JP2007097574A - QUANTITATIVE METHOD FOR mRNA OF OBJECTIVE GENE - Google Patents

QUANTITATIVE METHOD FOR mRNA OF OBJECTIVE GENE Download PDF

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謙一 松原
Chun Ren Lim
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quantitative method for mRNA of objective gene, imparting a compatible data in detecting various conditions by normalizing detected data in using micro-array, etc., without using a quantitative PCR and a quantitative RT-PCR. <P>SOLUTION: The invention relates to the determination method for mRNA of the objective gene by correcting the amount of mRNA of the target gene comprising hybridization of a probe which is a nucleic acid-relating substance and immobilized on a carrier, with a target which is the object to be detected and is a nucleic acid-relating substance, and measuring intensity of a signal based on the hybridization reaction, wherein a known amount of an oligonucleotide corresponding to a portion of the objective gene and comprising a sequence hybridizing with the probe is added as the target and measuring the intensity of the signals. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

プローブとターゲットとのハイブリダイゼーションを利用して、被検試料中で発現している目的遺伝子のmRNAを定量する方法に関する。   The present invention relates to a method for quantifying mRNA of a target gene expressed in a test sample using hybridization between a probe and a target.

生物の発生過程や病気などのメカニズムの解明、診断、創薬への活用などのために、すべての遺伝子を記載しようというゲノム研究から発展し、特定の時点、状態に置かれた個体・器官・組織・細胞の中で発現されている遺伝子の種類と発現量をmRNAのレベルで解析する発現プロファイル解析が行われるようになった。発現プロファイル解析は、異なる試料を時系列、異なる条件下あるいは異種生物間で調べ比較するのに有効な手段で、対象とするmRNAの種類が少ない場合は定量RT−PCR、mRNAの種類が多い場合(網羅的解析)にはマイクロアレイが主に用いられている。マイクロアレイとは、担体として平板を用い、その上に位置を決めて核酸またはオリゴヌクレオチドを配列・固定化させたものであり、これに対して相補的配列を持つRNA、即ちaRNA、またはcDNAをハイブリッド形成させ、色素等によりその結合量を定量的に測定するものであるが、担体として平板の代わりに糸状の物体を用いる場合や、識別可能なビーズ(粒子)群を用いる場合もある。   Individuals / organs / organisms that have been developed from genome research to describe all genes to elucidate the mechanisms of biological development and diseases, diagnose them, and utilize them for drug discovery. Expression profile analysis that analyzes the types and expression levels of genes expressed in tissues and cells at the mRNA level has been performed. Expression profile analysis is an effective means to examine and compare different samples in time series, under different conditions or between different organisms. When there are few types of target mRNA, quantitative RT-PCR, when there are many types of mRNA A microarray is mainly used for (exhaustive analysis). A microarray is a plate in which a flat plate is used as a carrier, and a nucleic acid or oligonucleotide is sequenced and immobilized on the plate, and RNA having a complementary sequence, ie, aRNA or cDNA, is hybridized. The amount of binding is quantitatively measured with a dye or the like, but there are also cases where a thread-like object is used as a carrier instead of a flat plate or a group of identifiable beads (particles) is used.

この際にマイクロアレイ等において得られるデータは定性的または相対的である上に、使用する機器や技法に依存するので、mRNA量を絶対値で求めることができず、また、異なるマイクロアレイ等を用いた実験間で発現量の比較を行うことも不可能である。例えば、同一遺伝子から異なる領域を選んでデザインしたオリゴヌクレオチドをプローブに用いた場合、その遺伝子のmRNAまたはその誘導体は、異なるプローブに対して異なるハイブリダイズ効率を示す。また、前記mRNAは、試料の処理法や、ハイブリダイズの条件により異なるハイブリダイズ効率を示し、異種mRNA等とクロスハイブリする可能性等も異なる。マイクロアレイ等による遺伝子発現の計測にとってこれは著しく不都合である。そのため、遺伝子発現量について定量的なデータを得るには、発現量の変化を検出しようとする遺伝子を選択し、いちいち定量RT−PCRを実施するのが一般的であった。   In this case, the data obtained in the microarray or the like is qualitative or relative, and depends on the equipment and technique used. Therefore, the amount of mRNA cannot be obtained as an absolute value, and a different microarray or the like was used. It is also impossible to compare expression levels between experiments. For example, when oligonucleotides designed by selecting different regions from the same gene are used as probes, mRNA of the gene or a derivative thereof shows different hybridization efficiencies for different probes. In addition, the mRNA exhibits different hybridization efficiencies depending on the sample processing method and hybridization conditions, and the possibility of cross-hybridizing with a heterologous mRNA or the like is different. This is extremely inconvenient for measurement of gene expression by a microarray or the like. Therefore, in order to obtain quantitative data on the gene expression level, it is general to select a gene for which a change in the expression level is to be detected and perform quantitative RT-PCR one by one.

定量PCRや定量RT−PCRにおける標準化の精度を上げるために、個々の遺伝子に対して標準物質を作製し、それを利用して測定の精度を高める方法がとられている。しかし、多数の遺伝子発現情報の入手を目的に使われるマイクロアレイ等においては、個々の遺伝子につきマイクロアレイ等による解析の後に定量RT−PCRを実施することは、実用的でない。   In order to increase the accuracy of standardization in quantitative PCR and quantitative RT-PCR, a method has been adopted in which a standard substance is prepared for each gene and the measurement accuracy is increased using this. However, in a microarray or the like used for the purpose of obtaining a large number of gene expression information, it is not practical to perform quantitative RT-PCR after analysis by microarray or the like for each gene.

従来のマイクロアレイ等を用いた解析においては、例えば投薬効果を見るためにはリファレンス(無処置試料)から得たmRNAのセットと、投薬試料から得たmRNAのセットを比較し、各遺伝子について発現量の増減を相対的に求めることが通常であった。この際、試料中に実際どれくらいのmRNAが含まれているかを正確に知ることは現実的問題とされず、また、異なる製造者によるマイクロアレイ等を用いたデータには互換性がない。   In analysis using a conventional microarray, for example, to see the effect of medication, a set of mRNA obtained from a reference (untreated sample) is compared with a set of mRNA obtained from a treated sample, and the expression level for each gene It was usual to obtain a relative increase / decrease. At this time, it is not a practical problem to know exactly how much mRNA is actually contained in the sample, and data using microarrays or the like by different manufacturers is not compatible.

これは、(1)製造者により、cDNAやオリゴヌクレオチドなど全く異なるプローブを選択していること、(2)オリゴヌクレオチドをプローブとして用いる場合に、その設計が異なること、(3)マイクロアレイ等の上に固定化されている各プローブの量が一定でないこと、(4)プローブと反応させるターゲットとして用いるmRNAの誘導体であるaRNAやcDNAなどが示すハイブリダイゼーションの効率がプローブや技法により異なること、(5)実験者により用いる技法が異なり、それによるハイブリダイゼーションの効率が異なること、(6)さらに、プローブの一部が、異なる遺伝子の転写産物と(一部)クロスハイブリダイズする可能性が十分排除されていないこと、などによる。   This is because (1) the manufacturer selects a completely different probe such as cDNA or oligonucleotide, (2) the design is different when using the oligonucleotide as a probe, (3) (4) The efficiency of hybridization exhibited by aRNA or cDNA, which is a derivative of mRNA used as a target to be reacted with the probe, varies depending on the probe or technique (5) ) Different techniques used by different experimenters, resulting in different hybridization efficiencies; (6) Furthermore, the possibility that some probes cross-hybridize with transcripts of different genes is sufficiently eliminated. Not because of that.

従って、本発明の目的は、定量PCRや定量RT−PCRを用いることなく、マイクロアレイ等における検出値を標準化し、異なる条件で検出した場合においても互換性のあるデータを得る方法を提供することである。換言すれば、本発明の目的は、mRNAを定量する方法と、異なるマイクロアレイを用いて測定された値を比較する方法とを提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for obtaining compatible data even when detection is performed under different conditions by standardizing detection values in a microarray or the like without using quantitative PCR or quantitative RT-PCR. is there. In other words, an object of the present invention is to provide a method for quantifying mRNA and a method for comparing values measured using different microarrays.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、担体に固定されたプローブに、標準物質としての、その量が既知の、目的遺伝子の一部に対応する配列を含むオリゴヌクレオチドをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度を測定し、被検試料についての前記ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度の測定値を、前記標準物質を用いて測定したシグナル強度と比較することにより、被検試料中で発現している目的遺伝子のmRNA量を補正して定量できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the probe immobilized on the carrier is hybridized with an oligonucleotide containing a sequence corresponding to a part of the target gene, the amount of which is known as a standard substance, and the signal intensity based on the hybridization is measured. The amount of mRNA of the target gene expressed in the test sample is determined by comparing the measured signal intensity based on the hybridization reaction for the test sample with the signal intensity measured using the standard substance. The inventors have found that the amount can be corrected and quantified, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、以下のとおりである。
(1)担体に固定された核酸関連物質であるプローブと、検出対象であり且つ核酸関連物質であるターゲットとをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度を測定することにより、被検試料中で発現している目的遺伝子のmRNAを定量するに際し、前記被検試料についての前記ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度の測定に加え、前記ターゲットとして、前記目的遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを既知量加えて反応させ、前記シグナル強度の測定を行うことにより、前記被検試料中の目的遺伝子のmRNA量を補正して定量することを特徴とする目的遺伝子のmRNAの定量方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) A test sample by hybridizing a probe, which is a nucleic acid-related substance immobilized on a carrier, with a target, which is a detection target and a nucleic acid-related substance, and measuring the signal intensity based on the hybridization reaction In quantifying the mRNA of the target gene expressed in the probe, in addition to measuring the signal intensity based on the hybridization reaction for the test sample, the probe corresponds to a part of the target gene and the probe. An object of the present invention is to correct and quantify the amount of mRNA of a target gene in the test sample by adding a known amount of an oligonucleotide containing a sequence that hybridizes to the reaction and measuring the signal intensity. A method for quantifying gene mRNA.

(2)前記オリゴヌクレオチドが、前記目的遺伝子に対応する完全長aRNAの断片であり、当該完全長aRNAの量が既知である、(1)に記載の方法。
(3)完全長aRNAを含む標準試料であって、当該完全長aRNAの含有量が既知である標準試料と、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料とを、各々、同一の方法で処理してaRNAを断片化する工程(a)、双方の試料各々について、工程(a)で得られた断片を前記プローブとハイブリダイズさせる工程(b)、双方の試料各々について、前記断片と前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度を測定する工程(c)、及び、双方の試料各々について得られたシグナル強度を比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(d)を含む、(2)に記載の方法。
(4)前記オリゴヌクレオチドが合成オリゴヌクレオチドである、(1)に記載の方法。
(2) The method according to (1), wherein the oligonucleotide is a fragment of full-length aRNA corresponding to the target gene, and the amount of the full-length aRNA is known.
(3) A standard sample containing a full-length aRNA, the standard sample for which the content of the full-length aRNA is known, and the aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample are the same. Step (a) for fragmenting aRNA by treatment with the method, step (b) for hybridizing the fragment obtained in step (a) with the probe for each of both samples, fragment for each of both samples Step (c) of measuring the signal intensity based on the hybridization between the probe and the probe, and comparing the signal intensities obtained for both samples, thereby calculating the absolute amount of aRNA in the aRNA test sample The method according to (2), comprising step (d).
(4) The method according to (1), wherein the oligonucleotide is a synthetic oligonucleotide.

