JP2006109841A - Screening method for variant gene - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method suitable for mass screening for a rapid determination of only the presence or absence of variation of gene without needing an expensive device and a complicated analysis. <P>SOLUTION: The invention relates to the screening method for variant gene comprising at least following steps, a first step preparing an array on a solid phase arranged to comprises a completely pairing probe spot to the basic sequence of a specimen nucleic acid without variation, a mismatched probe spot with a mismatch of a base, and a mismatched probe spot with a mismatch of two bases or more, a second step carrying out a hybridizing reaction of the array and the specimen, and step detecting the signal from the spot of the array obtained by the step 2 by using a detecting device which detects the signal as the sum of signals from a plurality of spots in the region including a plurality of spots on the array, and setting a plurality of above regions as capable of obtaining a relation of specific signal, and determining the presence of variation by comparing result of the step 2 of the object to be measured with the result of the step 2 of the specimen without variation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、遺伝子の変異のスクリーニングなどに有用な変異検出方法及び変異検出システムに関する。   The present invention relates to a mutation detection method and a mutation detection system useful for screening of gene mutations and the like.

核酸等の物質の配列を決定し、或いはその配列をチェックする手法のひとつにDNAアレイを利用する方法がある。USP5445934には、1インチ角に10万個以上のオリゴヌクレオチドプローブを結合したDNAアレイの開示がある。このようなDNAアレイは、少量の検体で一度に多項目を検査できるという利点がある。チップ上に配置したこのようなDNAアレイに対して蛍光標識した調べたい試料を流すと、チップ上のプローブと相補的な配列を有するDNA断片はプローブと結合してハイブリッド体を形成し、このハイブリッド体が形成された部分だけを蛍光により識別できるようにしておくことでDNA試料中のDNA断片の配列を解明することができる。   One method for determining the sequence of a substance such as a nucleic acid or checking the sequence is to use a DNA array. USP 5445934 discloses a DNA array in which 100,000 or more oligonucleotide probes are bound to 1 inch square. Such a DNA array has an advantage that multiple items can be examined at a time with a small amount of specimen. When a fluorescently labeled sample to be examined is run against such a DNA array placed on the chip, a DNA fragment having a sequence complementary to the probe on the chip binds to the probe to form a hybrid, and this hybrid By allowing only the portion where the body is formed to be identified by fluorescence, the sequence of the DNA fragment in the DNA sample can be elucidated.

Sequencing by Hybridization(SBH)法は、このようなDNAアレイを利用し塩基配列を調べる方法で、USP5202231にその詳細が記載されている。SBH法では、ある長さについて可能なオリゴヌクレオチドの全配列を基板上に並べ、検体DNAとのハイブリダイゼーション反応によって形成される完全に相補的なハイブリッドを検出するもので、完全に相補的なハイブリッド体のセットを得れば、そのセットは、ある配列について1塩基ずつずれた配列の集合になるはずであり、それらを抽出して判定を行うものである。   The Sequencing by Hybridization (SBH) method is a method for examining a base sequence using such a DNA array, and its details are described in USP5202021. In the SBH method, all possible sequences of oligonucleotides of a certain length are arranged on a substrate, and a completely complementary hybrid formed by a hybridization reaction with a sample DNA is detected. If a set of bodies is obtained, the set should be a set of sequences that are shifted by one base with respect to a certain sequence, and these are extracted for determination.

SBHに限らず、オリゴヌクレオチドと検体DNAの相補性を調べるときには、ひとつの検査項目について1種類のプローブでハイブリッドの有無を判定することは非常に難しい。それは、ハイブリッドの安定性がそれぞれの配列により異なり、完全に相補的であると判定できるシグナルの絶対値というものが存在しないからである。そこで、完全マッチのものと、完全マッチのものより幾分強度が弱くなる1塩基のミスマッチを含むハイブリッド体のシグナル強度を比較して判定する方法がScience vol.274 p610−614,1996に記載されている。この方法では、15merのオリゴヌクレオチドのプローブ配列の真ん中に1塩基ミスマッチを配した配列を用意し、完全マッチと1塩基ミスマッチとのハイブリッド由来の蛍光強度を比較し、完全マッチの方が強度がある割合以上強いときにポジティブと判定する。   When examining the complementarity of oligonucleotides and sample DNA, not limited to SBH, it is very difficult to determine the presence or absence of a hybrid with one type of probe for one test item. This is because the stability of the hybrid differs depending on the sequence, and there is no absolute signal value that can be determined to be completely complementary. Thus, a method of comparing and judging the signal intensity of a hybrid having a single base mismatch that is slightly weaker than that of a perfect match is shown in Science vol. 274 p610-614, 1996. In this method, a sequence in which a single base mismatch is arranged in the middle of the probe sequence of a 15-mer oligonucleotide is prepared, and the fluorescence intensity derived from the hybrid of the perfect match and the single base mismatch is compared, and the perfect match is stronger. If it is stronger than the ratio, it is judged as positive.

さらに、USP5733729にはより正確な判定を行うために、得られたハイブリッド体の蛍光強度の比較から検体の塩基配列を知るためのコンピューターを用いた方法に関する記載がある。
米国特許第5445934号明細書 米国特許第5202231号明細書 米国特許第5733729号明細書 Science vol.274 p610-614, 1996
Further, USP 5733729 describes a method using a computer to know the base sequence of a specimen from a comparison of fluorescence intensity of the obtained hybrid in order to make a more accurate determination.
US Pat. No. 5,445,934 US Pat. No. 5,202,231 US Pat. No. 5,733,729 Science vol.274 p610-614, 1996

しかし、実際には各ハイブリッドにおける結合の強さは、それぞれの塩基配列中のGC含量等によっても異なり、完全マッチ配列と1塩基ミスマッチ配列との強度差も配列によってかなり幅がある。そのため、上述のような15merのオリゴヌクレオチドを用い、真ん中に1塩基ミスマッチを有する他の3種類のプローブとの比較を行って完全マッチか否かを判定するという方法は、それぞれの安定性を、理論的に或いは経験的に評価し、それとの比較を行うことによってより精度を得ることができる。   However, the strength of binding in each hybrid actually varies depending on the GC content in each base sequence, and the strength difference between a perfect match sequence and a one-base mismatch sequence varies considerably depending on the sequence. Therefore, using the 15-mer oligonucleotide as described above and comparing with other three types of probes having a single base mismatch in the middle to determine whether or not it is a perfect match, More accuracy can be obtained by evaluating theoretically or empirically and comparing the result.

また、これらの正確な判定のためには、シグナルの高精度定量が必要になり、通常、共焦点レーザー顕微鏡のような精密な装置が必要である。さらに、ひとつひとつのプローブに関してそのハイブリッド体の強度を計測し、その値を解析して遺伝子配列を決定、判定するためには、アレイを読みとる検出装置の他に、更に大がかりなコンピューター装置を必要とし、誰もが容易にDNAアレイを利用する場合の障害になる。   In addition, accurate determination of signals is necessary for these accurate determinations, and usually a precise device such as a confocal laser microscope is required. Furthermore, in order to determine the intensity of the hybrid body for each probe and analyze the value to determine and determine the gene sequence, in addition to a detection device that reads the array, a larger computer device is required. It becomes an obstacle when everyone uses a DNA array easily.

一方、このようなDNAアレイを用いた遺伝子診断は、集団検診や個々人の遺伝子検査、或いは、遺伝子多系の研究にも利用しうるが、このような特定項目について大部分が正常な中から変異している検体を探し出すといった大量の検体を迅速に安価に処理するという用途には、必ずしも上述のような精密な測定及び解析は必要ない。しかも、上記のような精密な装置および解析はコストがかかる。そこで、先ずは変異の有無をスクリーニングし、スクリーニングの結果変異が疑われる場合にのみ、詳細な検査を行うという考え方がコスト上でも、時間の上でも節約になる。   On the other hand, genetic diagnosis using such a DNA array can also be used for mass screening, individual genetic testing, or gene multisystem research. For the purpose of quickly and inexpensively processing a large amount of specimens such as searching for specimens that are being performed, the above-described precise measurement and analysis are not necessarily required. Moreover, the precise apparatus and analysis as described above are expensive. Therefore, the idea of screening for the presence or absence of mutation and conducting a detailed test only when the mutation is suspected as a result of the screening saves both cost and time.

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は高価な装置及び複雑な解析を必要とせず、遺伝子の変異の有無のみを迅速に決定するマススクリーニングに適した方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is a method suitable for mass screening that quickly determines only the presence or absence of a gene mutation without requiring an expensive apparatus and complicated analysis. Is to provide.

本発明は、遺伝子に関する情報により既に正常な遺伝子と変異している遺伝子の塩基配列が確定されている場合について、正常な遺伝子とハイブリッドを形成した場合に強いシグナルを与えるプローブ配列群と、変異している遺伝子とハイブリッドを形成すると予想される配列を持つプローブ群とを別々の領域に配置したDNAアレイを提供する。また、このようなアレイを用いた検出方法を提供することで上記の目的を達成するものである。   The present invention relates to a probe sequence group that gives a strong signal when a hybrid is formed with a normal gene when the base sequence of a gene that has already been mutated with a normal gene is determined by information on the gene, Provided is a DNA array in which a group of probes having a sequence expected to form a hybrid is arranged in separate regions. In addition, the above object is achieved by providing a detection method using such an array.

