JP2006304611A - Pcr法、プライマー及びpna。 - Google Patents

Pcr法、プライマー及びpna。 Download PDF

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Abstract

【課題】検出目的ではない遺伝子が高濃度で存在する試料のなかでも、PNAプローブが対象遺伝子に対して十分に反応し、対象遺伝子DNAの変異が正確に検出される。
【解決手段】正常なk−rasの対象遺伝子にPNAが結合し、このk−rasの塩基配列を一部に含むプライマーセットと、含まないプライマーセットとで増幅を行う;k−ras遺伝子が変異していれば、PNAは結合できず、この変異した遺伝子がPCRによって増幅される;k−ras遺伝子が変異せず正常であれば、PNAは結合できるので、k−ras遺伝子と一部重複するプライマーは逆に結合することができず、対象遺伝子はPCRによっても増幅されない;k−rasの塩基配列を含まないプライマーセットによる増幅によって、検出目的ではない遺伝子が高濃度で存在する試料のなかでもPNAプローブが十分に反応し誤判定が防止される。
【選択図】図3

Description

本発明は、PCR法等に関し、特に対象遺伝子DNAの変異を検出する方法に関する。
従来、遺伝子(DNA)を識別、例えば視覚的方法によって識別するためにPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法が行われてきている。このようなPCR法では、DNAポリメラーゼ(DNA複製酵素)として例えばタックポリメラーゼ(Taq polymerase)が使われて、2つのプライマーに挟まれたDNA部分が短時間で大量に複製されて増やされ、これが分別例えば電気泳動等されて蛍光色素で染められて光のバンドとして肉眼でも見えるようにされる。
特許第3016399号公報
本件発明は、上述のPCR法をさらに発展させて、糞便のような高濃度の試料をはじめ種々の濃度の試料のなかでも良い条件下でも、PNAプローブが十分に反応して、対象遺伝子DNAの変異を確実に検出できるようにすることにある。このような高濃度の試料は、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高いものである。
上記目的を達成するため、本発明のPCR法は、遺伝子DNAと、 この遺伝子DNA内の変異を検出する対象遺伝子DNAの一部の配列と相補配列を有して、当該対象遺伝子DNAの一部の配列に結合するPNAであって、 この変異を検出する対象遺伝子DNAは、「5′−GAGCTGGTGGCGT−3′」(以下「第1対象遺伝子DNA」という)及びこの「第1対象遺伝子DNA」と相補的な「3′−CTCGACCACCGCA−5′」(以下「第2対象遺伝子DNA」という)の何れか一方を少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分であり、 上記第1または第2対象遺伝子DNAの一部を含み、上記対象遺伝子DNAから離れた塩基配列と相補配列を有して、当該塩基配列に結合するプライマーとを使用するPCR法であって、当該プライマーは、 5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′及び 5′−…TCAAGGCACTCTTGCCTA…−3′のセット、または、これらと相補的配列をなす、 5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′及び 5′−…AGTTCCGTGAGAACGGAT…−3′のセット(…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)とした。
このような手法によれば、後述する実験の結果、糞便のような高濃度で、上記正常細胞や細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い試料のなかでもPNAプローブが十分に反応して、対象遺伝子DNAの変異をより正確に検出することができる。
高濃度の試料やその他の悪条件下のなかでは、PNAが遺伝子DNAに十分に結合(クランピング/clamping)しない場合や、プライマー(後述のk−rasプライマー)が遺伝子DNAに十分に結合せず、誤判定(誤診)や偽陽性となってしまう。糞便につき正確に遺伝子変異を正確に検査できれば、大腸癌、潰瘍性大腸炎などの大腸関係または消化器関係の異常の早期発見または発病/発症の前段階での発見ともなる。
本発明ではこのような誤判定や偽陽性を防ぐことにある。本発明のPNAはPNAプローブとすることもできるし、本発明のPCR法はPCRクランピング法とすることもできる。なお、対象遺伝子DNAの変異は、遺伝子DNAの相補的な二本鎖の同じ箇所の両側で起きるため、本件PCR法は、対象遺伝子DNA、PNA、プライマーのセットは、相補的にそっくり置き換えることが可能であり、各請求項にはこの相補的な両方が示されている。
以下に示す実施例では、k−ras遺伝子の変異についてのものである。k−ras遺伝子はヴォゲルステイン(Vogelstain)らの提唱するアデノーマーカルチノーマシーケンス(adenoma−carcinoma sequence)の多段階発癌モデルが提示されて以降、発癌遺伝子として癌化に重要な役割を果たしていることが明らかになっている。
またk−ras遺伝子は大腸癌のみならず、脾臓癌、肺癌でも高頻度に検出されるため、その臨床的意義は高い。k−ras遺伝子の特徴のひとつとして比較的初期の段階で変異が出現するため、スクリーニング目的のマーカーとしてもその有用性は高いものといえる。
本件発明のPCR法は、特殊かつ高価な機器が必要なく、市販されている一般のサーマルサイクラーと簡易なサブマリン電気泳動装置を保持する施設であれば実施可能であり、非常に汎用性の高い方法といえる。
本件発明のPCR法は、便中の癌関連遺伝子を検出する主目的で開発された測定方法であり、試料中のヒト由来細胞以外に多くの細菌や食物残渣など、PCRの阻害物質が含まれることを想定した測定系として構築されている。糞便のみならず、体液、分泌物や喀痰など臨床検査で用いられる広範な試料への適応可能であり、様々な試料に対応できる。
本件発明のPCR法は、細胞が多数含まれる試料などにおいても、PNAを使用する既報の方法のみならず、PNAを使用しない方法と比較しても感度・特異性は優れており、特異性・感度に優れているといえる。
(1)本発明の原理のPCR法
図1及び図2は本発明の原理のPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法を示す。まず、変異を検出しようとする対象遺伝子DNAの二本鎖を90度ほどに加熱して熱変性させて分離させる。
次いで、この分離された対象遺伝子DNAの正常な一部の配列に対してPNAを結合(クランピング)させる。ここで、対象遺伝子DNAが変異しておらず正常であれば、PNAは結合し、対象遺伝子DNAが変異しており異常であれば、PNAは結合できない。
次いで、反応液中に含まれるプライマーと、鎖の材料になるヌクレオド(A・G・C・Tを含む化合物)とを加えて60度ぐらいに加熱し、この対象遺伝子DNAを挟む遺伝子DNAの二本鎖の「3′」側及び「5′」側との塩基配列部分にプライマーを結合させ、両プライマーで挟まれた二本鎖の塩基配列部分を複製・増幅(増殖)(アニーリング/annealing)させて、対象遺伝子DNAの塩基配列部分のみのサンプル数を増やす。この複製・増幅(増殖)(amplification)された対象遺伝子DNAがアガロース電気泳動されて蛍光色素で染められて光のバンドとして肉眼でも見えるようにされる。
ここで、図3及び図4に示すように、PNA(ペプチド核酸/peptide nucleic acid)が結合/クランピング(clamping)する対象遺伝子DNAと一部重複するようにプライマーの塩基配列を決定すれば以下のような変化が生じる。
(a)対象遺伝子DNAが変異(ミュータントタイプ/ミューテーションタイプ/変異型/mutation type)していれば、このDNAはPNAと相補的にならないので、正常時のみ結合するPNAは結合でき、この変異した対象遺伝子DNAがPCRによって複製・増幅されることになる。
(b)対象遺伝子DNAが変異せず正常(ワイルドタイプ/野生型/wild type)であれば、このDNAはPNAと相補的になるので、正常時のみ結合するPNAは結合でき、対象遺伝子DNAと一部重複するプライマーは逆に対象遺伝子DNAに結合することができず、対象遺伝子DNAはPCRによっても複製・増幅されないことになる。
対象遺伝子DNAの変異検出のためには、上記プライマー(primer)は2つ1組のセットでよいのであるが、検出をより正確にするために、プライマーは3つ2組のセットとする。2つ目のプライマーセットは、対象遺伝子DNAの塩基配列を含まず、このようなプライマーセットによる複製・増幅によって、糞便のような高濃度で正常細胞や細菌などのDNAが多く含まれる試料のなかでもPNAが十分に反応し誤判定/偽陽性が防止される。
また、このPCRの実行の前に、これらのプライマーが結合する遺伝子DNAのさらに外側の「3′」側及び「5′」側との塩基配列部分に別のプライマーを結合させ、両別プライマーで挟まれた塩基配列部分を事前に複製・増幅させて、対象遺伝子DNA付近の塩基配列部分のサンプル数を事前に増やしておくこともできる。
遺伝子DNAにおいて、「アッパー」(フォーワード/センス)側とは、図1及び図2の遺伝子DNAの二本の鎖の上側をいい、「ロワー」(リバース/アンチセンス)側とは、図1及び図2の遺伝子DNAの二本の鎖の下側をいう。この上側の鎖は、左から右に向かって「5′−…−3′」の配列となっており、下側の鎖は、左から右に向かって「3′−…−5′」の配列となっている。
通常、プライマーは糖3′にリン酸を経由して糖5′が付くというかたちで、糖の5′から糖3′の方向に伸びていく。しかし、糖5′から少し離れた箇所で糖5′から糖3′の方向に伸び、さらにここから少し離れた箇所でまた糖5′から糖3′の方向に伸びていくというかたち、つまり後ずさりするようにして、糖の3′から糖5′の方向に伸びていくことも可能である。このような後ずさりによって後述する相補的なプライマーでも対象遺伝子DNAを複製・増幅することは可能である。
したがって、本件PCR法は、対象遺伝子DNA、PNA、プライマーのセットは、相補的にそっくり置き換えることが可能であり、これらの対象遺伝子DNA、PNA、プライマーはこの相補的な両方が示されている。また、PNAは対象遺伝子DNAが正常な時に結合する塩基配列を有するが、対象遺伝子DNAが異常な時に結合する塩基配列を有していてもよい。
