JP2006230342A - 一本鎖核酸の分離方法および装置並びにマイクロアレイおよびdnaチップ。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、該第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行い、該核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を該第1物質に結合させ、該第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させることを特徴とする一本鎖核酸の分離方法、及び、該1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、該第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行う核酸増幅部1と、該核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を該第1物質に結合させる結合部2と、該第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させる解離部3とを有することを特徴とする一本鎖核酸の分離装置である。
【選択図】 図2
Description
このようなDNAマイクロアレイやDNAチップ等を用いてハイブリダイゼーションによる遺伝子情報の解析を行う際には、被検サンプルから解析に必要十分な量の一本鎖核酸からなるターゲットを調製する必要がある。
このようなターゲットの調製は、例えば非特許文献1に記載のように、アマシャムバイオサイエンス(株)のCodeLink Bioarrayでは、ターゲットとしてビオチン標識cRNAを用いるが、このビオチン標識cRNAの調製には、遠心分離処理等が複数回必要で処理が煩雑であり、また所要時間も1.5日と比較的長時間になり、総合的に高コストとなる。
第1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、該第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行い、
該核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を該第1物質に結合させ、
該第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させることを特徴とする一本鎖核酸の分離方法、
を提供する。
本発明の方法の1つでは、前記第1物質がアビジンであり、前記第2物質がビオチンである。
本発明の方法の1つでは、前記第1物質が抗原であり、前記第2物質が抗体である。
本発明の方法の1つでは、前記第1物質が金であり、前記第2物質がチオールである。
本発明の方法の1つでは、前記第1物質がアミノ基を有するものであり、前記第2物質がアミノ基と共有結合する基を有するものである。
本発明の方法の1つでは、前記第1物質に担体が結合された。
本発明の方法の1つでは、前記担体が磁性粒子、ビーズ、基板または繊維である。
本発明の方法の1つでは、前記標識物質が蛍光物質である。
本発明の方法の1つでは、前記核酸増幅で用いられるヌクレオチドは、標識物質を有する。
本発明の方法の1つでは、前記標識物質が蛍光物質である。
第1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、該第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行う核酸増幅部と、
該核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を該第1物質に結合させる結合部と、
該第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させる解離部とを有することを特徴とする一本鎖核酸の分離装置、
を提供する。
また本発明の1つは、前記一本鎖核酸の分離方法で得られた一本鎖核酸をターゲットとしてハイブリダイゼーションさせたマイクロアレイ、を提供する。
また本発明の1つは、前記一本鎖核酸の分離方法で得られた一本鎖核酸をターゲットとしてハイブリダイゼーションさせたDNAチップ、を提供する。
本発明の一本鎖核酸の分離方法を図1のフローチャートを参照して次に説明する。
1)第1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行う。
2)核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を第1物質に結合させる。
3)第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させる。
担体としては、特に限定されないが、具体的には、磁性体、ビーズ、基板、繊維等が挙げられる。磁性体としては、磁性粒子が好ましい。磁性粒子であれば、得られた2本鎖核酸(第2物質が結合)または得られた2本鎖核酸を一本鎖に解離させた後の一本鎖核酸(第2物質が結合)が存在する液中に、該磁性粒子を分散させたあと、磁力を印加することにより、該2本鎖核酸または一本鎖核酸を効果的に固定・補足・回収・分離できる。
また、担体としてビーズを用いる場合は、フィルター濾過やゲル濾過により固定・補足・回収・分離できる。
以上のように、本発明においては、磁性粒子を用いて効率的に一本鎖核酸を調製できるが、磁性粒子を用いることで、PCR等の反応液中のタンパク質の除去や未回収の2本鎖核酸の除去など精製操作が可能であるという利点も有する。
〔実施形態1〕
図3に示すように、第1プライマ11としてビオチン21が結合したプライマを、第2プライマ12として蛍光物質22を有するプライマを用いて核酸であるDNAのPCR増幅を行う(第11ステップ:第11−1〜11−3ステップ)。PCR増幅で得られた2本鎖DNAを磁性粒子4に結合させたアビジン23に結合させる(第12ステップ)。磁石5で2本鎖DNAが結合した磁性粒子4を回収・固定し、アルカリ処理により該2本鎖DNAを1本鎖に解離する(第13ステップ)。蛍光物質22で標識された1本鎖DNAは液中に存在し、上清を回収することにより容易に分離・回収でき、そのまま、DNAマイクロアレイやDNAチップ等を用いてハイブリダイゼーションによる遺伝子情報の解析を行う際の、蛍光標識ターゲットとして用いることができる。