(5)前記オリゴヌクレオチドを含む標準試料であって、当該オリゴヌクレオチドの含有量が既知である標準試料を用意する工程(A−i)、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料を処理してaRNAを断片化する工程(A−ii)、工程(A−i)で用意された標準試料中のオリゴヌクレオチドと、工程(A−ii)で得られた断片を、各々、前記プローブとハイブリダイズさせる工程(B)、前記オリゴヌクレオチドと前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(i)と、前記断片と前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(ii)とを測定する工程(C)、及び、シグナル強度(i)とシグナル強度(ii)とを比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(D)を含む、(4)に記載の方法。
(6)前記プローブがマイクロアレイ上のプローブである、(1)乃至(5)のいずれかに記載の方法。
(7)前記プローブが本来測定対象としている遺伝子以外の遺伝子を目的遺伝子とするクロスハイブリダイゼーションの測定である、(1)乃至(6)のいずれかに記載の方法。
(5) Step (Ai) of preparing a standard sample containing the oligonucleotide and having a known content of the oligonucleotide, aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample The fragment in a standard sample prepared in the step (A-ii) and the step (Ai) for fragmenting aRNA by treating the fragment and the fragment obtained in the step (A-ii), respectively, A step of hybridizing with a probe (B), a step of measuring a signal intensity (i) based on hybridization between the oligonucleotide and the probe, and a signal intensity (ii) based on hybridization between the fragment and the probe (C) and by comparing signal intensity (i) and signal intensity (ii), aRNA in the aRNA test sample Absolute amount calculating a containing (D), the method described in (4).
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the probe is a probe on a microarray.
(7) The method according to any one of (1) to (6), wherein the probe is a cross-hybridization measurement using a gene other than a gene that is originally a measurement target as a target gene.

(8)核酸関連物質であるプローブが固定されたマイクロアレイのロット間で、又は、商品間で、それらのマイクロアレイを用いて測定された測定値を比較する方法であって、前記プローブに、検出対象であり且つ核酸関連物質であるターゲットをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度を測定する工程を含み、ここにおいて、測定の目的である遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを前記ターゲットとして既知量含有する試料を用いて前記シグナル強度の測定を行い、マイクロアレイのロット間で、又は、商品間で、測定値を比較することを特徴とする、前記方法。
(9)前記オリゴヌクレオチドが、前記目的遺伝子に対応する完全長aRNAの断片であり、当該完全長aRNAの量が既知である、(8)に記載の方法。
(10)前記オリゴヌクレオチドが合成オリゴヌクレオチドである、(8)に記載の方法。
(8) A method of comparing measured values measured using microarrays between microarray lots to which probes, which are nucleic acid-related substances, are fixed, or between commodities. And a target that is a nucleic acid-related substance is hybridized, and a signal intensity based on the hybridization reaction is measured, wherein the target corresponds to a part of the gene that is the object of measurement and hybridizes to the probe. The signal intensity is measured using a sample containing a known amount of an oligonucleotide containing the sequence to be used as the target, and the measured values are compared between lots of microarrays or between products, Method.
(9) The method according to (8), wherein the oligonucleotide is a fragment of full-length aRNA corresponding to the target gene, and the amount of the full-length aRNA is known.
(10) The method according to (8), wherein the oligonucleotide is a synthetic oligonucleotide.

上記本発明は、以下の発明をも包含する。
(i)プローブとターゲットとのハイブリダイゼーションを検出することにより被検試料における目的遺伝子の発現によるmRNA量を測定する方法であって、
該目的遺伝子に対応する完全長aRNAを標準物質として用いることによりハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の検出値を標準化することを特徴とする、前記方法。
The present invention includes the following inventions.
(I) a method for measuring the amount of mRNA due to expression of a target gene in a test sample by detecting hybridization between a probe and a target,
The method described above, wherein the detection value of the signal intensity based on hybridization is standardized by using a full-length aRNA corresponding to the target gene as a standard substance.

(ii)完全長aRNAを既知量で含む標準試料と被検試料から調製したaRNA被検試料とを、それぞれ同一の方法で処理することによりaRNAを断片化する工程、
それぞれの試料に含まれる断片化aRNAをプローブとハイブリダイズさせる工程、および
双方の試料について得られるハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度を検出して比較することにより、被検試料に含まれるaRNAの絶対量を算出する工程
を含む、(i)記載の方法。
(Ii) a step of fragmenting aRNA by treating a standard sample containing a known amount of full-length aRNA and an aRNA test sample prepared from the test sample in the same manner,
The step of hybridizing the fragmented aRNA contained in each sample with the probe, and detecting and comparing the signal intensity based on the hybridization obtained for both samples, the absolute amount of aRNA contained in the test sample is determined. The method according to (i), comprising a step of calculating.

(iii)プローブが担体に固定化されている、(i)または(ii)記載の方法。
(iv)プローブがマイクロアレイ上のプローブである、(iii)記載の方法。
(v)プローブと、該プローブが対象とする遺伝子以外の被検遺伝子に由来する核酸とのクロスハイブリダイゼーションを検出する方法であって、該被検遺伝子に対応する完全長aRNAを用いることを特徴とする、前記方法。
(Iii) The method according to (i) or (ii), wherein the probe is immobilized on a carrier.
(Iv) The method according to (iii), wherein the probe is a probe on a microarray.
(V) A method for detecting cross-hybridization between a probe and a nucleic acid derived from a test gene other than the gene targeted by the probe, wherein a full-length aRNA corresponding to the test gene is used. And said method.

本発明により、定量PCRや定量RT−PCRといった手法を用いることなく、マイクロアレイ等の簡便な方法で、被検試料中で発現している目的遺伝子のmRNAを定量することが出来る。   According to the present invention, mRNA of a target gene expressed in a test sample can be quantified by a simple method such as microarray without using a technique such as quantitative PCR or quantitative RT-PCR.

標準物質として完全長aRNAを用いる場合には、測定できる目的遺伝子の種類がわかっていれば、プローブの塩基配列が不明であっても、目的遺伝子のmRNAを定量することが出来る。   When using full-length aRNA as a standard substance, if the type of target gene that can be measured is known, the mRNA of the target gene can be quantified even if the base sequence of the probe is unknown.

プローブの塩基配列が明らかな場合には、標準物質として合成オリゴヌクレオチドを用いることも出来、その場合には、完全長aRNAを用いる場合に比べ、より確実且つ簡便な方法で使用するオリゴヌクレオチドを入手できるという利点がある。   If the base sequence of the probe is clear, a synthetic oligonucleotide can be used as a standard substance. In that case, obtain a more reliable and simpler oligonucleotide than using full-length aRNA. There is an advantage that you can.

本発明により、マイクロアレイ等の商品の、ロット間及び商品間での測定値の比較が可能となる。但し、標準物質として合成オリゴヌクレオチドを用いる場合であって、商品間の比較を行う場合には、それらの商品において、プローブの塩基配列が共通部分を含むことが必要である。   According to the present invention, it is possible to compare measured values of lots and products of products such as microarrays. However, when a synthetic oligonucleotide is used as a standard substance and comparison is made between products, it is necessary that the base sequences of the probes include a common part in those products.

本発明は、担体に固定された核酸関連物質であるプローブと、検出対象であり且つ核酸関連物質であるターゲットとをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度を測定することにより、被検試料中で発現している目的遺伝子のmRNAを定量するに際し、前記被検試料についての前記ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度の測定に加え、前記ターゲットとして、前記目的遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを既知量加えて反応させ、前記シグナル強度の測定を行うことにより、前記被検試料中の目的遺伝子のmRNA量を補正して定量することを特徴とする目的遺伝子のmRNAの定量方法に関する。   The present invention hybridizes a probe, which is a nucleic acid-related substance immobilized on a carrier, with a target, which is a detection target and a nucleic acid-related substance, and measures the signal intensity based on the hybridization reaction. When quantifying mRNA of a target gene expressed in a sample, in addition to measurement of signal intensity based on the hybridization reaction for the test sample, the target corresponds to a part of the target gene and the A known amount of an oligonucleotide containing a sequence that hybridizes to the probe is added and reacted, and the signal intensity is measured, thereby correcting and quantifying the amount of mRNA of the target gene in the test sample. The present invention relates to a method for quantifying mRNA of a target gene.

ターゲットとして、目的遺伝子の一部に対応し且つプローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを既知量加えて反応させるとは、言い換えれば、当該オリゴヌクレオチドを既知量含む試料を標準試料として用いることをさす。本発明において、目的遺伝子の一部に対応し且つプローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドは、好ましくは、目的遺伝子に対応する完全長aRNAの断片、または合成オリゴヌクレオチドである。すなわち、本発明において好ましくは、目的遺伝子に対応する完全長aRNA、または目的遺伝子の一部に対応し且つプローブにハイブリダイズする配列を含む合成オリゴヌクレオチドを標準物質として用いる。   As a target, adding a known amount of an oligonucleotide containing a sequence corresponding to a part of a target gene and hybridizing to a probe means that a sample containing the known amount of the oligonucleotide is used as a standard sample. Sure. In the present invention, the oligonucleotide containing a sequence corresponding to a part of the target gene and hybridizing to the probe is preferably a full-length aRNA fragment corresponding to the target gene or a synthetic oligonucleotide. That is, in the present invention, preferably, a full-length aRNA corresponding to the target gene or a synthetic oligonucleotide containing a sequence corresponding to a part of the target gene and hybridizing to the probe is used as the standard substance.

標準物質とは、通常、標準物質に対する測定値を基準として被検試料中の被検物質の定量を行うこと、より具体的には、標準物質を既知量含む試料を基準として被検試料に含まれる被検物質の相対量を求めることにより、被検試料に含まれる被検物質を定量するための物質をいう。好ましくは標準物質を既知量含む試料を用いて検量線を作成することにより、被検試料に含まれる被検物質を定量するための物質をいう。   A standard substance is usually a quantitative measurement of a test substance in a test sample based on a measured value for the standard substance. More specifically, a standard substance contains a known amount of a standard substance and is included in the test sample. A substance for quantifying the test substance contained in the test sample by determining the relative amount of the test substance to be measured. Preferably, it refers to a substance for quantifying a test substance contained in a test sample by preparing a calibration curve using a sample containing a known amount of a standard substance.

