid was performed on the spin-dried DNA chip using a fluorescence detection apparatus for DNA microarray (Anexon, Genepix 4000B). The fluorescence derived from the hybrid is derived from the fluorescent label on the reverse strand of the PCR amplification products [1], [2] and [3] in Example 1 that form a hybrid with the probe DNA. It is.

DNAチップ上、プローブDNAのスポットの無い部分において観測される蛍光強度をバックグランド値として、各スポットからの見掛けの蛍光強度より、バックグランド値を差し引いた値を、蛍光強度の実測値とした。また、下記表9には、測定を2回実施し、その実測値の平均値を示す。   On the DNA chip, the fluorescence intensity observed in the portion without the spot of the probe DNA was used as a background value, and the value obtained by subtracting the background value from the apparent fluorescence intensity from each spot was taken as the actual measurement value of fluorescence intensity. Table 9 below shows the average value of actually measured values obtained by performing the measurement twice.

この結果から、Forward鎖とReverse鎖が均等に合成されているPCR増幅産物〔2〕による検体試料に比べて、Forward鎖と較べて、Reverse鎖が優先的に合成されているPCR増幅産物〔1〕による検体試料において、より効率よくDNAチップ上で、Reverse鎖のハイブリダイゼーションが生じていることが判る。従って、本発明にかかる核酸増幅方法を適用することで、所望のPCR増幅伸長鎖を、より優先的に合成することが可能となり、DNAチップを用いた核酸分子の検出に供する検体試料の調製工程に、本発明にかかる核酸増幅方法は好適に適用可能であることが判った。   From this result, the PCR amplification product [1] in which the Reverse strand is preferentially synthesized as compared with the Forward strand compared to the specimen sample by the PCR amplification product [2] in which the Forward strand and the Reverse strand are synthesized equally. ], It can be seen that reverse strand hybridization occurs more efficiently on the DNA chip. Therefore, by applying the nucleic acid amplification method according to the present invention, it is possible to preferentially synthesize a desired PCR-amplified extended chain, and a specimen sample preparation process for detection of nucleic acid molecules using a DNA chip Furthermore, it was found that the nucleic acid amplification method according to the present invention can be suitably applied.

<実施例3> アントラセン修飾プライマーを用いたPCRおよびハイブリダイゼーション
(1)アントラセン修飾プライマーの合成
実施例1で設計したpUC118のプライマーF2の合成を行った。プライマーの合成は同塩基配列を有するDNA鎖を定法に従ってDNA自動合成機で合成し、さらに、DNA鎖の5’末端にメチレン鎖から構成されるリンカーを介してチオール基を修飾した。得られた5’末端チオール修飾DNAは、各官能基に結合した保護基を除去したのち、ゲルろ過及びエタノール沈澱により精製した。
Example 3 PCR and Hybridization Using Anthracene Modified Primer (1) Synthesis of Anthracene Modified Primer Primer F2 of pUC118 designed in Example 1 was synthesized. Primers were synthesized by synthesizing a DNA chain having the same base sequence with an automatic DNA synthesizer according to a conventional method, and further modifying the thiol group via a linker composed of a methylene chain at the 5 ′ end of the DNA chain. The obtained 5′-terminal thiol-modified DNA was purified by gel filtration and ethanol precipitation after removing the protective group bonded to each functional group.

続いて、得られたチオール修飾DNA 30nmolを、混合溶媒(水50%、エタノール25%、ジメチルスルホキシド25%)100マイクロリットルに溶解し、さらに1mgのEMCSを加え、室温で3時間反応させた。得られた混合物は、ゲルろ過及びエタノール沈澱により精製した。この反応によりDNAの5’末端にEMCSが結合し、末端にスクシイミド基が結合した修飾DNAが合成された。   Subsequently, 30 nmol of the obtained thiol-modified DNA was dissolved in 100 microliters of a mixed solvent (water 50%, ethanol 25%, dimethyl sulfoxide 25%), and further 1 mg of EMCS was added and reacted at room temperature for 3 hours. The resulting mixture was purified by gel filtration and ethanol precipitation. By this reaction, a modified DNA in which EMCS was bound to the 5 'end of the DNA and a succinimide group was bound to the end was synthesized.

