JP2005295869A - Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor - Google Patents

Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2005295869A
JP2005295869A JP2004115685A JP2004115685A JP2005295869A JP 2005295869 A JP2005295869 A JP 2005295869A JP 2004115685 A JP2004115685 A JP 2004115685A JP 2004115685 A JP2004115685 A JP 2004115685A JP 2005295869 A JP2005295869 A JP 2005295869A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
nucleic acid
acid molecule
cleaving
peripheral surface
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
JP2004115685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Iguchi
征夫 井口
Hachiro Iguchi
八郎 井口
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
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 JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2004115685A priority Critical patent/JP2005295869A/en
Publication of JP2005295869A publication Critical patent/JP2005295869A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for physically and efficiently cleaving a nucleic acid molecule in order to artificially manipulate especially a DNA or an RNA carrying genetic information. <P>SOLUTION: A hollow circular cylinder made of a metal in which at least the tip part of an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of a capillary are coated with insulating ceramics having ≥10<SP>5</SP>Ω×m electric resistance is used as the capillary when the nucleic acid molecule is passed through the inside thereof and cleaved. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、DNA(デオキシリボ核酸)やRNA(リボ核酸)に大別される核酸を効果的に切断する方法およびその装置に関するものである。特に、遺伝情報を担っているDNAを人為的に操作するため、その核酸分子を物理的に効率よく切断するための装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for effectively cleaving nucleic acids roughly classified into DNA (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid). In particular, the present invention relates to an apparatus for physically and efficiently cleaving nucleic acid molecules in order to artificially manipulate DNA carrying genetic information.

近年、DNAを主とする遺伝情報に関する分子生物学の進歩は目ざましく、DNAの組み替え技術を利用して新製品の開発が盛んに行われるようになってきている。DNAは、図1の模式図(例えば、生命科学のコンセプト「分子生物学」小関治男ほか著、化学同人、p.28参照)で示すように、太さが約20Å(図では2.3nmとなっている)で非常に長い(例えば細菌ウイルスの一種であるラムダファージでは約17μmの長さをもつ)の鎖状の高分子であるが、物理的に適当なサイズに切断することは簡単ではない。   In recent years, the progress of molecular biology related to genetic information, mainly DNA, has been remarkable, and new products have been actively developed using DNA recombination technology. As shown in the schematic diagram of FIG. 1 (see, for example, the life science concept “Molecular Biology” by Haruo Koseki et al., Chemical Dojin, p. 28), the thickness is about 20 mm (2.3 nm in the figure). It is a chain polymer that is very long (for example, about 17 μm in lambda phage which is a kind of bacterial virus), but it is not easy to cleave it to a physically suitable size. Absent.

現在、このようなDNAの切断は、例えば非特許文献1に記載されているように、酵素を用いて行われるのが一般的であるが、その操作は複雑で長時間を要すること、また任意の位置で切断するには適切な酵素を選択しなければならないこと、などの問題がある。
Sambrook,J.,E.F.Fritsch,and T.J.Maniatis.1989.Molecular cloning:a laboratory manual,2nd ed.Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y
At present, such DNA cleavage is generally performed using an enzyme as described in Non-Patent Document 1, for example, but the operation is complicated and requires a long time. In order to cleave at the position, there is a problem that an appropriate enzyme must be selected.
Sambrook, J., EFFritsch, and TJManiatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY

ここで、酵素を使用せずにDNAの切断が可能となった場合には、目的とするDNAの結合あるいは組み替えが容易になるため、新規遺伝子の組み替え体の作製や、遺伝子制御システムの人工合成等が可能となることが期待されているが、未だその期待に十分に答える技術は開発されていない。   Here, when DNA can be cleaved without using an enzyme, it becomes easy to bind or recombine the target DNA. Therefore, production of a new recombinant gene or artificial synthesis of a gene control system It is expected that this will be possible, but no technology has yet been developed that fully responds to that expectation.

