JP2005261255A - 核酸増幅方法 - Google Patents

核酸増幅方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005261255A
JP2005261255A JP2004076179A JP2004076179A JP2005261255A JP 2005261255 A JP2005261255 A JP 2005261255A JP 2004076179 A JP2004076179 A JP 2004076179A JP 2004076179 A JP2004076179 A JP 2004076179A JP 2005261255 A JP2005261255 A JP 2005261255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lane
primer
pcr
nucleic acid
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004076179A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Shigemori
康司 重森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2004076179A priority Critical patent/JP2005261255A/ja
Publication of JP2005261255A publication Critical patent/JP2005261255A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

【目的】 PCR反応において副産物の増幅を抑制しつつ所望の核酸を増幅できる核酸増幅方法を提供すること。
【構成】 核酸増幅方法は、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System、Expand High Fidelity PCR Master、Expand High Fidelity Plus PCR System、Expand Long Template PCR System、Expand 20kb Plus PCR System 等を用いる。そして、反応液中に、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)に由来する T.th. RecAタンパク質及びこの T.th. RecAタンパク質を改変したタンパク質であってこの T.th. RecAタンパク質と類似する機能を有する T.th. RecA改変タンパク質の少なくともいずれかを含む T.th. RecA様タンパク質を混合して、PCRを行う。
【選択図】 図1

Description

本発明は、核酸を増幅させる核酸増幅方法に関し、特に、PCR反応により特定の核酸を増幅させる核酸増幅方法に関するものである。
従来より、PCR反応(ポリメラーゼ連鎖反応)により特定の核酸を増幅させる核酸増幅方法が知られている。即ち、反応液中に、鋳型DNA、プライマーDNA、DNAポリメラーゼ等を混合して、鋳型DNAのうち、プライマーDNAセットによって挟まれた領域を特異的に増幅させ、特定の核酸を得るものである。PCRは、ターゲットとする特定の核酸を短時間で10万倍以上に増幅できる画期的な技術である。
しかし、PCRは、その反応を最適化することが難しく、所望の核酸が増幅されなかったり、非特異的な核酸が増幅されることがある。このような課題に対して、従来より様々な改善案が提案されている。例えば、非特許文献1では、大腸菌(Escherichia coli)の一本鎖DNA結合タンパク質を反応液中に加えることにより、所望の核酸を特異的に増幅できる旨が開示されている。また、特許文献1には、大腸菌(Escherichia coli)等のRecAタンパク質を利用するPCR方法が開示されている。
Escherichia coli single-stranded DNA-binding protein, a molecular tool for improved sequence quality in pyrosequencing. Electrophoresis. 2002 Sep;23(19):3289-99 特許第3010738号公報
しかしながら、従来の様々な改善法を利用しても、所望の核酸(特異的なPCR産物)が十分に増幅されなかったり、或いは、所望の核酸(特異的なPCR産物)と一緒に副産物(非特異的なPCR産物)も多く増幅される場合がある。
ところで、一般に、PCRは、一対のプライマーセットのみを加えて行われる。従って、複数種のプライマーセットについてPCRをしたい場合には、各々のプライマーセットに対して別個にPCRを行うのが一般的である。しかし、サンプル(鋳型DNA)量が限られている場合、例えば、ヒトの臓器の一部の細胞からDNAを抽出した場合などには、複数種のプライマーセットに対して別個にPCRを行えないことがある。このような状況では、複数種のプライマーセットを一緒に用いて複数種の核酸を同時に増幅させる、いわゆるマルチプライマーPCRが行われる。
このようなマルチプライマーPCRにおいては、前述の問題点に加え、所望の複数種の核酸が均一に増加しにくいという問題も生じる。即ち、ある核酸は非常に多量に増幅されるが、ある核酸は少量しか増幅されないため、例えば、PCR産物を電気泳動したときにシグナルの強弱が大きく現れ、試験の信頼性や再現性に欠ける。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、PCR反応において副産物の増幅を抑制しつつ所望の核酸を増幅できる核酸増幅方法を提供することを目的とする。
その解決手段は、PCRにより核酸を増幅させる核酸増幅方法であって、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System、Roche社製の Expand High Fidelity PCR Master、Roche社製の Expand High Fidelity Plus PCR System、Roche社製の Expand Long Template PCR System、Roche社製の Expand 20kb Plus PCR System、または、タカラバイオ社製の TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用い、反応液中に、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)に由来する T.th. RecAタンパク質及びこの T.th. RecAタンパク質を改変したタンパク質であってこの T.th. RecAタンパク質と類似する機能を有する T.th. RecA改変タンパク質の少なくともいずれかを含む T.th. RecA様タンパク質を混合して、PCRを行う核酸増幅方法である。
本発明によれば、PCRによる核酸増幅方法に、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System、Expand High Fidelity PCR Master、Expand High Fidelity Plus PCR System、Expand Long Template PCR System、若しくはExpand 20kb Plus PCR System、または、タカラバイオ社製の TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用いる。そして、反応液中に、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)に由来する RecAタンパク質等の T.th. RecA様タンパク質を混合して、PCRを行い、所望の核酸を増幅させる。このようにPCRを行えば、従来に比して、所望の核酸(正しい特異的なPCR産物)の増幅効率を向上させることができる。一方、従来に比して、副産物(非特異的なPCR産物)の増幅を低く抑えることができる。
ここで、「T.th. RecA様タンパク質」は、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)のRecAタンパク質(T.th. RecAタンパク質)、及び、T.th. RecAタンパク質を改変したものであって T.th. RecAタンパク質と類似する機能を有するRecA改変タンパク質(T.th. RecA改変タンパク質)、の少なくともいずれかを含むものであれば、いかなるものを用いてもよい。T.th. RecA改変タンパク質としては、例えば、T.th. RecAタンパク質をコードする遺伝子から、部位特異的変位誘発等により作出された遺伝子の産物であって、1または数個のアミノ酸が欠損、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、T.th. RecAタンパク質と類似する機能を有するものが挙げられる。また、T.th. RecAタンパク質のタンパク質断片であって、T.th. RecAタンパク質と類似する機能を有するもの(T.th. RecAフラグメント)などであってよい。
なお、T.th. RecA様タンパク質は、全プライマーDNAの 1μg に対して、0.1μg〜100μgの範囲で混合するのが好ましく、更には 1μg〜10μgの範囲で混合するのが好ましい。このような範囲でPCRを行えば、より効率よく特異的に、所望の核酸の増幅させることができるからである。
「Roche社製の Expand High Fidelity PCR System、Roche社製の Expand High Fidelity PCR Master、Roche社製の Expand High Fidelity Plus PCR System、Roche社製の Expand Long Template PCR System、Roche社製の Expand 20kb Plus PCR System、または、タカラバイオ社製の TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用いる」とは、広くこれらの試薬セット(キット)を利用するという意味であり、必ずしもそのプロトコールに従ってPCRを行う必要はない。従って、例えば、PCR反応の熱サイクル条件を適宜変更してもよい。
また、例えば、PCRを行う際、その反応液には、本発明に記載したもの以外の試薬や酵素等を添加してもよい。
具体的には、別途用意したDNAポリメラーゼを添加してもよい。このようなDNAポリメラーゼは、PCRにおいてDNA鎖を変性させる際の高温に短時間加熱されても永久的には不活性化されず、しかも、高温における活性を有するものが好適である。例えば、サーモコッカス・リトラリス(Thermococcus litoralis)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、メタノサーマス・フェルビドゥス(Methanothermus fervidus)、サーマス・アクアティクス(Thermus aquaticus)、T.フラブス(T.flavus)、T.ラクテウス(T.lacteus)、T.ルベンス(T.rubens)、T.ルバー(T.ruber)及び T.サーモフィルス(T.thermophilus)などの高熱菌由来のDNAポリメラーゼや、デスルフロコッカス・モビリス(Desulfurococcus mobilis)、メタノバクテリウム・サーモオートトロフィルクム(Methanobacterium thermoautotrophilcum)、スルホロブス・ソルファタリクス(Sulfolobus solfataricus)、S.アシドカルダリウス(S.acidocaldarius)及びサーモプラスマ・アシドフィルム(Thermoplasma acidophilum)などの高熱性古細菌由来のDNAポリメラーゼなどが挙げられる。
更に、PCR反応液に、上記試薬キットに含まれるDNAポリメラーゼや他のDNAポリメラーゼを別途添加する場合にはそのDNAポリメラーゼに対する、特異的な抗体を混合するようにしてもよい。DNAポリメラーゼによる核酸増幅前の活性を阻害するためである。即ち、常温での酵素反応によりプライマーダイマーなどの副産物が生産されることを抑制したり、プライマーの分解を保護するためである。このような抗体には、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、組換え法により製造された抗体、化学的または組換え法により製造された抗体フラグメント(例えば、Fabフラグメント)が挙げられる。このうち、モノクローナル抗体を用いるのが特に好ましい。
また、PCR反応液に、T.th. RecA様タンパク質に対する特異的な抗体を加えてもよい。
また、PCR反応液には、試薬等として、トリシン(TRICINE)、ビスートリシン(BIS-TRICINE)、ヘペス(HEPES)、モプス(MOPS)、テス(TES)、タプス(TAPS)、ピペス(PIPES)、キャプス(CAPS)などの緩衝剤や、塩化カリウム、塩化マグネシウム、酢酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、硫酸マンガン、塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化リチウム、酢酸リチウムなどの塩を、別途添加してもよい。
また、PCR反応液には、5%〜10%のDMSOと1%〜2%のベタインを添加してもよい。鋳型DNAの二字構造により目的とする産物が増幅されにくい問題を最小限に留める効果を有するものである。このような変性剤に対し、大腸菌由来のRecAタンパク質等は耐性を有しないが、T.th. RecA様タンパク質は耐性を有するので、本発明において使用することが可能である。また、その他の添加物として、グリセロール、ホルムアルデヒド、塩化テトラメチルアンモニウム、ジメチルスルフォキシド、ポリエチレングリコール(PEG)、ツイン20(Tween20)、ノニデット-P40(NP40)、エクトイン(ectoine)、トリトン-100(Triton-X100)、ポリオール類を別途添加してもよい。