続いて、水とジメチルホルムアミドの混合溶媒(1:1)100マイクロリットルに上記の修飾DNAを溶解した後、10mgの2−アミノアントラセンを添加、攪拌し、可能な限り溶解させた。さらに、攪拌を続けながら45℃で約5時間反応を行った。この反応により、DNA末端のスクシイミド基とアントラセンに結合したアミノ基が反応し、5’末端にアントラセンが結合したアントラセン修飾プライマー(以下F2ANと略す)が得られた。   Subsequently, after dissolving the modified DNA in 100 microliters of a mixed solvent of water and dimethylformamide (1: 1), 10 mg of 2-aminoanthracene was added and stirred to dissolve as much as possible. Furthermore, the reaction was carried out at 45 ° C. for about 5 hours while stirring was continued. By this reaction, a succinimide group at the DNA end and an amino group bonded to anthracene reacted to obtain an anthracene-modified primer (hereinafter abbreviated as F2AN) in which anthracene was bonded to the 5 'end.

析出している成分等を濾過して取り除いたのち、定法に従って精製した。精製後、核酸成分の濃度測定を行い、TEバッファーにて10Mの濃度に希釈した。   The precipitated components were removed by filtration and then purified according to a conventional method. After purification, the concentration of the nucleic acid component was measured and diluted to a concentration of 10M with TE buffer.

(2)PCR増幅反応
実施例1で設計したF2及びR1の配列を有する各プライマーを定法に従って合成した。合成にあたっては末端には特に修飾は施していない。合成したプライマーはTEバッファーにて10Mの濃度に希釈した。
続いて、F2AN、F2、R1の3種のプライマーを用いてPCRを行った。プライマーの組み合わせは表10に記載の組み合わせとした。
(2) PCR amplification reaction Each primer having the F2 and R1 sequences designed in Example 1 was synthesized according to a conventional method. In the synthesis, the terminal is not particularly modified. The synthesized primer was diluted with TE buffer to a concentration of 10M.
Subsequently, PCR was performed using three types of primers, F2AN, F2, and R1. The primer combinations were those shown in Table 10.

PCRの詳細な反応組成は、下記の表11の通りとした。Cy3dUTPを標識基質として混在させてPCRを行うことにより、得られるPCR産物を標識した。   The detailed reaction composition of PCR was as shown in Table 11 below. The PCR product obtained was labeled by carrying out PCR by mixing Cy3dUTP as a labeling substrate.

調製された反応液について、市販のサーマルサイクラーを用いて、下記表12の温度サイクル・プロトコルに従って、PCR増幅反応を行った。   About the prepared reaction liquid, PCR amplification reaction was performed according to the temperature cycle protocol of the following Table 12 using the commercially available thermal cycler.

増幅反応終了後、PCR増幅産物は、精製用カラム(QIAGEN QIAquick PCR Purification Kit)を用いて精製した。精製後、PCR増幅産物溶液の液量は、50lとなるよう調製した。得られた精製済PCR増幅産物溶液の一部を取り、常法に従って電気泳動を行い、目的とする約760bp相当のバンドが出ていることを確認した。   After the amplification reaction was completed, the PCR amplification product was purified using a purification column (QIAGEN QIAquick PCR Purification Kit). After purification, the volume of the PCR amplification product solution was adjusted to 50 l. A portion of the resulting purified PCR amplification product solution was taken and subjected to electrophoresis according to a conventional method, and it was confirmed that a target band corresponding to about 760 bp had appeared.

(3)ハイブリダイゼーション反応
得られたPCR産物2種は、それぞれ回収量の全量を、実施例2の(1)で作製したDNAチップに対してハイブリダイゼーションした。ハイブリダイゼーション溶液の組成、ハイブリダイゼーションの手順およびチップのスキャンは実施例2と同様に行った。実施例2と同様に2度のスキャンの平均を算出した結果を表13に示す
(3) Hybridization reaction The two kinds of PCR products obtained were each hybridized to the DNA chip prepared in Example 2 (1). The composition of the hybridization solution, the hybridization procedure, and the chip scan were performed in the same manner as in Example 2. The results of calculating the average of the two scans in the same manner as in Example 2 are shown in Table 13.