一態様において本発明は、プローブとターゲットとのハイブリダイゼーションを検出することにより被検試料における目的遺伝子の発現量、より詳しくは被検試料に含まれるmRNA量を測定する方法であって、該目的遺伝子に対応する完全長aRNAを標準物質として用いることによりハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の検出値を標準化することを特徴とする方法に関する。   In one aspect, the present invention relates to a method for measuring the expression level of a target gene in a test sample, more specifically, the amount of mRNA contained in the test sample by detecting hybridization between the probe and the target. The present invention relates to a method characterized in that a detection value of signal intensity based on hybridization is standardized by using a full-length aRNA corresponding to a gene as a standard substance.

本発明の一態様においては、目的遺伝子に対応する完全長cDNAから作製した完全長aRNAを標準物質として用いる。この標準物質は目的遺伝子のコード領域の全長をカバーし且つその上流(5’)、下流(3’)の非コード領域を含むことから、該遺伝子の任意の部分を代表するオリゴヌクレオチドや変性させたcDNA断片からなるプローブとハイブリダイズする部分を含む。プローブはその性質や構成等により、ターゲットとのハイブリダイゼーション効率は異なるが、標準物質を含む標準試料と被検試料とを同一のプロトコールに従って操作するかぎり、各プローブに対応する標準物質を既知量含む標準試料は、マイクロアレイ等の製法、性質、使用法のいかんを問わず、ハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の検出値を標準化するための補正曲線を与えるので、これに基づき被検試料中のmRNAの絶対量を求めることができる。   In one embodiment of the present invention, a full-length aRNA prepared from a full-length cDNA corresponding to a target gene is used as a standard substance. Since this reference material covers the entire length of the coding region of the target gene and includes non-coding regions upstream (5 ′) and downstream (3 ′) thereof, oligonucleotides representing any part of the gene or modified And a portion that hybridizes with a probe comprising a cDNA fragment. The efficiency of hybridization with the target varies depending on the nature and configuration of the probe, but as long as the standard sample containing the standard substance and the test sample are operated according to the same protocol, the probe contains a known amount of the standard substance corresponding to each probe. Regardless of the production method, properties, and usage of the microarray, the standard sample provides a correction curve for standardizing the detection value of the signal intensity based on the hybridization. Based on this, the absolute value of mRNA in the test sample is given. The amount can be determined.

また、プローブの塩基配列が既知の場合には、標準物質として、目的遺伝子の一部に対応し且つプローブにハイブリダイズする相補配列を含む合成オリゴヌクレオチドを用いることも出来る。この場合には、標準物質として完全長aRNAが使用される場合と比べて、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料についてはaRNAの断片化処理が行われるが、合成オリゴヌクレオチドを含む標準試料は断片化処理に供されないという相違がある。   When the base sequence of the probe is known, a synthetic oligonucleotide containing a complementary sequence corresponding to a part of the target gene and hybridizing to the probe can be used as a standard substance. In this case, compared with the case where full-length aRNA is used as a standard substance, aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample is subjected to aRNA fragmentation treatment. The difference is that the included standard sample is not subjected to the fragmentation process.

標準物質としての合成オリゴヌクレオチドは、目的遺伝子の一部に対応しプローブにハイブリダイズする配列を含むが、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料についてaRNA断片化処理を行ったときに得られるaRNA断片と同じ配列を有するように設計することが好ましい。合成オリゴヌクレオチドの塩基長は、プローブの配列や塩基長に応じて適宜決定されるが、通常、70mer以下、好ましくは25乃至50merである。   A synthetic oligonucleotide as a standard substance contains a sequence that corresponds to a part of a target gene and hybridizes to a probe. When an aRNA test sample containing aRNA prepared from a test sample is subjected to aRNA fragmentation treatment It is preferable to design so that it may have the same sequence as the aRNA fragment obtained. The base length of the synthetic oligonucleotide is appropriately determined according to the probe sequence and the base length, but is usually 70 mer or less, preferably 25 to 50 mer.

合成オリゴヌクレオチドは、当技術分野で通常用いられる方法により製造することができる。そのような製造方法の例として、例えば、ジエステル法、トリエステル法、ホスファイト法、アミダイト法、H−ホスホネート法(S. L. Beaucage et al., Tetrahedron, 48, 2223 (1992); H. Koster et al., Tetrahedron Lett., 40, 103 (1984); J. Stawinski et al., Acta Biochim. Pol., 45, 907 (1998))などが挙げられる。市販の核酸自動合成機を用いて合成することもできる。   Synthetic oligonucleotides can be produced by methods commonly used in the art. Examples of such production methods include, for example, the diester method, triester method, phosphite method, amidite method, H-phosphonate method (SL Beaucage et al., Tetrahedron, 48, 2223 (1992); H. Koster et al. , Tetrahedron Lett., 40, 103 (1984); J. Stawinski et al., Acta Biochim. Pol., 45, 907 (1998)). It can also be synthesized using a commercially available automatic nucleic acid synthesizer.

本発明においてプローブは、当技術分野で通常用いられる意味を有する。すなわち、目的遺伝子を検出するために用いられる核酸関連物質、好ましくは核酸であって、該遺伝子に対応する核酸またはその断片と特異的にハイブリダイズする核酸等をさす。プローブとしては、通常、マイクロアレイ等の担体上に固定化された合成オリゴヌクレオチド、変性されたcDNA断片またはゲノムDNA断片等が用いられる。オリゴヌクレオチドプローブの場合、通常数十塩基長(20〜70mer)の長さを有する。   In the present invention, the probe has the meaning usually used in the art. That is, it refers to a nucleic acid-related substance used for detecting a target gene, preferably a nucleic acid, which specifically hybridizes with a nucleic acid corresponding to the gene or a fragment thereof. As the probe, a synthetic oligonucleotide immobilized on a carrier such as a microarray, a denatured cDNA fragment or a genomic DNA fragment is usually used. In the case of an oligonucleotide probe, it usually has a length of several tens of bases (20 to 70 mer).

本発明において核酸関連物質は、核酸、その断片、合成オリゴヌクレオチド、変性されたcDNA、ゲノムDNA断片、およびそれらの誘導体、ならびにそれらに標識が付加されたものを包含する。また、担体に固定化するために反応性の官能基が付加された核酸等も包含する。   In the present invention, nucleic acid-related substances include nucleic acids, fragments thereof, synthetic oligonucleotides, denatured cDNAs, genomic DNA fragments, and derivatives thereof, and those having a label added thereto. Moreover, the nucleic acid etc. to which the reactive functional group was added in order to fix | immobilize to a support | carrier are also included.

本発明において核酸は、DNAおよびRNAを包含する。オリゴヌクレオチドも包含する。遺伝子に対応する核酸は、少なくとも遺伝子の全コード領域に対応する核酸、通常は遺伝子の全コード領域並びにmRNAとして不可欠なその上流(5’)及び下流(3’)の非コード領域に対応する核酸をさし、完全長cDNA、完全長mRNA、完全長aRNA、ゲノムDNAおよびそれらの断片を包含する。cDNAは、メッセンジャー(m)RNAに対して相補的な配列を持つDNAを酵素的に合成し、さらにその相補鎖を合成して二本鎖にした分子をさす。DNAは互いに逆方向の極性を持ち配列が相補的な二本のポリヌクレオチド鎖から成るが、mRNAと同じ極性を持つ鎖はセンス鎖と呼ばれ、これに対してmRNAと反対の極性を持つものはアンチセンス鎖と呼ばれている。そして、aRNA(アンチセンスRNA)は、mRNAと反対の極性を持つRNAをさす。現行の手法でオリゴヌクレオチドをプローブとして用いる場合には、センス配列を持ったオリゴヌクレオチドをプローブとして固定化に用い、アンチセンス配列を持った核酸、例えばaRNAをターゲットに用いるか、mRNAを鋳型として合成したcDNAを変性させて用いてハイブリダイズさせる場合が多い。しかし、変性させたcDNAをプローブとして用いる場合もある。また、各遺伝子の5’末端にある転写開始点から転写の終結による3’ポリA末端までの領域を含むmRNAを完全長mRNAと称し、それを基に作製されたcDNAを完全長cDNAと称し、該完全長cDNAを基に作製されたaRNAを完全長aRNAと称する。   In the present invention, the nucleic acid includes DNA and RNA. Also includes oligonucleotides. A nucleic acid corresponding to a gene corresponds to at least a nucleic acid corresponding to the entire coding region of the gene, usually a nucleic acid corresponding to the entire coding region of the gene and its upstream (5 ′) and downstream (3 ′) non-coding regions essential as mRNA. Including full-length cDNA, full-length mRNA, full-length aRNA, genomic DNA and fragments thereof. cDNA refers to a molecule obtained by enzymatically synthesizing DNA having a sequence complementary to messenger (m) RNA and further synthesizing its complementary strand into a double strand. DNA consists of two polynucleotide strands with opposite polarities and complementary sequences, but the strand with the same polarity as mRNA is called the sense strand, whereas it has the opposite polarity to mRNA Is called the antisense strand. And aRNA (antisense RNA) refers to RNA having the opposite polarity to mRNA. When using an oligonucleotide as a probe in the current method, an oligonucleotide having a sense sequence is used for immobilization as a probe, and a nucleic acid having an antisense sequence, such as aRNA, is used as a target, or mRNA is synthesized as a template. In many cases, the resulting cDNA is denatured and hybridized. However, denatured cDNA may be used as a probe. In addition, mRNA including a region from the transcription start point at the 5 ′ end of each gene to the 3 ′ poly A end due to the termination of transcription is referred to as a full-length mRNA, and a cDNA prepared based on the mRNA is referred to as a full-length cDNA. The aRNA prepared based on the full-length cDNA is referred to as full-length aRNA.

遺伝子の一部に対応する配列を含むオリゴヌクレオチドには、遺伝子の塩基配列の一部に対応する配列を有する、完全長cDNAの断片、完全長mRNAの断片、完全長aRNAの断片、ゲノムDNAの断片およびこれらに相当する配列を有する合成オリゴヌクレオチドが包含される。   An oligonucleotide containing a sequence corresponding to a part of a gene includes a full-length cDNA fragment, a full-length mRNA fragment, a full-length aRNA fragment, a genomic DNA having a sequence corresponding to a part of the base sequence of the gene. Synthetic oligonucleotides having fragments and their corresponding sequences are included.