本発明の検体核酸中の変異の有無を判定する方法の第1の態様は、
固相上に複数のプローブスポットを配置したアレイを用いた、検体核酸中の変異の有無を判定する方法であって、
(i)固相上に変異のない該検体核酸の塩基配列に対する完全対合プローブスポット、1塩基ミスマッチプローブスポット、及び2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブスポットが配置されているアレイを用意する工程と、
(ii)該アレイと検体とをハイブリダイゼーション反応させる工程と、
(iii)前記工程(ii)によって得られたアレイのスポットからのシグナルを、アレイ上の複数のスポットを含む領域内の、該複数のスポットからのシグナルの総和として検出する検出装置を用いて検出する工程と、
を有するものであり、
該アレイは、前記領域を複数備え、
前記領域の第1に前記完全対合プローブスポットを含み、
前記領域の第2に前記2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブを含み、前記完全対合プローブ及び該1塩基ミスマッチプローブを含まず、
各領域が含むスポット数は互いに同じであり、
各々の領域内のスポットと標識を付した変異のない前記検体核酸とをハイブリダイゼーション反応させたときに各領域内のスポットの各々が示すシグナルの総和を各領域のシグナル強度としたときの、各スポットと変異のない該検体核酸とを前記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として各領域から得るシグナル強度が、該第1の領域で最大となり、且つ該第2の領域で実質的にゼロとなるものであり、
前記工程(ii)におけるハイブリダイゼーション反応は、前記所定の条件の下で行うものであり、更に
前記工程(iii)は、前記(ii)によって得られたアレイの各領域のシグナル強度を、該DNAアレイと変異のない前記検体核酸とを上記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として得られる各領域のシグナル強度と対比し、各領域におけるシグナル強度の変化に基づき該検体核酸の変異の有無を判定する工程を含む
ことを特徴とする。
The first aspect of the method for determining the presence or absence of a mutation in the sample nucleic acid of the present invention comprises:
A method for determining the presence or absence of mutations in a sample nucleic acid using an array in which a plurality of probe spots are arranged on a solid phase,
(I) preparing an array in which a perfectly matched probe spot, a 1-base mismatch probe spot, and a mismatch probe spot of 2 bases or more are arranged on a solid phase with no mutation on the base sequence of the sample nucleic acid; ,
(Ii) a step of causing a hybridization reaction between the array and a specimen;
(Iii) Detection using a detection device that detects signals from the spots of the array obtained in the step (ii) as a sum of signals from the plurality of spots in an area including the plurality of spots on the array. And a process of
Having
The array comprises a plurality of the regions,
Including the perfectly matched probe spot in the first of the region;
The second of the region includes the mismatch probe of 2 bases or more, does not include the perfectly matched probe and the 1 base mismatch probe;
Each area contains the same number of spots,
Each of the spots in each region and the labeled nucleic acid sample without mutation when the signal intensity of each region is defined as the sum of the signals indicated by each of the spots in each region The signal intensity obtained from each region as a result of hybridizing the spot and the sample nucleic acid without mutation under the predetermined condition is maximized in the first region and substantially zero in the second region. And
The hybridization reaction in the step (ii) is performed under the predetermined condition, and the step (iii) further includes the step of calculating the signal intensity of each region of the array obtained in the step (ii) with the DNA. Compare the signal intensity of each region obtained as a result of hybridizing the array and the sample nucleic acid without mutation under the above specified conditions, and determine the presence or absence of mutation in the sample nucleic acid based on the change in signal intensity in each region Including the step of:

本発明の検体核酸中の変異の有無を判定する方法の第2の態様は、
固相上に複数のプローブスポットを配置したアレイを用いた、検体核酸中の変異の有無を検出する方法であって、
(i)固相上に変異のない該検体核酸の塩基配列に対する完全対合プローブスポット、1塩基ミスマッチプローブスポット、2塩基ミスマッチプローブスポット及び3塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブスポットが配置されているアレイを用意する工程と、
(ii)該アレイと検体とをハイブリダイゼーション反応させる工程と、
(iii)前記工程(ii)によって得られたアレイのスポットからのシグナルを、アレイ上の複数のスポットを含む領域内の、該複数のスポットからのシグナルの総和として検出する検出装置を用いて検出する工程を有するものであり、
該アレイは、前記領域を複数備え、
前記領域の第1に前記完全対合プローブスポットを含み、
前記領域の第2に前記1塩基ミスマッチプローブスポットを含み前記完全対合プローブを含まず、
前記領域の第3に前記2塩基ミスマッチプローブスポットを含み前記完全対合プローブスポットを含まず、
前記領域の第4に前記3塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブを含み前記完全対合プローブスポット及び前記1塩基ミスマッチプローブスポットを含まず、
各領域が含むスポット数は互いに同じであり、
各々の領域内のスポットと標識を付した変異のない前記検体核酸とをハイブリダイゼーション反応させたときに各領域内のスポットの各々が示すシグナルの総和を各領域のシグナル強度としたときの、各スポットと変異のない該検体核酸とを前記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として各領域から得るシグナル強度が、該第1の領域で最大となり、該第4の領域で実質的にゼロとなるものであり、
前記工程(ii)におけるハイブリダイゼーション反応は、前記所定の条件の下で行うものであり、更に
前記工程(iii)は、前記工程(ii)によって得られたアレイの各領域のシグナル強度を、該アレイと変異の無い該検体核酸とを上記所定の条件でハイブリダイゼーション反応させた結果として得られるアレイの各領域のシグナル強度と対比し、各領域におけるシグナル強度の変化に基づき該検体核酸中の変異の有無を判定する工程を含む
ことを特徴とする。
The second aspect of the method for determining the presence or absence of a mutation in the sample nucleic acid of the present invention comprises:
A method for detecting the presence or absence of a mutation in a sample nucleic acid using an array in which a plurality of probe spots are arranged on a solid phase,
(I) An array in which a perfectly matched probe spot, a 1-base mismatch probe spot, a 2-base mismatch probe spot, and a mismatch probe spot of 3 bases or more are arranged on a solid phase with respect to the base sequence of the sample nucleic acid without mutation. A process of preparing
(Ii) a step of causing a hybridization reaction between the array and a specimen;
(Iii) Detection using a detection device that detects signals from the spots of the array obtained in the step (ii) as a sum of signals from the plurality of spots in an area including the plurality of spots on the array. Having a process of
The array comprises a plurality of the regions,
Including the perfectly matched probe spot in the first of the region;
Including the 1 base mismatch probe spot in the second of the region, not including the perfectly matched probe,
Including the 2-base mismatch probe spot in the third of the region, not including the perfectly matched probe spot;
The fourth of the region includes the mismatch probe of 3 bases or more and does not include the perfectly matched probe spot and the 1 base mismatch probe spot,
Each area contains the same number of spots,
Each of the spots in each region and the labeled nucleic acid sample without mutation when the signal intensity of each region is defined as the sum of the signals indicated by each of the spots in each region The signal intensity obtained from each region as a result of hybridizing the spot and the sample nucleic acid having no mutation under the predetermined condition is maximum in the first region and substantially zero in the fourth region. Is,
The hybridization reaction in the step (ii) is performed under the predetermined conditions, and the step (iii) further includes the signal intensity of each region of the array obtained by the step (ii). The array nucleic acid is compared with the signal intensity of each region of the array obtained as a result of the hybridization reaction between the array and the sample nucleic acid having no mutation under the above-mentioned predetermined conditions, and the variation in the sample nucleic acid based on the change in the signal intensity in each region Including a step of determining the presence or absence of.

本発明の検体核酸中の変異の有無を判定する方法の第3の態様は、
固相上に複数のプローブスポットを配置したアレイを用いた、検体核酸中の変異の有無を判定する方法であって、
(i)固相上に変異のない該検体核酸の塩基配列に対する完全対合プローブスポット、1塩基ミスマッチプローブスポット、及び2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブスポットが配置されているアレイを用意する工程と、
(ii)該アレイと検体とをハイブリダイゼーション反応させる工程と、
(iii)前記工程(ii)によって得られたアレイのスポットからのシグナルを、アレイ上の複数のスポットを含む領域内の、該複数のスポットからのシグナルの総和として検出する検出装置を用いて検出する工程を有するものであり、
該アレイは、前記領域を複数備え、
前記領域の第1に前記完全対合プローブスポットを含み、
前記領域の第2に前記2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブを含み、前記完全対合プローブ及び該1塩基ミスマッチプローブを含まず、
各々の領域内のスポットと標識を付した変異のない前記検体核酸とをハイブリダイゼーション反応させたときに各領域内のスポットの各々が示すシグナルの総和を各領域のシグナル強度としたときの、各スポットと変異のない該検体核酸とを前記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として各領域から得るシグナル強度が、該第1の領域で最大となり、且つ該第2の領域で実質的にゼロとなるものであり、
前記工程(ii)におけるハイブリダイゼーション反応は、前記所定の条件の下で行うものであり、更に
前記工程(iii)は、前記(ii)によって得られたアレイの変異のない検体核酸との反応の結果として得られる第1の領域と第2の領域のシグナル強度の関係と、前記検体核酸との反応の結果として得られる第1の領域と第2の領域のシグナル強度の関係との違いから変異の有無を判定する工程を含む
ことを特徴とする。
The third aspect of the method for determining the presence or absence of a mutation in the sample nucleic acid of the present invention comprises:
A method for determining the presence or absence of mutations in a sample nucleic acid using an array in which a plurality of probe spots are arranged on a solid phase,
(I) preparing an array in which a perfectly matched probe spot, a 1-base mismatch probe spot, and a mismatch probe spot of 2 bases or more are arranged on a solid phase with no mutation on the base sequence of the sample nucleic acid; ,
(Ii) a step of causing a hybridization reaction between the array and a specimen;
(Iii) Detection using a detection device that detects signals from the spots of the array obtained in the step (ii) as a sum of signals from the plurality of spots in an area including the plurality of spots on the array. Having a process of
The array comprises a plurality of the regions,
Including the perfectly matched probe spot in the first of the region;
The second of the region includes the mismatch probe of 2 bases or more, does not include the perfectly matched probe and the 1 base mismatch probe;
Each of the spots in each region and the labeled nucleic acid sample without mutation when the signal intensity of each region is defined as the sum of the signals indicated by each of the spots in each region The signal intensity obtained from each region as a result of hybridizing the spot and the sample nucleic acid without mutation under the predetermined condition is maximized in the first region and substantially zero in the second region. And
The hybridization reaction in the step (ii) is carried out under the predetermined conditions, and the step (iii) further comprises a reaction with the sample nucleic acid having no mutation in the array obtained in the step (ii). Mutation due to the difference between the signal intensity relationship between the first region and the second region obtained as a result and the signal intensity relationship between the first region and the second region obtained as a result of the reaction with the sample nucleic acid Including a step of determining the presence or absence of.

本発明によれば、高価な装置及び複雑な解析を必要とせず、遺伝子の変異の有無のみを迅速に決定するマススクリーニングに適した方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an expensive apparatus and a complicated analysis are not required, but the method suitable for the mass screening which determines rapidly only the presence or absence of the variation | mutation of a gene can be provided.