この結果から、プライマーにインターカレータであるアントラセンが結合したプライマーF2ANはアントラセンの効果によりTm値が上昇し、R1よりも優先的にPCRの伸長反応が行われたことがわかる。その結果、修飾していないF2(〔5〕)に比べてF2AN(〔4〕)を用いた方が蛍光輝度が高くなった。   From this result, it can be seen that the primer F2AN in which an anthracene as an intercalator is bound to a primer has an increased Tm value due to the effect of anthracene, and a PCR extension reaction was performed preferentially over R1. As a result, the fluorescence brightness was higher when F2AN ([4]) was used than with unmodified F2 ([5]).

<実施例4> アダマンタン修飾プライマーを用いたPCRおよびハイブリダイゼーション
(1)アダマンタン修飾プライマーの合成
実施例1で設計したpUC118のプライマーR1の合成を行った。プライマーの合成は同塩基配列を有するDNA鎖を定法に従ってDNA自動合成機で合成し、さらに、DNA鎖の5’末端にメチレン鎖から構成されるリンカーを介してチオール基を修飾した。得られた5’末端チオール修飾DNAは、各官能基に結合した保護基を除去したのち、ゲルろ過及びエタノール沈澱により精製した。
Example 4 PCR and Hybridization Using Adamantane Modified Primer (1) Synthesis of Adamantane Modified Primer Primer R1 of pUC118 designed in Example 1 was synthesized. Primers were synthesized by synthesizing a DNA chain having the same base sequence with an automatic DNA synthesizer according to a conventional method, and further modifying the thiol group via a linker composed of a methylene chain at the 5 ′ end of the DNA chain. The obtained 5′-terminal thiol-modified DNA was purified by gel filtration and ethanol precipitation after removing the protective group bonded to each functional group.

続いて、得られたチオール修飾DNA 30nmolを、混合溶媒(水50%、エタノール25%、ジメチルスルホキシド25%)100マイクロリットルに溶解し、さらに1mgのEMCSを加え、室温で3時間反応させた。得られた混合物は、ゲルろ過及びエタノール沈澱により精製した。この反応によりDNAの5’末端にEMCSが結合し、末端にスクシイミド基が結合した修飾DNAが合成された。   Subsequently, 30 nmol of the obtained thiol-modified DNA was dissolved in 100 microliters of a mixed solvent (water 50%, ethanol 25%, dimethyl sulfoxide 25%), and further 1 mg of EMCS was added and reacted at room temperature for 3 hours. The resulting mixture was purified by gel filtration and ethanol precipitation. By this reaction, a modified DNA in which EMCS was bound to the 5 'end of the DNA and a succinimide group was bound to the end was synthesized.

続いて、水100マイクロリットルに上記の修飾DNAを溶解した後、10mgの塩酸アマンタジンを添加、攪拌し、可能な限り溶解させた。さらに、攪拌を続けながら45℃で約5時間反応を行った。この反応により、DNA末端のスクシイミド基とアダマンタンに結合したアミノ基が反応し、5’末端にアダマンタンが結合したアダマンタン修飾プライマー(以下R1ADと略す)が得られた。   Subsequently, after the modified DNA was dissolved in 100 microliters of water, 10 mg of amantadine hydrochloride was added and stirred to dissolve as much as possible. Furthermore, the reaction was carried out at 45 ° C. for about 5 hours while stirring was continued. By this reaction, a succinimide group at the DNA end and an amino group bound to adamantane reacted to obtain an adamantane-modified primer (hereinafter abbreviated as R1AD) having adamantane bound to the 5 'end.

析出している成分等を濾過して取り除いたのち、定法に従って精製した。精製後、核酸成分の濃度測定を行い、TEバッファーにて10Mの濃度に希釈した。   The precipitated components were removed by filtration and then purified according to a conventional method. After purification, the concentration of the nucleic acid component was measured and diluted to a concentration of 10M with TE buffer.