また、PCR反応液には、ATP-γSを別途添加してもよい。所望の核酸を更に特異的に増幅させることができる可能性があるからである。なお、ATP-γSを加えた場合と同様に、ATPを加えても、PCRの特異性が増すと推測される。しかし、ATPは、T.th. RecA様タンパク質によりADPに分解され、ADPは、T.th. RecA様タンパク質がプライマーDNA等に結合することを阻害する。このため、ATPを加えても、PCRの特異性が向上しにくい場合がある。従って、ADPに分解されないATP-γSを反応液に加えるのがよい。なお、ATP-γSの濃度は、目的に応じて適宜変更すればよいが、通常、0.01 mM 〜 10 mM、好ましくは、0.1 mM 〜 1 mM とするのがよい。
鋳型DNAは、いかなるものを用いてもよい。即ち、いかなる塩基配列からなるものであってもよく、また、それらの鎖長に上限は存在しない。従って、例えば、3000Mbpといわれるヒトゲノムの全長を持つような巨大なDNAであっても構わない。勿論、その由来は問われない。従って、ウィルスや微生物、動植物のゲノム由来のDNAやそれらを改変したDNAであっても、微生物等のもつプラスミド等やプラスミド等に異種のDNA断片を挿入したキメラDNA等であっても、或いは、人工的に合成したオリゴヌクレオチドなどであっても構わない。また、鋳型DNAとしては、二本鎖DNAでも一本鎖DNAでも利用できる。更に、RNAを逆転写することで得られるcDNAを鋳型DNAとして利用することもできる。
プライマーDNAは、鋳型DNAのうち増幅すべき配列(領域)の両端に位置する相当数の配列と実質的に相補的であれば、いかなる塩基配列からなるものであってもよく、その由来も問われない。実質的に相補的な程度は、鋳型DNAに対する塩基のミスマッチが3塩基以内であるのが好ましく、更には、塩基のミスマッチが2塩基以内、また更には、塩基のミスマッチが1塩基以内、特に、100%の相補性を有するのが好ましい。前述したように、T.th. RecA様タンパク質が存在することにより、PCR反応の特異性が向上するため、プライマーDNAの相補性が低いと、所望の核酸が増幅されにくくなるからである。なお、プライマーDNAは、各々のプライマーDNAについて、最終濃度で0.01μM〜10μMの範囲で混合するのが好ましく、更には、0.1μM〜1μMの範囲で混合するのが特に好ましい。このような範囲でPCRを行えば、より効率よく特異的に、所望の核酸の増幅させることができるからである。
更に、前記の核酸増幅方法であって、複数種のプライマーセットを用いて、複数種の核酸を同時に増幅させる核酸増幅方法とすると良い。
本発明によれば、複数種のプライマーセットを用いて複数種の核酸を同時に増幅させる。即ち、マルチプライマーPCRによって核酸を増幅させる。前述したように、従来のマルチプライマーPCRでは、所望の核酸が十分に増幅されなかったり、或いは、所望の核酸と一緒に副産物も多く増幅される場合があることに加え、所望の複数種の核酸が均一に増加しにくいという問題も生じる。従って、マルチプライマーPCRでは、PCR反応の最適化が特に難しい。
これに対し、本発明では、前述したように、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System等を用い、反応液中に T.th. RecA様タンパク質を混合して、PCRを行う。このようにすることで、従来のマルチプライマーPCRに比して、特に効果的に、所望の核酸の増幅効率を向上させることができる。一方、従来のマルチプライマーPCRに比して、特に効果的に、副産物の増幅を低く抑えることができる。しかも、従来のマルチプライマーPCRに比して、各プライマーセットに対応した所望の核酸をより均一に増幅させることができる。
更に、前記の核酸増幅方法であって、前記複数種のプライマーセットは、5種類以上のプライマーセットである核酸増幅方法とすると良い。
一般に、マルチプライマーPCRは、プライマーセット数が多くなるほど、特にプライマーセット数が5種以上になると、前述した問題が生じやすい。即ち、プライマーセット数が多くなるほど、所望の核酸が十分に増幅されなかったり、或いは、所望の核酸と一緒に副産物も多く増幅される場合があり、また、所望の複数種の核酸が均一に増加しにくい。
これに対し、本発明では、前述したように、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System等を用い、反応液中に T.th. RecA様タンパク質を混合して、PCRを行う。このようにすることで、プライマーセット数が5種以上と多くなっても、従来に比して、特に効果的に、所望の核酸の増幅効率を向上させることができる。一方、従来に比して、特に効果的に、副産物の増幅を低く抑えることができる。しかも、従来に比して、各プライマーセットに対応した所望の核酸をより均一に増幅させることができる。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。
(実施例1)
まず、鋳型DNAとしてヒトゲノムDNA(Promega)を用意した。また、プライマーセットとして8セット(16種類)のプライマーDNA1〜16(オリゴヌクレオチド1〜16)を用意した。プライマーDNA1(オリゴヌクレオチド1)及びプライマーDNA2(オリゴヌクレオチド2)は、Homo sapiens isolate J3-08 mitochondrion(ACCESSION AY495225)を参考にして設計した。プライマーDNA3(オリゴヌクレオチド3)及びプライマーDNA4(オリゴヌクレオチド4)は、Homo sapiens CYP21 gene, exons 1 through 10; and steroid 21-hydroxylase (CYP21) gene(ACCESSION M12792 M23280)を参考にして設計した。プライマーDNA5(オリゴヌクレオチド5)及びプライマーDNA6(オリゴヌクレオチド6)は、Human S100 protein beta-subunit gene(ACCESSION M59486 J05600)を参考にして設計した。プライマーDNA7(オリゴヌクレオチド7)及びプライマーDNA8(オリゴヌクレオチド8)は、Homo sapiens MYC gene for c-myc proto-oncogene and ORF1(ACCESSION X00364 J00120 K01908 M23541 V00501)を参考にして設計した。プライマーDNA9(オリゴヌクレオチド9)及びプライマーDNA10(オリゴヌクレオチド10)は、Homo sapiens glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPD) gene(ACCESSION AY340484)を参考にして設計した。プライマーDNA11(オリゴヌクレオチド11)及びプライマーDNA12(オリゴヌクレオチド12)は、Homo sapiens beta globin region on chromosome 11(ACCESSION NG_000007)を参考にして設計した。プライマーDNA13(オリゴヌクレオチド13)及びプライマーDNA14(オリゴヌクレオチド14)は、Homo sapiens transferin gene(ACCESSION AF294270)を参考にして設計した。プライマーDNA15(オリゴヌクレオチド15)及びプライマーDNA16(オリゴヌクレオチド16)は、Homo sapiens isolate J3-06 mitochondrion, complete genome(ACCESSION AY495223)を参考にして設計した。なお、ACCESSIONナンバーは、Gene Bank のアクセスナンバーを示している。各プライマーDNA1〜16は、それぞれ鋳型DNAと100%相補的な塩基配列からなる。各プライマーDNA1〜16は、鋳型DNAの塩基配列に基づいて公知の手法により合成すればよい。
プライマーDNA1(オリゴヌクレオチド1):
5'-acaatgggctcactcaccc-3'
プライマーDNA2(オリゴヌクレオチド2):
5'-ctaagaccaatggatagctg-3'
プライマーDNA3(オリゴヌクレオチド3):
5'-gctcagcatggtggtggcataa-3'
プライマーDNA4(オリゴヌクレオチド4):
5'-cctcataccttcccccccattt-3'
プライマーDNA5(オリゴヌクレオチド5):
5'-gactactctagcgactgtccatctc-3'
プライマーDNA6(オリゴヌクレオチド6):
5'-gacagccaccagatccaatc-3'
プライマーDNA7(オリゴヌクレオチド7):
5'-aacctcacaaccttggctga-3'
プライマーDNA8(オリゴヌクレオチド8):
5'-ttcacaacttaagatttggc-3'
プライマーDNA9(オリゴヌクレオチド9):
5'-aggcaactaggatggtgtgg-3'
プライマーDNA10(オリゴヌクレオチド10):
5'-cagggagcgtgtccatagg-3'
プライマーDNA11(オリゴヌクレオチド11):
5'-ctgctgaaagagatgcggtgg-3'
プライマーDNA12(オリゴヌクレオチド12):
5'-aggaaaacagcccaagggacag-3'
プライマーDNA13(オリゴヌクレオチド13):
5'-actttgttctgagcctcaca-3'
プライマーDNA14(オリゴヌクレオチド14):
5'-gttgcccaatcgcccctctc-3'
プライマーDNA15(オリゴヌクレオチド15):
5'-aacctgactagaaaagctat-3'
プライマーDNA16(オリゴヌクレオチド16):
5'-gaatgagtggttaattaatt-3'
また、T.th. RecA様タンパク質として、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)の T.th. RecAタンパク質を用意した。更に、PCR用試薬キットとして、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System を用意した。
次に、上記 Expand High Fidelity PCR System のプロトコールに従って、PCR反応を行い、所望の核酸を増幅させた。具体的には、25μlのPCR反応液中に、1.0μM(最終濃度)のプライマーDNA1(オリゴヌクレオチド1)及び1.0μM(最終濃度)のプライマーDNA2(オリゴヌクレオチド2)と、20ngのヒトゲノムDNAと、1.4unitのDNAポリメラーゼ(Expand High Fidelity PCR Systemに含まれるenzyme)と、200μm(最終濃度)のdNTPs混合液と、0.1μgの T.th. RecAタンパク質とを、1×DNA polymerase buffer(Expand High Fidelity PCR Systemに含まれるbuffer)に混合した。そして、PCR反応を、1サイクル(94℃,2min)、35サイクル(94℃,10sec−55℃,30sec−70℃,90sec)、1サイクル(70℃,7min)で行った。その後、そのPCR反応液の 10μlを、1.2%のアガロースゲルで電気泳動し、アガロースゲルをエチジウムブロミドの溶液に浸してゲル中のDNAを染色して可視化した。そして、染色されたDNAを写真に記録した。その結果を図1(a)に示す。
レーン9は、上述した反応を行った結果である。即ち、プライマーDNA1とプライマーDNA2とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。なお、図1(a)中下方にレーン番号が示してある。
レーン10は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA3とプライマーDNA4とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
レーン11は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA5とプライマーDNA6とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
レーン12は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA7とプライマーDNA8とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
レーン13は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA9とプライマーDNA10とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
レーン14は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA11とプライマーDNA12とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
レーン15は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA13とプライマーDNA14とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
レーン16は、上記プライマーセットに変えて、プライマーDNA15とプライマーDNA16とからなる1種類のプライマーセットを用いた結果である。
上記レーン9〜16に対し、レーン1〜8はいずれも比較例である。