核酸の誘導体の例としては、リン酸ジエステル部位を修飾した人工核酸;フラノース部位のグリコシル結合やヒドロキシル基を修飾した人工核酸;核酸塩基部位を修飾した人工核酸;および糖・リン酸骨格以外の構造を利用した人工核酸などが挙げられ、より具体的には、リン酸部位の酸素原子を硫黄原子で置換したホスホロチオエート型、ホスホロジチオエート型、ホスホロジアミデート型、メチルホスホネート型またはメチルホスホノチオエート型の人工核酸;フラノース環上の置換基修飾型、糖環骨格が1炭素増炭したピラノース型、または多環式糖骨格型の人工核酸;ピリミジンC−5位修飾塩基型、プリンC−7位修飾塩基型、又は環拡張修飾塩基型の人工核酸などが挙げられる。   Examples of nucleic acid derivatives include artificial nucleic acids modified with phosphodiester sites; artificial nucleic acids modified with glycosyl bonds and hydroxyl groups at furanose sites; artificial nucleic acids modified with nucleobase sites; and structures other than sugar / phosphate skeletons And more specifically, phosphorothioate-type, phosphorodithioate-type, phosphorodiamidate-type, methylphosphonate-type, or methylphosphonothio, in which the oxygen atom of the phosphate moiety is replaced with a sulfur atom. Artificial nucleic acid of ate type; Substituent modified type on furanose ring, pyranose type of sugar ring skeleton increased by 1 carbon, or polycyclic sugar skeleton type artificial nucleic acid; pyrimidine C-5 modified base type, purine C- Examples thereof include artificial nucleic acids of the 7-position modified base type or ring extended modified base type.

プローブを固定化する担体は、その形状や材料は特に制限されない。例えば、マイクロアレイ等の平板状のもの、ビーズ等の粒子状のもの、および糸状のものが挙げられる。本発明においては、プローブとして、好ましくはマイクロアレイ上のプローブを用いる。マイクロアレイとしては、平板上にプローブを二次元にスポットしたものが広く用いられており、通常、特定の遺伝子を代表させるために化学的に合成したオリゴヌクレオチドや、生物試料から抽出し変性により一本鎖としたcDNAが、基板上にプローブとしてスポット状に固定化されている。マイクロアレイを用い、被検試料より抽出したmRNAを基にして酵素的に合成したcDNAを変性処理により一本鎖に分離させたものやcDNAを鋳型として合成させたaRNA(それらの断片を含む)であって色素等の標識を結合させたものをプローブに対してハイブリダイズさせて、特異的結合の生じたスポットの種類と結合量から、被検試料中に存在する遺伝子転写産物の分子種や量を測定することができる。そして被検試料に含まれるmRNAの量をもって、目的遺伝子の発現量とする。   The shape and material of the carrier for immobilizing the probe are not particularly limited. Examples thereof include a flat plate such as a microarray, a particle such as a bead, and a yarn. In the present invention, a probe on a microarray is preferably used as the probe. As microarrays, probes that are spotted two-dimensionally on a flat plate are widely used. Usually, oligonucleotides chemically synthesized to represent a specific gene or one extracted by denaturation from a biological sample are denatured. Stranded cDNA is immobilized as a spot on the substrate as a probe. Using a microarray, cDNA synthesized enzymatically based on mRNA extracted from a test sample, separated into single strands by denaturation treatment, or aRNA (including fragments thereof) synthesized using cDNA as a template Hybridize a probe with a label such as a dye, and use it to determine the molecular species and amount of the gene transcript present in the test sample from the type and amount of the spot where specific binding occurs. Can be measured. The amount of mRNA contained in the test sample is taken as the expression level of the target gene.

本発明においてターゲットは、当技術分野で通常用いられる意味を有し、検出対象である核酸関連物質をさす。ターゲットは標的と称される場合もある。通常、プローブにハイブリダイズさせる被検試料由来の核酸およびそれを基にして酵素的に合成した核酸、具体的には、mRNA、変性させたcDNA、aRNA、ならびにそれらの断片をさす。また、標準物質としてのターゲットは、aRNA、その断片、及び合成オリゴヌクレオチドを包含する。ターゲットとして、前記核酸関連物質そのものを用いる場合もあるし、標識分子と核酸関連物質とを予め結合させたものを用いる場合もある。   In the present invention, the target has a meaning usually used in the art, and refers to a nucleic acid-related substance to be detected. A target may be referred to as a target. Usually, it refers to a nucleic acid derived from a test sample to be hybridized to a probe and a nucleic acid enzymatically synthesized based on the nucleic acid, specifically, mRNA, denatured cDNA, aRNA, and fragments thereof. The target as a standard substance includes aRNA, a fragment thereof, and a synthetic oligonucleotide. As the target, the nucleic acid-related substance itself may be used, or a target in which a label molecule and a nucleic acid-related substance are bound in advance may be used.

ハイブリダイズまたはハイブリダイゼーションは、当技術分野で通常用いられる意味を有し、相補的な配列を持つ一本鎖のDNA同士、一本鎖のRNA同士、または一本鎖のDNAと一本鎖のRNAが適切な条件下で二本鎖を形成することをいう。   Hybridization or hybridization has the meaning normally used in the art, and single-stranded DNAs having complementary sequences, single-stranded RNAs, or single-stranded DNA and single-stranded DNA. It means that RNA forms a double strand under appropriate conditions.

本発明の一態様では、目的遺伝子に対応する完全長aRNAを標準物質として用いる。目的遺伝子に対応する完全長aRNAとは、ゲノム配列に基づき、または完全長cDNA収集成果(例えば、Suzuki, Y. et al., Nucleic Acids Res. 30:328, 2002)を活用して作製された、遺伝子の全コード領域(タンパク質に翻訳される遺伝子の領域)並びにその上流(5’)、下流(3’)の非コード領域に対応するaRNAをさす。標準物質としては、特定の遺伝子に対応する完全長aRNAを単独で用いてもよいし、または複数の遺伝子に対応する完全長aRNAを組み合わせて用いてもよい。そして、標準物質である完全長aRNAを既知量で含む試料を標準試料と称する。複数の遺伝子に対応する完全長aRNAをそれぞれ既知量で含む試料をプール標準試料と称する。   In one embodiment of the present invention, full-length aRNA corresponding to the target gene is used as a standard substance. The full-length aRNA corresponding to the target gene is produced based on the genome sequence or by utilizing the full-length cDNA collection results (for example, Suzuki, Y. et al., Nucleic Acids Res. 30: 328, 2002). The aRNA corresponding to the entire coding region of the gene (the region of the gene translated into protein) and the upstream (5 ′) and downstream (3 ′) non-coding regions. As a standard substance, a full-length aRNA corresponding to a specific gene may be used alone, or a full-length aRNA corresponding to a plurality of genes may be used in combination. A sample containing a standard substance full-length aRNA in a known amount is referred to as a standard sample. A sample containing a known amount of full-length aRNA corresponding to a plurality of genes is referred to as a pool standard sample.

該標準試料に含まれる完全長aRNAを断片化してなる試料を、断片化aRNA標準試料と称する。断片化aRNA標準試料は、既知量の完全長aRNAに相当する量で断片化aRNAを含むことになる。複数の遺伝子に対する断片化aRNA標準試料の混合物、または複数の遺伝子に対応する完全長aRNAをそれぞれ既知量で含むプール標準試料を断片化処理に付すことにより得られる試料を、断片化aRNAプール標準試料と称する。   A sample obtained by fragmenting the full-length aRNA contained in the standard sample is referred to as a fragmented aRNA standard sample. A fragmented aRNA standard will contain fragmented aRNA in an amount corresponding to a known amount of full-length aRNA. A sample obtained by subjecting a mixture of fragmented aRNA standard samples to a plurality of genes or a pool standard sample containing known amounts of full-length aRNA corresponding to a plurality of genes to a fragmentation treatment is used as a fragmented aRNA pool standard sample Called.

一般にプローブは、遺伝子の全長から一部分のみを選んだオリゴヌクレオチドまたは変性させたcDNA断片からなるが、完全長aRNAを断片化した試料は遺伝子の全長を代表するので、いずれのプローブを搭載するマイクロアレイを用いた場合であっても、該マイクロアレイ上の特定のプローブとハイブリダイズする断片を必ず含んでいるのが特徴である。   In general, a probe consists of an oligonucleotide selected from a full length of a gene or a denatured cDNA fragment, but a sample obtained by fragmenting a full-length aRNA represents the full length of the gene. Even if it is used, it is characterized in that it always contains a fragment that hybridizes with a specific probe on the microarray.

本発明の他の態様では、標準物質として、目的遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含む合成オリゴヌクレオチドを用いる。この場合、標準物質である合成オリゴヌクレオチドを既知量で含む試料を標準試料と称する。使用する合成オリゴヌクレオチドは、一種類であっても複数種類であってもよい。すなわち、標準試料は、複数の遺伝子に対する合成オリゴヌクレオチドの混合物を含んでいてもよい。このような合成オリゴヌクレオチドの混合物を含む試料をプール標準試料と称する。   In another embodiment of the present invention, a synthetic oligonucleotide containing a sequence corresponding to a part of a target gene and hybridizing to the probe is used as a standard substance. In this case, a sample containing a synthetic oligonucleotide as a standard substance in a known amount is referred to as a standard sample. The synthetic oligonucleotide used may be one kind or plural kinds. That is, the standard sample may contain a mixture of synthetic oligonucleotides for a plurality of genes. A sample containing a mixture of such synthetic oligonucleotides is referred to as a pool standard sample.

標準化とは、特定の条件下で測定された検出値を、異なる条件下で測定された検出値と比較可能にすること、より具体的には、特定の条件下で測定された被検試料に対する検出値を、同一の条件下で測定された標準試料に対する検出値と比較することにより、該被検試料における絶対値を算出することをいう。   Normalization means that a detection value measured under a specific condition can be compared with a detection value measured under a different condition, more specifically, for a test sample measured under a specific condition. The absolute value in the test sample is calculated by comparing the detection value with the detection value for a standard sample measured under the same conditions.

標準化とは、標準物質として完全長aRNAを用いる場合は、例えば、被検試料から調製した特定の遺伝子のmRNAに由来するaRNAを含むaRNA被検試料における検出値を、同一遺伝子の完全長aRNAを既知量で含む標準試料における検出値と比較することにより、被検試料から調製したaRNA被検試料に含まれるaRNAの絶対量(例えば、mol濃度や分子数)を算出することをいう。さらには、被検試料から調製したaRNA被検試料に含まれるaRNAの絶対量から、その由来するcDNAの量、ひいてはそれが由来するmRNAの量を、異なる条件下で測定された場合と比較可能にすること、好ましくは上記mRNA量を絶対量で求めることを包含する。   Normalization means that when full-length aRNA is used as a standard substance, for example, the detection value in an aRNA test sample containing aRNA derived from mRNA of a specific gene prepared from the test sample is converted into the full-length aRNA of the same gene. It means calculating the absolute amount (for example, mol concentration or number of molecules) of aRNA contained in the aRNA test sample prepared from the test sample by comparison with the detection value in a standard sample containing a known amount. In addition, the absolute amount of aRNA contained in the aRNA test sample prepared from the test sample can be compared with the amount of cDNA derived from it, and hence the amount of mRNA derived from it, when measured under different conditions. Preferably calculating the amount of mRNA as an absolute amount.