(2)PCR増幅反応
実施例1で設計したF2及びR1の配列を有する各プライマーを定法に従って合成した。合成にあたっては末端には特に修飾は施していない。合成したプライマーはTEバッファーにて10Mの濃度に希釈した。
(2) PCR amplification reaction Each primer having the F2 and R1 sequences designed in Example 1 was synthesized according to a conventional method. In the synthesis, the terminal is not particularly modified. The synthesized primer was diluted with TE buffer to a concentration of 10M.

続いて、F2、R1、R1ADの3種のプライマーを用いてPCRを行った。プライマーの組み合わせは表10に記載の組み合わせとした。   Subsequently, PCR was performed using three types of primers F2, R1, and R1AD. The primer combinations were those shown in Table 10.

PCRの詳細な反応組成は、下記の表15の通りとした。Cy3dUTPを標識基質として混在させてPCRを行うことにより、得られるPCR産物を標識した。   The detailed reaction composition of PCR was as shown in Table 15 below. The PCR product obtained was labeled by carrying out PCR by mixing Cy3dUTP as a labeling substrate.

調製された反応液について、市販のサーマルサイクラーを用いて、下記表16の温度サイクル・プロトコルに従って、PCR増幅反応を行った。   About the prepared reaction liquid, PCR amplification reaction was performed according to the temperature cycle protocol of the following Table 16 using the commercially available thermal cycler.

増幅反応終了後、PCR増幅産物は、精製用カラム(QIAGEN QIAquick PCR Purification Kit)を用いて精製した。精製後、PCR増幅産物溶液の液量は、50lとなるよう調製した。得られた精製済PCR増幅産物溶液の一部を取り、常法に従って電気泳動を行い、目的とする約760bp相当のバンドが出ていることを確認した。   After the amplification reaction was completed, the PCR amplification product was purified using a purification column (QIAGEN QIAquick PCR Purification Kit). After purification, the volume of the PCR amplification product solution was adjusted to 50 l. A portion of the resulting purified PCR amplification product solution was taken and subjected to electrophoresis according to a conventional method, and it was confirmed that a target band corresponding to about 760 bp had appeared.

(3)ハイブリダイゼーション反応
得られたPCR産物2種は、それぞれ回収量の全量を、実施例2の(1)で作製したDNAチップに対してハイブリダイゼーションした。ハイブリダイゼーション溶液の組成、ハイブリダイゼーションの手順およびチップのスキャンは実施例2と同様に行った。実施例2と同様に2度のスキャンの平均を算出した結果を表17に示す
(3) Hybridization reaction The two kinds of PCR products obtained were each hybridized to the DNA chip prepared in Example 2 (1). The composition of the hybridization solution, the hybridization procedure, and the chip scan were performed in the same manner as in Example 2. The results of calculating the average of the two scans in the same manner as in Example 2 are shown in Table 17.

この結果から、プライマーにアダマンタンが化学修飾したプライマーR1ADはアダマンタンの効果によりプライマーの二本鎖安定性が低下しTm値が下がり、相対的にF2からの伸長鎖が優先されてPCRの伸長反応がおこなわれたことがわかる。その結果、修飾していないR1(〔7〕)に比べてR1AD(〔6〕)を用いた方が蛍光輝度が高くなった。   From this result, primer R1AD, which is chemically modified with adamantane on the primer, decreases the duplex stability of the primer due to the effect of adamantane and lowers the Tm value, and the extension strand from F2 is given priority, and the PCR extension reaction takes place. You can see that it was done. As a result, the fluorescence brightness was higher when R1AD ([6]) was used than with unmodified R1 ([7]).

本発明は、PCR増幅法を利用し、所望の一本鎖核酸の含有比率を高めた検体調製に応用可能であり、特に、その所望の一本鎖核酸の含有比率を高める効果を利用することで、ハイブリダイゼーション反応によって、特定の核酸配列を有する核酸分子の検出に好適に適用できる。   The present invention can be applied to the preparation of a specimen in which the content ratio of a desired single-stranded nucleic acid is increased using a PCR amplification method, and in particular, the effect of increasing the content ratio of the desired single-stranded nucleic acid is utilized. Thus, it can be suitably applied to detection of a nucleic acid molecule having a specific nucleic acid sequence by a hybridization reaction.