そこで、本発明は、特に遺伝情報を担っているDNAやRNAを人為的に操作するために、核酸分子を物理的に効率よく切断する方法について、その装置に併せて提案することを目的とする。   Therefore, the present invention has an object to propose a method for physically and efficiently cleaving a nucleic acid molecule in order to artificially manipulate DNA or RNA carrying genetic information, together with the apparatus. .

上記の現状に鑑み、発明者らは、DNAの物理的な切断を可能とする手法があれば、この方面の研究の飛躍的な進展が期待できるため、数多くの試行実験を重ねた。   In view of the above-mentioned present situation, the inventors have made many trial experiments because there can be expected a dramatic progress in research in this direction if there is a technique that enables physical cleavage of DNA.

その結果、DNAを切断する際には、従来とは全く異なった素材の器具、具体的には絶縁性のセラミックスを被覆した細管(注射針)を採用することによって、DNA分子を有効に切断できる方法並びに装置の開発を実現したものである。   As a result, when DNA is cut, DNA molecules can be effectively cut by adopting an instrument made of a material completely different from the conventional one, specifically, a capillary tube (injection needle) coated with insulating ceramics. The development of the method and apparatus is realized.

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
(1)核酸分子を細管の内側に通して切断するに当たり、該細管に、金属製の中空円筒の外周面の少なくとも先端部分および内周面に、電気抵抗が10Ω・m以上の絶縁性セラミックスを被覆したものを用いることを特徴とする核酸分子の切断方法。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) When nucleic acid molecules are cut through the inside of a thin tube, the thin tube has an insulating property with an electrical resistance of 10 5 Ω · m or more on at least the tip and the inner surface of the metal hollow cylinder. A method for cleaving nucleic acid molecules, comprising using ceramics.

(2)上記(1)において、細管内の核酸分子の通過速度を、0.1〜100mm/min の範囲内の一定速度としたことを特徴とする核酸分子の切断方法。 (2) The method for cleaving a nucleic acid molecule according to (1), wherein the passage speed of the nucleic acid molecule in the capillary is a constant speed within a range of 0.1 to 100 mm / min.

(3)上記(1)または(2)において、細管内の核酸分子の通過を1回以上としたことを特徴とする核酸分子の切断方法。 (3) The method for cleaving a nucleic acid molecule according to (1) or (2) above, wherein the nucleic acid molecule passes through the capillary once or more.

(4)核酸分子を細管の内側に通して切断する装置であって、該細管が、金属製の中空円筒の外周面の少なくとも先端部分および内周面に、電気抵抗が10Ω・m以上の絶縁性セラミックスを被覆したものであることを特徴とする核酸分子の切断装置。 (4) An apparatus for cutting nucleic acid molecules through the inside of a thin tube, wherein the thin tube has an electrical resistance of at least 10 5 Ω · m at least on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of a metal hollow cylinder An apparatus for cleaving nucleic acid molecules, which is coated with an insulating ceramic.

本発明の装置を用いれば、長い主鎖に配列されたDNAを効果的に切断することが可能であり、遺伝子の分野は勿論、長鎖状高分子(たとえば、糖鎖やポリペプチド鎖など)の物性とShearing forceに関する基礎研究などの方面への応用も期待できる。   By using the apparatus of the present invention, it is possible to effectively cleave DNA arranged in a long main chain. In addition to the field of genes, long-chain polymers (for example, sugar chains and polypeptide chains) Application to the field of basic research on physical properties and shearing force is also expected.

以下、本発明を具体的に説明する。ここでは、DNAを対象として説明するが、本発明は、RNAについてもDNAの場合と同様に適合することは勿論である。
先に、発明者らは、現行の導体金属(ステンレス鋼:電気抵抗10 〜10 Ω・m)の穿刺針とは全く異なる穿刺針を発明し、特開2003−310759号公報にて提案した。すなわち、高プラズマ雰囲気を利用して、高真空中で絶縁性(電気抵抗:10 Ω・m以上の絶縁体特性を有する)に優れた薄膜のセラミック被覆穿刺針を開発し、肝生検あるいは腎生検の際には有効に利用可能な、人に優しい医療用セラミック被覆穿刺針を開発した。
The present invention will be specifically described below. Although the present invention will be described with reference to DNA, the present invention is naturally applicable to RNA as well as DNA.
First, the inventors have invented a puncture needle that is completely different from the puncture needle of the current conductor metal (stainless steel: electric resistance 10 6 to 10 8 Ω · m), and proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-310759. did. In other words, using a high plasma atmosphere, we developed a thin-film ceramic-coated puncture needle that has excellent insulating properties (with an electrical resistance of 10 9 Ω · m or more) in a high vacuum. We developed a human-friendly medical ceramic-coated puncture needle that can be used effectively during renal biopsy.