「相補(的)」というのは、遺伝子DNA、PNA、プライマーなどの各塩基の「A」(アデニン)と「T」(チミン)、「C」(シトシン)と「G」(グアニン)とを入れ換えた状態を指す。「逆」というのは、遺伝子DNA、PNA、プライマーなどの塩基配列の向きを逆にして、「−3′」側と、「5′−」側と入れ換える、または塩基配列部分の両端の「5′−」と「−3′」と入れ換えて「3′−」と「−5′」との形にすることをいう。「逆相補(的)」は、これらの両方をともに行うことをいう。
(2)対象遺伝子DNA
図3は本発明のPCR法のPNAとプライマーとを示し、図4は変異を検出しようとする対象遺伝子DNAとその前後の遺伝子DNAの塩基配列を示す。この塩基配列は米国NCBI(National Center for Biotechnology Information)のAccession No. AC087239より引用したものである。この対象遺伝子DNAは人の遺伝子の一部の配列であって、ヒト遺伝子の158297番目から158309番目までの13(mer)の塩基からなる次に示すDNA配列である。
(A−1)(5′−)GAGC TGGTGGCGT(−3′)
この対象遺伝子DNAは便宜上「k−ras」と呼び、図4のヒト遺伝子DNAの結合箇所には「PNA−kras」と示してある。
この対象となる遺伝子DNAは、この13(mer)の塩基配列からなる(A−1)の遺伝子DNAを少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分でもよく、これを「第1対象遺伝子DNA」という。言い換えると、(A−1)の遺伝子DNAに対して、(A−1)の塩基配列の「−5′」側に最高11(mer)までの塩基が含まれてもよいし、逆に、(A−1)の遺伝子DNAに対して、(A−1)の塩基配列の「−3′」側に最高11(mer)までの塩基が含まれてもよい。
具体的には以下の通りである。
(A−2)TGTGG TAGTTGGAGC TGGTGGCGTA
(A−1) GAGC TGGTGGCGT
(A−3) GGAGC TGGTGGCGTA GGCAAGAGTG
これら(A−1)を挟んで(A−2)から(A−3)までの間の塩基配列のいずれでもよいことになる。
実験の結果では、以下の15(mer)の塩基配列が最も良い結果を得られた。
(A−4)GGAGC TGGTGGCGTA
さらに、以下の14(mer)の塩基配列でも、良い結果を得られた。
(A−5)GGAGC TGGTGGCGT
(A−6) GAGC TGGTGGCGTA
またさらに、以下の13(mer)の塩基配列でも、だいたい良い結果を得られた。
(A−1) GAGC TGGTGGCGT
上記塩基配列部分のうち、変異を起こすのは、コドン12(遺伝暗号12)の「GGT」とコドン13(遺伝暗号13)の「GGC」の2つである。この2つのうち何れか一方または両方が変異すれば、PNAは結合しない。したがって、対象遺伝子DNAを「GGTGGC」とすることも可能であるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性が高まるので、検査時間/実験時間と変異検出の誤差/不正確さから上記の塩基配列の長さが望ましい。対象遺伝子DNAの塩基数(mer)は上記(A−2)〜(A−3)の範囲で通常25乃至13、望ましくは22至14、より望ましくは19乃至15となる。
これら(A−1)(A−4)(A−5)(A−6)などの各対象遺伝子DNAの部分配列は、正確な変異検出に必要な最低限の配列長であり、塩基数をこれより少なくすると、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性は高くなるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は高まり、変異の検出の誤差/不正確さが大きくなる可能性は高くなる。
また、これら(A−1)(A−4)(A−5)(A−6)などの各対象遺伝子DNAの部分配列の塩基の数を増やすと、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が長くなる可能性は高くなるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は低くなり、変異の検出の精度/正確さが大きくなる可能性は高くなる。
なお、対象遺伝子DNAは、上記(A−1)(A−2)(A−3)(A−4)(A−5)(A−6)に代えて、これらの遺伝子DNAと相補的な他方の鎖の同じ箇所の以下の(a−1)(a−2)(a−3)(a−4)(a−5)(a−6)の塩基配列部分にそっくり置き換えることも可能である。
(a−1)(3′−)CTCG ACCACCGCA(−5′)
(a−2)ACACC ATCAACCTCG ACCACCGCAT
(a−3) CCTCG ACCACCGCAT CCGTTCTCAC
(a−4)CCTCG ACCACCGCAT
(a−5)CCTCG ACCACCGCA
(a−6) CTCG ACCACCGCAT
これらの対象遺伝子DNAは、この13(mer)の塩基配列からなる(a−1)の遺伝子DNAを少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分でよく、これを「第2対象遺伝子DNA」という。
(3)PNA(ペプチド核酸)(PNAプローブ)
上記(A−1)(A−4)(A−5)(A−6)、(A−2)〜(A−3)などの対象遺伝子DNAの正常な一部の配列と逆相補配列を有して、当該対象遺伝子DNAの正常な一部の配列に結合するPNAは以下の構造を有する。
(B−1)NH2− ACGCCACCA GCTC −CONH2
(B−4)NH2−TACGCCACCA GCTCC−CONH2
(B−5)NH2− ACGCCACCA GCTCC−CONH2
(B−6)NH2−TACGCCACCA GCTC −CONH2
PNA(ペプチド核酸)とは、DNA/RNA類似の構造をもつが、リン酸結合ではなく、ペプチド結合で骨格を形成しており、DNA/RNA鎖の相補的配列を有する塩基配列部分に特異的に強く結合(クランピング)し、低いイオン強度に置いても結合でき、塩基配列の選択性が高い、ヌクレアーゼやプロテアーゼなどに耐性を有するなどの特徴を有している。
PNAの化学式は、次述「化1」に示す通りであり、4種の各塩基が結合しており、PNAモノマーのオリゴマー又はポリマーからなり、PNAモノマーは次述「化1」の中の「n」が振られたかっこ部分が相当していて、塩基とN−(2−アミノアチル)−グリシンの二つの部分からなっている。このPNAモノマーが1つのユニットとして繰り返されて、PNAとなる。PNAの端の「NH2−」は結合する遺伝子DNAの「3′−」側に、もう一つの端の「−CONH2」は結合する遺伝子DNAの「−5′」側に結合することになる。
Figure 2006304611
次述する「化2」はPNAの別の例を示す。このPNAのPNAモノマーは塩基とN−(2−アミノアチル)−グリシンの二つの部分からなっている。このPNAモノマーは上記塩基に応じて以下の4種類があり、このPNAモノマーが1つのユニットとして繰り返されて、PNAとなる。
Figure 2006304611
これら(B−1)(B−4)(B−5)(B−6)のPNAプローブは、それぞれ上記(A−1)(A−4)(A−5)(A−6)の対象遺伝子DNAの塩基配列部分に対して逆相補的すなわち逆向き相補的であって、当該対象遺伝子DNAに結合する。この場合、上記(B−1)(B−4)(B−5)(B−6)に示すPNAプローブの塩基配列の向きと、(A−1)(A−4)(A−5)(A−6)に示す対象遺伝子DNAの塩基配列の向きとは、互いに逆向きとなっていて、塩基Aには塩基Tが結合し、塩基Cには塩基Gが相補的に結合する。
上記対象遺伝子DNAに対応して、13(mer)の塩基配列からなる(B−1)のPNAを少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分でもよい。言い換えると、(B−1)の遺伝子DNAに対して、(B−1)の塩基配列の「5′」側に最高11(mer)までの塩基が含まれてもよいし、逆に、(B−1)の塩基配列の「3′」側に最高11(mer)までの塩基が含まれてもよい。
具体的には以下の通りである。
(B−2)NH2−TACGCCACCA GCTCCAACTA CCACA−CONH2
(B−1)NH2− ACGCCACCA GCTC−CONH2
(B−3)NH2−CACTCTTGCC TACGCCACCA GCTCC−CONH2
これら(A−1)を挟んで(A−2)から(A−3)までの間の塩基配列のいずれでもよいことになる。
実験の結果では、上記15(mer)の塩基配列が最も良い結果を得られた。
(B−4)NH2−TACGCCACCA GCTCC−CONH2
さらに、以下の14(mer)の塩基配列でも、良い結果を得られた。
(B−5)NH2− ACGCCACCA GCTCC−CONH2
(B−6)NH2−TACGCCACCA GCTC −CONH2
またさらに、以下の13(mer)の塩基配列でも、だいたい良い結果を得られた。
(B−1)NH2− ACGCCACCA GCTC −CONH2
このPNAは、上記変異を起こすコドン12及びコドン13の逆相補的配列の一方または両方を必ず含む。PNAの塩基数は上記(B−2)〜(B−3)の範囲で通常25乃至13、望ましくは22至14、より望ましくは19乃至15となる。または変異を起こす塩基のみの逆相補的配列の1つまたは複数を含む。しかし、PNAの塩基配列を短くすると、次述するように遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は高まり、変異の検出の誤差/不正確さが大きくなる可能性は高くなる。
これら(B−1)(B−4)(B−5)(B−6)などの各PNAの部分配列は、正確な変異検出に必要な最低限の配列長であり、塩基数をこれより少なくすると、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性は高くなるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は高まり、変異の検出の誤差/不正確さが大きくなる可能性は高くなる。
また、これら(B−1)(B−4)(B−5)(B−6)などの各PNAの部分配列の塩基の数を増やすと、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が長くなる可能性は高くなるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は低くなり、変異の検出の精度/正確さが大きくなる可能性は高くなる。
なお、PNAは、上記(B−1)(B−2)(B−3)(B−4)(B−5)(B−6)に代えて、これらのPNAと相補的な塩基配列を有する以下の(b−1)(b−2)(b−3)(b−4)(b−5)(b−6)にそっくり置き換えることも可能である。
(b−1)NH2− TGCGGTGGT CGAG−CONH2
(b−2)NH2−ATGCGGTGGT CGAGGTTGAT GGTGT−CONH2