本発明の検体核酸中の変異の有無を判定する方法に関連する技術として以下の各態様を挙げることができる。
(1)検体核酸中における変異を監視するための変異判定方法であって、検体核酸の被部検出部に対し完全に相補的である完全対合プローブと、該被検出部に対して不対合な塩基を少なくともひとつ備える複数種の不対合プローブとを含む複数種のプローブを、基板上の所定の複数の区分領域中に分配配置して固定したDNAアレイ基板を用意する工程と、該DNAアレイ基板上のプローブに対して検体核酸を反応させる工程と、前記プローブのいずれかと前記検体核酸とのハイブリッド体の形成に基づくシグナルを、前記複数の区分領域ごとの全シグナルとして測定する工程と、前記複数の区分領域ごとの全シグナルの変化のパターンから前記検体の核酸中の変異を判定する工程とを有することを特徴とする変異判定のための方法。
(2)前記区分領域毎の全シグナルが、前記ハイブリッド体の形成に基づく発光による1つの区分領域全体からの総光量である上記(1)項に記載の方法。
(3)前記発光が蛍光の発光である上記(2)項に記載の方法。
(4)前記発光が化学発光である上記(2)項に記載の方法。
(5)前記複数種のプローブを用いて、正常検体核酸と反応した場合に強いシグナルを与え得る少なくとも1種のプローブを含む区分領域と、正常検体核酸と反応した場合に弱いシグナルを与える得る少なくとも1種のプローブを含む区分領域と、正常検体核酸と反応した場合にハイブリッドを形成しない少なくとも1種のプローブを含む区分領域とをそれぞれを独立して所定の配列で配置した区分領域群を基板上に用意し、該区分領域群に対して正常検体核酸を反応させて、該区分領域群中の測定対象区分領域毎の全シグナルを測定し、該測定対象区分領域の配列に応じた全シグナルの第1の変化パターンを予め得る工程と、該DNA基板の区分領域群に対して検体核酸を反応させて、該区分領域群中の測定対象区分領域毎の全シグナルを測定し、該測定対象区分領域の配列に応じた全シグナルの第2の変化パターンを得る工程と、前記第1の変化パターンと前記第2の変化パターンとを比較して、前記検体核酸中の変異の有無を判定する工程と、を有することを特徴とする上記(1)項に記載の方法。
(6)前記測定対象区分領域が、正常検体核酸と反応した場合に全シグナルが最も強い区分領域と、全シグナルが最も弱い(シグナルがない場合を含む)区分領域である上記(5)に記載の方法。
(7)前記区分領域群を構成する各区分領域が、シグナル測定装置の検出部の前記基板に対する相対的な移動方向において、正常検体核酸と反応した場合に全シグナルの最も強い領域から、全シグナルの強度が順に弱くなるように並べてある上記(5)項に記載の方法。
(8)前記区分領域群に正常検体核酸と反応した場合に全シグナルがゼロである区分領域を設け、該区分領域に検体核酸との反応で測定される全シグナルを測定し、シグナルが検出された場合に変異があるとする上記(5)項に記載の方法。
(9)前記正常検体核酸と反応した場合に全シグナルが最も強い区分領域が、正常検体核酸との完全対合プローブと、正常検体核酸と不対合な塩基が1塩基であるプローブを含む上記(5)または(6)項に記載の方法。
(10)全シグナルの検出がエリアセンサーで行われる上記(5)または(6)項に記載の方法。
(11)全シグナルの検出がラインセンサーで行われる上記(7)項に記載の方法。
(12)前記複数種のプローブの長さが8merから30merの長さである上記(1)〜(11)項いずれかに記載の方法。
(13)該複数種のプローブの長さが12merから25merの長さである上記(12)項に記載の方法。
(14)検体の核酸中における変異を監視するためのDNAアレイ基板であって、基板上に、検体核酸に対し完全に相補的である完全対合プローブと、該検体に対して不対合な塩基を少なくともひとつ備える複数種の不対合プローブとからなる複数種のプローブが配置されており、正常な塩基配列と反応した場合において、強いシグナルを与える少なくとも1種のプローブが配置された区分領域と、弱いシグナルを与える少なくとも1種のプローブが配置された区分領域及びシグナルを与えない少なくとも1種のプローブが配置された区分領域の少なくとも一方がそれぞれが独立して配置されていることを特徴とするDNAアレイ基板。
(15)前記シグナルが蛍光である上記(14)項に記載のDNAアレイ基板。
(16)前記シグナルが化学発光である上記(14)項に記載のDNAアレイ基板。
(17)該強いシグナルを与える区分領域が完全対合プローブと、該検体に対して不対合な塩基を1つ備える不対合プローブと、含む上記(14)項に記載のDNAアレイ基板。
(18)前記複数の区分領域がシグナル測定装置での測定方向において、正常検体核酸と反応した場合に全シグナルの最も強い領域から、全シグナルの強度が順に弱くなるように並べてある上記(14)項に記載のDNAアレイ基板。
(19)前記複数種のプローブの長さが8merから30merの長さである上記(14)〜(18)項のいずれかに記載のDNAアレイ基板。
(20)該複数種のプローブの長さが12merから25merの長さである上記(19)項に記載の方法。
(21)上記(14)〜(20)項のいずれかに記載のDNAアレイ基板と、該DNAアレイ基板の区分領域からのシグナルを測定するシグナル測定装置とを有することを特徴とする変異検出システム。
Examples of techniques related to the method for determining the presence or absence of a mutation in a sample nucleic acid of the present invention include the following embodiments.
(1) A mutation determination method for monitoring a mutation in a sample nucleic acid, wherein the probe is completely complementary to a detected portion of the sample nucleic acid and unpaired with the detected portion Preparing a DNA array substrate in which a plurality of types of probes including a plurality of types of unpaired probes each having at least one combined base are distributed and fixed in a plurality of predetermined divided regions on the substrate; and A step of reacting a sample nucleic acid with a probe on a DNA array substrate; and a step of measuring a signal based on formation of a hybrid of any one of the probes and the sample nucleic acid as a total signal for each of the plurality of divided regions; And determining a mutation in the nucleic acid of the specimen from a pattern of changes in all signals for each of the plurality of divided regions.
(2) The method according to (1) above, wherein the total signal for each of the divided regions is a total light amount from one entire divided region by light emission based on the formation of the hybrid body.
(3) The method according to (2) above, wherein the light emission is fluorescence light emission.
(4) The method according to (2) above, wherein the luminescence is chemiluminescence.
(5) Using the plurality of types of probes, a segmented region containing at least one type of probe that can give a strong signal when reacted with a normal sample nucleic acid, and at least a type that can give a weak signal when reacted with a normal sample nucleic acid A group of segmented regions in which a segmented region including one type of probe and a segmented region including at least one type of probe that does not form a hybrid when reacted with a normal sample nucleic acid are independently arranged in a predetermined sequence on the substrate Prepared by reacting a normal sample nucleic acid to the segmented region group, measuring all signals for each segmented region to be measured in the segmented region group, and measuring all signals according to the sequence of the segmented region to be measured. A step of obtaining a first change pattern in advance, and reacting a sample nucleic acid with a group of divided regions of the DNA substrate to obtain a total signal for each measurement target divided region in the group of divided regions And obtaining a second change pattern of all signals according to the sequence of the measurement target segmented region, comparing the first change pattern and the second change pattern, And determining the presence or absence of a mutation. The method according to (1) above,
(6) The measurement target segmented region is a segmented region where the total signal is the strongest when reacting with a normal sample nucleic acid, and the segmented region where the total signal is the weakest (including the case where there is no signal). the method of.
(7) When each divided region constituting the divided region group reacts with the normal sample nucleic acid in the relative movement direction of the detection unit of the signal measurement device with respect to the normal sample nucleic acid, the total signal The method according to the above item (5), wherein the strengths of the components are arranged so that the strengths of the components become weaker in order.
(8) A segmented region in which the total signal is zero when reacted with normal sample nucleic acid is provided in the segmented region group, and the total signal measured by the reaction with the sample nucleic acid is measured in the segmented region, and the signal is detected. The method according to (5) above, wherein there is a mutation in the case of
(9) The above-described segmented region having the strongest total signal when reacted with the normal sample nucleic acid includes a perfectly matched probe with the normal sample nucleic acid and a probe with one base that is unpaired with the normal sample nucleic acid. The method according to item (5) or (6).
(10) The method according to (5) or (6) above, wherein the detection of all signals is performed by an area sensor.
(11) The method according to (7) above, wherein the detection of all signals is performed by a line sensor.
(12) The method according to any one of (1) to (11) above, wherein the plurality of types of probes have a length of 8 mer to 30 mer.
(13) The method according to (12) above, wherein the plurality of types of probes have a length of 12 mer to 25 mer.
(14) A DNA array substrate for monitoring a mutation in a nucleic acid of a sample, and a perfectly paired probe that is completely complementary to the sample nucleic acid on the substrate and unpaired with the sample A segmented region in which a plurality of types of probes comprising a plurality of types of unpaired probes having at least one base are arranged, and at least one type of probe that gives a strong signal when reacted with a normal base sequence And at least one of a divided region where at least one kind of probe that gives a weak signal and a divided region where at least one type of probe that doesn't give a signal are arranged are each independently arranged, DNA array substrate.
(15) The DNA array substrate according to (14), wherein the signal is fluorescence.
(16) The DNA array substrate according to (14), wherein the signal is chemiluminescence.
(17) The DNA array substrate according to (14) above, wherein the segmented region that gives a strong signal includes a perfectly paired probe and an unpaired probe having one unpaired base for the specimen.
(18) The above-described (14), wherein the plurality of divided regions are arranged such that the intensity of all signals decreases in order from the strongest region of all signals when reacted with normal sample nucleic acids in the measurement direction of the signal measuring device. The DNA array substrate according to Item.
(19) The DNA array substrate according to any one of (14) to (18), wherein the plurality of types of probes have a length of 8 mer to 30 mer.
(20) The method according to (19) above, wherein the plurality of types of probes have a length of 12 mer to 25 mer.
(21) A mutation detection system comprising: the DNA array substrate according to any one of (14) to (20) above; and a signal measuring device that measures a signal from a segmented region of the DNA array substrate. .