次に、発明者らは、DNAを採取する際に、電気抵抗が無限大である絶縁物のセラミック被覆した細管(中空針)を通過させることにより、DNAが非常に効率良く切断できることを見出し、特願2004−91193号にて特許出願した。   Next, the inventors have found that when DNA is collected, DNA can be cut very efficiently by passing through a ceramic-coated thin tube (hollow needle) having an infinite electrical resistance. Patent application was filed in Japanese Patent Application No. 2004-91193.

以上の技術開発を基礎として、さらに、本発明では、DNA切断を再現性良く、しかも切断片を連続的に採取可能とする条件を見出すとともに、その実現に寄与する装置を開発するに到った。
まず、この装置の詳細について、図2を参照して説明する。
Based on the above technical development, the present invention has further found a condition for enabling DNA cleavage with high reproducibility and capable of continuously collecting cut pieces, and has also developed an apparatus that contributes to the realization thereof. .
First, details of this apparatus will be described with reference to FIG.

図2は、本発明のDNA切断装置を模式的に示した縦型の一例である。なお、本発明の装置は横型にも設置可能である。
すなわち、図2において符号1は、例えば符号2の矢印方向に回転する可変速のステップ回転モーターであり、ここでの回転運動を、コラム3を介して上下の往復動4に変換し、例えばゴム製のピストン5をシリンダ6内で上下動することができる。さらに、シリンダ6の底面には、支持体7を介して細管8の基端を接続し、この細管8の先端はDNA溶液9中に浸漬する。
FIG. 2 is an example of a vertical type schematically showing the DNA cutting apparatus of the present invention. The apparatus of the present invention can be installed in a horizontal type.
That is, reference numeral 1 in FIG. 2 is a variable-speed step rotation motor that rotates in the direction of the arrow 2, for example, and converts the rotational movement here into vertical reciprocation 4 through the column 3, for example, rubber The made piston 5 can be moved up and down in the cylinder 6. Furthermore, the base end of the thin tube 8 is connected to the bottom surface of the cylinder 6 via the support 7, and the tip of the thin tube 8 is immersed in the DNA solution 9.

以上の構成の装置において、ステップ回転モーター1を駆動して、シリンダ6の底面にあるピストン5を上昇させることによって、細管8の先端からDNA溶液9を細管8に通してシリンダ6内に導く。この細管8内をDNA溶液9が通過する際に、DNAはいわゆるShearing forceによって切断される。この細管8内でのDNAの通過を少なくとも一度は行うことによって、DNAの切断が実現する。   In the apparatus having the above configuration, the step rotation motor 1 is driven to raise the piston 5 on the bottom surface of the cylinder 6, whereby the DNA solution 9 is guided from the tip of the narrow tube 8 through the narrow tube 8 into the cylinder 6. When the DNA solution 9 passes through the narrow tube 8, the DNA is cut by a so-called shearing force. By passing the DNA through the capillary 8 at least once, the DNA is cut.

ついで、ピストン5が上死点をこえて下降すると、切断されたDNAを含む溶液9aは、再び下部のDNA溶液9の槽に戻される。引き続き、ステップ回転モーター1を駆動してピストン5を上昇させれば、細管8の先端からDNA溶液9が再び細管8を通ることになり、DNAが再度切断される。
以上の操作を、1回または複数回繰り返すことによって、DNAの切断が確実に達成されるのである。
Next, when the piston 5 descends over the top dead center, the solution 9a containing the cut DNA is returned again to the lower DNA solution 9 tank. Subsequently, when the step rotation motor 1 is driven and the piston 5 is raised, the DNA solution 9 passes through the narrow tube 8 again from the tip of the thin tube 8, and the DNA is cut again.
By repeating the above operation once or a plurality of times, DNA cleavage is reliably achieved.