標準化とは、標準物質として合成オリゴヌクレオチドを用いる場合は、例えば、被検試料から調製した特定の遺伝子のmRNAに由来するaRNAを含むaRNA被検試料における検出値を、同一遺伝子の一部に対応する合成オリゴヌクレオチドを既知量で含む標準試料における検出値と比較することにより、被検試料から調製したaRNA被検試料に含まれるaRNAの絶対量(例えば、mol濃度や分子数)を算出することをいう。さらには、被検試料から調製したaRNA被検試料に含まれるaRNAの絶対量から、その由来するcDNAの量、ひいてはそれが由来するmRNAの量を、異なる条件下で測定された場合と比較可能にすること、好ましくは上記mRNA量を絶対量で求めることを包含する。   Standardization means that when a synthetic oligonucleotide is used as a standard substance, for example, a detection value in an aRNA test sample containing aRNA derived from mRNA of a specific gene prepared from the test sample corresponds to a part of the same gene. Calculating the absolute amount of aRNA contained in the aRNA test sample prepared from the test sample (for example, the mol concentration or the number of molecules) by comparing the detected value with a standard sample containing a known amount of the synthetic oligonucleotide Say. In addition, the absolute amount of aRNA contained in the aRNA test sample prepared from the test sample can be compared with the amount of cDNA derived from it, and hence the amount of mRNA derived from it, when measured under different conditions. Preferably calculating the amount of mRNA as an absolute amount.

特定の条件とは、例えば、用いるプローブの種類、プローブの設計、マイクロアレイの種類、固定化されているプローブの量、プローブとターゲットとのハイブリダイゼーション効率、検出・測定方法、標識方法、およびその他温度やpHなどの測定条件をさし、異なる条件とは、上記のような条件の1つ以上が異なることをいう。   Specific conditions include, for example, the type of probe used, the design of the probe, the type of microarray, the amount of immobilized probe, the hybridization efficiency between the probe and the target, the detection / measurement method, the labeling method, and other temperatures. Measurement conditions such as pH and pH, and different conditions mean that one or more of the above conditions are different.

検出値とは、プローブとターゲットとのハイブリダイゼーションを示すシグナルの強度についての検出値をいい、得られるシグナルおよびその強度は、ハイブリダイゼーションの検出方法、標識方法や標識の種類によって異なる。   The detection value refers to a detection value for the intensity of a signal indicating hybridization between the probe and the target, and the obtained signal and its intensity vary depending on the detection method of hybridization, the labeling method, and the type of label.

標識方法や標識の種類は、プローブとターゲットとのハイブリダイゼーションを検出できるものであれば、特に制限されない。例えば、aRNAを合成する際にビオチンやアミノアリル基などの標識を共有結合させた基質(主にUTP)を取り込ませ、その反応産物の標識部位に後から色素を結合させ、その色素によって、プローブとターゲットとのハイブリダイゼーションを検出することができる。本発明においてこのような標識方法をユニフォーム標識と称する。また、aRNAを断片化した後に各断片の末端に限定して有機化学的方法によりあるいは酵素的方法により同様の標識を付け、その後に色素等を結合させてもよい。このような標識方式を末端標識法と称する(Cole, K. et al., Nucleic Acids Res. 32, e86, 2004, Liang, R-Q., et al., Nucleic Acids Res. 33, e17, 2005)。標準物質としての合成オリゴヌクレオチドに関しては、その合成の際に、標識をとりこませることができる。標識に色素結合を行う際には、これをハイブリダイゼーション前に行ってもよいし、ハイブリダイゼーション後に行ってもよい。標識として、色素の他に、当技術分野で通常用いられるもの、例えば、放射性同位体、蛍光団、染料、化学ルミネッサー、ルミネッサーおよび感光剤等を使用することもできる。さらに、酵素、酵素断片、酵素阻害剤、抗体、触媒等を結合させてもよい。これらの標識を用い、ラジオイムノアッセイ法、酵素イムノアッセイ法に準じて検出・定量を行うことができる。   The labeling method and the type of label are not particularly limited as long as hybridization between the probe and the target can be detected. For example, when aRNA is synthesized, a substrate (mainly UTP) to which a label such as biotin or an aminoallyl group is covalently bound is incorporated, and a dye is later bound to the labeling site of the reaction product. Hybridization with the target can be detected. In the present invention, such a labeling method is referred to as a uniform label. Alternatively, after aRNA is fragmented, the same label may be attached to the ends of each fragment by an organic chemical method or an enzymatic method, followed by binding of a dye or the like. Such a labeling method is referred to as a terminal labeling method (Cole, K. et al., Nucleic Acids Res. 32, e86, 2004, Liang, R-Q., Et al., Nucleic Acids Res. 33, e17, 2005). With respect to a synthetic oligonucleotide as a standard substance, a label can be incorporated during the synthesis. When the dye is bound to the label, this may be performed before hybridization or after hybridization. As a label, in addition to a pigment, those commonly used in the art, for example, radioisotopes, fluorophores, dyes, chemiluminescent, luminescent and photosensitizers can also be used. Furthermore, an enzyme, an enzyme fragment, an enzyme inhibitor, an antibody, a catalyst or the like may be bound. Using these labels, detection and quantification can be carried out according to radioimmunoassay methods and enzyme immunoassay methods.

被検試料は、通常、目的遺伝子が発現している可能性のある試料をさし、好ましくは生きている物またはかつては生きていた物に由来する生物学的試料である。例えば、血液、血清、尿、涙、細胞、器官、組織、骨、骨髄、リンパ、リンパ節、滑液組織、軟骨細胞、滑液マクロファージ、内皮細胞、皮膚、これらの抽出物および破砕物、ならびに培養細胞、胚細胞、幹細胞、動物細胞抽出物、植物抽出物、原核細胞抽出物および真核単細胞抽出物等が挙げられる。被検試料には、上記の生物学的試料に由来する試料、例えば、特定の核酸が増幅された試料等も包含される。   The test sample usually refers to a sample in which the target gene may be expressed, and is preferably a biological sample derived from a living object or a living object. For example, blood, serum, urine, tears, cells, organs, tissues, bone, bone marrow, lymph, lymph nodes, synovial tissue, chondrocytes, synovial macrophages, endothelial cells, skin, extracts and debris thereof, and Examples thereof include cultured cells, embryonic cells, stem cells, animal cell extracts, plant extracts, prokaryotic cell extracts, and eukaryotic single cell extracts. The test sample includes a sample derived from the above biological sample, for example, a sample in which a specific nucleic acid is amplified.

本発明の一実施形態は、以下の工程(a)〜(d)を含む方法である:
完全長aRNAを含む標準試料であって、当該完全長aRNAの含有量が既知である標準試料と、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料とを、各々、同一の方法で処理してaRNAを断片化する工程(a)、
双方の試料各々について、工程(a)で得られた断片を前記プローブとハイブリダイズさせる工程(b)、
双方の試料各々について、前記断片と前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度を測定する工程(c)、及び、
双方の試料各々について得られたシグナル強度を比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(d)。
One embodiment of the present invention is a method comprising the following steps (a) to (d):
A standard sample containing a full-length aRNA, the standard sample having a known content of the full-length aRNA, and an aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample are each treated in the same manner. Step (a) of fragmenting aRNA,
For each of both samples, the step (b) of hybridizing the fragment obtained in step (a) with the probe,
Measuring the signal intensity based on the hybridization between the fragment and the probe for each of both samples (c), and
A step (d) of calculating the absolute amount of aRNA in the aRNA test sample by comparing the signal intensities obtained for both samples;

この実施形態は、換言すれば、以下のようにいうことも出来る。
完全長aRNAを既知量で含む標準試料と被検試料から調製したaRNA被検試料とを、それぞれ同一の方法で処理することによりaRNAを断片化する工程、
それぞれの試料に含まれる断片化aRNAをプローブとハイブリダイズさせる工程、および
双方の試料について得られるハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度を検出して比較することにより、被検試料に含まれるaRNAの絶対量を算出する工程
を含む方法。
In other words, this embodiment can also be described as follows.
A step of fragmenting aRNA by treating a standard sample containing a known amount of full-length aRNA and an aRNA test sample prepared from the test sample in the same manner,
The step of hybridizing the fragmented aRNA contained in each sample with the probe, and detecting and comparing the signal intensity based on the hybridization obtained for both samples, the absolute amount of aRNA contained in the test sample is determined. A method comprising the step of calculating.

本発明の別の実施形態は、以下の工程(A)〜(D)を含む方法である:
目的遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含む合成オリゴヌクレオチドを含む標準試料であって、該合成オリゴヌクレオチドの含有量が既知である標準試料を用意する工程(A−i)、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料を処理してaRNAを断片化する工程(A−ii)、
工程(A−i)で用意された標準試料中のオリゴヌクレオチドと、工程(A−ii)で得られた断片を、各々、前記プローブとハイブリダイズさせる工程(B)、
前記オリゴヌクレオチドと前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(i)と、前記断片と前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(ii)とを測定する工程(C)、及び、
シグナル強度(i)とシグナル強度(ii)とを比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(D)。
Another embodiment of the present invention is a method comprising the following steps (A) to (D):
A step of preparing a standard sample containing a synthetic oligonucleotide corresponding to a part of a target gene and containing a sequence that hybridizes to the probe, wherein the content of the synthetic oligonucleotide is known (A-i) ), A process of treating an aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample to fragment aRNA (A-ii),
A step (B) of hybridizing the oligonucleotide in the standard sample prepared in the step (A-i) and the fragment obtained in the step (A-ii) with the probe,
Measuring signal intensity (i) based on hybridization of the oligonucleotide and the probe, and signal intensity (ii) based on hybridization of the fragment and the probe (C), and
A step (D) of calculating an absolute amount of aRNA in the aRNA test sample by comparing the signal intensity (i) and the signal intensity (ii).

aRNA被検試料は、上記のような被検試料からmRNAを抽出し、続いてcDNAの合成およびaRNAの合成を実施することにより調製する。調製方法は特に制限されず、常法により実施できる。   The aRNA test sample is prepared by extracting mRNA from the test sample as described above, and subsequently performing cDNA synthesis and aRNA synthesis. The preparation method is not particularly limited and can be carried out by a conventional method.

完全長aRNAまたはそれに近いaRNA被検試料中のaRNAで分子量が大きいものはプローブにハイブリダイズさせる際に各種の問題を起こすが、aRNAを断片化することにより、プローブに効率的にハイブリダイズさせることができ、検出感度を高めることができる。完全長aRNAまたはそれに近いaRNA被検試料中のaRNAの断片化は、当技術分野で通常用いられる方法で実施でき、例えば、酵素的に切断する方法、または化学的に切断する方法、例えば、Mg2+などの金属イオン存在下に切断する方法などを使用できる。 A full-length aRNA or an aRNA in an aRNA test sample having a large molecular weight causes various problems when hybridized to the probe, but it can be efficiently hybridized to the probe by fragmenting the aRNA. And detection sensitivity can be increased. Fragmentation of aRNA in a full-length aRNA or near aRNA test sample can be performed by a method commonly used in the art, for example, an enzymatic cleavage method or a chemical cleavage method, eg, Mg A method of cutting in the presence of metal ions such as 2+ can be used.