(b−3)NH2−GTGAGAACGG ATGCGGTGGT CGAGG−CONH2
(b−4)NH2−ATGCGGTGGT CGAGG−CONH2
(b−5)NH2− TGCGGTGGT CGAGG−CONH2
(b−6)NH2−ATGCGGTGGT CGAG −CONH2
これらのPNAは、この13(mer)の塩基配列からなる(a−1)の遺伝子DNAを少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分でよく、これを「第2対象遺伝子DNA」という。この場合、図1及び図2では、(B−1)(B−2)(B−3)(B−4)(B−5)(B−6)のPNAは上側のDNA鎖に結合するが、(b−1)(b−2)(b−3)(b−4)(b−5)(b−6)のPNAは下側のDNA鎖に結合する。このような相補的なPNA(b−1)…の他の内容は、上述の(B−1)…のPNAと同じである。
(4)プライマー(1組のセット)
このPCR法で、上記使用されるプライマーの1つの組(セット)の片方は以下の通りである。
(C−n)5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′
…はこれらの塩基配列部分に繋がる図4の上記ヒト遺伝子DNAの塩基配列である。この…の部分の具体的な塩基配列は図4の「k−ras1」の両側に示される。
望ましい塩基配列は以下の通りである。
(C−1)5′−TACTGGTGGAGTATTTGATA−3′
(C−2)5′−TACTGGTGGAGTATTTGAT −3′
(C−3)5′− ACTGGTGGAGTATTTGATA−3′
(C−4)5′− ACTGGTGGAGTATTTGAT −3′
通常は、これらの4つのうち何れかが選択されるが、これより「3′」側または「5′」側にさらに塩基配列が多くてもよい。このk−ras1プライマーの塩基数は上記(C−n)の形で通常40乃至15、望ましくは30乃至17、より望ましくは25乃至18となる。
このプライマーは便宜上「k−ras1」プライマーと呼び、図3及び図4のヒト遺伝子DNAの結合箇所にも「k−ras1」と示してある。(C−2)(C−3)(C−4)の配列は、(C−1)の配列の両端のいずれかまたは両方の塩基が除外されており、この場合でも若干の誤差/不正確さが生じる可能性は高くなるが、本件PCR法の後述する変異を検出することが可能である。
このプライマーと組みになる他のプライマーは以下の通りである。
(D−n)5′−…TCAAGGCACTCTTGCCTA…−3′
…はこれらの塩基配列部分に繋がる図4の上記ヒト遺伝子DNAの塩基配列である。
この…の部分の具体的な塩基配列は、図4の「k−ras2」の両側における塩基G→C、C→G、A→T、T→Aと相補的に置き換え、かつ逆向きにして、逆相補的にすれば得られる。
望ましい塩基配列は以下の通りである。
(D−1)5′−GTCAAGGCACTCTTGCCTAC−3′
(D−2)5′−GTCAAGGCACTCTTGCCTA −3′
(D−3)5′− TCAAGGCACTCTTGCCTAC−3′
(D−4)5′− TCAAGGCACTCTTGCCTA −3′
通常は、これらの4つのうち何れかが選択されるが、これより「3′」側または「5′」側にさらに塩基配列が多くてもよい。このk−ras2プライマーの塩基数は上記(D−n)の形で通常40乃至15、望ましくは30乃至17、より望ましくは25乃至18となる。
このプライマーは便宜上「k−ras2」プライマーと呼び、図3及び図4のヒト遺伝子DNAの結合箇所にも「k−ras2」と示してある。(D−2)(D−3)(D−4)の配列は、(D−1)の配列の両端のいずれかまたは両方の塩基が除外されており、この場合でも若干の誤差/不正確さが生じる可能性は高くなるが、本件PCR法の後述する変異を検出することが可能である。
(D−1)(D−2)(D−3)(D−4)の「k−ras2」のプライマーの結合箇所/塩基配列部分と、上記PNAの結合箇所/塩基配列部分とは、少なくとも1つの塩基、望ましくは3つの塩基が重複する。図4の例ではGTAの3つの塩基配列部分が重複している。上記PNAの塩基配列または「k−ras2」のプライマーの塩基配列が長くなれば、重複塩基配列部分は長くなり、4つ以上の塩基配列部分が重複する。
上述のPNAの塩基配列または「k−ras2」のプライマーの塩基配列の長さの変化に応じて、この重複塩基配列部分は以下の様に変化する。
(J−1) T
(J−2)GTA
(J−3)GTA GGCAAGAGTG
しかし、上述のPNAの塩基配列及び「k−ras2」のプライマーの塩基配列は、上述の塩基配列を少なくとも含むのであるから、この重複塩基配列部分は、(J−3)からさらに「3′」側及び「5′」側に延びることになる。
このようなPNAと「k−ras2」のプライマーとの重複塩基配列部分が存在することによって、PNAの結合と「k−ras2」のプライマーの結合とが二者択一的となる。
この結果、対象遺伝子DNAが正常なときには、PNAの方が結合し、プライマー「k−ras1」及び「k−ras2」による対象遺伝子DNAの複製・増幅が不可能となる。対象遺伝子DNAが変異しているときには、PNAが結合せず、プライマー「k−ras1」及び「k−ras2」による変異した対象遺伝子DNAの複製・増幅が可能となる。
(C−1)(C−2)(C−3)(C−4)の「k−ras1」のプライマーの塩基配列は、図4のk−ras1の箇所の塩基配列部分と同じになっている。図4のヒト遺伝子DNAの一本鎖と相補的な検討後をなす対の一本鎖の方の「k−ras1」の対応箇所にこのプライマーが結合するからである。
(D−1)(D−2)(D−3)(D−4)の「k−ras2」のプライマーの塩基配列は、図4のk−ras2の箇所の塩基配列部分と逆相補的すなわち逆向きの相補的になっていて、塩基Aには塩基Tが結合し、塩基Cには塩基Gが相補的に結合する。図3及び図4のヒト遺伝子DNAの「k−ras2」の箇所にこのプライマーが結合するからである。
これら(C−1)(C−2)(C−3)(C−4)の1つの選択と、(D−1)(D−2)(D−3)(D−4)の1つの選択とはいずれも任意であり、任意の組み合わせが可能であり、4×4=16通りの組み合わせが可能である。
これら(C−1)(C−2)(C−3)(C−4)の「k−ras1」、(D−1)(D−2)(D−3)(D−4)の「k−ras2」の塩基配列の両端の塩基をさらに除外してもよいのであるが、対象とする塩基部分配列を、これ以上短くすると、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は高くなり、遺伝子DNAの変異の検出に誤差/不正確さを生じる可能性が出てくる。
これら(C−1)(C−2)(C−3)(C−4)の「k−ras1」、(D−1)(D−2)(D−3)(D−4)の「k−ras2」の各対象遺伝子DNAの部分配列は、正確な変異検出に必要な最低限の配列長であり、これらの各対象遺伝子DNAの両側の塩基または相補的塩基をさらに含む事は可能である。この場合、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間は長くなることもあるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は低くなって、変異の検出の誤差/不正確さが少なくなり、変異検出/変異検査がより正確になる。
なお、上記k−ras1プライマーは、上記(C−n)(C−1)(C−2)(C−3)(C−4)に代えて、これらのプライマーと相補的な塩基配列を有する以下の(c−n)(c−1)(c−2)(c−3)(c−4)にそっくり置き換えることも可能である。
(c−n)5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′
(c−1)5′−ATGACCACCTCATAAACTAT−3′
(c−2)5′−ATGACCACCTCATAAACTA −3′
(c−3)5′− TGACCACCTCATAAACTAT−3′
(c−4)5′− TGACCACCTCATAAACTA −3′
また、上記k−ras2プライマーは、上記(D−n)(D−1)(D−2)(D−3)(D−4)に代えて、これらのプライマーと相補的な塩基配列を有する以下の(d−n)(d−1)(d−2)(d−3)(d−4)にそっくり置き換えることも可能である。
(d−n)5′−…AGTTCCGTGAGAACGGAT…−3′
(d−1)5′−CAGTTCCGTGAGAACGGATG−3′
(d−2)5′−CAGTTCCGTGAGAACGGAT −3′
(d−3)5′− AGTTCCGTGAGAACGGATG−3′
(d−4)5′− AGTTCCGTGAGAACGGAT −3′
この場合、図1及び図2では、k−ras1プライマーは上側のDNA鎖に結合し、k−ras2プライマーは下側のDNA鎖に結合する。この(c−n)(c−1)…のk−ras1プライマーと(d−n)(d−1)…のk−ras2プライマーとセットをなし、これらのプライマー間の遺伝子DNAが複製・増幅される。
この場合、上記PNAは上記相補的な(b−1)(b−2)(b−3)(b−4)(b−5)(b−6)が使用される。このような相補的なプライマー(c−n)(c−1)…(d−n)(d−1)…の他の内容は、上述の(C−n)(C−1)…(D−n)(D−1)…のプライマーと同じである。
そして、この場合の上記PNAとk−ras2プライマーとの重複塩基配列部分は以下の様に変化する。
(j−1) A
(j−2)CAT
(j−3)CAT CCGTTCTCAC
(5)プライマー(3つ目)
このPCR法では、上記使用されるプライマーの1組(セット)に、さらに以下のプライマーが加えられる。
(E−n)5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′
…はこれらの塩基配列部分に繋がる図4の上記ヒト遺伝子DNAの塩基配列である。
この…の部分の具体的な塩基配列は、図4の「k−ras3」の両側における塩基G→C、C→G、A→T、T→Aと相補的に置き換え、かつ逆向きにして、逆相補的にすれば得られる。
望ましい塩基配列は以下の通りである。
(E−1)5′−GGTCCTGCACCAGTAATATG−3′
(E−2)5′−GGTCCTGCACCAGTAATAT −3′
(E−3)5′− GTCCTGCACCAGTAATATG−3′
(E−4)5′− GTCCTGCACCAGTAATAT −3′
通常は、これらの4つのうち何れかが選択されるが、これより「3′」側及び「5′」側にさらに塩基配列が多くてもよい。このk−ras3プライマーの塩基数は上記(E−n)の形で通常40乃至15、望ましくは30乃至17、より望ましくは25乃至18となる。
このプライマーは便宜上「k−ras3」プライマーと呼び、図3及び図4のヒト遺伝子DNAの結合箇所にも「k−ras3」と示してある。(E−2)(E−3)(E−4)の配列は、(E−1)の配列の両端のいずれかまたは両方の塩基が除外されており、この場合でも若干の誤差/不正確さが生じる可能性あるが、本件PCR法の後述する変異を検出することが可能である。