ここで、上記の細管8の外周面の少なくとも先端部分および内周面、すなわちDNA溶液9と接触する部分には、電気抵抗が10Ω・m以上の絶縁性セラミックスを被覆しておくことが肝要である。なぜなら、電気抵抗が10 Ω・m 未満のセラミックでは、採取したDNAへのShearing forceの影響が小さいからである。なお、セラミック膜の被覆は、必ずしも細管の全面に施す必要はなく、少なくともその使用に際してDNA溶液と接触する上記領域が被覆されていれば良い。
なお、穿刺針の研究において、実際のラットの肝臓から抽出したサンプルを調整したところ、穿刺針を覆うセラミック膜の抵抗範囲が10Ω・m以上ではまわりの細胞に悪影響を与える度合いが小さいことが判明している。
Here, at least the tip portion and the inner circumferential surface of the outer peripheral surface of the thin tube 8, that is, the portion in contact with the DNA solution 9 may be coated with insulating ceramics having an electric resistance of 10 5 Ω · m or more. It is essential. This is because the influence of shearing force on the collected DNA is small in a ceramic having an electric resistance of less than 10 5 Ω · m. The ceramic film does not necessarily have to be applied to the entire surface of the thin tube, and it is sufficient that at least the above-mentioned region that comes into contact with the DNA solution is used.
In the puncture needle research, when the sample extracted from the liver of an actual rat was prepared, when the resistance range of the ceramic membrane covering the puncture needle was 10 5 Ω · m or more, the degree of adverse effects on surrounding cells was small. Is known.

具体的には、図3(a)に示すように、ステンレス鋼製の円筒からなる細径の管10の、外周面の少なくとも先端部分および内周面に、ドライプレーティング法を用いて、薄い絶縁性に優れたセラミック膜11をプラズマコーティングする。特に、緻密かつ密着性に優れたセラミック膜を均一に形成することが可能である、マグネトロン・スパッタ法を用いて、セラミック膜を被覆することが好ましい。   Specifically, as shown in FIG. 3 (a), at least a tip portion of the outer peripheral surface and an inner peripheral surface of a thin tube 10 made of a stainless steel cylinder are thinly insulated using a dry plating method. The ceramic film 11 having excellent properties is plasma coated. In particular, it is preferable to coat the ceramic film by using a magnetron sputtering method that can uniformly form a dense and excellent adhesive ceramic film.

なお、セラミック膜11としては、例えば絶縁性に優れた、好ましくは電気抵抗が無限大であるSiNxのほか、Al2O3、AlN、SiO2およびBN等を用いることができる。 As the ceramic film 11, for example, Al 2 O 3 , AlN, SiO 2, BN, or the like can be used in addition to SiNx having excellent insulating properties and preferably infinite electric resistance.

かようなセラミック膜としては、既に発明者らが、特願2004−91193号にて開示した種類のセラミック膜が好適に使用できる。
すなわち、電気抵抗が105 Ω・m 以上の絶縁牲を有するAl、BおよびSiの窒化物、炭化物または酸化物のうちから選んだ少なくとも一種からなるセラミック薄膜、あるいはダイヤモンド・ライク・カーボン(DLC:Diamond・Like・Carbon)の薄膜等が有利に適合する。
As such a ceramic film, the ceramic film of the type already disclosed by the inventors in Japanese Patent Application No. 2004-91193 can be suitably used.
That is, a ceramic thin film made of at least one selected from the group consisting of nitrides, carbides and oxides of Al, B and Si having an insulation resistance of 10 5 Ω · m or more, or diamond-like carbon (DLC: Diamond, Like, and Carbon) are suitable for use.