そして、これらの関連する技術に基づいてなされた本発明には、先に挙げた第1〜第3の態様が含まれる。   And this invention made | formed based on these related techniques includes the 1st-3rd aspect mentioned above.

本発明について、区分領域からのシグナルが蛍光である場合を例として以下に説明を行うが、本発明におけるシグナルは蛍光に限定されたものではなく、他の光学発光によるシグナルでも良く、更に電気的なものでも良い。   The present invention will be described below by taking the case where the signal from the segmented region is fluorescence as an example. However, the signal in the present invention is not limited to fluorescence, and may be a signal due to other optical emission, and further electrically. It can be anything.

まず、ハイブリッド体を構成する核酸鎖間の結合に関しては、その強度は種々の要因によって支配されており、15merから20mer程度の長さのプローブを用いた場合に、1塩基ミスマッチを有するハイブリッド体を完全に除くことは実用上困難である。   First, the strength of the binding between nucleic acid strands constituting the hybrid is governed by various factors. When a probe having a length of about 15 mer to 20 mer is used, a hybrid having a single base mismatch is selected. It is difficult to remove completely.

蛍光といった光による検出においてハイブリッド体がシグナルを発する場合を例に取ると、2塩基ミスマッチを有する配列では、2塩基ミスマッチの位置、連続、不連続にかかわらず、1塩基ミスマッチ体よりは急激に安定性が低くなり、3塩基ミスマッチ体ではほとんどシグナルが観測されない。しかし、1塩基ミスマッチ体では強度が完全マッチの50%程度有することもあり得る。正常な核酸の場合には、完全対合プローブ(完全マッチプローブ)及び不対合の塩基が1つである不対合プローブ(1塩基ミスマッチプロープ)が配置された領域で際だった光量を示し、一方、ハイブリッドの安定性が低い領域では総光量は限りなくゼロに近い。それに対し、変異を持つ核酸が完全に相補的であるプローブは、正常核酸に対応するプローブとはミスマッチを示し、正常核酸において高い蛍光が期待される区分領域の蛍光強度は弱くなる。また、正常核酸との反応ではシグナルが低いと予想されている区分領域に完全マッチ或いは1塩基ミスマッチに由来する蛍光が出現する。従って、区分された領域毎の蛍光分布を比較することにより正常核酸と変異核酸とを区別することが可能になる。   For example, in the case where a hybrid emits a signal in detection by light such as fluorescence, a sequence having a two base mismatch is more stable than a single base mismatch regardless of the position, continuous or discontinuous of the two base mismatch. The signal becomes low and almost no signal is observed in the 3 base mismatched form. However, a single-base mismatch can have a strength that is about 50% of a perfect match. In the case of normal nucleic acid, the amount of light that stands out in the region where a perfectly matched probe (perfectly matched probe) and a mismatched probe (one-base mismatched probe) with one unpaired base is placed is shown. On the other hand, in the region where the stability of the hybrid is low, the total light quantity is almost zero. On the other hand, a probe in which a nucleic acid having a mutation is completely complementary exhibits a mismatch with a probe corresponding to a normal nucleic acid, and the fluorescence intensity of a segmented region where high fluorescence is expected in the normal nucleic acid is weakened. In addition, fluorescence derived from a perfect match or a single base mismatch appears in a segmented region where the signal is expected to be low in the reaction with normal nucleic acid. Therefore, it is possible to distinguish normal nucleic acids and mutant nucleic acids by comparing the fluorescence distributions of the divided regions.

このような判定をより精度良く行うためのひとつの手段として、本発明では、正常核酸で各プローブとのハイブリダイゼーション反応を行い、その結果得られる各区分領域毎の蛍光強度を基に、強い強度を与えるプローブ群を有する区分領域と、蛍光を与えないプローブ群を有する区分領域と、弱い蛍光を発する中間的な蛍光強度のプローブ群を有する区分領域に区分けし、これらを基板上に所定の配列で配置したDNA基板を用いる。   As one means for performing such a determination with higher accuracy, the present invention performs a hybridization reaction with each probe using normal nucleic acids, and based on the fluorescence intensity of each segmented region obtained as a result, a strong intensity is obtained. Are divided into a segmented region having a probe group that gives a fluorescence, a segmented region having a probe group that does not give fluorescence, and a segmented region having a probe group having an intermediate fluorescence intensity that emits weak fluorescence, and these are arranged on a substrate in a predetermined arrangement The DNA substrate arranged in (1) is used.

検査を同時多項目行おうとする場合には、それぞれの項目のプローブに対して完全マッチ、ミスマッチの蛍光強度を評価し、全て統合してその強度に順番付けを行い、上記グループに分別し並べることが重要になる。このように区分領域を所定に配列で並べることで、この配列に応じた全シグナルの変化のパターンを得ることができ、正常核酸で得られた変化のパターンを予め特定しておき、検出対象である核酸で得られた変化のパターンをこれと比較して変異を検出することができる。   When testing multiple items at the same time, evaluate the fluorescence intensity of perfect match and mismatch for each item of probe, integrate them all, order the intensities, sort them into the above groups and arrange them. Becomes important. By arranging the segmented regions in a predetermined sequence in this way, it is possible to obtain a pattern of changes in all signals according to this sequence, specify the pattern of changes obtained with normal nucleic acids in advance, Mutation can be detected by comparing the pattern of changes obtained with a certain nucleic acid.

その並べ方はセンサーの種類によって決めることができる。例えば、仮に、各区分領域が、正常核酸と反応した場合に蛍光強度の強い順に基板の左端から並べられている場合には、ラインセンサーを用いて検出すると、蛍光強度は左端で最大で、徐々に減少し、基板の右端に近づくに連れてゼロの領域が続く。また、領域をエリアセンサーで評価する場合には、最大蛍光を与えるプローブ群を有する区分領域と蛍光を与えないプローブ群を有する検出対象としての区分領域の最低2カ所の蛍光光量評価が必要となる。   The arrangement can be determined by the type of sensor. For example, if each segmented region is arranged from the left end of the substrate in the order of strong fluorescence intensity when reacted with normal nucleic acid, the fluorescence intensity is maximum at the left end and gradually when detected using a line sensor. And the zero region continues as it approaches the right edge of the substrate. In addition, when the area is evaluated by an area sensor, it is necessary to evaluate the amount of fluorescent light in at least two places: a divided area having a probe group that gives maximum fluorescence and a divided area that has a probe group that does not give fluorescence. .

さらに具体的に説明する。   This will be described more specifically.

本発明では、例えば、DNAアレイ上に正常核酸とハイブリッドを形成するプローブを含む区分領域と、変異遺伝子とハイブリッドを形成するプローブを含む区分領域とを独立して設定し、正常核酸に対応するプローブ群とのハイブリッド体からのシグナルと、変異遺伝子とのハイブリッド体からのシグナルとの比をとることにより、正常か否かを判定する方法が利用される。   In the present invention, for example, a partitioned region including a probe that forms a hybrid with a normal nucleic acid on a DNA array and a partitioned region that includes a probe that forms a hybrid with a mutant gene are set independently, and the probe corresponds to the normal nucleic acid. A method of determining whether or not it is normal by taking the ratio of the signal from the hybrid with the group and the signal from the hybrid with the mutant gene is used.

しかし、実際には変異核酸として正常核酸と1塩基のみ異なるプローブのみを選択したのではその比は2倍程度にしかならず、一部に変異遺伝子を含んでも総光量としての変化は少なく判定が困難である。   However, in fact, if only a probe that differs from normal nucleic acid by only one base is selected as a mutant nucleic acid, the ratio is only about twice, and even if some mutant genes are included, the change in the total light amount is small and it is difficult to judge. is there.

そこで、より正確な判定を行うために、本発明では、マススクリーニングにおいて大部分の検体が示す正常な核酸配列に対して、完全マッチ配列および1塩基ミスマッチ配列であるプローブをDNAアレイ基板上の特定の領域に集めて配置する。さらに、2塩基ミスマッチ、3塩基ミスマッチのような低い安定性を示すプローブを、上記高い安定性を示す領域とは異なる領域に配置する方法が好ましい。そして、このように配置されたDNAアレイ基板を用いてハイブリダイゼーション反応を行ない、各区分領域についてシグナルの総量を測定し、検出対象としての核酸からの測定パターンを正常核酸で得られる測定パターンと対比させて、変異の有無を検定することができる。   Therefore, in order to perform a more accurate determination, in the present invention, a probe that is a complete match sequence and a single-base mismatch sequence is specified on a DNA array substrate with respect to normal nucleic acid sequences that are shown by most specimens in mass screening. Collect and place in the area. Furthermore, it is preferable to arrange a probe exhibiting low stability such as 2-base mismatch or 3-base mismatch in a region different from the region exhibiting high stability. Then, a hybridization reaction is performed using the DNA array substrate arranged in this way, the total amount of signal is measured for each divided region, and the measurement pattern from the nucleic acid as the detection target is compared with the measurement pattern obtained with the normal nucleic acid. And the presence or absence of mutation can be tested.

例えば18塩基長のプローブ中に3カ所に異なる塩基を配置した配列64種(4×4×4=64)の場合(表1:各配列は左側が5'末端で右側が3'末端である)には、どのようなサンプルを用いても完全に一致する配列は1種類存在するはずであり、さらに9種が1塩基ミスマッチ、27種が2塩基ミスマッチ、残り27種が3塩基ミスマッチとなるはずである。そして、完全マッチ配列と1塩基ミスマッチ配列では蛍光が観察され、3塩基ミスマッチでは蛍光は観察されないようなハイブリダイゼーション反応の条件を設定することは比較的容易である。2塩基ミスマッチに関しては、配列によりハイブリッド体を形成するものとしないものとがある。   For example, in the case of 64 types of sequences (4 × 4 × 4 = 64) in which different bases are arranged at three positions in an 18-base probe (Table 1: Each sequence has a 5 ′ end on the left side and a 3 ′ end on the right side. ), There should be exactly one sequence that matches any sample. Nine types have one base mismatch, 27 types have two base mismatches, and the remaining 27 types have three base mismatches. It should be. It is relatively easy to set conditions for the hybridization reaction such that fluorescence is observed for the perfect match sequence and the one-base mismatch sequence, and no fluorescence is observed for the three-base mismatch. There are two base mismatches that may or may not form a hybrid depending on the sequence.