本発明にかかる核酸増幅方法における、基本的な発明の技術的原理を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the technical principle of the basic invention in the nucleic acid amplification method concerning this invention. 実施例1におけるPCR増幅反応で得られる、精製済のPCR増幅産物溶液の電気泳動の画像を示す図である。2 is a diagram showing an electrophoresis image of a purified PCR amplification product solution obtained by the PCR amplification reaction in Example 1. FIG.

Claims (32)

試料の中に含まれる核酸分子より、少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物をPCR増幅法により製造する方法であって、
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーとして、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるメルティング温度(Tm)値を有するプライマーを用いる
ことを特徴とする核酸増幅方法。
Using a primer set composed of at least two primers from a nucleic acid molecule contained in a sample, an amplification product having at least one specific base sequence in the nucleic acid molecule is produced by a PCR amplification method. A method,
A primer having a melting temperature (Tm) value different from that of other primers under the conditions of the PCR amplification reaction is used as at least one primer among a plurality of kinds of primers constituting the primer set, A nucleic acid amplification method.
PCR増幅反応において増幅される、前記複数種のプライマーより伸長される、複数種のプライマー伸長鎖のうち、優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を構成するプライマーとして、前記プライマー・セットを構成する少なくとも1つの他のプライマーよりも高いTm値を有するプライマーを用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
At least one constituting the primer set as a primer constituting a primer extension strand to be preferentially amplified among a plurality of types of primer extension strands amplified from the plurality of types of primers amplified in a PCR amplification reaction. The method according to claim 1, characterized in that a primer having a higher Tm value than one other primer is used.
前記試料は、その中に複数種の核酸分子が混在している検体であり、
前記検体中に混在する複数種の核酸分子から、増幅したい1つ以上の核酸分子を選択する工程と、
選択された、増幅したい1つ以上の核酸分子の全塩基配列中から、1つ以上の増幅したい塩基配列領域を選択する工程と、選択された塩基配列領域に対して、PCR増幅用のフォワード・プライマーならびにリバース・プライマーを設計して、前記少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットとする工程と、
前記プライマー・セットを構成する少なくとも2つのプライマーを用いたPCR増幅反応において増幅される、前記複数種のプライマーより伸長される、複数種のプライマー伸長鎖のうち、1つ以上の優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を選択する工程とをさらに含む
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
The sample is a specimen in which plural types of nucleic acid molecules are mixed,
Selecting one or more nucleic acid molecules to be amplified from a plurality of types of nucleic acid molecules mixed in the specimen;
A step of selecting one or more base sequence regions to be amplified from all the base sequences of the selected one or more nucleic acid molecules to be amplified, and forward amplification for PCR amplification with respect to the selected base sequence regions Designing a primer and a reverse primer to form a primer set composed of the at least two primers;
Want to preferentially amplify one or more of the plurality of types of primer extension strands that are extended from the plurality of types of primers that are amplified in a PCR amplification reaction using at least two primers constituting the primer set. The method of claim 2, further comprising selecting a primer extension strand.
PCR増幅反応において、試料の中に含まれる核酸分子より、該核酸分子中の特定の塩基配列を有する増幅産物を増幅する際、2つのプライマーを用い、
前記2つのプライマーより伸長される、二種のプライマー伸長鎖のうち、優先的に増幅したいプライマー伸長鎖を構成するプライマーとして、他のプライマーよりも高いTm値を有するプライマーを用いる
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
In the PCR amplification reaction, when amplifying an amplification product having a specific base sequence in the nucleic acid molecule from the nucleic acid molecule contained in the sample, two primers are used,
Of the two types of primer extension strands extended from the two primers, a primer having a higher Tm value than other primers is used as a primer constituting a primer extension strand to be preferentially amplified. The method of claim 2.
PCR増幅反応において、前記PCR増幅反応の条件下において、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーが示す、各プライマーのTm値のうち、最も高いTm値と最も低いTm値とを上限、下限とする温度範囲内に、鋳型に対して、プライマーを結合させるアニール工程におけるアニール温度を設定する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