レーン1は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン9と同じである。
レーン2は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン10と同じである。
レーン3は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン11と同じである。
レーン4は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン12と同じである。
レーン5は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン13と同じである。
レーン6は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン14と同じである。
レーン7は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン15と同じである。
レーン8は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、レーン16と同じである。
まず、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行った比較例(レーン1〜8)の結果を順番に見る。
レーン1では、300bp の所望の核酸(正しい特異的なPCR産物)が検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン2では、319bp の所望の核酸が検出された。しかし、900bp程度の大きさの副産物も強く検出された。
レーン3では、そもそも 360bp の所望の核酸が殆ど検出されなかった。
レーン4では、400bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン5では、450bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン6では、469bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン7では、650bp の所望の核酸が僅かしか検出されなかった。その上、450bp程度の大きさの副産物も検出された。
レーン8では、800bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
従って、これらの比較例においては、レーン1,4,5,6,8で良好な結果が得られたが、レーン2,3,7では、所望の核酸が十分に増幅しなかったり副産物が増幅するなど、良い結果が得られなかった。
次に、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行った実施例(レーン9〜16)の結果を順番に見る。
レーン9では、300bp の所望の核酸(正しい特異的なPCR産物)が検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン10では、319bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン11では、360bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン12では、400bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン13では、450bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン14では、469bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン15では、650bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン16では、800bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
従って、これらの実施例においては、良好な結果が得られた。
次いで、Expand High Fidelity PCR System を用いた上で、T.th. RecAタンパク質を加えてPCR反応を行うことの有効性を検証するために、別の比較実験を行った。
上記実施例と同様に、鋳型DNA(ヒトゲノムDNA)と、プライマーセット(オリゴヌクレオチド1〜16)と、T.th. RecAタンパク質を用意した。一方、本比較例では、PCR用試薬キットとして、上記の Expand High Fidelity PCR System の代わりに、Roche社製の Taq DNA polymerase を用意した。
次に、基本的には上記実施例または比較例と同様にしてPCR反応を行い、所望の核酸を増幅させた。なお、Expand High Fidelity PCR System の代わりに Taq DNA polymerase を用いたことに伴い、DNAポリメラーゼは Taq DNA polymerase の enzyme を、1×DNA polymerase bufferは Taq DNA polymerase に含まれるbufferを使用した。また、T.th. RecAタンパク質を添加する場合の添加量は 0.2μgとした。PCR反応後は、上記実施例や比較例と同様に、電気泳動を行って、ゲル中のDNAを可視化し、写真に記録した。その結果を図1(b)に示す。
レーン17は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン9と同じである。なお、図1(b)中下方にレーン番号が示してある。
レーン18は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン10と同じである。
レーン19は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン11と同じである。
レーン20は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン12と同じである。
レーン21は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン13と同じである。
レーン22は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン14と同じである。
レーン23は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン15と同じである。
レーン24は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン16と同じである。
レーン25は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン9と同じである。
レーン26は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン10と同じである。
レーン27は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン11と同じである。
レーン28は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン12と同じである。
レーン29は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン13と同じである。
レーン30は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン14と同じである。
レーン31は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン15と同じである。
レーン32は、T.th. RecAタンパク質を加えて、上記のPCR反応を行った結果であり、プライマーセットは、上記実施例のレーン16と同じである。
まず、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行った比較例(レーン17〜24)の結果を順番に見る。
レーン17では、そもそも 300bp の所望の核酸(正しい特異的なPCR産物)が殆ど検出されなかった。
レーン18では、319bp の所望の核酸が検出された。しかし、900bp程度の大きさの副産物も強く検出された。
レーン19では、そもそも 360bp の所望の核酸が殆ど検出されなかった。
レーン20では、400bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン21では、450bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン22では、469bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン23では、650bp の所望の核酸が検出された。しかし、450bp程度の大きさの副産物も検出された。
レーン24では、800bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
従って、これらの比較例においては、レーン20〜22,24で良好な結果が得られたが、レーン17〜19,23では、所望の核酸が増幅しなかったり副産物が増幅するなど、良い結果が得られなかった。
次に、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行った比較例(レーン25〜32)の結果を順番に見る。
レーン25では、300bp の所望の核酸(正しい特異的なPCR産物)が検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン26では、319bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン27では、360bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン28では、400bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン29では、450bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
レーン30では、469bp の所望の核酸が検出された。しかし、450bp程度の大きさの副産物も若干検出された。
レーン31では、そもそも 650bp の所望の核酸が殆ど検出されなかった。
レーン32では、800bp の所望の核酸が検出された。一方、副産物は殆ど検出されなかった。
従って、これらの比較例においては、レーン25〜29,32で良好な結果が得られたが、レーン30,31では、所望の核酸が増幅しなかったり副産物が増幅するなど、良い結果が得られなかった。
以上の結果を踏まえて、各実施例(レーン9〜16)の結果を考察する。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン17では、所望の核酸が殆ど検出されなかった。これに対し、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン25、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン1、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン9では、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、少なくとも、Expand High Fidelity PCR System を用いるか、或いは、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合があることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン18、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン2では、所望の核酸と共に、副産物も強く検出された。これに対し、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン26、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン10では、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合があることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン19、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン3では、所望の核酸が検出されなかった。