Figure 2006109841
Figure 2006109841

これらの64種のプローブを強度の強い方から8プローブ毎にグループ分けを行なうと、第1グループの蛍光強度は極めて強く、第6、7、8番目のグループの総蛍光量はゼロになるはずである。このような蛍光強度による分類は、経験的に行っても、計算により理論的に行っても良い。   If these 64 probes are grouped every 8 probes from the strongest, the fluorescence intensity of the first group is extremely strong, and the total fluorescence of the sixth, seventh and eighth groups should be zero. It is. Such classification by fluorescence intensity may be performed empirically or theoretically by calculation.

次に、実際の系についてハイブリダイゼーション反応を行い、分類されたグループ毎の蛍光量の総量を測定する。特に第6、7、8番目のグループの蛍光量は重要な意味を持つ。これらのグループは蛍光量が検出されないことが予想されるが、期待に反し蛍光が検出された場合には、検体は正常ではなくその配列の一部に変異を有することがわかる。蛍光が検出されない場合、その多くは正常な配列の場合である。   Next, a hybridization reaction is performed on the actual system, and the total amount of fluorescence for each classified group is measured. In particular, the fluorescence amounts of the sixth, seventh and eighth groups are important. In these groups, it is expected that the amount of fluorescence is not detected. However, if fluorescence is detected contrary to the expectation, it is understood that the specimen is not normal and has a mutation in a part of the sequence. Many cases where no fluorescence is detected are normal sequences.

しかし、より正確さを期するために第1グループの蛍光量を正常な場合と比較することが必要である。正常な配列のハイブリダイゼーション反応から期待される値より明らかに低い場合には、塩基の変異が疑われる。さらに中間の蛍光強度を持つ領域、つまり第2、3、4グループの蛍光強度分布(蛍光の変化のパターン)を正常なものと比べなければならない。   However, it is necessary to compare the fluorescence amount of the first group with a normal case for more accuracy. A base mutation is suspected if it is clearly lower than expected from the normal sequence hybridization reaction. Furthermore, the region having the intermediate fluorescence intensity, that is, the fluorescence intensity distribution (fluorescence change pattern) of the second, third, and fourth groups must be compared with a normal one.

上記方法のさらに効果的な変異の検出方法として、プローブを片方の端からの完全マッチ、1塩基ミスマッチ、2塩基ミスマッチ、3塩基ミスマッチという具合に、シグナル強度が高い方から低い方へ順番に並べ、完全マッチのプローブが配置されている領域とは反対の領域ではシグナルがゼロになるように配置する方法が考えられる。この場合には全体の蛍光強度分布パターンが判定の基準となる。例えば、図1(a)に示す区分領域(縦一列が一つの区分領域となる)の配置を用いた場合、正常な場合には図1(b)に示すような単調減少のパターンを示し、変異がある場合には中間部分にピークを持つようなパターンに変化する。   As a more effective mutation detection method of the above method, the probes are arranged in order from the highest signal intensity to the lowest, such as perfect match from one end, one base mismatch, two base mismatch, and three base mismatch. A method can be considered in which the signal is zero in the region opposite to the region where the perfect match probe is disposed. In this case, the entire fluorescence intensity distribution pattern is a criterion for determination. For example, when the arrangement of the segment areas shown in FIG. 1A (one vertical column is one segment area) is used, a normal decrease pattern as shown in FIG. If there is a mutation, the pattern changes to have a peak in the middle.

上記配置方法は多項目検査用プローブが同一基板上に配置された場合でも同様である。すべての項目について、先ず完全にマッチするプローブ配列、1塩基ミスマッチ配列、2塩基ミスマッチ配列といった具合に、蛍光強度が強いと予想される順に並べる。   The above arrangement method is the same even when the multi-item inspection probes are arranged on the same substrate. All items are arranged in the order in which the fluorescence intensity is expected to be strong, such as a perfectly matched probe sequence, 1 base mismatch sequence, and 2 base mismatch sequence.

このような考え方は、単に3塩基についての変異を評価する上記方法に限らず、変異の数に制限なく普遍的に適応できる。   Such a concept is not limited to the above-described method for simply evaluating mutations for three bases, and can be universally applied without limitation on the number of mutations.

なお、正常核酸とプローブとがハイブリッド体が形成された場合にシグナルが得られる場合について説明したが、シグナルを発生させる方式によっては、ハイブリッド体が形成された場合にシグナルが得られず、ハイブリッド体が形成されない場合にシグナルが得られるようにしてもよい。   In addition, although the case where a signal was obtained when a hybrid was formed between a normal nucleic acid and a probe was explained, depending on the method for generating the signal, no signal could be obtained when the hybrid was formed, and the hybrid If no is formed, a signal may be obtained.

検体としての核酸としては、検査対象としての遺伝子から、必要に応じて検出に必要な部分を取出して用いることができる。更に、対照として用いる正常核酸は、既知の配列から合成して用いることができる。   As a nucleic acid as a specimen, a part necessary for detection can be taken out from a gene as a test object as necessary. Furthermore, a normal nucleic acid used as a control can be synthesized from a known sequence and used.

基板上に固定するプローブの長さは、検出に適合した長さとすればよく、例えば8mer〜30merの範囲が好ましく、12mer〜25merの範囲がより好ましい。   The length of the probe fixed on the substrate may be a length suitable for detection, for example, preferably in the range of 8 mer to 30 mer, and more preferably in the range of 12 mer to 25 mer.

基板へのプローブの固定は、種々の方法で行なうことができるが、プローブが固定したスポットを高密度で効率良く、高速で配置するためには、インクジェット方式による液滴付与を利用することが好ましい。また、区分領域内に付与するプローブの量は、各スポットは、70〜100μmが好ましく、間隔は各スポットが連結しない程度にすることが好ましい。   The probe can be fixed to the substrate by various methods. However, in order to arrange the spot fixed by the probe with high density and efficiency at high speed, it is preferable to use droplet application by an inkjet method. . In addition, the amount of the probe provided in the segmented region is preferably 70 to 100 μm for each spot, and the interval is preferably set so that the spots are not connected.

スポット数は、蛍光強度が強いと予想されるスポットのみが、まとめて測定でき、蛍光が全く期待されないスポットが、まとめて一度に測定できるようにセンサの構成を考えて設定する。   The number of spots is set considering the configuration of the sensor so that only spots where the fluorescence intensity is expected to be strong can be measured collectively, and spots where no fluorescence is expected can be measured all at once.

本発明の変異検出システムは、複数の区分領域が所定の配列で配置されたDNAアレイ基板と、測定対象区分領域でのシグナルの測定装置とを有する。なお、複数の区分領域を設けたDNAアレイ基板を用いた変異の有無の判定においては、全部の区分領域からのシグナルを検出し、その結果を変異の有無の判定に利用する方法、あるいは変異の有無を検出できるように選択した一部の区分領域からのシグナルを検出する簡便法を用いることができる。   The mutation detection system of the present invention includes a DNA array substrate in which a plurality of segmented regions are arranged in a predetermined sequence, and a signal measuring device in the segmented region to be measured. In the determination of the presence or absence of mutation using a DNA array substrate provided with a plurality of segmented regions, a method of detecting signals from all segmented regions and using the results for the determination of the presence or absence of mutations, A simple method for detecting signals from a part of the selected segmented regions so that the presence or absence can be detected can be used.

この検出システムでは、コンピュータと接続させて、区分領域の配列に応じた各区分領域からの全シグナルの測定値をコンピュータで解析して全シグナルの変化のパターンを作成させて記憶させて、基準となる正常核酸からの変化のパターンと検体からの変化のパターンを比較させて、変異の可能性の有無の判定を出力させることができる。   In this detection system, connected to a computer, the measured values of all signals from each segmented region according to the sequence of the segmented regions are analyzed by a computer, and a pattern of changes in all signals is created and stored. By comparing the pattern of change from the normal nucleic acid and the pattern of change from the specimen, it is possible to output the determination of the possibility of mutation.

シグナル検知用のセンサーとしては、各種フォトダイオード(例えば、浜松ホトニクス社製等)、例えば分割型シリコンフォトダイオードアレイでは、各種ラインセンサ及びエリアセンサとして使用することが可能なものがあり、特に受光面サイズが1ないし2mm×(2〜3)mmのものが好適に用いられる。   As a sensor for signal detection, various photodiodes (for example, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), for example, a split silicon photodiode array, can be used as various line sensors and area sensors. Those having a size of 1 to 2 mm × (2 to 3) mm are preferably used.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、以下における「%」は「質量%」を示す。
実施例1
変異遺伝子検出用のDNAアレイ作製(ラインセンサー用)
1)64種のプローブが結合したDNAアレイ作製
(1)プローブの設計
癌抑制遺伝子であるp53遺伝子の248番目、249番目のアミノ酸配列に対応する塩基配列CGGAGGの中での変異の中で頻度が高いのは、1番目のCがTに、2番目のAがGに、そして249番目のアミノ酸3番目のGがTに変異している場合であることが知られている。そこで、この3カ所の塩基配列に着目して64種のプローブを設計した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the following, “%” represents “% by mass”.
Example 1
Preparation of DNA array for detecting mutant genes (for line sensors)
1) Preparation of DNA array in which 64 types of probes are bound (1) Probe design The frequency of mutations in the base sequence CGGAGG corresponding to the 248th and 249th amino acid sequences of the p53 gene which is a tumor suppressor gene It is known that the highest is the case where the first C is mutated to T, the second A is mutated to G, and the third 249 amino acid G is mutated to T. Therefore, 64 types of probes were designed by paying attention to these three base sequences.

つまり、プローブ全長を18merとし、その真ん中にこの変異を含む6塩基を位置させ、その前後を共通配列で挟んだ構造で、5'−ATGAACNNGAGNCCCATC−3'である。ここで、Nと表した部分が4種の核酸塩基であるA、G、C、Tに対応する。プローブDNAは、検出したい配列(上記配列)と相補的な配列であるので、実際には、5'−GATGGGNCTCNNGTTCAT−3'となる。   That is, the length of the probe is 18 mer, 6 bases containing this mutation are located in the middle, and the structure before and after is sandwiched by common sequences, and is 5′-ATGAACNNNGAGNCCCAT-3 ′. Here, the portion represented by N corresponds to A, G, C, and T, which are four types of nucleobases. Since the probe DNA is a sequence complementary to the sequence to be detected (the above sequence), it is actually 5′-GATGGGNCTCNNNGTTCAT-3 ′.