一方、本発明で使用する円筒状の細管は、外周面の少なくとも先端部分および内周面にセラミックスを形成するため、金属材料であれば特に種類は問わないが、好ましくはステンレス鋼である。というのは、ステンレス鋼は、表面が錆びず、かつ精密加工処理が容易であるからであり、とりわけフェライト系ステンレス鋼が有利に適合する。   On the other hand, the cylindrical thin tube used in the present invention is not particularly limited as long as it is a metal material in order to form ceramics at least at the tip portion and the inner peripheral surface of the outer peripheral surface, but is preferably stainless steel. This is because the surface of stainless steel does not rust and precision processing is easy, and ferritic stainless steel is particularly suitable.

例えば、細管の基体をステンレス鋼で製造する場合は、ステンレス鋼素材を連続鋳造し、熱間圧延−冷間圧延−光輝焼鈍を行った後、精密加工により外径:0.02〜2.5mm、内径:0.01〜2.0mmおよび長さ:10〜250mm 程度の、目的に応じた種々の注射針形状に加工処理する。なお、この際の処理工程は、従来技術に従って行えば良い。   For example, when the base of the thin tube is made of stainless steel, the outer diameter is 0.02 to 2.5 mm and the inner diameter is obtained by precision casting after continuously casting a stainless steel material and performing hot rolling, cold rolling, and bright annealing. Processed into various injection needle shapes depending on the purpose, such as 0.01 to 2.0 mm and length: 10 to 250 mm. In addition, what is necessary is just to perform the process process in this case according to a prior art.

ついで、得られた円筒状の細管の表面を、超音波洗浄や電解研磨等によって清浄にしたのち、上述したセラミック膜を形成するわけであるが、かようなセラミックスとして、電気抵抗が105 Ω・m 以上の絶縁性セラミックを用いることが重要である。 Next, the surface of the obtained cylindrical capillary is cleaned by ultrasonic cleaning, electrolytic polishing, etc., and then the above-mentioned ceramic film is formed. As such ceramic, the electric resistance is 10 5 Ω. • It is important to use an insulating ceramic of m or more.

かかるセラミック膜の被覆厚みについては、0.05〜5.0 μm とすることが好ましい。というのは、セラミック膜厚が0.05μm に満たないと、十分な絶縁性の確保が困難であり、一方セラミック膜厚が5.0 μm を超えると、セラミック膜とマトリックスとの密着性の確保が困難になるだけでなく、コーティングによるコストアップを招くからである。   The coating thickness of the ceramic film is preferably 0.05 to 5.0 μm. This is because if the ceramic film thickness is less than 0.05 μm, it is difficult to ensure sufficient insulation, while if the ceramic film thickness exceeds 5.0 μm, it is difficult to ensure adhesion between the ceramic film and the matrix. This is because the coating increases the cost.

さらに、上記のようなセラミック膜の被覆方法としては、高イオン化および高速成膜が可能なマグネトロン・スパッタ法の適用が最適であることは上述の通りであるが、その他RF(Radio Frequency)、中空陰極放電法、あるいはアーク放電法などの公知のPVDコーティング法を使用することもできる。   Further, as described above, as described above, the application of the magnetron sputtering method capable of high ionization and high-speed film formation is optimal as a coating method of the ceramic film as described above, but other RF (Radio Frequency), hollow A known PVD coating method such as a cathode discharge method or an arc discharge method can also be used.

ちなみに、マグネトロン・スパッタ法による、セラミック膜の好適被覆条件は、次のとおりである。
例えは、SiNxコーティングを行うため、フェロシリコン・ターゲットを使用した場合には、投入パワー:3〜10kW、真空度: 0.8×104 〜3×10 Torr、Arガス流量:50〜500sccm およびN2ガス流量:50〜500sccm が最適条件である。
Incidentally, the preferable coating conditions of the ceramic film by the magnetron sputtering method are as follows.
For example, when a ferrosilicon target is used to perform SiNx coating, the input power is 3 to 10 kW, the degree of vacuum is 0.8 × 10 4 to 3 × 10 3 Torr, the Ar gas flow rate is 50 to 500 sccm and N 2 Gas flow rate: 50-500sccm is the optimum condition.