これに対し、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン27、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン11では、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合があることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン20、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン28、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン4、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン12のいずれにおいても、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、Expand High Fidelity PCR System や T.th. RecAタンパク質を利用しなくても、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合もあることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン21、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン29、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン5、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン13のいずれにおいても、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、Expand High Fidelity PCR System や T.th. RecAタンパク質を利用しなくても、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合もあることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン30では、所望の核酸が検出されたが、副産物も検出された。これに対し、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン22、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン6、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン14では、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、T.th. RecAタンパク質を加えると、かえって悪い結果を招くこともあるが、Expand High Fidelity PCR Systemを用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCR反応を行えば、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合があることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン23、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン7では、所望の核酸が検出された一方、副産物も多く検出された。また、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン31では、所望の核酸が殆ど検出されなかった。これに対し、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン15では、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、Expand High Fidelity PCR System を用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合があることが判る。
Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン24、Taq DNA polymerase を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン32、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行ったレーン8、及び、Expand High Fidelity PCR System を用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行ったレーン16のいずれにおいても、所望の核酸が検出された一方、副産物は殆ど検出されなかった。このことから、Expand High Fidelity PCR System や T.th. RecAタンパク質を利用しなくても、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合もあることが判る。
以上より、Expand High Fidelity PCR System を用いたり、或いは、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことで、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅できる場合もある。しかし、Expand High Fidelity PCR System を用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、より効果的に、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅させることが可能になると言える。
(実施例2)
次いで、第2の実施例について説明する。なお、上記実施例1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
まず、鋳型DNAとしてヒトゲノムDNA(Promega)を用意した。また、プライマーセットとして12セット(24種類)のプライマーDNA17〜40(オリゴヌクレオチド17〜40)を用意した。プライマーDNA17(オリゴヌクレオチド17)及びプライマーDNA18(オリゴヌクレオチド18)は、Homo sapiens target of methylation-induced silencing 1 (TMS1) gene(ACCESSION AF184072)を参考にして設計した。プライマーDNA19(オリゴヌクレオチド19)及びプライマーDNA20(オリゴヌクレオチド20)は、Human thalassemia beta globin gene(ACCESSION U20223)を参考にして設計した。プライマーDNA21(オリゴヌクレオチド21)及びプライマーDNA22(オリゴヌクレオチド22)は、Human RPE-retinal G protein coupled receptor (rgr) gene(ACCESSION U15790)を参考にして設計した。プライマーDNA23(オリゴヌクレオチド23)及びプライマーDNA24(オリゴヌクレオチド24)は、Homo sapiens hemoglobin gene(ACCESSION NM_000518)を参考にして設計した。プライマーDNA25(オリゴヌクレオチド25)及びプライマーDNA26(オリゴヌクレオチド26)は、Homo sapiens MYC gene for c-myc proto-oncogene(ACCESSION X00364 J00120 K01908 M23541 V00501)を参考にして設計した。プライマーDNA27(オリゴヌクレオチド27)及びプライマーDNA28(オリゴヌクレオチド28)は、Homo sapiens neural retinal-specific leucine zipper protein (NRL) gene(ACCESSION U95012)を参考にして設計した。プライマーDNA29(オリゴヌクレオチド29)及びプライマーDNA30(オリゴヌクレオチド30)は、Human chorionic somatomammotropin gene hCS-1(ACCESSION K02401)を参考にして設計した。プライマーDNA31(オリゴヌクレオチド31)及びプライマーDNA32(オリゴヌクレオチド32)は、Human subtelomeric DNA sequence(ACCESSION M84016)を参考にして設計した。プライマーDNA33(オリゴヌクレオチド33)及びプライマーDNA34(オリゴヌクレオチド34)は、Homo sapiens SVMT gene for synaptic vesicle monoamine transporter gene(ACCESSION AB044401)を参考にして設計した。プライマーDNA35(オリゴヌクレオチド35)及びプライマーDNA36(オリゴヌクレオチド36)は、Homo spaiens HPFH6OR gene for olfactory receptor(ACCESSION X81445 X91835)を参考にして設計した。プライマーDNA37(オリゴヌクレオチド37)及びプライマーDNA38(オリゴヌクレオチド38)は、Human p53 (TP53) gene(ACCESSION U94788)を参考にして設計した。プライマーDNA39(オリゴヌクレオチド39)及びプライマーDNA40(オリゴヌクレオチド40)は、Human hepatocyte nuclear factor 4-alpha gene(ACCESSION U72959 U72960)を参考にして設計した。なお、各プライマーDNA17〜40は、鋳型DNAと100%相補的な塩基配列からなる。
プライマーDNA17(オリゴヌクレオチド17):
5'-GGCTGGAGTGCAGTGGTGCAAT-3'
プライマーDNA18(オリゴヌクレオチド18):
5'-GGCAGAGGCTACAGTGAGCCAA-3'
プライマーDNA19(オリゴヌクレオチド19):
5'-GGGCAGAGCCATCTATTGCTTACA-3'
プライマーDNA20(オリゴヌクレオチド20):
5'-GGTTGCTAGTGAACACAGTTGTGTCA-3'
プライマーDNA21(オリゴヌクレオチド21):
5'-CCCACGATCAATGCCATCAACT-3'
プライマーDNA22(オリゴヌクレオチド22):
5'-CGGTGAGAGGCACTGCCAGATT-3'
プライマーDNA23(オリゴヌクレオチド23):
5'-GCTCGCTTTCTTGCTGTCCAAT-3'
プライマーDNA24(オリゴヌクレオチド24):
5'-GCCCTTCATAATATCCCCCAGTTT-3'
プライマーDNA25(オリゴヌクレオチド25):
5'-GTCCTTCCCCCGCTGGAAAC-3'
プライマーDNA26(オリゴヌクレオチド26):
5'-GCAGCAGAGATCATCGCGCC-3'
プライマーDNA27(オリゴヌクレオチド27):
5'-GTGGGGGTGCTGGGAGTTTGT-3'
プライマーDNA28(オリゴヌクレオチド28):
5'-TCGGACAGAAACATGGGTCTGAA-3'
プライマーDNA29(オリゴヌクレオチド29):
5'-GGTGCTCAGAACCCCCACAATC-3'
プライマーDNA30(オリゴヌクレオチド30):
5'-CCTACCGACCCCATTCCACTCT-3'
プライマーDNA31(オリゴヌクレオチド31):
5'-CACAGATTTCCAAGGATGCGCTG-3'
プライマーDNA32(オリゴヌクレオチド32):
5'-CGTGCTCTGTTCCAGACTTG-3'
プライマーDNA33(オリゴヌクレオチド33):
5'-CGTCTGGCGATTGCTCCAAATG-3'
プライマーDNA34(オリゴヌクレオチド34):
5'-GGGCAGTTGTGATCCATGAGAA-3'
プライマーDNA35(オリゴヌクレオチド35):
5'-GGCTTGCACCAGCTTAGGAAAG-3'
プライマーDNA36(オリゴヌクレオチド36):
5'-CGTTAGGCATAATCAGTGGGATAGT-3'
プライマーDNA37(オリゴヌクレオチド37):
5'-GCCTCTGATTCCTCACTGATTGCTCT-3'
プライマーDNA38(オリゴヌクレオチド38):
5'-TGTCAACCACCCTTAACCCCTCC-3'
プライマーDNA39(オリゴヌクレオチド39):
5'-TTGGAGGGGTGGGTGAGTCAAG-3'
プライマーDNA40(オリゴヌクレオチド40):
5'-GGAGGGGTGGGGGTTAATGGTTA-3'
また、T.th. RecA様タンパク質として、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)の T.th. RecAタンパク質を、更に、PCR用試薬キットとして、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System を用意した。
次に、上記 Expand High Fidelity PCR System のプロトコールに従って、PCR反応を行い、所望の核酸を増幅させた。本実施例では、上記12種類のプライマーセットのうち、8種類、10種類、または、12種類全てを一緒に用いて、8種類、10種類、または、12種類の核酸を同時に増幅させた。具体的には、25μlのPCR反応液中に、各々0.08μM(最終濃度)のプライマーDNA17〜32(オリゴヌクレオチド17〜32)、プライマーDNA17〜36(オリゴヌクレオチド17〜36)、または、プライマーDNA17〜40(オリゴヌクレオチド17〜40)と、50ngのヒトゲノムDNAと、1.4unitのDNAポリメラーゼ(Expand High Fidelity PCR Systemに含まれるenzyme)と、200μm(最終濃度)のdNTPs混合液と、0.1μgの T.th. RecAタンパク質とを、1×DNA polymerase buffer(Expand High Fidelity PCR Systemに含まれるbuffer)に混合した。そして、PCR反応を、上記実施例1と同様に、1サイクル(94℃,2min)、35サイクル(94℃,10sec−55℃,30sec−70℃,90sec)、1サイクル(70℃,7min)で行った。その後、そのPCR反応液の 10μlを、8.0%のアクリルアミドゲルで電気泳動し、このゲルをエチジウムブロミドの溶液に浸してゲル中のDNAを染色して可視化した。そして、染色されたDNAを写真に記録した。その結果を図2に示す。