図2には64種DNAプローブのDNAアレイ上での配置図を示した。正常な遺伝子に相当する配列である5'−ATGAACCGGAGGCCCATC−3'は、右から3列目、上から3行目の位置にある42番のプローブDNA5'−GATGGGCCTCCGGTTCAT−3'とハイブリッドを形成することが期待される。
(2)マレイミド基導入基板の作製
(基板洗浄)
1インチ角のガラス板をラックに入れ、超音波洗浄用洗剤に一晩漫した。その後、洗剤中で20分間超音波洗浄を行い、その後、水洗により洗剤を除去した。蒸留水ですすいだ後、蒸留水のはいった容器中でさらに超音波処理を20分間行った。次に、あらかじめ加温してあった1N水酸化ナトリウム溶液に10分間漫した。引き続き水洗、蒸留水洗浄を行った。
FIG. 2 shows the layout of 64 types of DNA probes on the DNA array. 5′-ATGAACCGGAGGCCCCAT-3 ′, which is a sequence corresponding to a normal gene, forms a hybrid with the probe DNA 5′-GATGGGCCTCCGGTTCAT-3 ′ located in the third column from the right and the third row from the top. There is expected.
(2) Preparation of maleimide group-introduced substrate (substrate cleaning)
A 1-inch square glass plate was placed in a rack and immersed in an ultrasonic cleaning detergent overnight. Thereafter, ultrasonic cleaning was performed in a detergent for 20 minutes, and then the detergent was removed by washing with water. After rinsing with distilled water, sonication was further performed for 20 minutes in a container containing distilled water. Next, it was immersed in a 1N sodium hydroxide solution that had been heated in advance for 10 minutes. Subsequently, washing with water and washing with distilled water were performed.

(表面処理)
1%シランカップリング剤水溶液(信越化学工業社製、商品名KBM603)に室温で20分浸し、その後、窒素ガスを両面に吹き付けて、水分を飛ばし、乾燥させた。120℃に加熱したオーブンで1時間ベークしシランカップリング処理を完結させた。続いて、EMCS(N−(6−Maleimidocaproyloxy)succinimide:Dojin社製)を2.7mg秤量し、DMSO/エタノールの1:1溶液に溶解した(最終濃度0.3mg/ml)。シランカップリング剤処理を行ったガラス基板をこのEMCS溶液に2時間浸し、シランカップリング剤のアミノ基とEMCS溶液のカルボキシル基を反応させた。この状態でガラス表面にはEMCS由来のマレイミド基が表面に存在することになる。EMCS溶液と反応させたガラス板は蒸留水で洗浄後、窒素ガスで乾燥させ、DNAとの結合反応に用いられる。
(3)DNAの基板への結合反応
(64種DNAプローブの合成)
5'末端にSH基(チオール基)を有する64種のプローブ一本鎖DNA(先の表1に記載)を定法により合成した。
(surface treatment)
It was immersed in a 1% silane coupling agent aqueous solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name KBM603) at room temperature for 20 minutes, and then nitrogen gas was blown on both sides to remove moisture and dry. The silane coupling treatment was completed by baking for 1 hour in an oven heated to 120 ° C. Subsequently, 2.7 mg of EMCS (N- (6-Maleimidecaproxy) succinimide: manufactured by Dojin) was weighed and dissolved in a 1: 1 solution of DMSO / ethanol (final concentration 0.3 mg / ml). The glass substrate treated with the silane coupling agent was immersed in this EMCS solution for 2 hours to react the amino group of the silane coupling agent with the carboxyl group of the EMCS solution. In this state, a maleimide group derived from EMCS is present on the glass surface. The glass plate reacted with the EMCS solution is washed with distilled water, dried with nitrogen gas, and used for the binding reaction with DNA.
(3) Binding reaction of DNA to substrate (synthesis of 64 kinds of DNA probes)
Sixty-four probe single-stranded DNAs (described in Table 1 above) having an SH group (thiol group) at the 5 ′ end were synthesized by a conventional method.

(DNAプローブの吐出)
各プローブDNAをそれぞれ水に溶解し、SGクリア(グリセリン7.5%、尿素7.5%、チオジグリコール7.5%、アセチレノールEH 1%を含む水溶液)を用いて最終濃度8μMになるよう希釈した。
(Discharge of DNA probe)
Dissolve each probe DNA in water and use SG Clear (aqueous solution containing glycerin 7.5%, urea 7.5%, thiodiglycol 7.5%, acetylenol EH 1%) to a final concentration of 8 μM. Diluted.

少量のサンプルが吐出できるように改造したBJプリンター用ヘツドBC62(キヤノン社製)のノズルにプローブDNAの溶液を100μl充填した。各ヘッドあたり6種のDNAが吐出できるようにして2つヘッドを用い、一度に12種のDNAを吐出し、ヘッドを6回交換して、64種のDNAのそれぞれのスポットが独立して形成されるように吐出させた。こうして所定の区分領域が所定の配列で配置されたDNAアレイを得た。この時のプローブアレイを含む各スポットのピッチは200μmであった。また8×8のスポットが形成する領域は、約2mm×2mmであった。   A nozzle of a head BC62 for BJ printer (manufactured by Canon Inc.) modified so that a small amount of sample can be discharged was filled with 100 μl of the probe DNA solution. Two heads are used so that 6 types of DNA can be discharged per head, 12 types of DNA are discharged at a time, the heads are changed 6 times, and each spot of 64 types of DNA is formed independently It was made to discharge. In this way, a DNA array in which predetermined segmented regions were arranged in a predetermined sequence was obtained. The pitch of each spot including the probe array at this time was 200 μm. Further, the area where the 8 × 8 spot was formed was about 2 mm × 2 mm.

その後、基板を30分加湿チャンバー中に放置し、プローブDNAを基板に結合させて固定する反応を行い、DNAアレイ基板を得た。
2)正常なp53配列を用いたときの64種のハイブリッド体の蛍光強度測定
(1)ハイブリダイゼーション反応
(ブロッキング反応)
1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)溶液にてDNAアレイ基板を洗い、ガラス表面の固定されてないDNA溶液を完全に洗い流した。その後、2%ウシ血清アルブミン水溶液中に浸し、2時間放置し、ブロツキング反応を行った。
(モデル検体DNAの合成)
p53遺伝子の正常な配列(No.42と相補的)を持ち、プローブDNAと同じ領域で同じ長さの標識DNA No.65(一本鎖)を作製した。配列は下に示す通りで、5'未端にはローダミン(Rho)を結合してある。
No.65:5'−Rho−ATGAACCGGAGGCCCATC−3'
(ハイブリダイゼーション反応条件)
DNAアレイ基板の入ったハイブリダイゼーション反応用の容器に100mM NaClを含む50nMモデル検体DNA溶液を2ml入れ、最初に70℃で30分加熱後、インキュベーターの温度を40℃に下げ、そのまま3時間反応させた。
(2)検出
(方法)
検出は、蛍光顕微鏡(ニコン社製)に画像解析処理装置ARGUS(浜松ホトニクス社製)を接続して行った。
(3)結果
得られた蛍光量の基板上の分布を図3に示す。
Thereafter, the substrate was left in a humidified chamber for 30 minutes, and a reaction for binding and immobilizing the probe DNA to the substrate was performed to obtain a DNA array substrate.
2) Measurement of fluorescence intensity of 64 hybrids using normal p53 sequence (1) Hybridization reaction (blocking reaction)
The DNA array substrate was washed with a 1M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) solution, and the DNA solution with no glass surface immobilized was completely washed away. Then, it was immersed in a 2% bovine serum albumin aqueous solution and allowed to stand for 2 hours to perform a blocking reaction.
(Synthesis of model sample DNA)
A labeled DNA having the normal sequence of p53 gene (complementary to No. 42) and the same length as the probe DNA in the same length. 65 (single strand) was produced. The sequence is as shown below, and rhodamine (Rho) is bound to the 5 ′ end.
No. 65: 5′-Rho-ATGAACCGGAGGCCCCATC-3 ′
(Hybridization reaction conditions)
Place 2 ml of 50 nM model sample DNA solution containing 100 mM NaCl in a container for hybridization reaction containing a DNA array substrate, first heat at 70 ° C. for 30 minutes, then lower the temperature of the incubator to 40 ° C. and let it react for 3 hours. It was.
(2) Detection (method)
Detection was performed by connecting an image analysis processing device ARGUS (manufactured by Hamamatsu Photonics) to a fluorescence microscope (manufactured by Nikon).
(3) Results The distribution of the obtained fluorescence amount on the substrate is shown in FIG.

実施例2
変異遺伝子検出用のDNAアレイ作製(ラインセンサー用)
(1)変異検出用DNAアレイの作製
上記結果を基に、これらの64種のプローブを強度の強い方から8プローブ毎にグループ分けを行ったのが表2及び3である。第1グループの蛍光強度は極めて強く、第6、7、8番目のグループの総蛍光量はゼロになるはずである。
Example 2
Preparation of DNA array for detecting mutant genes (for line sensors)
(1) Production of mutation detection DNA array Based on the above results, Tables 2 and 3 show that these 64 types of probes are grouped every 8 probes from the strongest. The fluorescence intensity of the first group is extremely strong, and the total fluorescence amount of the sixth, seventh and eighth groups should be zero.

Figure 2006109841
Figure 2006109841

Figure 2006109841
Figure 2006109841

次に、基板上をライン状に8分割し、左側から強度の高い順に、第1グループ、第2グループという具合に並べ、右端に第8グループが並ぶように設定した。次に対応するプローブ番号の位置へ実施例1と同様、インクジェット法を用いて図4のようにプローブを並べ、変異検出用DNAアレイを作製した。各グループが構成するラインは200μmの幅である。
(2)変異検出用DNAアレイを用いた正常遺伝子での検討
実施例1と同様な条件でハイブリダイゼーション反応を行った。その後、ラインセンサー(S272102;浜松ホトニクス社製)を用いて各グループ毎の総光量を検出した。
Next, the substrate was divided into eight lines, and the first group and the second group were arranged in descending order from the left side, and the eighth group was arranged at the right end. Next, in the same manner as in Example 1, the probes were arranged at the corresponding probe number positions using the inkjet method as shown in FIG. 4 to prepare a mutation detection DNA array. The lines formed by each group are 200 μm wide.
(2) Examination with normal gene using DNA array for mutation detection Hybridization reaction was carried out under the same conditions as in Example 1. Then, the total light quantity for each group was detected using a line sensor (S272102; manufactured by Hamamatsu Photonics).