以上の装置構成を採用することによって、DNA切断の一連の作業を効率良くできることから、この装置の使用により、数多くの種類のDNAの切断が極めて再現性良く実現することが可能になった。なお、細管を異なるサイズのものに交換することによって、さらに多種類のDNAの切断に対応させることが可能である。   By adopting the above apparatus configuration, a series of operations for DNA cutting can be performed efficiently, and by using this apparatus, it has become possible to realize cutting of many types of DNA with extremely high reproducibility. In addition, it is possible to cope with the cutting of more kinds of DNA by exchanging the thin tube with one of a different size.

また、図2に示した装置では、セラミック膜を被覆した細管を1本使用しているが、さらに大量に切断したDNAを採取するためには、図3(a)に示したセラミック膜を被覆した管の複数本、例えば図3(b)に示す3本または図3(c)に示す7本を集合させて用いることが有効である。   In addition, the apparatus shown in FIG. 2 uses a single thin tube coated with a ceramic film. However, in order to collect a larger amount of cut DNA, the ceramic film shown in FIG. It is effective to use a plurality of such tubes, for example, three as shown in FIG. 3B or seven as shown in FIG.

さらに、細管内にDNAを通過する際、その通過速度を、0.1〜100mm/min の範囲内の一定速度とすることが好ましい。なぜなら、細管の内径と通過速度は、DNA切断に大きく影響することが実験的にわかっており、均一で、かつ再現性が高い切断片DNA分子を得るためには重要な条件である。   Furthermore, when DNA passes through the narrow tube, the passing speed is preferably a constant speed within a range of 0.1 to 100 mm / min. This is because it has been experimentally known that the inner diameter and passage speed of the tubule greatly affect DNA cleavage, and are important conditions for obtaining a uniform and highly reproducible DNA fragment fragment.

なお、DNAの切断に当たって用いるDNA溶液としては、DNAの切断を高精度に検出するために、例えば分子数の少ないDNA溶液(λc1857ファージDNA:4×10 分子/ml )等が好適である。すなわち、濃度が高くなると、shearing forceがかかりにくくなる。 As a DNA solution used for DNA cleavage, for example, a DNA solution having a small number of molecules (λc1857 phage DNA: 4 × 10 6 molecules / ml) is suitable in order to detect DNA cleavage with high accuracy. That is, as the concentration increases, the shearing force is less likely to be applied.

図2に示した本発明の装置を用いて、DNAの切断を行った。なお、この装置において、細管8の仕様は下記のとおりである。

管寸法:外径0.83mm、内径0.58mmおよび長さ40mm
管基材:ステンレス鋼
セラミック膜:SiNセラミック膜
セラミック膜厚:1.0μm厚
セラミック膜電気抵抗:∞
DNA was cleaved using the apparatus of the present invention shown in FIG. In this apparatus, the specification of the narrow tube 8 is as follows.
Pipe dimensions: 0.83mm outer diameter, 0.58mm inner diameter and 40mm length
Tube base material: Stainless steel Ceramic film: SiN x ceramic film Ceramic film thickness: 1.0μm thickness Ceramic film electric resistance: ∞

すなわち、分子数の少ないDNA溶液〔λc1857 ファージDNA:4×10分子/ml 〕を、図2に示した装置のDNA溶液9として、ピストン5を50mm/minの速度で動かしてDNA溶液9を吸入させることによって、このDNA溶液9を細管8内に通過速度50mm/minで通してDNAを切断した。そして、DNAを切断後の溶液9aを抽出し、この溶液をラムダファージのパッケージング系に加えて、細菌ウイルス粒子を試験中で作らせたのち、該溶液中の活性ある細菌ウィルスDNA分子数を軟寒天培地によるプレーティング法にて測定した。
このときの実験で抽出した細菌のウイルスDNA分子数は55であった。
That is, a DNA solution having a small number of molecules [λc1857 phage DNA: 4 × 10 6 molecules / ml] is used as the DNA solution 9 of the apparatus shown in FIG. 2, and the piston 5 is moved at a speed of 50 mm / min. By inhaling, the DNA solution 9 was passed through the narrow tube 8 at a passing speed of 50 mm / min to cut the DNA. Then, after extracting the solution 9a after cleaving the DNA and adding this solution to the packaging system of lambda phage to make bacterial virus particles in the test, the number of active bacterial virus DNA molecules in the solution is determined. It was measured by a plating method using a soft agar medium.
The number of viral DNA molecules extracted from the experiment at this time was 55.