レーン3は、8種類のプライマーセット(プライマーDNA17〜32)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン4は、各々のプライマーDNA17〜32の最終濃度を0.08μMから0.04μMに減らして、上記のPCR反応を行った結果である。
レーン1は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン3と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.08μM)を行った結果である。
レーン2は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン4と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.04μM)を行った結果である。
レーン7は、10種類のプライマーセット(プライマーDNA17〜36)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン8は、各々のプライマーDNA17〜36の最終濃度を0.08μMから0.04μMに減らして、上記のPCR反応を行った結果である。
レーン5は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン7と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.08μM)を行った結果である。
レーン6は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン8と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.04μM)を行った結果である。
レーン11は、12種類のプライマーセット(プライマーDNA17〜40)全てを用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン12は、各々のプライマーDNA17〜40の最終濃度を0.08μMから0.04μMに減らして、上記のPCR反応を行った結果である。
レーン9は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン11と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.08μM)を行った結果である。
レーン10は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン12と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.04μM)を行った結果である。
なお、プライマーDNA17及び18によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸1とする)の大きさは 44bpである。プライマーDNA19及び20によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸2とする)の大きさは 57bpである。プライマーDNA21及び22によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸3とする)の大きさは 74bpである。プライマーDNA23及び24によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸4とする)の大きさは 84bpである。プライマーDNA25及び26によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸5とする)の大きさは 100bpである。プライマーDNA27及び28によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸6とする)の大きさは 116bpである。プライマーDNA29及び30によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸7とする)の大きさは 135bpである。プライマーDNA31及び32によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸8とする)の大きさは 153bpである。プライマーDNA33及び34によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸9とする)の大きさは 170bpである。プライマーDNA35及び36によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸10とする)の大きさは 183bpである。プライマーDNA37及び38によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸11とする)の大きさは 193bpである。プライマーDNA39及び40によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸12とする)の大きさは 237bpである。
まず、8種類のプライマーセットを用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行った比較例(レーン1,2)の結果を見る。
レーン1では、所望の標的核酸1〜8(正しい特異的なPCR産物)全てがほぼ均一に検出された。しかし、副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
レーン2では、所望の標的核酸1〜8全てがほぼ均一に検出された。しかし、副産物も若干検出された。
次に、8種類のプライマーセットを用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行った実施例(レーン3,4)の結果を見る。
レーン3では、8種類の所望の標的核酸1〜8(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン4でも、8種類の所望の標的核酸1〜8(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
次に、10種類のプライマーセットを用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行った比較例(レーン5,6)の結果を見る。
レーン5では、所望の標的核酸1,2,3,4,9(正しい特異的なPCR産物)が検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、所望の標的核酸5,6,7,8,10は殆ど検出されなかった。更に、副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
レーン6では、所望の標的核酸1〜10全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、副産物も若干検出された。
次に、10種類のプライマーセットを用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行った実施例(レーン7,8)の結果を見る。
レーン7では、10種類の所望の標的核酸1〜10(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン8でも、10種類の所望の標的核酸1〜10(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
次に、12種類のプライマーセットを用い、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行った比較例(レーン9,10)の結果を見る。
レーン9では、所望の標的核酸1〜12(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
レーン10では、所望の標的核酸3〜12が検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、所望の標的核酸1,2は殆ど検出されなかった。更に、副産物も若干検出された。
次に、12種類のプライマーセットを用い、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行った実施例(レーン11,12)の結果を見る。
レーン11では、12種類の所望の標的核酸1〜12(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン12でも、12種類の所望の標的核酸1〜12(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
このような結果から、Expand High Fidelity PCR System を用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、より効果的に、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅させること可能になると言える。また、マルチプライマーPCRにおいては、複数種の核酸をほぼ均一に増幅させることができることが判る。
なお、本比較例は Expand High Fidelity PCR System を利用しているが、Expand High Fidelity PCR System の代わりに、例えば、前述した Taq DNA polymerase を用いた場合には、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行っても、本実施例よりも結果が悪くなることが判っている。従って、上記のように、Expand High Fidelity PCR System を用いた上で、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うのが好適である。
(実施例3)
次いで、第3の実施例について説明する。なお、上記実施例1または2と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
まず、鋳型DNAとしてヒトゲノムDNA(Promega)を用意した。また、プライマーセットとして、上記実施例2と同じ12セット(24種類)のプライマーDNA17〜40(オリゴヌクレオチド17〜40)を用意した。また、T.th. RecA様タンパク質として、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)の T.th. RecAタンパク質を用意した。また、本実施例では、上記実施例2の Expand High Fidelity PCR System の代わりに、Roche社製の Expand Long Template PCR System を用意した。
次に、上記 Expand Long Template PCR System のプロトコールに従って、PCR反応を行い、所望の核酸を増幅させた。本実施例も、上記実施例2と同様に、上記12種類のプライマーセットを一緒に用いて、12種類の核酸を同時に増幅させた。具体的には、25μlのPCR反応液中に、各々0.08μM(最終濃度)のプライマーDNA17〜40(オリゴヌクレオチド17〜40)と、50ngのヒトゲノムDNAと、1.4unitのDNAポリメラーゼ(Expand Long Template PCR Systemに含まれるenzyme)と、200μm(最終濃度)のdNTPs混合液と、0.1μgの T.th. RecAタンパク質とを、1×DNA polymerase buffer(Expand Long Template PCR Systemに含まれるbuffer)に混合した。そして、PCR反応を、上記実施例1,2と同様に、1サイクル(94℃,2min)、35サイクル(94℃,10sec−55℃,30sec−70℃,90sec)、1サイクル(70℃,7min)で行った。その後、そのPCR反応液の 10μlを、8.0%のアクリルアミドゲルで電気泳動し、このゲルをエチジウムブロミドの溶液に浸してゲル中のDNAを染色して可視化した。そして、染色されたDNAを写真に記録した。その結果を図3に示す。
レーン3は、上述した反応を行った結果である。
レーン4は、各々のプライマーDNA17〜40の最終濃度を0.08μMから0.04μMに減らして、上記のPCR反応を行った結果である。
レーン1は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン3と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.08μM)を行った結果である。
レーン2は、比較例であり、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン4と同じ反応(各プライマーDNAの最終濃度0.04μM)を行った結果である。
まず、T.th. RecAタンパク質を加えずにPCRを行った比較例(レーン1,2)の結果を見る。なお、各プライマーセットによって増幅されるべき核酸は、上記実施例2と同様である(標的核酸1〜12)。
レーン1では、所望の標的核酸1〜7,9〜12(正しい特異的なPCR産物)が検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、所望の標的核酸8は殆ど検出されなかった。更に、副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
レーン2では、所望の標的核酸1〜7,9〜12が検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、所望の標的核酸8は殆ど検出されなかった。更に、副産物も若干検出された。