標準試料として完全長aRNA標準試料を用いる場合、完全長aRNA標準試料とaRNA被検試料とは同一の断片化方法により処理する。標準試料として合成オリゴヌクレオチドを含む標準試料を用いる場合は、標準試料の断片化処理は行わない。従って、完全長aRNA標準試料を用いる場合よりも工程が少なく簡便に実施できる。   When a full-length aRNA standard sample is used as the standard sample, the full-length aRNA standard sample and the aRNA test sample are processed by the same fragmentation method. When a standard sample containing a synthetic oligonucleotide is used as the standard sample, the standard sample is not fragmented. Therefore, it can be carried out more easily with fewer steps than when a full-length aRNA standard sample is used.

ハイブリダイゼーションに基づくシグナルとは、プローブとターゲットとがハイブリダイズしたことを示すシグナルをさし、通常、ターゲットに付した標識に結合した色素あるいは抗体、酵素等を利用した反応生成物に由来するシグナルをさす。当該シグナルは、用いた標識に応じた方法により検出することができ、シグナル強度が大きいほど被検試料に含まれるターゲットの量が多いことを示す。   A signal based on hybridization refers to a signal indicating that the probe and the target have hybridized, and is usually a signal derived from a reaction product using a dye, an antibody, an enzyme, or the like bound to a label attached to the target. Point. The signal can be detected by a method corresponding to the label used, and the greater the signal intensity, the greater the amount of target contained in the test sample.

以下、本発明の方法の実施態様の一例について説明する。まず、標準物質として完全長aRNAを使用する実施態様の一例について説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the method of the present invention will be described. First, an example of an embodiment using full-length aRNA as a standard substance will be described.

標準物質の作製と検量線の作成
(1)完全長cDNAとそれを用いたaRNAの合成および精製
遺伝子のコード領域全体並びにその上流(5’)と下流(3’)の非コード領域を転写したmRNAをコピーした完全長cDNAクローンはヒトゲノム解析とともに大量に取得され、その塩基配列が決定され、ゲノムの配列情報と比較されている。
cDNAクローンがすでに入手され、その5’端にSP6などRNAポリメラーゼが作用するプロモーター配列が付されている場合(プロモーター付完全長cDNA)には、これを用いて試験管内でRNAポリメラーゼを作用させ、プロモーター部位から完全長aRNAを合成させる。
Preparation of standard substance and preparation of calibration curve (1) Synthesis and purification of full-length cDNA and aRNA using the same transcription of entire coding region of gene and upstream (5 ') and downstream (3') non-coding region A full-length cDNA clone copied from mRNA is obtained in large quantities together with human genome analysis, its base sequence is determined, and compared with the sequence information of the genome.
When a cDNA clone has already been obtained and a promoter sequence that acts on RNA polymerase such as SP6 is attached to its 5 ′ end (full length cDNA with promoter), RNA polymerase is allowed to act in vitro using this, Full-length aRNA is synthesized from the promoter site.

プロモーターのない完全長cDNAクローンからは、その両端の配列を利用してPCRを行い、その際にプロモーター配列のついたプライマーを使用することにより、プロモーター付完全長cDNAを入手することができる。酵母菌や細菌などの遺伝子の場合にはcDNAクローンが無くても、イントロンが無い場合が多いので、既知ゲノム配列をもとに、各遺伝子のコード領域に対応するDNAをPCR法により合成し、その一端にSP6のプロモーターが付くようにプライマーを設計して上記と同様にcDNAクローンを入手することができる。これらプロモーター付完全長cDNAをテンプレートに用いてRNAポリメラーゼにより完全長aRNAを合成する。   A full-length cDNA with a promoter can be obtained from a full-length cDNA clone without a promoter by performing PCR using sequences at both ends, and using a primer with a promoter sequence at that time. In the case of genes such as yeast and bacteria, there are many cases where there is no intron even if there is no cDNA clone, so based on the known genomic sequence, DNA corresponding to the coding region of each gene is synthesized by the PCR method, Primers are designed so that the SP6 promoter is attached to one end, and cDNA clones can be obtained in the same manner as described above. A full-length aRNA is synthesized by RNA polymerase using the full-length cDNA with a promoter as a template.

(2)合成した完全長aRNAの濃度測定
合成終了後、完全長aRNAをカラムなどで精製し、その純度を検査する。次いで分光器により試料の紫外部吸光曲線を描き、260nm吸光度に基づき完全長aRNAの濃度を測定する。
(2) Concentration measurement of synthesized full-length aRNA After the synthesis is completed, the full-length aRNA is purified with a column or the like, and its purity is examined. Next, an ultraviolet absorption curve of the sample is drawn with a spectroscope, and the concentration of full-length aRNA is measured based on the absorbance at 260 nm.

(3)ユニフォーム標識完全長aRNAの合成
完全長aRNA合成の際に、例えば、アミノアリルオリゴ化UTPまたはビオチン化UTP(以下、UTP誘導体と称する)をUTPとともに取り込ませて完全長aRNA配列中に存在するU(ウリジン)の一部に標識を入れることができる。生成物の濃度を測定後、ユニフォーム標識完全長aRNAとする(図1)。
(3) Synthesis of uniform-labeled full-length aRNA During full-length aRNA synthesis, for example, aminoallyl-oligolated UTP or biotinylated UTP (hereinafter referred to as UTP derivative) is incorporated together with UTP and present in the full-length aRNA sequence. A label can be put on a part of U (uridine). After measuring the concentration of the product, it is defined as a uniform labeled full length aRNA (FIG. 1).

(4)合成した標識完全長aRNAの断片化
上記(3)で合成したユニフォーム標識完全長aRNAをRNaseIIIなどにより酵素的に切断するか、またはMg2+などの金属イオン存在下に切断することにより断片化する。切断後、必要に応じて電気泳動などで切断を確認する。この断片を濃度既知のユニフォーム標識断片化aRNA標準試料とする。ユニフォーム標識断片化aRNAはこの状態で、またはプローブ核酸とハイブリダイズさせた後に、色素と結合させる。
(4) Fragmentation of the synthesized labeled full-length aRNA Fragment by enzymatically cleaving the uniform-labeled full-length aRNA synthesized in (3) above with RNase III or the like or in the presence of a metal ion such as Mg 2+ Turn into. After cutting, confirm the cutting by electrophoresis or the like if necessary. This fragment is used as a uniform labeled fragmented aRNA standard sample of known concentration. The uniform labeled fragmented aRNA is allowed to bind to the dye in this state or after hybridization with the probe nucleic acid.

(5)末端標識完全長aRNAの合成
上記(2)においてUTP誘導体の代わりに非誘導体のUTPを用いれば標識のない完全長aRNAを合成できる。完全長aRNAの純度を検定、定量して非標識完全長aRNAとする。これを(4)と同様に切断して断片化した後、Shrimp Alkaline Phosphatase(SAP)を用いて脱リン酸化する。カラム精製などで精製し、ビオチン化ドナーをT4 RNAリガーゼ存在下に反応させて(Cole, K. et al., Nucleic Acids Res., 32, e86, 2004)、末端をビオチンなどで標識する。あるいはLiang, R-Qら(Nucleic Acids. Res.前掲)に従って他の標識を入れることもできる。得られたものを末端標識断片化aRNA標準試料とする(図2)。
(5) Synthesis of end-labeled full-length aRNA In the above (2), if a non-derivatized UTP is used instead of the UTP derivative, a non-labeled full-length aRNA can be synthesized. The purity of full-length aRNA is assayed and quantified to give unlabeled full-length aRNA. This is cleaved and fragmented in the same manner as in (4) and then dephosphorylated using Shrimp Alkaline Phosphatase (SAP). Purification is performed by column purification or the like, the biotinylated donor is reacted in the presence of T4 RNA ligase (Cole, K. et al., Nucleic Acids Res., 32, e86, 2004), and the end is labeled with biotin or the like. Alternatively, other labels can be inserted according to Liang, RQ et al. (Nucleic Acids. Res. Supra). The obtained product is used as an end-labeled fragmented aRNA standard sample (FIG. 2).

(6)色素標識
(4)または(5)により得られた標識断片化aRNAを色素と結合させる。結合はハイブリダイゼーションを行う前に、またはハイブリダイゼーションを行った後に行う。
(6) Dye labeling The labeled fragmented aRNA obtained by (4) or (5) is bound to a dye. The binding is performed before the hybridization or after the hybridization.

(7)切断および標識した断片化aRNA標準試料の濃度調整
(4)または(5)で得られた断片化aRNA標準試料の濃度を調整し、複数の濃度に段階希釈したセットを作る(検量線が引けるようにする)。また、複数種の完全長aRNAに由来する断片化aRNAを含む標準試料を用いる場合には、それぞれの濃度が既知の完全長aRNA混合試料を断片化するか、それぞれの濃度が既知の完全長aRNA標準試料を断片化した後一定の量ずつ混合することにより、断片化aRNAプール標準試料を調製し、段階希釈したセットを作る(図3)。
(7) Concentration adjustment of cleaved and labeled fragmented aRNA standard sample The concentration of the fragmented aRNA standard sample obtained in (4) or (5) is adjusted, and a set which is serially diluted to a plurality of concentrations is prepared (calibration curve ). When using a standard sample containing fragmented aRNA derived from multiple types of full-length aRNA, a full-length aRNA mixed sample having a known concentration is fragmented, or a full-length aRNA having a known concentration is used. A fragmented aRNA pool standard sample is prepared by fragmenting the standard sample and then mixing a certain amount to make a serially diluted set (FIG. 3).

(8)検量線の作成
段階希釈した断片化aRNA標準試料または断片化aRNAプール標準試料の各希釈液をマイクロアレイ上のプローブとハイブリダイズさせ、断片化前の標準試料における完全長aRNA濃度に対して、色素標識由来のシグナル強度をプロットすることにより、検量線を描く(例えば、図4)。
(8) Preparation of calibration curve Each diluted solution of the serially diluted fragmented aRNA standard sample or fragmented aRNA pool standard sample is hybridized with the probe on the microarray, and compared to the full-length aRNA concentration in the standard sample before fragmentation A standard curve is drawn by plotting the signal intensity from the dye label (eg, FIG. 4).