図4に示すように、第1プライマ11としてビオチン21が結合したプライマを、第2プライマ12として修飾なしのプライマを、ヌクレオチドとして蛍光物質22を有するdNTP13を用いてDNAのPCR増幅を行う(第21ステップ:第21−1〜21−3ステップ)。PCR増幅で得られた2本鎖DNAを磁性粒子4に結合させたアビジン23に結合させる(第22ステップ)。磁石5で2本鎖DNAが結合した磁性粒子4を回収・固定し、アルカリ処理により該2本鎖DNAを1本鎖に解離する(第23ステップ)。蛍光物質22で標識された1本鎖DNAは液中に存在し、上清を回収することにより容易に分離・回収でき、そのまま、DNAマイクロアレイやDNAチップ等を用いてハイブリダイゼーションによる遺伝子情報の解析を行う際の、蛍光標識ターゲットとして用いることができる。
また、核酸増幅時に、標識物質を用いない別の測定形態としては、DNAマイクロアレイやDNAチップ等を、基板上に多数の電極を有するものとし、各電極にそれぞれ異なるプローブ核酸を固定し、かつ電流源を接続した構造のものとし、ターゲットがハイブリダイゼーションした電極とハイブリダイゼーションしていない電極での電流量の差を測定することにより検出できるものがある。
一方のプライマのみ(第1プライマ)にビオチン(第2物質)を結合させたものを用いたPCR産物(2本鎖DNA)をサンプルとした。
該PCR産物を、ストレプトアビジン(第1物質)を結合させた磁性粒子(担体)と混合し、2本鎖DNAを磁性粒子と結合させた。
該磁性粒子を磁気固定後に上清を除去し、該上清にNaOHを添加(処理)して、2本鎖DNAの1本鎖化を行なった。
該NaOH添加後の上清に、1本鎖DNA検出試薬(OliGreen:MolecularProbes,Inc)を添加し、その蛍光強度を測定した。その測定結果を図5に示す。
図5に示すように、NaOH処理を行なわずに1本鎖DNA検出試薬で染色したサンプルと比較すると、NaOH処理を行なったサンプルは、蛍光強度で5倍の差が得られた。従って、アルカリ処理により、上清に1本鎖DNAが分離できたことがわかる。
また、本発明の一本鎖核酸の分離方法は、遺伝子情報解析を行うためのマイクロアレイを作成するためのプローブの作成に用いられる。換言すれば、本発明の方法で得られた一本鎖核酸は、遺伝子情報解析を行うためのマイクロアレイを作成するためのプローブして用いられる。
本発明の方法を実施するためのカーットリッジの形態としては、特に限定されないが、精製済核酸の増幅→補足・回収・固定→一本鎖化までの最小限の工程のみ行なうものであっても良く、また、血液・生体組織等からの核酸の抽出からDNAマイクロアレイやDNAチップ等へのターゲットのハイブリダイゼーション、さらには、読取装置による検出まで可能な態様としても良い。
2 結合部
3 解離部
4 磁性粒子
5 磁石
11 第1プライマ
12 第2プライマ
13 dNTP
21 ビオチン
22 蛍光物質
23 アビジン
Claims (16)
- 第1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、該第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行い、
該核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を該第1物質に結合させ、
該第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させることを特徴とする一本鎖核酸の分離方法。 - 前記2本鎖核酸の一本鎖への解離が、アルカリ処理により行なわれることを特徴とする請求項1記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記第1物質がアビジンであり、前記第2物質がビオチンであることを特徴とする請求項1または2記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記第1物質が抗原であり、前記第2物質が抗体であることを特徴とする請求項1または2記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記第1物質が金であり、前記第2物質がチオールであることを特徴とする請求項1または2記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記第1物質がアミノ基を有するものであり、前記第2物質がアミノ基と共有結合する基を有するものであることを特徴とする請求項1または2記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記第1物質に担体が結合されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記担体が磁性粒子、ビーズ、基板または繊維であることを特徴とする請求項7記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記第2プライマは標識物質を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記標識物質が蛍光物質であることを特徴とする請求項9記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記核酸増幅で用いられるヌクレオチドは、標識物質を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 前記標識物質が蛍光物質であることを特徴とする請求項11記載の一本鎖核酸の分離方法。
- 第1物質と特異的に結合可能な第2物質が結合された第1プライマと、該第2物質が結合されていない第2プライマを用いて核酸増幅を行う核酸増幅部と、
該核酸増幅によって得られた2本鎖核酸を該第1物質に結合させる結合部と、
該第1物質に結合させた2本鎖核酸を一本鎖に解離させる解離部とを有することを特徴とする一本鎖核酸の分離装置。 - 請求項1〜12のいずれかに記載の一本鎖核酸の分離方法で得られた一本鎖核酸をプローブとして有するマイクロアレイ。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の一本鎖核酸の分離方法で得られた一本鎖核酸をターゲットとしてハイブリダイゼーションさせたマイクロアレイ。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の一本鎖核酸の分離方法で得られた一本鎖核酸をターゲットとしてハイブリダイゼーションさせたDNAチップ。
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