次に、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行った実施例(レーン3,4)の結果を見る。
レーン3では、所望の標的核酸1〜12(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
レーン4でも、所望の標的核酸1〜12(正しい特異的なPCR産物)が、全てほぼ均一に検出された。一方、副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
このような結果から、Expand Long Template PCR System を用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、より効果的に、副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅させることが可能になると言える。また、マルチプライマーPCRにおいては、複数種の核酸をほぼ均一に増幅させることができることが判る。
なお、本比較例は Expand Long Template PCR System を利用しているが、Expand Long Template PCR System の代わりに、例えば、前述のTaq DNA polymerase を用いた場合には、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行っても、本実施例よりも結果が悪くなることが判っている。従って、上記のように、Expand Long Template PCR System を用いた上で、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うのが好適である。
(実施例4)
次いで、第4の実施例について説明する。なお、上記実施例1〜3のいずれかと同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
まず、鋳型DNAとしてヒトゲノムDNA(Promega)を用意した。また、プライマーセットとして、上記実施例2で示したプライマーDNA21〜40(オリゴヌクレオチド21〜40)を含む15セット(30種類)のプライマーセット21〜50を用意した。プライマーDNA41(オリゴヌクレオチド41)及びプライマーDNA42(オリゴヌクレオチド42)は、Human midkine gene(ACCESSION D10604 D90540)を参考にして設計した。プライマーDNA43(オリゴヌクレオチド19)及びプライマーDNA44(オリゴヌクレオチド20)は、Human rhodopsin gene(ACCESSION U49742 K02281)を参考にして設計した。プライマーDNA45(オリゴヌクレオチド21)及びプライマーDNA46(オリゴヌクレオチド22)は、Human DNA for CAAF1 (calcium-binding protein in amniotic fluid 1)(ACCESSION D83657)を参考にして設計した。プライマーDNA47(オリゴヌクレオチド23)及びプライマーDNA48(オリゴヌクレオチド24)は、Homo sapiens CYP21 gene, exons 1 through 10; and steroid 21-hydroxylase (CYP21) gene(ACCESSION M12792 M23280)を参考にして設計した。プライマーDNA49(オリゴヌクレオチド25)及びプライマーDNA50(オリゴヌクレオチド26)は、Human S100 protein beta-subunit gene(ACCESSION M59486 J05600)を参考にして設計した。なお、これらのプライマーDNA41〜50も、鋳型DNAと100%相補的な塩基配列からなる。
プライマーDNA41(オリゴヌクレオチド41):
5'-GGAACAAGACACGGCTGGGTT-3'
プライマーDNA42(オリゴヌクレオチド42):
5'-AGCAAGGCAGGGCAGGCAAGT-3'
プライマーDNA43(オリゴヌクレオチド43):
5'-CGGTCCCATTCTCAGGGAATCT-3'
プライマーDNA44(オリゴヌクレオチド44):
5'-GCCCAGAGGAAGAAGAAGGAAA-3'
プライマーDNA45(オリゴヌクレオチド45):
5'-GCCCCCACCCAGGTTGGTTTCTA-3'
プライマーDNA46(オリゴヌクレオチド46):
5'-ATGCCTTCATCTGGCTCAGTGAA-3'
プライマーDNA47(オリゴヌクレオチド47):
5'-GCTCAGCATGGTGGTGGCATAA-3'
プライマーDNA48(オリゴヌクレオチド48):
5'-CCTCATACCTTCCCCCCCATTT-3'
プライマーDNA49(オリゴヌクレオチド49):
5'-GACTACTCTAGCGACTGTCCATCTC-3'
プライマーDNA50(オリゴヌクレオチド50):
5'-GACAGCCACCAGATCCAATC-3'
また、T.th. RecA様タンパク質として、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)の T.th. RecAタンパク質を用意した。更に、PCR試薬キットとして、実施例1,2と同じく、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System を用意した。
次に、上記 Expand High Fidelity PCR System のプロトコールに従って、PCR反応を行い、所望の核酸を増幅させた。本実施例では、上記15セットのプライマーセットのうち、8セット〜15セットを一緒に用いて、8種類〜15種類の核酸を同時に増幅させた。具体的には、50μlのPCR反応液中に、各々0.07μM(最終濃度)のプライマーDNA21〜36(オリゴヌクレオチド21〜36)、プライマーDNA21〜38(オリゴヌクレオチド21〜38)、プライマーDNA21〜40(オリゴヌクレオチド21〜40)、プライマーDNA21〜42(オリゴヌクレオチド21〜42)、プライマーDNA21〜44(オリゴヌクレオチド21〜44)、プライマーDNA21〜46(オリゴヌクレオチド21〜46)、プライマーDNA21〜48(オリゴヌクレオチド21〜48)、または、プライマーDNA21〜50(オリゴヌクレオチド21〜50)と、50ngのヒトゲノムDNAと、3.0 unitのDNAポリメラーゼ(Expand High Fidelity PCR Systemに含まれるenzyme)と、200μm(最終濃度)のdNTPs混合液と、0.5μgの T.th. RecAタンパク質とを、1×DNA polymerase buffer(Expand High Fidelity PCR Systemに含まれるbuffer)に混合した。そして、PCR反応を、1サイクル(93℃,30sec)、35サイクル(94℃,15sec−55℃,30sec−72℃,30sec)、1サイクル(72℃,7min)で行った。その後、そのPCR反応液の 10μlを、12.0%のアクリルアミドゲルで電気泳動し、SYBR Green I(Cambrex社)により染色してDNAを可視化した。そして、これを写真に記録した。その結果を図4に示す。
レーン17は、8種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜36)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン18は、9種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜38)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン19は、10種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜40)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン20は、11種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜42)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン21は、12種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜44)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン22は、13種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜46)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン23は、14種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜48)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン24は、15種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜50)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン1〜レーン8は、比較例である。
レーン1は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン17と同じ反応を行った結果である。
レーン2は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン18と同じ反応を行った結果である。
レーン3は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン19と同じ反応を行った結果である。
レーン4は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン20と同じ反応を行った結果である。
レーン5は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン21と同じ反応を行った結果である。
レーン6は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン22と同じ反応を行った結果である。
レーン7は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン23と同じ反応を行った結果である。
レーン8は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン24と同じ反応を行った結果である。
レーン9〜レーン16も、比較例である。
レーン9は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン17と同じ反応を行った結果である。
レーン10は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン18と同じ反応を行った結果である。
レーン11は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン19と同じ反応を行った結果である。
レーン12は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン20と同じ反応を行った結果である。
レーン13は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン21と同じ反応を行った結果である。
レーン14は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン22と同じ反応を行った結果である。
レーン15は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン23と同じ反応を行った結果である。
レーン16は、T.th. RecAタンパク質の代わりに、0.5μgのE.coli RecAタンパク質を加えて、それ以外はレーン24と同じ反応を行った結果である。
なお、プライマーDNA21〜40によって増幅されるべき核酸は、実施例2で説明した通りである(標的核酸3〜12)。
更に、プライマーDNA41及び42によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸13とする)の大きさは 243bpである。プライマーDNA43及び44によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸14とする)の大きさは 273bpである。プライマーDNA45及び46によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸15とする)の大きさは 300bpである。プライマーDNA47及び48によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸16とする)の大きさは 319bpである。プライマーDNA49及び50によって増幅されるべき核酸(これを標的核酸17とする)の大きさは 360bpである。
まず、8種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン1,9)及び実施例(レーン17)を見る。
レーン1では、8種類の所望の標的核酸3〜10(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン9では、8種類の所望の標的核酸3〜10全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン17では、8種類の所望の標的核酸3〜10が、全てほぼ均一に検出された。一方、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、9種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン2,10)及び実施例(レーン18)を見る。