この(E−n)(E−1)(E−2)(E−3)(E−4)の「k−ras3」のプライマーの塩基配列は、図4のk−ras3の箇所の塩基配列部分と逆相補になっている。この図4のk−ras3の遺伝子DNAの塩基配列部分に結合するからである。この(E−n)(E−1)…のk−ras3のプライマーは、上記(C−n)(C−1)…のk−ras1のプライマーとセットをなし、これらの両プライマーの間の遺伝子DNA部分が複製・増幅される。
このような3つ目の「k−ras3」プライマーを加えると、反応中における遺伝子DNAの濃度が一定以上になった場合、上記PNAの結合が十分に起こらなくなることがあり、このようなPNAの結合が不十分な場合にも、k−ras2プライマーが結合されることで、正常な対象遺伝子DNAの複製・増幅を押さえることができる。なお、上記不都合がなければ、この3つの目の「k−ras3」プライマーは省略可能である。
なお、プライマーの両端の「5′−」と「−3′」とは、糖の炭素原子(位置)を示し、遺伝子DNAの鎖は「5′−」からはじまり、「−3′」の位置に、リン酸を経由して、次の糖の「5′−」が付くという形で伸びる。遺伝子DNAの複製も、遺伝子DNAの情報をmRNAに写しとる転写も、すべて「5′−」から「−3′」の方向に進む。
また、上記k−ras3プライマーは、上記(E−n)(E−1)(E−2)(E−3)(E−4)に代えて、これらのプライマーと相補的な塩基配列を有する以下の(e−n)(e−1)(e−2)(e−3)(e−4)にそっくり置き換えることも可能である。
(e−n)5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′
(e−1)5′−CCAGGACGTGGTCATTATAC−3′
(e−2)5′−CCAGGACGTGGTCATTATA −3′
(e−3)5′− CAGGACGTGGTCATTATAC−3′
(e−4)5′− CAGGACGTGGTCATTATA −3′
この(e−n)(e−1)…のk−ras3のプライマーは、上記(c−n)(c−1)…のk−ras1のプライマーとセットをなし、これらの両プライマーの間の遺伝子DNA部分が複製・増幅される。この場合、図1及び図2では、k−ras1プライマーは上側のDNA鎖に結合し、k−ras3プライマーは下側のDNA鎖に結合する。このような相補的なプライマー(e−n)(e−1)…の他の内容は、上述の(E−n)(E−1)…のプライマーと同じである。
この場合、上記PNAは(B−1)…が使用され、k−ras2プライマーは、(D−n)(D−1)…が使用されてもよいし、また上記PNAは相補的な(b−1)…が使用され、k−ras2プライマーは相補的な(d−n)(d−1)…が使用されてもよい。そして、k−ras1プライマーは(C−n)(C−1)…と相補的な(c−n)(c−1)…の両方が使用されることがある。
このような追加されるプライマーセットの一方のk−ras3のプライマーは、上記k−ras2のプライマーより上位側/−3′側に結合/アニーリングし、しかもこの追加されるk−ras3とk−ras3とのプライマーセットは、間に対象遺伝子DNA、PNAのクランピング位置を挟み、上記k−ras1及びk−ras2のプライマーの結合位置を含むまたは挟む。
このようなk−ras1とk−ras2、k−ras1とk−ras3とのプライマーセットの選択は、それぞれの結合位置がある程度離れていることが望ましい。複製・増幅された遺伝子DNA部分の電気泳動で差が生じないからである。この差(mer)は50乃至300(bp)、望ましくは70乃至250(bp)である。bp(base pair)は塩基対を意味する。図4の本件例では、両プライマーセットの差は71(bp)となっている。このような差は次述するk−ras out Fとk−ras out Rのプライマーセットでも同様である。
(6)プライマー(別の組み)
このPCR法では、上記2つまたは3つのプライマーを加える前に、場合によって以下のプライマーによりPCR法によって予め複製・増幅したサンプルが用いられることがある。
(F−n)5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′
…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記ヒト遺伝子DNAの塩基配列である。この…の部分の具体的な塩基配列は、図4の「k−ras out F」の両側に示される。
望ましい塩基配列は以下の通りである。
(F−1)5′−GTCGATGGAGGAGTTTGT−3′
(F−2)5′−GTCGATGGAGGAGTTTG −3′
(F−3)5′− TCGATGGAGGAGTTTGT−3′
(F−4)5′− TCGATGGAGGAGTTTG −3′
通常は、これらの4つのうち何れかが選択されるが、これより「3′」側及び「5′」側にさらに塩基配列が多くてもよい。このk−ras out Fプライマーの塩基数は上記(F−n)の形で通常37乃至12、望ましくは27乃至14、より望ましくは22乃至16となる。
このプライマーは便宜上「k−ras out F」と呼び、図3及び図4のヒト遺伝子DNAの結合箇所にも「k−ras out F」と示してある。(F−2)(F−3)(F−4)の配列は、(F−1)の配列の両端のいずれかまたは両方の塩基が除外されており、この場合でも若干の誤差/不正確さを生じる可能性はあるが、本件PCR法の後述する変異を検出することが可能である。
このプライマーと組みになる他のプライマーは以下の通りである。
(G−n)5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′
…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記ヒト遺伝子DNAの塩基配列である。
この…の部分の具体的な塩基配列は、図4の「k−ras out R」の両側における塩基G→C、C→G、A→T、T→Aと相補的に置き換え、かつ逆向きにして、逆相補的にすれば得られる。
望ましい塩基配列は以下の通りである。
(G−1)5′−CCCTGACATACTCCCAAGGA−3′
(G−2)5′−CCCTGACATACTCCCAAGG −3′
(G−3)5′− CCTGACATACTCCCAAGGA−3′
(G−4)5′− CCTGACATACTCCCAAGG −3′
通常は、これらの4つのうち何れかが選択されるが、これより「3′」側及び「5′」側にさらに塩基配列が多くてもよい。このk−ras out Rプライマーの塩基数は上記(F−n)の形で通常40乃至14、望ましくは30乃至16、より望ましくは25乃至18となる。
このプライマーは便宜上「k−ras out R」と呼び、図3及び図4のヒト遺伝子DNAの結合箇所にも「k−ras out R」と示してある。(G−2)(G−3)(G−4)の配列は、(G−1)の配列の両端のいずれかまたは両方の塩基が除外されており、この場合でも若干の誤差/不正確さを生じる可能性があるが、本件PCR法の後述する変異を検出することが可能である。
(F−1)(F−2)(F−3)(F−4)の「k−ras out F」のプライマーの塩基配列は、図4のk−ras out Fの箇所の塩基配列部分と同じになっている。図3及び図4のヒト遺伝子DNAの一本鎖と相補的な検討後をなす対の一本鎖の方の「k−ras out F」の対応箇所にこのプライマーが結合するからである。
(G−1)(G−2)(G−3)(G−4)の「k−ras out R」のプライマーの塩基配列は、図4のk−ras out Rの箇所の塩基配列部分と逆相補的すなわち逆向きの相補的になっていて、塩基Aには塩基Tが結合し、塩基Cには塩基Gが相補的に結合する。図3及び図4のヒト遺伝子DNAの「k−ras out R」の箇所にこのプライマーが結合するからである。
これら(F−1)(F−2)(F−3)(F−4)の1つの選択と、(G−1)(G−2)(G−3)(G−4)の1つの選択とはいずれも任意であり、任意の組み合わせが可能であり、4×4=16通りの組み合わせが可能である。
これら(F−1)(F−2)(F−3)(F−4)の「k−ras out F」、(G−1)(G−2)(G−3)(G−4)の「k−ras out R」の塩基配列の両端の塩基をさらに除外してもよいのであるが、対象とする塩基部分配列を、これ以上短くすると、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は高くなり、遺伝子DNAの変異の検出に誤差/不正確さが生じる可能性がある。
これら(F−1)(F−2)(F−3)(F−4)の「k−ras out F」、(G−1)(G−2)(G−3)(G−4)の「k−ras out R」の各対象遺伝子DNAの部分配列は、正確な変異検出に必要な最低限の配列長であり、これらの各対象遺伝子DNAの両側の塩基または相補的塩基をさらに含む事は可能である。この場合、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間は長くなる可能性があるが、遺伝子DNAの他の塩基配列箇所に同じ塩基配列箇所が現れる可能性は低くなり、変異の検出の誤差/不正確さが少なくなり、変異検出/変異検査がより正確になる。
このような「k−ras out F」及び「k−ras out R」のプライマーは、上記対象遺伝子DNA、上記PNA、「k−ras1」、「k−ras2」、「k−ras3」のプライマーが結合する遺伝子DNAを包含する/挟む塩基配列位置に結合する。
したがって、対象遺伝子DNAの変異の検査/検出にあたって、対象遺伝子DNA及びPNA、「k−ras1」、「k−ras2」、「k−ras3」のプライマーが結合する塩基配列部分を十分に複製・増幅しておくことができる。
このような対象遺伝子DNA付近の事前複製・増幅を行えば、上記対象遺伝子DNAが糞便、尿、喀痰、体液(膵液、胸水、腹水、胃液など)などのDNAが高濃度で存在する試料の中に存在し、例えば正常細胞または細菌が多数混入している場合や反応阻害物質が大量に混入している場合にも有効であり、検査・検出をより正確に行うことができる。
また、対象遺伝子DNAの量が極めて少ないときに有効であり、検査・検出をより正確に行うことができる。なお、このような不都合がなければ、この「k−ras out F」及び「k−ras out R」のプライマーを加えることは省略可能である。
なお、上記「k−ras out F」プライマーは、上記(F−n)(F−1)(F−2)(F−3)(F−4)に代えて、これらのプライマーと相補的な塩基配列を有する以下の(f−n)(f−1)(f−2)(f−3)(f−4)にそっくり置き換えることも可能である。
(f−n)5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′