結果を図4及び図5に示す。第1グループでの光量が最大で、第2グループではその強度は半分以下に減少する。第6、7、8グループでは蛍光はほとんど観測されない。
(実施例3)
(変異遺伝子検出用のDNAアレイを用いた変異遺伝子の検出(1))
1.変異モデル検体DNAの合成
p53遺伝子の正常な配列とはプローブ領域で1塩基異なる配列(No.46と相補的)を持ち、プローブと同じ長さの標識DNA No.66を作製した。配列は下に示す通りで、5'末端にはローダミンを結合してある。アンダーラインを施したところが変異箇所である。
No.66:5'−Rbo−ATGAACCGAGGCCCATC−3'
(ハイブリダイゼーション反応)
実施例1と同様にハイブリダイゼーション反応を行った。モデル検体DNAの濃度は50nMである。
(ラインセンサーによる検出)
実施例2と同様ハイブリダイゼーション反応後のアレイ基板をラインセンサーにより評価した。図6に示す通り、正常遺伝子の時には蛍光が観察されなかった第6、7、8グループに蛍光が観察され、この検体遺伝子が正常ではないことが容易に判断された。また、第1グループと第4グループ(プローブ番号35−48)での蛍光強度が高いことから、正常遺伝子と極めて近い配列で図2における右上の領域に変異を有していることが推察される。
The results are shown in FIGS. The light intensity in the first group is maximum, and in the second group, the intensity is reduced to less than half. In the sixth, seventh and eighth groups, almost no fluorescence is observed.
(Example 3)
(Detection of mutant gene using DNA array for mutant gene detection (1))
1. Synthesis of Mutation Model Specimen DNA Labeled DNA having a sequence different from the normal sequence of the p53 gene by one base in the probe region (complementary to No. 46) and having the same length as the probe 66 was produced. The sequence is as shown below, and rhodamine is bound to the 5 'end. The underlined part is the mutation.
No. 66: 5′-Rbo-ATGAACC A GAGGCCCATC-3 ′
(Hybridization reaction)
A hybridization reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The concentration of the model sample DNA is 50 nM.
(Detection by line sensor)
As in Example 2, the array substrate after the hybridization reaction was evaluated by a line sensor. As shown in FIG. 6, fluorescence was observed in the sixth, seventh and eighth groups in which no fluorescence was observed in the case of a normal gene, and it was easily determined that this sample gene was not normal. In addition, since the fluorescence intensity in the first group and the fourth group (probe numbers 35-48) is high, it is presumed that there is a mutation in the upper right region in FIG. 2 in a sequence very close to the normal gene. .

この結果から、本発明の変異遺伝子スクリーニング方法が極めて有効であることが示された。   From this result, it was shown that the mutant gene screening method of the present invention is extremely effective.

実施例4
(変異遺伝子検出用のDNAアレイを用いた変異遺伝子の検出(2))
ハイブリダイゼーション反応に用いるモデル標的遺伝子の濃度を5nMに変化させ、実施例3と同様の条件によりハイブリダイゼーション反応を行った。結果を図7に示す。
Example 4
(Detection of mutant gene using DNA array for mutant gene detection (2))
The concentration of the model target gene used for the hybridization reaction was changed to 5 nM, and the hybridization reaction was performed under the same conditions as in Example 3. The results are shown in FIG.

実施例3と同様な結果が得られ、本発明の方法がハイブリダイゼーション反応の条件によらず成り立つことが示された。   The same results as in Example 3 were obtained, and it was shown that the method of the present invention was established regardless of the hybridization reaction conditions.

実施例5
(変異遺伝子検出用のDNAアレイを用いた変異遺伝子の検出(3))
変異モデル検体DNAの合成
p53遺伝子の正常な配列とはプローブ領域で1塩基異なる配列(No.10と相補的)を持ち、プローブと同じ長さの標識DNA No.67を作製した。配列は下に示す通りで、5'末端にはローダミンを結合してある。アンダーラインを施したところが変異箇所である。
No.67:5'−Rho−ATGAACCGGAGCCCATC−3'
(ハイブリダイゼーション反応)
上記変異モデル検体DNAを用いて実施例1と同様ハイブリダイゼーション反応を行った。検体濃度は50nMである。その結果を図8に示す。
Example 5
(Detection of mutant gene using DNA array for mutant gene detection (3))
Synthesis of mutation model specimen DNA Labeled DNA No. 10 having a sequence different from the normal sequence of the p53 gene by 1 base in the probe region (complementary to No. 10) and the same length as the probe 67 was produced. The sequence is as shown below, and rhodamine is bound to the 5 'end. The underlined part is the mutation.
No. 67: 5′-Rho-ATGAACCGGAG T CCCATC-3 ′
(Hybridization reaction)
A hybridization reaction was performed in the same manner as in Example 1 using the mutation model sample DNA. The analyte concentration is 50 nM. The result is shown in FIG.

正常遺伝子では蛍光が観察されない第6、7グループで蛍光が見られ、正常遺伝子ではないことが判明した。蛍光は正常遺伝子で高い値を示す第1グループよりも第2グループで最大値を示し、第2グループに含まれるプローブ配列領域(図2における左上領域)に変異を有することが推定される。   Fluorescence was observed in groups 6 and 7 where no fluorescence was observed in the normal gene, and it was found that the gene was not a normal gene. The fluorescence shows a maximum value in the second group rather than the first group showing a high value in the normal gene, and it is estimated that the probe sequence region (upper left region in FIG. 2) included in the second group has a mutation.

この結果は、本発明の変異遺伝子のスクリーニング方法が変異の種類によらず可能であることを示している。   This result indicates that the mutant gene screening method of the present invention is possible regardless of the type of mutation.

実施例6
(変異遺伝子検出用のエリアセンサー用DNAアレイの作製)
実施例2に示したグループに分けられたプローブをライン状ではなく基板上の区分けされた領域に配置し、図9に示す配置でプローブ溶液を吐出してDNAアレイを作製した。
Example 6
(Preparation of DNA array for area sensor for mutant gene detection)
Probes divided into groups as shown in Example 2 were arranged in a divided area on the substrate instead of in a line form, and a probe solution was discharged in the arrangement shown in FIG. 9 to prepare a DNA array.

次に実施例4で用いた変異モデル検体を用いてハイブリダイゼーション反応を行った。その結果、正常遺伝子では蛍光の観察されない第6、7、8グループで蛍光が観察され、この遺伝子が変異遺伝子であることが容易に判断された。   Next, hybridization reaction was performed using the mutation model sample used in Example 4. As a result, fluorescence was observed in groups 6, 7, and 8 where no fluorescence was observed in the normal gene, and it was easily determined that this gene was a mutant gene.

(a)はDNAアレイ基板上の区分領域の配置の一例を示す図であり、(b)は、この基板を用いた測定においてラインセンサーを用いた場合に得られる区分領域の配置に対応した蛍光強度分布(パターン)を示す図である。(A) is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the division area on a DNA array board | substrate, (b) is the fluorescence corresponding to arrangement | positioning of the division area obtained when a line sensor is used in the measurement using this board | substrate. It is a figure which shows intensity distribution (pattern). 64種のDNAプローブの配置図である。It is an arrangement plan of 64 kinds of DNA probes. 蛍光強度の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of fluorescence intensity. 蛍光強度の結果を示す図であり、Gr.No.はグループ番号を表わす。It is a figure which shows the result of fluorescence intensity, Gr. No. Represents a group number. ラインセンサーを用いた場合に測定された区分領域の配置に対応して得られる蛍光強度分布(パターン)を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity distribution (pattern) obtained corresponding to arrangement | positioning of the division area measured when a line sensor is used. ラインセンサーを用いた場合に測定された区分領域の配置に対応して得られる蛍光強度分布(パターン)を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity distribution (pattern) obtained corresponding to arrangement | positioning of the division area measured when a line sensor is used. ラインセンサーを用いた場合に測定された区分領域の配置に対応して得られる蛍光強度分布(パターン)を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity distribution (pattern) obtained corresponding to arrangement | positioning of the division area measured when a line sensor is used. ラインセンサーを用いた場合に測定された区分領域の配置に対応して得られる蛍光強度分布(パターン)を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity distribution (pattern) obtained corresponding to arrangement | positioning of the division area measured when a line sensor is used. 蛍光強度の結果を示す図であり、Gr.No.はグループ番号を表わす。It is a figure which shows the result of fluorescence intensity, Gr. No. Represents a group number.