レーン2では、9種類の所望の標的核酸3〜11(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン10では、9種類の所望の標的核酸3〜11全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン18では、9種類の所望の標的核酸3〜11が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、10種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン3,11)及び実施例(レーン19)を見る。
レーン3では、10種類の所望の標的核酸3〜12(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン11では、10種類の所望の標的核酸3〜12全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン19では、10種類の所望の標的核酸3〜12が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、11種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン4,12)及び実施例(レーン20)を見る。
レーン4では、11種類の所望の標的核酸3〜13(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン12では、11種類の所望の標的核酸3〜13全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン20では、11種類の所望の標的核酸3〜13が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、12種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン5,13)及び実施例(レーン21)を見る。
レーン5では、12種類の所望の標的核酸3〜14(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン13では、12種類の所望の標的核酸3〜14全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン21では、12種類の所望の標的核酸3〜14が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、13種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン6,14)及び実施例(レーン22)を見る。
レーン6では、13種類の所望の標的核酸3〜15(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン14では、13種類の所望の標的核酸3〜15全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン22では、13種類の所望の標的核酸3〜15が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、14種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン7,15)及び実施例(レーン23)を見る。
レーン7では、14種類の所望の標的核酸3〜16(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン15では、14種類の所望の標的核酸3〜16全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン23では、14種類の所望の標的核酸3〜16が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
次に、15種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン8,16)及び実施例(レーン24)を見る。
レーン8では、所望の標的核酸4,5,8(正しい特異的なPCR産物)が検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、所望の標的核酸3,6,7,9〜17は殆ど検出されなかった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物(非特異的なPCR産物)が多量に検出された。
レーン16では、所望の標的核酸3〜6,8,15が検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。また、所望の標的核酸7,9〜14,16,17は殆ど検出されなかった。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が多量に検出された。
これに対し、レーン24では、15種類の所望の標的核酸3〜17が、全てほぼ均一に検出された。また、プライマーダイマーの形成に起因する副産物が、比較例よりも大幅に減少した。
このような結果から、Expand High Fidelity PCR System を用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、より効果的に、ミスプライミングに起因する副産物やプライマーダイマーの形成に起因する副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅させること可能になると言える。また、マルチプライマーPCRにおいて、複数種の核酸をほぼ均一に増幅させることができることが判る。
なお、本比較例は Expand High Fidelity PCR System を利用しているが、Expand High Fidelity PCR System の代わりに、例えば、前述した Taq DNA polymerase を用いた場合には、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行っても、本実施例よりも結果が悪くなることが判っている。従って、上記のように、Expand High Fidelity PCR System を用いた上で、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うのが好適である。
(実施例5)
次いで、第5の実施例について説明する。なお、上記実施例1〜4のいずれかと同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
まず、鋳型DNAとしてヒトゲノムDNA(Promega)を用意した。また、プライマーセットとして、上記実施例2または4で示した15セット(30種類)のプライマーセット21〜50(オリゴヌクレオチド21〜50)を用意した。また、T.th. RecA様タンパク質として、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)の T.th. RecAタンパク質を用意した。一方、本実施例では、PCR試薬キットとして、タカラバイオ社製の TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用意した。
次に、上記 TaKaRa EX Taq Hot Start Version のプロトコールに従って、PCR反応を行い、所望の核酸を増幅させた。本実施例では、上記15セットのプライマーセットのうち、8セット〜15セットを一緒に用いて、8種類〜15種類の核酸を同時に増幅させた。具体的には、50μlのPCR反応液中に、各々0.07μM(最終濃度)のプライマーDNA21〜36(オリゴヌクレオチド21〜36)、プライマーDNA21〜38(オリゴヌクレオチド21〜38)、プライマーDNA21〜40(オリゴヌクレオチド21〜40)、プライマーDNA21〜42(オリゴヌクレオチド21〜42)、プライマーDNA21〜44(オリゴヌクレオチド21〜44)、プライマーDNA21〜46(オリゴヌクレオチド21〜46)、プライマーDNA21〜48(オリゴヌクレオチド21〜48)、または、プライマーDNA21〜50(オリゴヌクレオチド21〜50)と、50ngのヒトゲノムDNAと、1.8 unitのDNAポリメラーゼ(TaKaRa EX Taq Hot Start Versionに含まれるenzyme)と、200μM(最終濃度)のdNTPs混合液と、0.5μgの T.th. RecAタンパク質とを、1×DNA polymerase buffer(TaKaRa EX Taq Hot Start Versionに含まれるbuffer)に混合した。そして、PCR反応を、1サイクル(93℃,30sec)、35サイクル(94℃,15sec−55℃,30sec−72℃,30sec)、1サイクル(72℃,7min)で行った。その後、そのPCR反応液の 10μlを、12.0%のアクリルアミドゲルで電気泳動し、SYBR Green I(Cambrex社)により染色してDNAを可視化した。そして、これを写真に記録した。その結果を図5に示す。
レーン9は、8種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜36)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン10は、9種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜38)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン11は、10種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜40)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン12は、11種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜42)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン13は、12種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜44)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン14は、13種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜46)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン15は、14種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜48)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン16は、15種類のプライマーセット(プライマーDNA21〜50)を用いて、上述した反応を行った結果である。
レーン1〜レーン8は、比較例である。
レーン1は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン9と同じ反応を行った結果である。
レーン2は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン10と同じ反応を行った結果である。
レーン3は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン11と同じ反応を行った結果である。
レーン4は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン12と同じ反応を行った結果である。
レーン5は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン13と同じ反応を行った結果である。
レーン6は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン14と同じ反応を行った結果である。
レーン7は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン15と同じ反応を行った結果である。
レーン8は、T.th. RecAタンパク質を加えずに、それ以外はレーン16と同じ反応を行った結果である。
まず、8種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン1)及び実施例(レーン9)を見る。
レーン1では、8種類の所望の標的核酸3〜10(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン9では、8種類の所望の標的核酸3〜10が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)は殆ど検出されなかった。
次に、9種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン2)及び実施例(レーン10)を見る。
レーン2では、9種類の所望の標的核酸3〜11(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン10では、9種類の所望の標的核酸3〜11が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
次に、10種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン3)及び実施例(レーン11)を見る。