(f−1)5′−CAGCTACCTCCTCAAACA−3′
(f−2)5′−CAGCTACCTCCTCAAAC −3′
(f−3)5′− AGCTACCTCCTCAAACA−3′
(f−4)5′− AGCTACCTCCTCAAAC −3′
また、上記「k−ras out R」プライマーは、上記(G−n)(G−1)(G−2)(G−3)(G−4)に代えて、これらのプライマーと相補的な塩基配列を有する以下の(g−n)(g−1)(g−2)(g−3)(g−4)にそっくり置き換えることも可能である。
(g−n)5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′
(g−1)5′−GGGACTGTATGAGGGTTCCT−3′
(g−2)5′−GGGACTGTATGAGGGTTCC −3′
(g−3)5′− GGACTGTATGAGGGTTCCT−3′
(g−4)5′− GGACTGTATGAGGGTTCC −3′
この(f−n)(f−1)…のk−ras out Fのプライマーは、上記(g−n)(g−1)…のk−ras out Rのプライマーとセットをなし、これらの両プライマーの間の遺伝子DNA部分が複製・増幅される。このような相補的なプライマー(f−n)(f−1)…(g−n)(g−1)…の他の内容は、上述の(F−n)(F−1)…(G−n)(G−1)…のプライマーと同じである。
この場合、図1及び図2では、(f−n)(f−1)…のk−ras out Fプライマーは上側のDNA鎖に結合し、(g−n)(g−1)…のk−ras out Rプライマーは下側のDNA鎖に結合する。なお、図1及び図2では、上記(F−n)(F−1)…のk−ras out Fプライマーは下側のDNA鎖に結合し、上記(G−n)(G−1)…のk−ras out Rプライマーは上側のDNA鎖に結合する。
この場合、上記PNAは(B−1)…が使用され、k−ras1、k−ras2、k−ras3プライマーは、(C−n)(C−1)…(D−n)(D−1)…(E−n)(E−1)…が使用されてもよいし、また上記PNAは相補的な(b−1)…が使用され、k−ras1、k−ras2、k−ras3プライマーは相補的な(c−n)(c−1)…(d−n)(d−1)…(e−n)(e−1)…が使用されてもよい。
(7)実験結果
図5〜図10は、本件PCR法による実験結果を示す。これらの図は、対象遺伝子DNA部分の蛍光バンド図であり、同じ対象遺伝子DNA部分を複製・増幅させて電気泳動させて、蛍光色素で染めて光のバンドとして示したものである。このうち図5及び図6の蛍光バンド図の縦軸は、複製・増幅させた対象遺伝子DNAの分子量つまり電気泳動量に応じており、横軸は、実験したサンプルの種類に応じている。PNAの使用/不使用は+/−で示される。
実験では、上記「k−ras」の対象遺伝子DNAに異常を生じているもの(以下「異常サンプル」という。)と、「正常」な健常人の末梢血(以下「正常サンプル」という。)と、H2(以下「無サンプル」という。)とを用いた。これらのDNAサンプル50ナノグラム(ng)を含む1.0U、イクスパンドハイフェデリティープラスエンザイムブレンド(Expand High Fidelity PLUS Enzyme Blend/Roche Diagnostics)4マイクロリットル(μl)、イクスパンドハイフェデリティーリアクションバッファー[5×]ウイズ7.5ミリモル塩化マグネシウム(Expand High Fidelity PLUS Reaction Buffer[5×]with 7.5 mM MgCl2/Roche Diagnostics)0.2ミリモル(mM)、PCRヌクレオチドミックス(PCR Nucleotide Mix/R
oche Diagnostics)、k−ras1のプライマー0.5マイクロモル(μM)、k−ras2のプライマー0.5マイクロモル(μM) k−ras3のプライマー0.25マイクロモル(μM)、PNA2.0マイクロモル(μM)を加え合計20マイクロリットル(μl)とした。
PCRシステム/PCR装置を用い、これを90乃至100℃例えば94℃で5分加熱して遺伝子DNAの二本鎖を分離し、90乃至100℃例えば94℃の1分加熱でデナチュレイション(Denaturation)し、次いで放熱して40乃至70℃例えば58℃の1分加熱で上記k−ras out F、k−ras out Rのプライマーのアニーリング、そして加熱して60乃至80℃例えば72℃の1分加熱でエクステンション(Extension)を行い、k−ras out F、k−ras out Rのプライマー間の遺伝子DNAを予め複製・増幅した。
次いで、これを90乃至100℃例えば94℃で5分加熱して遺伝子DNAの二本鎖を分離し、90乃至100℃例えば94℃の1分加熱でデナチュレイション(Denaturation)し、次いで放熱して60乃至80℃例えば65℃の1分加熱でPNAのアニーリング(Annealing)を行い、さらに放熱して40乃至70℃例えば58℃の1分加熱で上記k−ras1、k−ras2、k−ras3のプライマーのアニーリング、そして加熱して60乃至80℃例えば72℃の1分加熱でエクステンション(Extension)を行い、対象遺伝子DNAの複製・増幅を30サイクル行った。この後、3%アガロースゲルで電気泳動またはポリアクリルアミドゲルで電気泳動させ、エティディアムブロマイド(Etidium Bromide)で染色し、紫外線イルミネータで図4乃至図7に示すように撮影した。
図5は、上記「異常サンプル」(SW480)と「正常サンプル」と「無サンプル」(H2O(水))とにつき、PNAを加えて結合させた場合(PNAadd +)と、PNAを加えないで結合させない場合(PNAadd −)の蛍光バンドを示す。この「異常サンプル」(SW480)は、ヒト結腸腺癌由来細胞(ATCC No. CCL-228)であり、コドン12に変異をきたしている細胞である。
PNA未添加では、「異常サンプル」と「正常サンプル」ともに、256bpと157bpとに蛍光バンドが確認できる。この157bpの蛍光バンドは「k−ras1」と「k−ras2」のプライマーセットによって複製・増幅された遺伝子DNAによって形成され、256bpの蛍光バンドは「k−ras1」と「k−ras3」のプライマーセットによって複製・増幅された遺伝子DNAによって形成されたものである。
これに対して、PNAを加えると、「異常サンプル」(SW480)には、256bpと157bpとの2つの蛍光バンドが確認できるが、「正常サンプル」には、256bpの蛍光バンドが出現するが157bpの蛍光バンドは出現しない。このことから、157bpの蛍光バンドの有無によって異常と正常とを識別できる。
「正常サンプル」に157bpの蛍光バンドが出現しないのは、PNAが対象遺伝子DNAの「k−ras」遺伝子の正常な塩基配列部分に結合して「k−ras2」プライマーが結合せず、「k−ras1」と「k−ras2」のプライマーセットによる157bpの分子量のDNAサンプルが複製・増幅されないからである。
「無サンプル」(H2O(水))では、256bpと157bpとのいずれの蛍光バンドも出現しない。これはH2O(水)の「無サンプル」では、複製・増幅可能な遺伝子DNAがもともと存在しないからである。この「無サンプル」(H2O(水))は、陰性のサンプルとして参照対比される。
図6も、上記図4と同様に、PNAを加えて結合させた場合(PNAadd +)と、PNAを加えないで結合させない場合(PNAadd −)の蛍光バンドを示す。
サンプルは、「k−ras」遺伝子が変異している「SW480」のほか、糞便から抽出した遺伝子DNAの4つの「サンプルA〜D」、健常人の末梢血(NorP.B.)、「無サンプル」(H2O(水)である。
糞便から抽出した遺伝子DNAの4つの「サンプルA〜D」のうち、「サンプルA」及び「サンプルD」は、大腸癌を発症している人の糞便から抽出したものであり、「サンプルB」及び「サンプルC」は、大腸癌を発症していない健常人の糞便から抽出したものである。この大腸癌は、k−ras遺伝子のコドン12に変異を起こしているものである。
「k−ras」遺伝子DNAが変異していたり、k−ras遺伝子のコドン12またはコドン13に変異を起こしている大腸癌を発症していたり場合には、256bpと157bpとの2つの蛍光バンドが確認できるが、そうでない正常な場合には、256bpの蛍光バンドが出現するが157bpの蛍光バンドは出現しない。このことから、157bpの蛍光バンドの有無によって大腸癌の発症の有無を識別できる。
しかも、糞便のように、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い試料のなかでも、PNAプローブが十分に反応して、対象遺伝子DNAの変異をより正確に検出することができることがわかる。なお、「無サンプル」(H2O(水))では、256bpと157bpとのいずれの蛍光バンドも出現せず陰性サンプルとなる。
図7乃至図10は、本件発明のPCR法と公知ではない他のPCR法との比較を示す。比較した他のPCR法では、上述の本発明のPCR法に比べて「k−ras3」のプライマーのみを加えないもので、種々の濃度の試料で実験を行った。
この図7乃至図10の蛍光バンド図の縦軸は、複製・増幅させた対象遺伝子DNAの分子量つまり電気泳動量に応じており、横軸の101〜1010は、コピー数つまり複製量・増幅量に応じている。
図7の健常人の末梢血(正常サンプル)を用いた実験において、図7の上段の本件発明のPCR法では、102のコピー数以降、246bpの蛍光バンドのみが現れてくる。これは、上記図5及び図6の正常サンプルと同じ結果である。
これに対して、図8の「k−ras3」のプライマーを用いない他のPCR法では、105のコピー数以降、157bpの蛍光バンドのみが現れてくる。これは、上記図5及び図6の正常サンプルとは全く異なり、誤判定/偽陽性となってしまっていることを示す。
図9の「k−ras」遺伝子が変異している「SW480」を用いた実験において、図9の上段の本件発明のPCR法では、102のコピー数以降、246bp及び157bpの2つの蛍光バンドのみが現れてくる。これは、上記図5及び図6の異常サンプルと同じ結果である。
これに対して、図10の「k−ras3」のプライマーを用いない他のPCR法では、102のコピー数以降、157bpの蛍光バンドのみが現れてくる。これは、上記図5及び図6の異常サンプルとは全く異なり、誤判定/偽陽性となってしまっていることを示す。
以上のことから、本発明のPCR法では、「k−ras3」のプライマーを用いることで、糞便のような正常遺伝子DNAサンプルが大量に存在し、しかも高濃度の試料のなかでも、正常遺伝子DNAと変異した異常遺伝子DNAとを明確に区別して識別することができる。
なお、プライマーを設計するにあたり一般的な留意事項として、その配列は対象となるDNAの塩基配列から特異性の高い箇所を選択する必要がある。プライマーの配列と相補的/同じかまたはこれと類似の箇所が遺伝子DNAの別の箇所にあると、PCRの結果、目的の反応産物以外に複数の産物が形成されてしまうからである。