Claims (9)

固相上に複数のプローブスポットを配置したアレイを用いた、検体核酸中の変異の有無を判定する方法であって、
(i)固相上に変異のない該検体核酸の塩基配列に対する完全対合プローブスポット、1塩基ミスマッチプローブスポット、及び2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブスポットが配置されているアレイを用意する工程と、
(ii)該アレイと検体とをハイブリダイゼーション反応させる工程と、
(iii)前記工程(ii)によって得られたアレイのスポットからのシグナルを、アレイ上の複数のスポットを含む領域内の、該複数のスポットからのシグナルの総和として検出する検出装置を用いて検出する工程と、
を有するものであり、
該アレイは、前記領域を複数備え、
前記領域の第1に前記完全対合プローブスポットを含み、
前記領域の第2に前記2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブを含み、前記完全対合プローブ及び該1塩基ミスマッチプローブを含まず、
各領域が含むスポット数は互いに同じであり、
各々の領域内のスポットと標識を付した変異のない前記検体核酸とをハイブリダイゼーション反応させたときに各領域内のスポットの各々が示すシグナルの総和を各領域のシグナル強度としたときの、各スポットと変異のない該検体核酸とを前記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として各領域から得るシグナル強度が、該第1の領域で最大となり、且つ該第2の領域で実質的にゼロとなるものであり、
前記工程(ii)におけるハイブリダイゼーション反応は、前記所定の条件の下で行うものであり、更に
前記工程(iii)は、前記(ii)によって得られたアレイの各領域のシグナル強度を、該DNAアレイと変異のない前記検体核酸とを上記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として得られる各領域のシグナル強度と対比し、各領域におけるシグナル強度の変化に基づき該検体核酸の変異の有無を判定する工程を含む
ことを特徴とする検体核酸中の変異の有無を判定する方法。
A method for determining the presence or absence of mutations in a sample nucleic acid using an array in which a plurality of probe spots are arranged on a solid phase,
(I) preparing an array in which a perfectly matched probe spot, a 1-base mismatch probe spot, and a mismatch probe spot of 2 bases or more are arranged on a solid phase with no mutation on the base sequence of the sample nucleic acid; ,
(Ii) a step of causing a hybridization reaction between the array and a specimen;
(Iii) Detection using a detection device that detects signals from the spots of the array obtained in the step (ii) as a sum of signals from the plurality of spots in an area including the plurality of spots on the array. And a process of
Having
The array comprises a plurality of the regions,
Including the perfectly matched probe spot in the first of the region;
The second of the region includes the mismatch probe of 2 bases or more, does not include the perfectly matched probe and the 1 base mismatch probe;
Each area contains the same number of spots,
Each of the spots in each region and the labeled nucleic acid sample without mutation when the signal intensity of each region is defined as the sum of the signals indicated by each of the spots in each region The signal intensity obtained from each region as a result of hybridizing the spot and the sample nucleic acid without mutation under the predetermined condition is maximized in the first region and substantially zero in the second region. And
The hybridization reaction in the step (ii) is performed under the predetermined condition, and the step (iii) further includes the step of calculating the signal intensity of each region of the array obtained in the step (ii) with the DNA. Compare the signal intensity of each region obtained as a result of hybridizing the array and the sample nucleic acid without mutation under the above specified conditions, and determine the presence or absence of mutation in the sample nucleic acid based on the change in signal intensity in each region A method for determining the presence or absence of a mutation in a sample nucleic acid, comprising the step of:
前記スポットからのシグナルが光である請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the signal from the spot is light. 前記検出装置が、エリアセンサーまたはラインセンサーである請求項2記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the detection device is an area sensor or a line sensor. 固相上に複数のプローブスポットを配置したアレイを用いた、検体核酸中の変異の有無を検出する方法であって、
(i)固相上に変異のない該検体核酸の塩基配列に対する完全対合プローブスポット、1塩基ミスマッチプローブスポット、2塩基ミスマッチプローブスポット及び3塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブスポットが配置されているアレイを用意する工程と、
(ii)該アレイと検体とをハイブリダイゼーション反応させる工程と、
(iii)前記工程(ii)によって得られたアレイのスポットからのシグナルを、アレイ上の複数のスポットを含む領域内の、該複数のスポットからのシグナルの総和として検出する検出装置を用いて検出する工程を有するものであり、
該アレイは、前記領域を複数備え、
前記領域の第1に前記完全対合プローブスポットを含み、
前記領域の第2に前記1塩基ミスマッチプローブスポットを含み前記完全対合プローブを含まず、
前記領域の第3に前記2塩基ミスマッチプローブスポットを含み前記完全対合プローブスポットを含まず、
前記領域の第4に前記3塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブを含み前記完全対合プローブスポット及び前記1塩基ミスマッチプローブスポットを含まず、
各領域が含むスポット数は互いに同じであり、
各々の領域内のスポットと標識を付した変異のない前記検体核酸とをハイブリダイゼーション反応させたときに各領域内のスポットの各々が示すシグナルの総和を各領域のシグナル強度としたときの、各スポットと変異のない該検体核酸とを前記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として各領域から得るシグナル強度が、該第1の領域で最大となり、該第4の領域で実質的にゼロとなるものであり、
前記工程(ii)におけるハイブリダイゼーション反応は、前記所定の条件の下で行うものであり、更に
前記工程(iii)は、前記工程(ii)によって得られたアレイの各領域のシグナル強度を、該アレイと変異の無い該検体核酸とを上記所定の条件でハイブリダイゼーション反応させた結果として得られるアレイの各領域のシグナル強度と対比し、各領域におけるシグナル強度の変化に基づき該検体核酸中の変異の有無を判定する工程を含む
ことを特徴とする検体核酸中の変異の有無を判定する方法。
A method for detecting the presence or absence of a mutation in a sample nucleic acid using an array in which a plurality of probe spots are arranged on a solid phase,
(I) An array in which a perfectly matched probe spot, a 1-base mismatch probe spot, a 2-base mismatch probe spot, and a mismatch probe spot of 3 bases or more are arranged on a solid phase with respect to the base sequence of the sample nucleic acid without mutation. A process of preparing
(Ii) a step of causing a hybridization reaction between the array and a specimen;
(Iii) Detection using a detection device that detects signals from the spots of the array obtained in the step (ii) as a sum of signals from the plurality of spots in an area including the plurality of spots on the array. Having a process of
The array comprises a plurality of the regions,
Including the perfectly matched probe spot in the first of the region;
Including the 1 base mismatch probe spot in the second of the region, not including the perfectly matched probe,
Including the 2-base mismatch probe spot in the third of the region, not including the perfectly matched probe spot;
The fourth of the region includes the mismatch probe of 3 bases or more and does not include the perfectly matched probe spot and the 1 base mismatch probe spot,
Each area contains the same number of spots,
Each of the spots in each region and the labeled nucleic acid sample without mutation when the signal intensity of each region is defined as the sum of the signals indicated by each of the spots in each region The signal intensity obtained from each region as a result of hybridizing the spot and the sample nucleic acid having no mutation under the predetermined condition is maximum in the first region and substantially zero in the fourth region. Is,
The hybridization reaction in the step (ii) is performed under the predetermined conditions, and the step (iii) further includes the signal intensity of each region of the array obtained by the step (ii). The array nucleic acid is compared with the signal intensity of each region of the array obtained as a result of the hybridization reaction between the array and the sample nucleic acid having no mutation under the above-mentioned predetermined conditions, and the variation in the sample nucleic acid based on the change in the signal intensity in each region A method for determining the presence or absence of a mutation in a sample nucleic acid, comprising the step of determining the presence or absence of a nucleic acid.
前記スポットからのシグナルが光である請求項4記載の方法。   The method of claim 4, wherein the signal from the spot is light. 前記検出装置が、エリアセンサーまたはラインセンサーである請求項5記載の方法。   The method according to claim 5, wherein the detection device is an area sensor or a line sensor. 固相上に複数のプローブスポットを配置したアレイを用いた、検体核酸中の変異の有無を判定する方法であって、
(i)固相上に変異のない該検体核酸の塩基配列に対する完全対合プローブスポット、1塩基ミスマッチプローブスポット、及び2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブスポットが配置されているアレイを用意する工程と、
(ii)該アレイと検体とをハイブリダイゼーション反応させる工程と、
(iii)前記工程(ii)によって得られたアレイのスポットからのシグナルを、アレイ上の複数のスポットを含む領域内の、該複数のスポットからのシグナルの総和として検出する検出装置を用いて検出する工程を有するものであり、
該アレイは、前記領域を複数備え、
前記領域の第1に前記完全対合プローブスポットを含み、
前記領域の第2に前記2塩基若しくはそれ以上のミスマッチプローブを含み、前記完全対合プローブ及び該1塩基ミスマッチプローブを含まず、
各々の領域内のスポットと標識を付した変異のない前記検体核酸とをハイブリダイゼーション反応させたときに各領域内のスポットの各々が示すシグナルの総和を各領域のシグナル強度としたときの、各スポットと変異のない該検体核酸とを前記所定の条件でハイブリダイズさせた結果として各領域から得るシグナル強度が、該第1の領域で最大となり、且つ該第2の領域で実質的にゼロとなるものであり、
前記工程(ii)におけるハイブリダイゼーション反応は、前記所定の条件の下で行うものであり、更に
前記工程(iii)は、前記(ii)によって得られたアレイの変異のない検体核酸との反応の結果として得られる第1の領域と第2の領域のシグナル強度の関係と、前記検体核酸との反応の結果として得られる第1の領域と第2の領域のシグナル強度の関係との違いから変異の有無を判定する工程を含む
ことを特徴とする検体核酸中の変異の有無を判定する方法。
A method for determining the presence or absence of mutations in a sample nucleic acid using an array in which a plurality of probe spots are arranged on a solid phase,
(I) preparing an array in which a perfectly matched probe spot, a 1-base mismatch probe spot, and a mismatch probe spot of 2 bases or more are arranged on a solid phase with no mutation on the base sequence of the sample nucleic acid; ,
(Ii) a step of causing a hybridization reaction between the array and a specimen;
(Iii) Detection using a detection device that detects signals from the spots of the array obtained in the step (ii) as a sum of signals from the plurality of spots in an area including the plurality of spots on the array. Having a process of
The array comprises a plurality of the regions,
Including the perfectly matched probe spot in the first of the region;
The second of the region includes the mismatch probe of 2 bases or more, does not include the perfectly matched probe and the 1 base mismatch probe;
Each of the spots in each region and the labeled nucleic acid sample without mutation when the signal intensity of each region is defined as the sum of the signals indicated by each of the spots in each region The signal intensity obtained from each region as a result of hybridizing the spot and the sample nucleic acid without mutation under the predetermined condition is maximized in the first region and substantially zero in the second region. And
The hybridization reaction in the step (ii) is carried out under the predetermined conditions, and the step (iii) further comprises a reaction with the sample nucleic acid having no mutation in the array obtained in the step (ii). Mutation due to the difference between the signal intensity relationship between the first region and the second region obtained as a result and the signal intensity relationship between the first region and the second region obtained as a result of the reaction with the sample nucleic acid A method for determining the presence or absence of a mutation in a sample nucleic acid, comprising the step of determining the presence or absence of a nucleic acid.
前記スポットからのシグナルが光である請求項7記載の方法。   The method of claim 7, wherein the signal from the spot is light. 前記検出装置が、エリアセンサーまたはラインセンサーである請求項8記載の方法。   The method according to claim 8, wherein the detection device is an area sensor or a line sensor.
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