比較のために、本装置を使用しない場合、すなわち処理前の対照サンプルおよびステンレス鋼注射針を用いた装置にてDNAを切断した場合の、溶液中の活性ある細菌ウィルスDNA分子数を測定したところ、ステンレス鋼注射針を装着した装置では本装置での場合に比して約15倍も活性ある分子(切れていない分子)が残った。   For comparison, the number of active bacterial virus DNA molecules in the solution was measured when the device was not used, that is, when DNA was cleaved with a control sample before treatment and a device using a stainless steel injection needle. In the device equipped with a stainless steel injection needle, approximately 15 times more active molecules (uncut molecules) remained as compared with the case of this device.

かように、切断処理後の溶液中の細菌ウィルス数が本発明装置による切断処理で少なくなるのは、より効率よくDNA切断がなされていることを意味している。なお、実際に処理したDNA分子をアガロースゲルの電気泳動法で解析し、切断されていることを確認している。通常行われているDNA切断は分子数の多い溶液を用いているが、本装置は低濃度で効率よい切断が可能であることを特徴とする。ちなみに、分子数が多くなると、粘性が高くなり、それがShearing forceをキャンセルするよう働くため、切断効率が悪くなるものと考えられる。   Thus, the fact that the number of bacterial viruses in the solution after the cleaving treatment is reduced by the cleaving treatment by the apparatus of the present invention means that the DNA is cleaved more efficiently. The actually treated DNA molecules are analyzed by agarose gel electrophoresis to confirm that they are cleaved. Usually, DNA cleavage uses a solution having a large number of molecules, but this apparatus is characterized by being capable of efficient cleavage at a low concentration. Incidentally, when the number of molecules increases, the viscosity increases, and it works to cancel the shearing force, so that it is considered that the cutting efficiency deteriorates.

本発明によれば、DNAの切断操作を従来の酵素を用いる切断方法に比較してはるかに簡便に行えるため、医療、医薬品の研究開発、遺伝子組み換え技術を利用した動植物の品種改良、その他生化学分野などに広く利用することができるものである。   According to the present invention, DNA can be cleaved much more easily than conventional cleaving methods using enzymes, so that medical and pharmaceutical research, development of animal and plant varieties using genetic recombination techniques, and other biochemistry. It can be widely used in fields.

DNAの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of DNA. DNAの切断装置を示す図である。It is a figure which shows the DNA cutting device. DNAを切断するために切断量を変化させる方法を示す図である。It is a figure which shows the method of changing the cutting amount in order to cut | disconnect DNA.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステップ回転モーター
3 コラム
5 ピストン
6 シリンダ
7 支持体
8 細管
9 DNA溶液
1 step rotation motor 3 column 5 piston 6 cylinder 7 support 8 capillary 9 DNA solution

Claims (4)

核酸分子を細管の内側に通して切断するに当たり、該細管に、金属製の中空円筒の外周面の少なくとも先端部分および内周面に、電気抵抗が10Ω・m以上の絶縁性セラミックスを被覆したものを用いることを特徴とする核酸分子の切断方法。 When cutting nucleic acid molecules through the inside of a thin tube, the thin tube is coated with an insulating ceramic having an electrical resistance of 10 5 Ω · m or more on at least the tip and the inner peripheral surface of the metal hollow cylinder. A method for cleaving a nucleic acid molecule, comprising using 請求項1において、細管内の核酸分子の通過速度を、0.1〜100mm/min の範囲内の一定速度としたことを特徴とする核酸分子の切断方法。   2. The method for cleaving nucleic acid molecules according to claim 1, wherein the passing speed of the nucleic acid molecules in the tubule is a constant speed in the range of 0.1 to 100 mm / min. 請求項1または2において、細管内の核酸分子の通過を1回以上としたことを特徴とする核酸分子の切断方法。   3. The method for cleaving a nucleic acid molecule according to claim 1, wherein the nucleic acid molecule passes through the capillary tube at least once. 核酸分子を細管の内側に通して切断する装置であって、該細管が、金属製の中空円筒の外周面の少なくとも先端部分および内周面に、電気抵抗が10Ω・m以上の絶縁性セラミックスを被覆したものであることを特徴とする核酸分子の切断装置。 An apparatus for cutting nucleic acid molecules through the inside of a capillary tube, the capillary tube having an electrical resistance of at least 10 5 Ω · m or more at least on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of a metal hollow cylinder A nucleic acid molecule cutting apparatus characterized by being coated with ceramics.
JP2004115685A 2004-04-09 2004-04-09 Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor Pending JP2005295869A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004115685A JP2005295869A (en) 2004-04-09 2004-04-09 Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004115685A JP2005295869A (en) 2004-04-09 2004-04-09 Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005295869A true JP2005295869A (en) 2005-10-27