また、プライマーの設計においてG(グアニン)とC(シトシン)の含有割合が高すぎる場合、プライマー同士が結合してしまうか、またはプライマー自体が立体構造を作ってしまうと、十分な反応が得られないため、GとCの含有割合の低いプライマー、望ましくはGとCの含有率が40乃至60%のプライマーが選ばれる。
本発明のPCR法では、上述の正常細胞および大腸癌由来の細胞からの核酸を使用した実験より、上述の問題点はなく、かつ、従来の方法と比較・検討し優れた結果が得られた。そして、アガロース電気泳動写真における反応態度も客観的かつ容易に判断できた。このことより、上記プライマーを設計するにあたり一般的な留意事項において、本発明のプライマーは問題ないといえる。
アガロース電気泳動写真上で判別するには大きさの異なるものを作る設計が必要となるが、本発明のPCR法により、上述のように2種類または複数種類の産物が作られ、本発明のPCR法のプライマーはこの条件も満たしているといえる。
また、本件発明のPCR法では、アガロース電気泳動による目視の確認だけでなく、リアルタイムPCR法などを用いた蛍光色素による反応系への適応も可能である。この場合のプライマー設計においてPCR産物の大きさは300bp程度までがベストとされていますが、本件発明のプライマーはこの条件も満たしている。
本件発明のプライマーおよび反応条件は多くの実験を経た上で最適化されている。上述の実験で検証していない別発明の配列のプライマーを用いて、本件発明のPCR法と同等あるいはそれ以上の結果が得られるという可能性を完全に否定できるものではないが、対象とする試料、前提となる遺伝子変異箇所周辺の配列状況および通常より多い本数のプライマーを加えるという測定条件からすると、本件発明のPCR法及びプライマーは極めて完成度が高いといえる。
(8)他の実施の形態
本発明は、上記実施例に限定されず、種々変更可能である。例えば、上記(B−1)…及び(b−1)…のPNAは、変異していない正常な上記第1対象遺伝子DNA及び第2対象遺伝子DNAに結合したが、上記コドン12またはコドン13が変異した第1対象遺伝子DNAまたは第2対象遺伝子DNAに結合するPNAとしてもよい。
この場合、対象遺伝子DNAの塩基の変異に応じて、この変異箇所に対応する上記(B−1)…及び(b−1)…のPNAの塩基も、この変異した塩基に結合する相補的な塩基に置き換えられる。この場合、対象遺伝子DNAの塩基の変異が複数パターン/複数段階ある時は、これに応じて複数種類のPNAが用意され加えられ使用される。
そして、図1の対象遺伝子DNAが正常なときにPNAは結合せず、代わりにk−ras2のプライマーが結合する。また、図2の対象遺伝子DNAが変異して異常なときにPNAは結合し、代わりにk−ras2のプライマーが結合しない。
また、上記(C−n)(C−1)…(c−n)(c−1)…のk−ras1のプライマーの代わりに(F−n)(F−1)…(f−n)(f−1)…のk−ras out Fが使用されてもよいし、上記(E−n)(E−1)…(e−n)(e−1)…のk−ras3のプライマーの代わりに(G−n)(G−1)…(g−n)(g−1)…のk−ras out Rが使用されてもよい。
この場合、k−ras out Fとk−ras2とがプライマーセットをなし、k−ras1とk−ras out Rとがプライマーセットをなし、対象遺伝子DNAの2段階の複製・増幅は行われない。PCR法の電気泳動のためには各プライマー間の複製・増幅部分の塩基数に差が必要である。
この場合でも、使用されるプライマーセットは、k−ras2とk−ras1またはk−ras out Fのセットに対して、k−らs1とk−ras3、k−ras1とk−ras out R、k−ras out Fとk−ras3、k−ras out Fとk−ras out Rなどとなる。後者のプライマーセット群は、いずれも、間に対象遺伝子DNA、PNAのクランピング位置を挟み、上記k−ras2とセットをなすk−ras out Fまたはk−ras1のプライマーの結合位置を含むかまたは挟む。
上記相補的なPNA、k−ras1、k−ras2、k−ras3、k−ras out F、k−ras out Rのプライマーは相補的な両方が加えられ使用されてもよい。これにより、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間は短くなる可能性がある。
また、「k−ras1」及び「k−ras3」のプライマーセット、及び/または「k−ras out F」及び「k−ras out R」のプライマーセットは、これらのプライマーの塩基配列と逆相補的なものとしてもよい。これでも同様に、対象遺伝子DNAの事前複製・事前増幅を行うことができる。
本発明のPCR法は、正常細胞が大量に混入している場合や、対象遺伝子DNAの量が極めて少ない場合に有効であるが、正常細胞があまり混入していない場合や、対象遺伝子DNAの量が多い場合でも有効である。
PNAのアニーリングのTm値は60乃至80℃例えば65℃、k−ras1などのプライマーのアニーリングのTm値は40乃至70℃例えば58℃であり、前者は後者より高い。これは、PNAをプライマーより先にアニーリングさせるためである。しかし、これが逆であってもよい。この場合、いったん試料の温度をPNAのアニーリングのTm値まで下げた後、PNAを加え、k−ras1などのプライマーのアニーリングのTm値まで加熱し、プライマーを加えることになる。
本発明のPCR法によって検出される遺伝子DNAの変異は、塩基の欠損、挿入、置換、SNP(一塩基多型)など、遺伝子DNAの異常と正常との違いまたは正常であっても個人差による違いであってもよい。
また、本発明のPCR法によって検出される遺伝子DNAはヒトのものであるが、家畜その他の動物・植物・菌・微生物におけるものであってもよい。さらに、本発明のPCR法によって検出される遺伝子DNAは、遺伝子DNAの情報が写し取られたmRNAでもよいし、RNAであってもよい。
上記実施例で検査したのは、k−rasと呼ばれる遺伝子であり、このk−ras遺伝子は大腸癌、膵臓癌、肺癌で高頻度に変異が検出される。特に最近はこのk−ras遺伝子は、発癌遺伝子として癌化に重要な役割を果たしているとされている。
(9)他の発明の効果
[1]遺伝子DNAと、 この遺伝子DNA内の変異を検出する対象遺伝子DNAの一部の配列と相補配列を有して、当該対象遺伝子DNAの一部の配列に結合するPNAであって、 この変異を検出する対象遺伝子DNAは、「5′−GAGCTGGTGGCGT−3′」(以下「第1対象遺伝子DNA」という)及びこの「第1対象遺伝子DNA」と相補的な「3′−CTCGACCACCGCA−5′」(以下「第2対象遺伝子DNA」という)の何れか一方を少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分であり、 上記第1または第2対象遺伝子DNAの一部を含み、上記対象遺伝子DNAから離れた塩基配列と相補配列を有して、当該塩基配列に結合するプライマーとを使用するPCR法であって、当該プライマーは、 5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′及び 5′−…TCAAGGCACTCTTGCCTA…−3′のセット、または、これらと相補的配列をなす、 5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′及び 5′−…AGTTCCGTGAGAACGGAT…−3′のセット(…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)であることを特徴とするPCR法。
これにより、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い、糞便のような高濃度の試料のなかでも、正常遺伝子DNAと変異した異常遺伝子DNAとを明確に区別して識別することができる。
[2]上記プライマー5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′は、 5′−TACTGGTGGAGTATTTGATA−3′、 5′−TACTGGTGGAGTATTTGAT −3′、 5′− ACTGGTGGAGTATTTGATA−3′または 5′− ACTGGTGGAGTATTTGAT −3′であり、 上記プライマー5′−…TCAAGGCACTCTTGCCTA…−3′は、 5′−GTCAAGGCACTCTTGCCTAC−3′、 5′−GTCAAGGCACTCTTGCCTA −3′、 5′− TCAAGGCACTCTTGCCTAC−3′または 5′− TCAAGGCACTCTTGCCTA −3′であり、 上記プライマー5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′は、 5′−ATGACCACCTCATAAACTAT−3′、 5′−ATGACCACCTCATAAACTA −3′、 5′− TGACCACCTCATAAACTAT−3′または 5′− TGACCACCTCATAAACTA −3′であり、 上記プライマー5′−…AGTTCCGTGAGAACGGAT…−3′は、 5′−CAGTTCCGTGAGAACGGATG−3′、 5′−CAGTTCCGTGAGAACGGAT −3′、 5′− AGTTCCGTGAGAACGGATG−3′または 5′− AGTTCCGTGAGAACGGAT −3′であって、これらのプライマー群は互いに相補配列を有していることを特徴とする請求項1記載のPCR法。
これにより、プライマーの塩基配列が短くなるので、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性が高まる。
[3]上記PCR法は、さらに、上記プライマー5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′とセットをなす 5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′または、これらと相補的配列をなし、上記プライマー5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′とセットをなす 5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′(…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)のプライマーセットが使用され、 これらのプライマーセットの結合位置の間に、上記対象遺伝子DNA、上記PNAの結合位置を挟み、請求項1のプライマーの結合位置を含むまたは挟むことを特徴とする請求項1記載のPCR法。