被検試料の測定
被検試料から、当技術分野で通常用いられる方法によりmRNAを抽出する。それ以降の操作(cDNA合成、aRNA合成、その断片化、標識、ハイブリダイズ、シグナル強度の検出)は、被検試料と標準試料とが同一プロトコールに従って処理されるようにする。
Measurement of test sample mRNA is extracted from a test sample by a method usually used in the art. Subsequent operations (cDNA synthesis, aRNA synthesis, fragmentation thereof, labeling, hybridization, detection of signal intensity) allow the test sample and the standard sample to be processed according to the same protocol.

(1)ハイブリダイゼーション・洗浄・乾燥
利用するマイクロアレイに適した容量の断片化aRNA標準試料または断片化aRNAプール標準試料の適切な希釈系列のメンバーそれぞれを、プロトコールに従って対象とする一群のマイクロアレイと個々にハイブリダイズさせ、その後、洗浄・乾燥を行う。希釈系列ごとに最低1個のマイクロアレイを用いる。UTP誘導体と色素との結合はハイブリダイゼーション前に行ってもよいし、ハイブリダイゼーション後に行ってもよい。完全長aRNAの合成、断片化、標識方法、色素結合方法等は、被検試料の処理法と合致させる。
(1) Hybridization / Washing / Drying Each of the appropriate dilution series members of the fragmented aRNA standard sample or the fragmented aRNA pool standard sample suitable for the microarray to be used is individually separated from the target group of microarrays according to the protocol. Hybridize, and then wash and dry. Use at least one microarray for each dilution series. The binding between the UTP derivative and the dye may be performed before hybridization or may be performed after hybridization. The synthesis, fragmentation, labeling method, dye binding method, etc. of full-length aRNA are matched with the processing method of the test sample.

(2)ハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の測定
マイクロアレイの場合にはスキャナを用い、ビーズの場合には専用の計測装置を用い、解析ソフトウェアにより該当するプローブと結合した断片化aRNAに由来するシグナルの強度を検出する。使用する装置および使用条件は標準試料の場合と被検試料の場合で一致させる。
(2) Measurement of signal intensity based on hybridization In the case of a microarray, a scanner is used, and in the case of beads, a dedicated measurement device is used. The intensity of a signal derived from fragmented aRNA bound to the probe by analysis software. Is detected. The equipment to be used and the use conditions are the same for the standard sample and the test sample.

(3)補正係数(conversion factor)の算出
各濃度の完全長aRNA標準試料から得られた断片化aRNA標準試料について、標準試料における完全長aRNAの各々の濃度に対して上記シグナル強度をプロットし、各プローブにつき補正係数を求める。補正係数は対象とする遺伝子ごとに異なり、また、使用するマイクロアレイや手法等により異なる。
(3) Calculation of the conversion factor For the fragmented aRNA standard sample obtained from the full-length aRNA standard sample at each concentration, the signal intensity is plotted against each concentration of full-length aRNA in the standard sample, A correction coefficient is obtained for each probe. The correction coefficient varies depending on the target gene, and also varies depending on the microarray and method used.

Figure 2007097574
Figure 2007097574

また、マイクロアレイ等の使用条件により検量線が直線とならない場合には、検量線そのものを用いて被検試料中のaRNAの絶対量を求めてもよい。   Further, when the calibration curve does not become a straight line due to use conditions such as a microarray, the absolute amount of aRNA in the test sample may be obtained using the calibration curve itself.

(4)被検試料におけるmRNAの測定
被検試料から、当技術分野で通常用いられる方法によりmRNAを抽出し、mRNA被検試料とする。それ以降の操作、すなわち、cDNAの合成、aRNAの合成、その断片化、標識、ハイブリダイゼーション、洗浄、乾燥、およびシグナル強度の検出は、標準試料に対する上記プロトコールと同一のプロトコールに従って実施する。mRNA被検試料から出発して検出値を得るまでのプロトコールと、標準試料を使用して行うプロトコールは、使用機器を含めて完全に同一である。
(4) Measurement of mRNA in a test sample mRNA is extracted from a test sample by a method usually used in the art and used as an mRNA test sample. Subsequent operations, ie, cDNA synthesis, aRNA synthesis, fragmentation thereof, labeling, hybridization, washing, drying, and detection of signal intensity are performed according to the same protocol as described above for standard samples. The protocol from the start of the mRNA test sample until obtaining the detection value and the protocol performed using the standard sample are completely the same including the equipment used.

(5)被検試料中のmRNA量の算出
(3)で求めた補正係数を利用し、目的遺伝子に対応するaRNA断片または一群のaRNA断片とプローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の検出値から、被検試料中のaRNA濃度の絶対値、ひいてはmRNA量を算出し、目的遺伝子の発現量を測定することができる。
(5) Calculation of the amount of mRNA in the test sample From the detection value of the signal intensity based on the hybridization between the aRNA fragment corresponding to the target gene or a group of aRNA fragments and the probe, using the correction coefficient obtained in (3). The expression level of the target gene can be measured by calculating the absolute value of the aRNA concentration in the test sample, and hence the amount of mRNA.

被検試料中のmRNAの絶対量(mol)
=補正係数(c)×(シグナル強度−バックグラウンド値)
Absolute amount of mRNA in the test sample (mol)
= Correction coefficient (c) × (signal intensity−background value)

以上の操作を各プローブについて実施する。また、マイクロアレイ等の使用条件により検量線が直線とならない場合には、検量線そのものを用いて被検試料中のaRNA絶対量を求める。   The above operation is performed for each probe. In addition, when the calibration curve does not become a straight line due to the use conditions of the microarray or the like, the absolute amount of aRNA in the test sample is obtained using the calibration curve itself.

(6)標準物質を用いるマイクロアレイデータの比較
上記操作を異なるマイクロアレイについて実行した場合、いずれの測定条件においても、被検試料に含まれる目的遺伝子に由来するmRNAの量を標準化できるので、異なる条件、例えば、異なる実験や異なる機器を用いて得たデータを比較することが可能となる。
(6) Comparison of microarray data using standard substances When the above operation is performed on different microarrays, the amount of mRNA derived from the target gene contained in the test sample can be standardized under any measurement condition. For example, it is possible to compare data obtained using different experiments and different devices.

本発明により、マイクロアレイ等のデータの標準化が可能になり、従来よりも簡便に遺伝子の発現に関する定量的データが得られる。その結果、異なるマイクロアレイを用いた場合や、異なる実験技法を用いた場合でも、データの比較検討が可能になるので、研究の効率的な推進が見込まれる。   According to the present invention, data such as microarrays can be standardized, and quantitative data relating to gene expression can be obtained more easily than in the past. As a result, even if different microarrays are used or different experimental techniques are used, the data can be compared and examined, so the research can be promoted efficiently.

ゲノム研究の進展によりほぼ全ての遺伝子配列を特定でき、さらに完全長cDNA収集の進捗(Suzuki, Y. et al., Nucleic Acids res. 30:328, 2002)により、今日では、任意の遺伝子に対する上記標準物質を作製することができる。これら標準物質を混合し、プールとして使用すれば、原理的にはマイクロアレイ等に搭載された全プローブに対してハイブリダイズする成分の検出値を標準化し、これを補正してその絶対量を求めることが可能である。   With the progress of genome research, almost all gene sequences can be identified, and due to the progress of full-length cDNA collection (Suzuki, Y. et al., Nucleic Acids res. 30: 328, 2002), today, Standard materials can be made. If these standard substances are mixed and used as a pool, in principle, the detection value of the component that hybridizes to all probes mounted on the microarray etc. is standardized, and this is corrected to determine the absolute amount. Is possible.

次に、標準物質として合成オリゴヌクレオチドを使用する実施態様の一例について説明する。   Next, an example of an embodiment using a synthetic oligonucleotide as a standard substance will be described.

(1)オリゴヌクレオチドの合成
プローブの塩基配列(既知)に相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドを合成する。合成オリゴヌクレオチドは、プローブの塩基配列(既知)に相補的な配列すべてを含んでいてもよいし、プローブにハイブリダイズする限り、前記相補的な配列の一部のみを含むものであってもよい。合成オリゴヌクレオチドの長さは、通常は70mer以下、好ましくは25乃至50merである。合成は、アミダイド試薬を用いた公知の方法で行えばよい。
(1) Synthesis of oligonucleotide An oligonucleotide having a sequence complementary to the base sequence (known) of the probe is synthesized. The synthetic oligonucleotide may contain all of the sequence complementary to the base sequence (known) of the probe, or may contain only part of the complementary sequence as long as it hybridizes to the probe. . The length of the synthetic oligonucleotide is usually 70 mer or less, preferably 25 to 50 mer. The synthesis may be performed by a known method using an amidite reagent.

オリゴヌクレオチドには、合成の際に標識(例えばアイソトープ標識)を組み込むか、又は、合成が終了した後に、リンカーを介してCy5などの色素を直接共有結合させるか、又は末端にリンカーを介して標識となる物質(例えばビオチン)を結合させる(N.D. Sinha, S. Striepeke: in Oligonucleotides and Analogues [F. Eckstein ed., Oxford University Press (1991) p.p. 185-210])。   The oligonucleotide incorporates a label (for example, isotope label) during synthesis, or after the synthesis is completed, a dye such as Cy5 is directly covalently bonded via a linker, or is labeled via a linker at the end. (ND Sinha, S. Striepeke: in Oligonucleotides and Analogues [F. Eckstein ed., Oxford University Press (1991) pp 185-210]).

(2)標準試料の調製
オリゴヌクレオチドの濃度が異なる一連の標準試料を調製する。複数種のオリゴヌクレオチドを含むプール標準試料を用いる場合には、オリゴヌクレオチド種ごとに濃度が既知の溶液を一定の比率で混合した後、段階希釈を行う。
(2) Preparation of standard samples A series of standard samples having different oligonucleotide concentrations are prepared. When a pool standard sample containing a plurality of types of oligonucleotides is used, a solution having a known concentration is mixed for each oligonucleotide type at a certain ratio, and then serial dilution is performed.

(3)検量線の作成
濃度が異なる標準試料のそれぞれを用いて、オリゴヌクレオチドをマイクロアレイ上のプローブとハイブリダイズさせ、シグナルを検出し、そのシグナル強度をオリゴヌクレオチド濃度に対してプロットして検量線を作成する。
(3) Preparation of calibration curve Using each of the standard samples with different concentrations, the oligonucleotide is hybridized with the probe on the microarray, the signal is detected, and the signal intensity is plotted against the oligonucleotide concentration. Create

以下の工程、即ち、被検試料からaRNAを調製してそのaRNAを含有するaRNA被検試料を得る工程、aRNAを断片化する工程(A−ii)、標準試料中のオリゴヌクレオチドと、工程(A−ii)で得られた断片を、各々、プローブとハイブリダイズさせる工程(B)、標準物質であるオリゴヌクレオチドとプローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(i)と、被検試料に由来する断片とプローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(ii)とを測定する工程(C)、及び、シグナル強度(i)とシグナル強度(ii)とを比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(D)は、基本的に、標準物質として完全長aRNAを用いる実施態様と同様である。   The following steps: a step of preparing aRNA from a test sample and obtaining an aRNA test sample containing the aRNA, a step of fragmenting aRNA (A-ii), an oligonucleotide in a standard sample, and a step ( The step (B) in which the fragments obtained in A-ii) are each hybridized with the probe, the signal intensity (i) based on the hybridization between the standard oligonucleotide and the probe, and the test sample The step (C) of measuring the signal intensity (ii) based on the hybridization between the fragment and the probe, and comparing the signal intensity (i) with the signal intensity (ii), thereby aRNA in the aRNA test sample The step (D) of calculating the absolute amount of is basically the same as in the embodiment using full-length aRNA as a standard substance.