In the PCR amplification reaction, the upper limit and the lower limit of the highest Tm value and the lowest Tm value among the Tm values of each primer indicated by a plurality of types of primers constituting the primer set under the conditions of the PCR amplification reaction. 5. The method according to claim 1, wherein an annealing temperature in an annealing step in which a primer is bonded to a template is set within a temperature range.
PCR増幅反応において、試料の中に含まれる核酸分子より、該核酸分子中の特定の塩基配列を有する増幅産物を増幅する際、2つのプライマーを用い、
前記PCR増幅反応の条件下において、前記2つのプライマーがそれぞれ示すTm値を、上限、下限とする温度範囲内に、鋳型に対して、プライマーを結合させるアニール工程におけるアニール温度を設定する
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
In the PCR amplification reaction, when amplifying an amplification product having a specific base sequence in the nucleic acid molecule from the nucleic acid molecule contained in the sample, two primers are used,
An annealing temperature in the annealing step for binding the primer to the template is set within a temperature range in which the Tm values indicated by the two primers are the upper and lower limits under the conditions of the PCR amplification reaction, respectively. The method according to claim 5.
前記2つのプライマーの示すTm値間の温度差を、10℃〜20℃の範囲に選択する
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。
The method according to claim 4, wherein the temperature difference between the Tm values indicated by the two primers is selected in the range of 10 ° C to 20 ° C.
前記2つのプライマーの示すTm値間の温度差を、5℃〜10℃の範囲に選択する
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。
The method according to claim 4, wherein the temperature difference between the Tm values indicated by the two primers is selected in the range of 5 ° C to 10 ° C.
前記2つのプライマーの示すTm値間の温度差を、1℃〜5℃の範囲に選択する
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。
The method according to claim 4, wherein the temperature difference between the Tm values indicated by the two primers is selected in the range of 1 ° C to 5 ° C.
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーを、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるTm値を有するプライマーとする手段として、プライマーの有する塩基配列におけるGC%を調整することにより、該塩基配列のプライマーが示すTm値を調整する手段を用いて、該プライマーの有する塩基配列の選択により、他のプライマーとのTm値の差を設ける
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
As a means for using at least one of the plurality of primers constituting the primer set as a primer having a Tm value different from that of other primers under the conditions of the PCR amplification reaction, in the nucleotide sequence of the primer By adjusting the GC%, a means for adjusting the Tm value indicated by the primer of the base sequence is used, and by selecting the base sequence of the primer, a difference in Tm value from other primers is provided. The method according to any one of claims 1 to 9.
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーを、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるTm値を有するプライマーとする手段として、プライマーの有する塩基配列の塩基鎖長を調整ことにより、該塩基配列のプライマーが示すTm値を調整する手段を用いて、該プライマーの有する塩基配列の選択により、他のプライマーとのTm値の差を設ける
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
As a means for using at least one of the plurality of primers constituting the primer set as a primer having a Tm value different from that of other primers under the conditions of the PCR amplification reaction, the nucleotide sequence of the primer By adjusting the base chain length, using means for adjusting the Tm value indicated by the primer of the base sequence, and selecting the base sequence possessed by the primer, a difference in Tm value from other primers is provided. The method according to any one of claims 1 to 9.
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも1つのプライマーを、前記PCR増幅反応の条件下において、他のプライマーと異なるTm値を有するプライマーとする手段として、プライマーに化学的な修飾を施す
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
Chemical modification of the primer as a means for using at least one of the plurality of primers constituting the primer set as a primer having a Tm value different from other primers under the conditions of the PCR amplification reaction The method according to claim 1, wherein the method is performed.
該化学的な修飾は、核酸の二本鎖安定性を上昇する性質を有する化学物質である
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
The method according to claim 12, wherein the chemical modification is a chemical substance having a property of increasing the double-stranded stability of the nucleic acid.
該化学的な修飾は、核酸の二本鎖安定性を低下する性質を有する化学物質である
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