これにより、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い、糞便のような高濃度の試料のなかでも、正常遺伝子DNAと変異した異常遺伝子DNAとを明確に区別して識別することができる。
[4]上記プライマー5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′は、 5′−GGTCCTGCACCAGTAATATG−3′、 5′−GGTCCTGCACCAGTAATAT −3′、 5′− GTCCTGCACCAGTAATATG−3′または 5′− GTCCTGCACCAGTAATAT −3′であり、上記プライマー5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′は、 5′−CCAGGACGTGGTCATTATAC−3′、 5′−CCAGGACGTGGTCATTATA −3′、 5′− CAGGACGTGGTCATTATAC−3′または 5′− CAGGACGTGGTCATTATA −3′であって、これらのプライマー群は互いに相補配列を有していることを特徴とする請求項3記載のPCR法。
これにより、プライマーの塩基配列が短くなるので、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性が高まる。
[5]上記PCR法は、さらに、 5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′及び 5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′のセット、並びに、これらと相補的配列をなす、 5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′及び 5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′のセット(…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)のプライマーセットが使用されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のPCR法。
これにより、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い、糞便のような高濃度の試料のなかでも、正常遺伝子DNAと変異した異常遺伝子DNAとを明確に区別して識別することができる。
[6]上記請求項1のプライマー 5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′または 5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′の代わりに、上記請求項5のプライマー 5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′または 5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′が使用され、若しくは、 上記請求項3のプライマー 5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′または 5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′の代わりに、上記請求項5のプライマー 5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′または 5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′が使用されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のPCR法。
これでも同様に、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い、糞便のような高濃度の試料のなかでも、正常遺伝子DNAと変異した異常遺伝子DNAとを明確に区別して識別することができる。
[7]上記プライマー5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′は、 5′−GTCGATGGAGGAGTTTGT−3′、 5′−GTCGATGGAGGAGTTTG −3′、 5′− TCGATGGAGGAGTTTGT−3′または 5′− TCGATGGAGGAGTTTG −3′であり、 上記プライマー5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′は、 5′−CCCTGACATACTCCCAAGGA−3′、 5′−CCCTGACATACTCCCAAGG −3′、 5′− CCTGACATACTCCCAAGGA−3′または 5′− CCTGACATACTCCCAAGG −3′であり、 上記プライマー5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′は、 5′−CAGCTACCTCCTCAAACA−3′、 5′−CAGCTACCTCCTCAAAC −3′、 5′− AGCTACCTCCTCAAACA−3′または 5′− AGCTACCTCCTCAAAC −3′であり、 上記プライマー5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′は、 5′−GGGACTGTATGAGGGTTCCT−3′、 5′−GGGACTGTATGAGGGTTCC −3′、 5′− GGACTGTATGAGGGTTCCT−3′または 5′− GGACTGTATGAGGGTTCC −3′であって、これらのプライマー群は互いに相補配列を有していることを特徴とする請求項5または6記載のPCR法。
これにより、プライマーの塩基配列が短くなるので、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性が高まる。
[8]請求項5または7のプライマーは、請求項1、2、3または4記載のプライマーに先んじて加えられることを特徴とする請求項5、6、7または8記載のPCR法。 これにより、対象遺伝子DNAの周辺だけを他の遺伝子DNA部分に比べて十分に複製・増幅しておき、遺伝子DNAの正常/異常を正確に識別することができる。
[9]上記対象遺伝子DNAは糞便などのDNAが高濃度で存在する試料の中に存在するものであることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載のPCR法。 これにより、正常細胞などの検出の目的となる変異遺伝子を伴わない細胞(DNA)、腸内細菌などの細菌(DNA)などのDNAが多く含まれるまたはその可能性の高い、糞便のような高濃度の試料のなかでも、正常遺伝子DNAと変異した異常遺伝子DNAとを明確に区別して識別することができる。
[10]上記PNAは、 …ACGCCACCAGCTC…の塩基配列を含み、 NH2−TACGCCACCAGCTCCAACTACCACA−CONH2から NH2−CACTCTTGCCTACGCCACCAGCTCC−CONH2までの13乃至25(mer)の塩基配列部分を有する、または、 …TGCGGTGGTCGAG…の塩基配列を含み、 NH2−ATGCGGTGGTCGAGGTTGATGGTGT−CONH2から NH2−GTGAGAACGGATGCGGTGGTCGAGG−CONH2までの13乃至25(mer)の塩基配列部分を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9記載のPCR法。これにより、対象遺伝子DNAをPNAで予めアニーリングしておくことができる。
[11]上記請求項1のPCR法で使用される請求項1記載のプライマー。これにより、対象遺伝子DNAの変異の検出の誤差がなくなり検出がより正確になる可能性が高くなる。
[12]上記請求項2のPCR法で使用される請求項2記載のプライマー。これにより、プライマーの塩基配列が短くなるので、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性が高くなる。1
[13]上記請求項3のPCR法で使用される請求項3記載のプライマー。これにより、対象遺伝子DNAの変異の検出の誤差がなくなり検出がより正確になる可能性が高くなる。
[14]上記請求項4のPCR法で使用される請求項4記載のプライマー。これにより、プライマーの塩基配列が短くなるので、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性が高くなる。
[15]上記請求項5のPCR法で使用される請求項5記載のプライマー。これにより、対象遺伝子DNAの変異の検出の誤差がなくなり検出がより正確になる可能性が高くなる。
[16]上記請求項6のPCR法で使用される請求項6記載のプライマー。これにより、プライマーの塩基配列が短くなるので、対象遺伝子DNAの変異検出のための検査時間/実験時間/反応時間が短くなる可能性が高くなる。
[17]上記請求項9のPCR法で使用される請求項9記載のPNA。これにより、対象遺伝子DNAをPNAで予めアニーリングしておくことができる。
本発明は、検出目的ではない遺伝子が高濃度で存在する試料のなかでも、PNAプローブが対象遺伝子に対して十分に反応し、対象遺伝子DNAの変異が正確に検出される。正常なk−rasの対象遺伝子にPNAが結合し、このk−rasの塩基配列を一部に含むプライマーセットと、含まないプライマーセットとで複製・増幅を行う。
k−ras遺伝子が変異していれば、PNAは結合できず、この変異した遺伝子がPCRによって複製・増幅される。k−ras遺伝子が変異せず正常であれば、PNAは結合できるので、k−ras遺伝子と一部重複するプライマーは逆に結合することができず、対象遺伝子はPCRによっても複製・増幅されない。k−rasの塩基配列を含まないプライマーセットによる複製・増幅によって、検出目的ではない遺伝子が高濃度で存在する試料のなかでもPNAプローブが十分に反応し誤判定が防止される。
本発明のPCR法の原理を示す。 本発明のPCR法の原理を示す。 本発明のPCR法のPNAとプライマーとを示す。 本発明のPCR法の対象遺伝子DNA付近のヒト遺伝子DNAの塩基配列を示す。 本発明のPCR法の実験結果を示す。 本発明のPCR法の実験結果を示す。 本発明のPCR法の実験結果を示す。 本発明のPCR法の実験結果を示す。 本発明のPCR法の実験結果を示す。 本発明のPCR法の実験結果を示す。

Claims (18)

  1. 遺伝子DNAと、
    この遺伝子DNA内の変異を検出する対象遺伝子DNAの一部の配列と相補配列を有して、当該対象遺伝子DNAの一部の配列に結合するPNAであって、