Family

ID=35328166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004115685A Pending JP2005295869A (en) 2004-04-09 2004-04-09 Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005295869A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003046146A2 (en) * 2001-11-28 2003-06-05 Applera Corporation Compositions and methods of selective nucleic acid isolation
JP2003310759A (en) * 2002-02-22 2003-11-05 Jfe Steel Kk Medical ceramic sheathed needle and production method thereof
JP2004081828A (en) * 2002-06-28 2004-03-18 Jfe Steel Kk Medical instrument coated with ceramics and method for manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003046146A2 (en) * 2001-11-28 2003-06-05 Applera Corporation Compositions and methods of selective nucleic acid isolation
JP2003310759A (en) * 2002-02-22 2003-11-05 Jfe Steel Kk Medical ceramic sheathed needle and production method thereof
JP2004081828A (en) * 2002-06-28 2004-03-18 Jfe Steel Kk Medical instrument coated with ceramics and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110914486B (en) Combinatorial nucleic acid libraries synthesized de novo
US20240093239A1 (en) Class ii, type v crispr systems
US20100267153A1 (en) Sequencing Nucleic Acid Polymers with Electron Microscopy
CN109844113B (en) Scalable biotechnological production of sequence and length-defined DNA single-stranded molecules
US10837010B2 (en) Porous solid phase for rapidly isolating biological molecules for nucleic acid amplification reaction from biological sample, and use thereof
WO2012037878A1 (en) Nucleic acid index and application thereof
US10961525B2 (en) Hyperactive AID/APOBEC and hmC dominant TET enzymes
WO2016038670A1 (en) Cell analysis system and cell analysis method using same
Kalkum et al. Tying rings for sex
Moulin et al. Topological insulators inhibit diffusion of transcription‐induced positive supercoils in the chromosome of Escherichia coli
AU2022210762A1 (en) Novel engineered and chimeric nucleases
CN113025608A (en) Cell lysate, kit and application
Belanger et al. Two-dimensional gel analysis of rolling circle replication in the presence and absence of bacteriophage T4 primase
JP2005295869A (en) Method for cleaving nucleic acid molecule and apparatus therefor
CN107447043A (en) The type PCR detection primers pair of pig circular ring virus 3 and kit
CA3159563A1 (en) Methods and devices using cartridges for sequencing
WO2021086945A9 (en) Systems and methods for sample preparation
Xiong et al. High efficiency and throughput system in directed evolution in vitro of reporter gene
WO2014183639A1 (en) Oxygenase gene caceo and encoded protein and use thereof
JP2005270049A (en) Method for cleavage of nucleic acid molecule
EP2532754A1 (en) Devices and methods for efficient capture of nucleic acids
JP2006304641A (en) Capillary for cutting nucleic acid molecule, method for cutting the nucleic acid molecule using the same, and cutting apparatus
KR20180001709A (en) Method for Evaluating DNA Damage from Analyte
Citartan et al. A rapid and cost effective method in purifying small RNA
Komasa et al. A screening system for artificial small RNAs that inhibit the growth of Escherichia coli

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070129

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20070129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091215

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100413