The method according to claim 12, wherein the chemical modification is a chemical substance having a property of reducing the double-stranded stability of the nucleic acid.
該化学物質は、核酸のインターカレータ−としての性質を有する
ことを特徴とする請求項13または14に記載の方法。
15. The method according to claim 13, wherein the chemical substance has a property as an intercalator of nucleic acid.
該化学物質は、核酸のグルーブバインダーとしての性質を有する
ことを特徴とする請求項13または14に記載の方法。
The method according to claim 13 or 14, wherein the chemical substance has a property as a groove binder of nucleic acid.
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも2つのプライマーについて、前記PCR増幅反応の条件下における、該プライマーのTm値を相互に比較する工程をさらに設け、
比較する該プライマーのTm値として、該プライマーの有する塩基配列に基づき計算された値を用い、
該プライマーのTm値の計算手法として、最近接塩基対法を用いる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
A step of comparing the Tm values of the primers with each other under the conditions of the PCR amplification reaction for at least two of the plurality of primers constituting the primer set;
As a Tm value of the primer to be compared, a value calculated based on the base sequence of the primer is used,
10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein a closest base pair method is used as a method for calculating the Tm value of the primer.
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも2つのプライマーについて、前記PCR増幅反応の条件下における、該プライマーのTm値を相互に比較する工程をさらに設け、
比較する該プライマーのTm値として、該プライマーの有する塩基配列に基づき計算された値を用い、
該プライマーのTm値の計算手法として、Wallace法を用いる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
A step of comparing the Tm values of the primers with each other under the conditions of the PCR amplification reaction for at least two of the plurality of primers constituting the primer set;
As a Tm value of the primer to be compared, a value calculated based on the base sequence of the primer is used,
The method according to claim 1, wherein a Wallace method is used as a method for calculating the Tm value of the primer.
前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマーのうち、少なくとも2つのプライマーについて、前記PCR増幅反応の条件下における、該プライマーのTm値を相互に比較する工程をさらに設け、
比較する該プライマーのTm値として、該プライマーの有する塩基配列に基づき計算された値を用い、
該プライマーのTm値の計算手法として、GC%法を用いる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
A step of comparing the Tm values of the primers with each other under the conditions of the PCR amplification reaction for at least two of the plurality of primers constituting the primer set;
As a Tm value of the primer to be compared, a value calculated based on the base sequence of the primer is used,
The method according to claim 1, wherein a GC% method is used as a method for calculating the Tm value of the primer.
PCR増幅により得られる増幅産物は、標識物質により標識された増幅産物を含む
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the amplification product obtained by PCR amplification includes an amplification product labeled with a labeling substance.
前記標識物質により標識された増幅産物は、PCR増幅反応において基質として用いるデオキシヌクレオチド中に、標識デオキシヌクレオチドを含有させ、PCR増幅反応による伸長鎖中に前記標識デオキシヌクレオチドに由来する標識を有する増幅産物である
ことを特徴とする請求項20に記載の方法。
The amplification product labeled with the labeling substance contains a labeled deoxynucleotide in a deoxynucleotide used as a substrate in a PCR amplification reaction, and an amplification product having a label derived from the labeled deoxynucleotide in an extended chain by the PCR amplification reaction The method of claim 20, wherein:
前記標識物質により標識された増幅産物は、前記プライマー・セットを構成する複数種のプライマー中に、予め標識されたプライマーを含有させ、PCR増幅反応によって、前記標識されたプライマーの伸長鎖とされた増幅産物である
ことを特徴とする請求項20に記載の方法。
The amplification product labeled with the labeling substance contains a pre-labeled primer in a plurality of types of primers constituting the primer set, and is made an extended strand of the labeled primer by a PCR amplification reaction. 21. The method of claim 20, wherein the method is an amplification product.
含有される予め標識されたプライマーにおいて、該プライマーに予め施す標識は、5'末端標識である
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。
23. The method according to claim 22, wherein in the pre-labeled primer contained, the label previously applied to the primer is a 5 'end label.
前記標識物質により標識された増幅産物において、該標識物質は、蛍光物質である
ことを特徴とする請求項20〜23のいずれか一項に記載の方法。
The method according to any one of claims 20 to 23, wherein in the amplification product labeled with the labeling substance, the labeling substance is a fluorescent substance.
前記標識物質により標識された増幅産物において、該標識物質は、放射性同位体である
ことを特徴とする請求項20〜23のいずれか一項に記載の方法。