    この変異を検出する対象遺伝子DNAは、「5′−GAGCTGGTGGCGT−3′」(以下「第1対象遺伝子DNA」という)及びこの「第1対象遺伝子DNA」と相補的な「3′−CTCGACCACCGCA−5′」(以下「第2対象遺伝子DNA」という)の何れか一方を少なくとも含む13乃至25(mer)の塩基配列部分であり、
    上記第1または第2対象遺伝子DNAの一部を含み、上記対象遺伝子DNAから離れた塩基配列と相補配列を有して、当該塩基配列に結合するプライマーとを使用するPCR法であって、
    当該プライマーは、
    5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′及び
    5′−…TCAAGGCACTCTTGCCTA…−3′のセット、
    または、これらと相補的配列をなし、
    5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′及び
    5′−…AGTTCCGTGAGAACGGAT…−3′のセット
    (…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)
    であることを特徴とするPCR法。
  2. 上記プライマー5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′は、
    5′−TACTGGTGGAGTATTTGATA−3′、
    5′−TACTGGTGGAGTATTTGAT −3′、
    5′− ACTGGTGGAGTATTTGATA−3′または
    5′− ACTGGTGGAGTATTTGAT −3′であり、
    上記プライマー5′−…TCAAGGCACTCTTGCCTA…−3′は、
    5′−GTCAAGGCACTCTTGCCTAC−3′、
    5′−GTCAAGGCACTCTTGCCTA −3′、
    5′− TCAAGGCACTCTTGCCTAC−3′または
    5′− TCAAGGCACTCTTGCCTA −3′であり、
    上記プライマー5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′は、
    5′−ATGACCACCTCATAAACTAT−3′、
    5′−ATGACCACCTCATAAACTA −3′、
    5′− TGACCACCTCATAAACTAT−3′または
    5′− TGACCACCTCATAAACTA −3′であり、
    上記プライマー5′−…AGTTCCGTGAGAACGGAT…−3′は、
    5′−CAGTTCCGTGAGAACGGATG−3′、
    5′−CAGTTCCGTGAGAACGGAT −3′、
    5′− AGTTCCGTGAGAACGGATG−3′または
    5′− AGTTCCGTGAGAACGGAT −3′
    であって、これらのプライマー群は互いに相補配列を有していることを特徴とする請求項1記載のPCR法。
  3. 上記PCR法は、さらに、
    上記プライマー5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′とセットをなす
    5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′
    または、これらと相補的配列をなし、
    上記プライマー5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′とセットをなす
    5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′
    (…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)
    のプライマーセットが使用され、
    これらのプライマーセットの結合位置の間に、上記対象遺伝子DNA、上記PNAの結合位置を挟み、請求項1のプライマーの結合位置を含むまたは挟むことを特徴とする請求項1記載のPCR法。
  4. 上記プライマー5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′は、
    5′−GGTCCTGCACCAGTAATATG−3′、
    5′−GGTCCTGCACCAGTAATAT −3′、
    5′− GTCCTGCACCAGTAATATG−3′または
    5′− GTCCTGCACCAGTAATAT −3′であり、
    上記プライマー5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′は、
    5′−CCAGGACGTGGTCATTATAC−3′、
    5′−CCAGGACGTGGTCATTATA −3′、
    5′− CAGGACGTGGTCATTATAC−3′または
    5′− CAGGACGTGGTCATTATA −3′
    であって、これらのプライマー群は互いに相補配列を有していることを特徴とする請求項3記載のPCR法。
  5. 上記PCR法は、さらに、
    5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′及び
    5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′のセット、
    並びに、これらと相補的配列をなす、
    5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′及び
    5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′のセット
    (…はこれらの塩基配列部分に繋がる上記遺伝子DNAの塩基配列)
    のプライマーセットが使用されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のPCR法。
  6. 上記請求項1のプライマー
    5′−…ACTGGTGGAGTATTTGAT…−3′または
    5′−…TGACCACCTCATAAACTA…−3′
    の代わりに、上記請求項5のプライマー
    5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′または
    5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′が使用され、若しくは、
    上記請求項3のプライマー
    5′−…GTCCTGCACCAGTAATAT…−3′または
    5′−…CAGGACGTGGTCATTATA…−3′
    の代わりに、上記請求項5のプライマー
    5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′または
    5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′が使用されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のPCR法。
  7. 上記プライマー5′−…TCGATGGAGGAGTTTG…−3′は、
    5′−GTCGATGGAGGAGTTTGT−3′、
    5′−GTCGATGGAGGAGTTTG −3′、
    5′− TCGATGGAGGAGTTTGT−3′または
    5′− TCGATGGAGGAGTTTG −3′であり、
    上記プライマー5′−…CCTGACATACTCCCAAGG…−3′は、
    5′−CCCTGACATACTCCCAAGGA−3′、
    5′−CCCTGACATACTCCCAAGG −3′、
    5′− CCTGACATACTCCCAAGGA−3′または
    5′− CCTGACATACTCCCAAGG −3′であり、
    上記プライマー5′−…AGCTACCTCCTCAAAC…−3′は、
    5′−CAGCTACCTCCTCAAACA−3′、
    5′−CAGCTACCTCCTCAAAC −3′、
    5′− AGCTACCTCCTCAAACA−3′または
    5′− AGCTACCTCCTCAAAC −3′であり、
    上記プライマー5′−…GGACTGTATGAGGGTTCC…−3′は、
    5′−GGGACTGTATGAGGGTTCCT−3′、
    5′−GGGACTGTATGAGGGTTCC −3′、
    5′− GGACTGTATGAGGGTTCCT−3′または
    5′− GGACTGTATGAGGGTTCC −3′
    であって、これらのプライマー群は互いに相補配列を有していることを特徴とする請求項5または6記載のPCR法。
  8. 請求項5または7のプライマーは、請求項1、2、3または4記載のプライマーに先んじて加えられることを特徴とする請求項5、6、7または8記載のPCR法。
  9. 上記対象遺伝子DNAは糞便などのDNAが高濃度で存在する試料の中に存在するものであることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載のPCR法。
  10. 上記PNAは、
    …ACGCCACCAGCTC…の塩基配列を含み、
    NH2−TACGCCACCAGCTCCAACTACCACA−CONH2から
    NH2−CACTCTTGCCTACGCCACCAGCTCC−CONH2までの13乃至25(mer)の塩基配列部分を有する、または、
    …TGCGGTGGTCGAG…の塩基配列を含み、
    NH2−ATGCGGTGGTCGAGGTTGATGGTGT−CONH2から
    NH2−GTGAGAACGGATGCGGTGGTCGAGG−CONH2までの13乃至25(mer)の塩基配列部分を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または9記載のPCR法。
  11. 上記請求項1のPCR法で使用される請求項1記載のプライマー。
  12. 上記請求項2のPCR法で使用される請求項2記載のプライマー。
  13. 上記請求項3のPCR法で使用される請求項3記載のプライマー。
  14. 上記請求項4のPCR法で使用される請求項4記載のプライマー。
  15. 上記請求項5のPCR法で使用される請求項5記載のプライマー。
  16. 上記請求項6のPCR法で使用される請求項6記載のプライマー。
  17. 上記請求項7のPCR法で使用される請求項6記載のプライマー。
  18. 上記請求項10のPCR法で使用される請求項10記載のPNA。
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