レーン3では、10種類の所望の標的核酸3〜12(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン11では、10種類の所望の標的核酸3〜12が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
次に、11種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン4)及び実施例(レーン12)を見る。
レーン4では、11種類の所望の標的核酸3〜13(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン12では、11種類の所望の標的核酸3〜13が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
次に、12種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン5)及び実施例(レーン13)を見る。
レーン5では、12種類の所望の標的核酸3〜14(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン13では、12種類の所望の標的核酸3〜14が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
次に、13種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン6)及び実施例(レーン14)を見る。
レーン6では、13種類の所望の標的核酸3〜15(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン14では、13種類の所望の標的核酸3〜15が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
次に、14種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン7)及び実施例(レーン15)を見る。
レーン7では、14種類の所望の標的核酸3〜16(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン15では、14種類の所望の標的核酸3〜16が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
次に、15種類のプライマーセットを用いた比較例(レーン8)及び実施例(レーン16)を見る。
レーン8では、15種類の所望の標的核酸3〜17(正しい特異的なPCR産物)全てが検出された。しかし、標的核酸毎に増幅のバラツキが見られ、不均一であった。更に、ミスプライミングに起因する副産物(非特異的なPCR産物)も若干検出された。
これに対し、レーン16では、15種類の所望の標的核酸3〜16が、全てほぼ均一に検出された。一方、ミスプライミングに起因する副産物は殆ど検出されなかった。
このような結果から、TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用い、かつ、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うことにより、より効果的に、ミスプライミングに起因する副産物やプライマーダイマーの形成に起因する副産物の増幅を抑えつつ、所望の核酸を増幅させること可能になると言える。また、マルチプライマーPCRにおいて、複数種の核酸をほぼ均一に増幅させることができることが判る。
なお、本比較例は TaKaRa EX Taq Hot Start Version を利用しているが、この代わりに、例えば、前述した Taq DNA polymerase を用いた場合には、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行っても、本実施例よりも結果が悪くなることが判っている。従って、上記のように、TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用いた上で、T.th. RecAタンパク質を加えてPCRを行うのが好適である。
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記各実施例では、別途抽出し精製したT.th. RecAタンパク質を反応液に加えてPCR反応を行っている。しかしながら、T.th. RecAタンパク質等のT.th. RecA様タンパク質を発現可能なように形質転換した大腸菌等を用意し、これに熱処理を行ったものをT.th. RecA様タンパク質として利用することもできる。つまり、大腸菌等を熱処理して、耐熱性の高いT.th. RecA様タンパク質等を残しつつ、その他のタンパク質を失活させて、これをPCRに利用する方法である。特に、大腸菌等の宿主細胞のゲノムDNAやプラスミドDNAを鋳型DNAとする場合には、T.th. RecA様タンパク質を発現する大腸菌等に熱処理を行うことで、鋳型DNAとT.th. RecA様タンパク質とを同時に得ることができるので、PCRを行うための作業効率を向上させることができる。
なお、上記実施例1〜5では、Roche社製の Expand High Fidelity PCR System、若しくは Expand Long Template PCR System、または、タカラバイオ社製の TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用いているが、Roche社製の Expand High Fidelity PCR Master、Expand High Fidelity Plus PCR System、或いは、Expand 20kb Plus PCR System を用いても、従来に比して良好な結果を得ることができる。
実施例1に関し、PCR反応物についての電気泳動の結果を示す図面に変わる写真であり、(a)は Expand High Fidelity PCR System を用いた結果であり、(b)は Taq DNA polymerase を用いた結果である。 実施例2に関し、PCR反応物についての電気泳動の結果を示す図面に代わる写真である。 実施例3に関し、PCR反応物についての電気泳動の結果を示す図面に代わる写真である。 実施例4に関し、PCR反応物についての電気泳動の結果を示す図面に代わる写真である。 実施例5に関し、PCR反応物についての電気泳動の結果を示す図面に代わる写真である。

Claims (3)

  1. PCRにより核酸を増幅させる核酸増幅方法であって、
    Roche社製の Expand High Fidelity PCR System、Roche社製の Expand High Fidelity PCR Master、Roche社製の Expand High Fidelity Plus PCR System、Roche社製の Expand Long Template PCR System、Roche社製の Expand 20kb Plus PCR System、または、タカラバイオ社製の TaKaRa EX Taq Hot Start Version を用い、
    反応液中に、サーマス・サーモフィルス(Thermus thermophilus)に由来する T.th. RecAタンパク質及びこの T.th. RecAタンパク質を改変したタンパク質であってこの T.th. RecAタンパク質と類似する機能を有する T.th. RecA改変タンパク質の少なくともいずれかを含む T.th. RecA様タンパク質を混合して、PCRを行う
    核酸増幅方法。
  2. 請求項1に記載の核酸増幅方法であって、
    複数種のプライマーセットを用いて、複数種の核酸を同時に増幅させる
    核酸増幅方法。
  3. 請求項2に記載の核酸増幅方法であって、
    前記複数種のプライマーセットは、5種類以上のプライマーセットである
    核酸増幅方法。
JP2004076179A 2004-03-17 2004-03-17 核酸増幅方法 Pending JP2005261255A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004076179A JP2005261255A (ja) 2004-03-17 2004-03-17 核酸増幅方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004076179A JP2005261255A (ja) 2004-03-17 2004-03-17 核酸増幅方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005261255A true JP2005261255A (ja) 2005-09-29

Family

ID=35086416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004076179A Pending JP2005261255A (ja) 2004-03-17 2004-03-17 核酸増幅方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005261255A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325534A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Institute Of Physical & Chemical Research RecAタンパク質を利用した核酸の等温増幅法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325534A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Institute Of Physical & Chemical Research RecAタンパク質を利用した核酸の等温増幅法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220017893A1 (en) Capture methodologies for circulating cell free dna
TW408224B (en) Strand displacement amplification using thermophilic enzymes
JP6594955B2 (ja) シントン形成
US11499180B2 (en) Primer extension target enrichment and improvements thereto including simultaneous enrichment of DNA and RNA
US9200318B2 (en) Reduced inhibition of one-step RT-PCR
Hoser et al. Strand Invasion Based Amplification (SIBA®): a novel isothermal DNA amplification technology demonstrating high specificity and sensitivity for a single molecule of target analyte
JP2017519774A5 (ja)
US20100203594A1 (en) High-speed pcr using high-speed dna polymerase
JP2011518568A (ja) Dnaに基づくプロファイリングアッセイのための物質及び方法
CN110607356B (zh) 一种基因组编辑检测方法、试剂盒及应用
US7713700B2 (en) Method of amplifying nucleic acids, reagent kit for amplifying nucleic acids, method of detecting single nucleotide polymorphism, and reagent kit for detecting single nucleotide polymorphism
JP4249186B2 (ja) 核酸の増幅方法
US20050136443A1 (en) Nucleic acid amplification method
WO2006051988A1 (ja) 核酸の増幅方法
JP2005261255A (ja) 核酸増幅方法
US20060110745A1 (en) Method for amplifying nucleic acids
JP4601830B2 (ja) カップル性ポリメラーゼ連鎖反応−制限エンドヌクレアーゼ消化−リガーゼ検出反応法
Nikiforova et al. Amplification-based methods
Nye et al. Chimeric DNA byproducts in strand displacement amplification using the T7 replisome
JP2004141105A (ja) Dna合成反応を促進する方法、およびそのための組成物
US20230357830A1 (en) Primer extension target enrighment and improvements thereto including simultaneous enrichment of dna and rna
US7662593B2 (en) Activation method of protein derived from extremely thermophilic bacterium in nucleic acid amplification reaction and use thereof
JP2007330101A (ja) 核酸の増幅方法