24. The method according to any one of claims 20 to 23, wherein in the amplification product labeled with the labeling substance, the labeling substance is a radioisotope.
前記試料は、ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出の対象とされる試料であり、
前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出において、検出される少なくとも一つの核酸分子は、前記少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、PCR増幅法により製造される少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物であり、
増幅によって調製される該増幅産物を含む試料は、前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出における検体として用いられる
ことを特徴とする請求項1〜25のいずれか一項に記載の方法。
The sample is a sample targeted for detection of a nucleic acid molecule using a hybridization reaction,
In the detection of nucleic acid molecules using the hybridization reaction, at least one nucleic acid molecule to be detected is at least one or more produced by a PCR amplification method using a primer set composed of the at least two primers. Amplification product having a specific base sequence of
The method according to any one of claims 1 to 25, wherein a sample containing the amplification product prepared by amplification is used as a specimen in detection of a nucleic acid molecule using the hybridization reaction.
前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出では、固相表面に固定、あるいは吸着したDNA分子を、該ハイブリダイゼーション反応用プローブとして用いる
ことを特徴とする請求項26に記載の方法。
27. The method according to claim 26, wherein in the detection of nucleic acid molecules using the hybridization reaction, a DNA molecule immobilized or adsorbed on a solid phase surface is used as the hybridization reaction probe.
前記固相表面に固定あるいは吸着したDNA分子において、前記固相は、DNAチップまたはDNAマイクロアレイの形態である
ことを特徴とする請求項27に記載の方法。
28. The method according to claim 27, wherein in the DNA molecule immobilized or adsorbed on the solid surface, the solid phase is in the form of a DNA chip or a DNA microarray.
前記固相表面に固定あるいは吸着したDNA分子において、前記固相は、ビーズである
ことを特徴とする請求項27に記載の方法。
28. The method according to claim 27, wherein in the DNA molecule immobilized or adsorbed on the solid surface, the solid phase is a bead.
試料の中に含まれる核酸分子より、該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物をPCR増幅法により製造する際に用いる少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットであって、
請求項1〜29のいずれか一項に記載の核酸増幅方法を用いて、前記増幅産物をPCR増幅法により製造する工程に適合する複数種のプライマーから構成されるプライマー・セットである
ことを特徴とするプライマー・セット。
From a nucleic acid molecule contained in a sample, a primer set composed of at least two primers used for producing an amplification product having at least one specific base sequence in the nucleic acid molecule by a PCR amplification method There,
A primer set comprising a plurality of types of primers suitable for the step of producing the amplification product by a PCR amplification method using the nucleic acid amplification method according to any one of claims 1 to 29. Primer set.
試料の中に含まれる核酸分子より、少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、PCR増幅法により製造される該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物であって、
前記増幅産物は、請求項1〜29のいずれか一項に記載の核酸増幅方法により調製されている
ことを特徴とするPCR増幅産物。
An amplification product having at least one specific base sequence in a nucleic acid molecule produced by a PCR amplification method using a primer set composed of at least two primers from a nucleic acid molecule contained in a sample Because
A PCR amplification product, wherein the amplification product is prepared by the nucleic acid amplification method according to any one of claims 1 to 29.
ハイブリダイゼーション反応を利用して、核酸分子を検出する方法であって、
検出の対象とされる核酸分子を含む試料より、少なくとも2つのプライマーから構成されるプライマー・セットを用いて、該核酸分子中の少なくとも1つ以上の特定の塩基配列を有する増幅産物をPCR増幅法により製造し、
増幅によって調製される該増幅産物を含む試料を、前記ハイブリダイゼーション反応を利用した核酸分子の検出における検体として用い、
前記増幅産物のPCR増幅法による製造に際して、請求項1〜24のいずれか一項に記載の核酸増幅方法を用いる
ことを特徴とする核酸検出方法。
A method for detecting a nucleic acid molecule using a hybridization reaction,
PCR amplification method for amplification product having at least one specific base sequence in nucleic acid molecule using primer set comprising at least two primers from sample containing nucleic acid molecule to be detected Manufactured by
Using a sample containing the amplification product prepared by amplification as a specimen in detection of nucleic acid molecules using the hybridization reaction,
A nucleic acid detection method using the nucleic acid amplification method according to any one of claims 1 to 24 when the amplification product is produced by a PCR amplification method.
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