本発明の目的遺伝子のmRNAの定量方法は、前記プローブが本来測定対象としている遺伝子以外の遺伝子を目的遺伝子とするクロスハイブリダイゼーションの測定にも適用できる。   The method for quantifying mRNA of a target gene of the present invention can also be applied to measurement of cross-hybridization using a gene other than the gene that is originally the measurement target of the probe as a target gene.

換言すれば、本発明はまた、プローブと、該プローブが対象とする遺伝子以外の被検遺伝子に由来する核酸とのクロスハイブリダイゼーションを検出する方法であって、オリゴヌクレオチド、例えば該被検遺伝子に対応する完全長aRNAの断片や、該被検遺伝子の配列の一部に対応する合成オリゴヌクレオチドを用いることを特徴とする方法に関する。   In other words, the present invention also provides a method for detecting cross-hybridization between a probe and a nucleic acid derived from a test gene other than the gene targeted by the probe, the oligonucleotide comprising, for example, the test gene. The present invention relates to a method comprising using a corresponding full-length aRNA fragment or a synthetic oligonucleotide corresponding to a part of the sequence of the test gene.

クロスハイブリダイゼーションとは、作製したターゲットをプローブにハイブリダイズさせた際に、該プローブが対象とする遺伝子以外の遺伝子に由来する核酸がプローブと非特異的な二本鎖を形成してしまう現象をいう。ターゲットとプローブの配列の一部に相補的な配列がある場合に起こりやすく、通常、ハイブリダイズや洗浄の条件を厳しくすることでこれを避けるようにしている。   Cross-hybridization is a phenomenon in which when a prepared target is hybridized to a probe, a nucleic acid derived from a gene other than the gene targeted by the probe forms a non-specific double strand with the probe. Say. This is likely to occur when there is a complementary sequence in part of the target and probe sequences, and this is usually avoided by tightening the conditions for hybridization and washing.

通常のマイクロアレイは、目的遺伝子の配列の中から特定の部位を選び、一定の長さ(例えば、25merや50mer)で設計されたオリゴヌクレオチドプローブを搭載している。しかし、このプローブが異なる遺伝子の発現で生じたmRNA由来の変性cDNAやaRNA等またはその一部とクロスハイブリダイズする可能性が、常に排除されているわけではない。特に変性cDNAをプローブに用いた場合には、この問題は深刻である。標準物質は、この問題の検定にも用いることができる。例えば、使用するマイクロアレイ等に対して、被検遺伝子に対応する完全長aRNAを断片化してなる断片化aRNAを反応させた場合、対応するプローブ以外に該断片化aRNAとハイブリダイズするプローブがあるときには、これを検出することができる。この方法は、クロスハイブリダイゼーションをモニターするだけでなく、その遺伝子の発現によるmRNAのみを検出し、他の遺伝子の発現によるmRNAを検出しない最適なプローブの設計にも応用できる。また、この方法により、異なる実験者間で食い違うデータが出た時、プローブの差異による影響の有無を判断することができる。   A normal microarray selects a specific site from the sequence of a target gene and carries an oligonucleotide probe designed with a certain length (for example, 25 mer or 50 mer). However, the possibility that this probe cross-hybridizes with mRNA-derived denatured cDNA or aRNA produced by the expression of different genes or a part thereof is not always excluded. This problem is particularly serious when denatured cDNA is used as a probe. Standards can also be used to test this problem. For example, when a fragmented aRNA obtained by fragmenting a full-length aRNA corresponding to a test gene is reacted with a microarray to be used, when there is a probe that hybridizes with the fragmented aRNA in addition to the corresponding probe This can be detected. This method can be applied not only to monitor cross-hybridization but also to the design of an optimal probe that detects only mRNA due to expression of the gene and does not detect mRNA due to expression of other genes. Also, by this method, when data that differs between different experimenters is obtained, it is possible to determine whether or not there is an influence due to the difference in the probe.

さらに、本発明は、核酸関連物質であるプローブが固定されたマイクロアレイのロット間で、又は、商品間で、それらのマイクロアレイを用いて測定された測定値を比較する方法であって、前記プローブに、検出対象であり且つ核酸関連物質であるターゲットをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度を測定する工程を含み、ここにおいて、測定の目的である遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを前記ターゲットとして既知量含有する試料を用いて前記シグナル強度の測定を行い、マイクロアレイのロット間で、又は、商品間で、測定値を比較することを特徴とする、前記方法にも関する。   Furthermore, the present invention is a method for comparing measured values measured using microarrays between lots of microarrays to which probes that are nucleic acid-related substances are immobilized or between commodities. And a step of hybridizing a target that is a detection target and a nucleic acid-related substance, and measuring a signal intensity based on the hybridization reaction, wherein the probe corresponds to a part of a gene that is the object of measurement and the probe The signal intensity is measured using a sample containing a known amount of an oligonucleotide containing a sequence that hybridizes to the target as the target, and the measured values are compared between lots of microarrays or between products. And also to the method.

前記オリゴヌクレオチドが、前記目的遺伝子に対応する完全長aRNAの断片であり、当該完全長aRNAの量が既知である場合には、この方法は、目的遺伝子を同じくするすべての商品間での感度の相違等の検証に使用することが出来る。   When the oligonucleotide is a fragment of full-length aRNA corresponding to the target gene and the amount of the full-length aRNA is known, this method can be used for sensitivity between all products having the same target gene. It can be used to verify differences.

前記オリゴヌクレオチドが合成オリゴヌクレオチドである場合には、同じ商品のロット間の差異の検定や、固定されているプローブが同様又はほぼ同様である商品間における感度の相違等の検証に使用することが出来る。   When the oligonucleotide is a synthetic oligonucleotide, it may be used for verification of differences between lots of the same product, verification of sensitivity differences between products with the same or almost the same fixed probe, etc. I can do it.

この方法の実施のための具体的手法は、先に記載した標準物質についてのシグナル強度の測定方法と同様である。   The specific method for carrying out this method is the same as the signal intensity measurement method for the standard substance described above.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明の範囲は実施例の範囲に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, the scope of the present invention is not limited to the range of an Example.

完全長cDNAライブラリから8種類のクローンを選び、これらにつきユニフォーム標識完全長aRNAを調製し、断片化処理することにより、断片化aRNAの希釈系列を作り、検量線を作成した(図3〜5)。   Eight types of clones were selected from the full-length cDNA library, uniform-labeled full-length aRNAs were prepared for these, and fragmented to prepare a dilution series of the fragmented aRNA, and a calibration curve was prepared (FIGS. 3 to 5). .

1.cDNAテンプレートの調製
完全長cDNAを持つプラスミドクローンを常法により調製した(Suzuki, Y. et al., Nucleic Acids res. 30:328, 2002)。検量線作成のために8種類、マイクロアレイ間の誤差補正のために1種類、計9種類の完全長cDNAを入手した。このために、pSPORT1プラスミドにクローニングされたそれぞれのcDNAを、共通のプライマーを用いてPCR増幅に供した(このプラスミドには、アンチセンス鎖を増幅する方向にSP6プロモータ配列が入っている)。PCRテンプレート(この場合は上記のプラスミド)の量が反応液中で1μg未満となるように希釈し、DNAポリメラーゼTakara ExTaq(TaKaRa CodePR001A)を用い、トータル反応液量100μlの条件下でPCR反応を実施した。予めPCRテンプレートを除くPCR反応液を調製しておき、そこに1μlのPCRテンプレート溶液を加えることで反応を開始した。PCRは、96℃で5分間加熱後、96℃15秒、53℃15秒、72℃2分を35サイクル繰り返し、最後に72℃2分のインキュベートの後、4℃に放置し、反応を完成させた。
1. Preparation of cDNA Template A plasmid clone having a full-length cDNA was prepared by a conventional method (Suzuki, Y. et al., Nucleic Acids res. 30: 328, 2002). A total of 9 types of full-length cDNAs were obtained, 8 types for preparing calibration curves and 1 type for correcting errors between microarrays. For this purpose, each cDNA cloned into the pSPORT1 plasmid was subjected to PCR amplification using a common primer (this plasmid contains the SP6 promoter sequence in the direction of amplification of the antisense strand). The PCR template (in this case, the above plasmid) is diluted so that the amount in the reaction solution is less than 1 μg, and the PCR reaction is performed using DNA polymerase Takara ExTaq (TaKaRa CodePR001A) under the conditions of a total reaction solution amount of 100 μl. did. A PCR reaction solution excluding the PCR template was prepared in advance, and the reaction was started by adding 1 μl of the PCR template solution thereto. In PCR, after heating at 96 ° C for 5 minutes, repeat 35 cycles of 96 ° C for 15 seconds, 53 ° C for 15 seconds, 72 ° C for 2 minutes, and finally incubate at 72 ° C for 2 minutes, then leave at 4 ° C to complete the reaction. I let you.

2.PCR産物の精製
PCR産物は、QIAquick PCR Purification Kit(キアゲン社)を用い、プロトコールに従って精製した。精製には遠心法を用い、50μlの蒸留水で溶出した。この生成物を、次のRNAポリメラーゼによる完全長aRNA合成用の完全長cDNAテンプレートとして使用した。
2. Purification of PCR product The PCR product was purified using a QIAquick PCR Purification Kit (Qiagen) according to the protocol. For purification, centrifugation was performed and eluted with 50 μl of distilled water. This product was used as a full-length cDNA template for subsequent full-length aRNA synthesis by RNA polymerase.

3.SP6 RNAポリメラーゼによる完全長aRNA(標準物質)の合成
精製した完全長cDNAをテンプレートとし、タカラバイオ株式会社のSP6 RNA Polymerase(TaKaRa Code2520A)を用いて完全長aRNAの合成を行った。テンプレートDNAは100〜300ng、SP6 RNA polymeraseは50Uとし、トータル反応液量20μlで37℃で2時間インキュベートした後、DNase Iを添加しさらに30分間インキュベートした。本実施例では、ユニフォーム標識完全長aRNAを得る目的で、RNAポリメラーゼによる合成反応中にアミノアリルUTPを加えた。反応生成物をカラム(Ambion社aRNA Filter Cartridge)で精製した。この完全長aRNAを含む溶液をBeckman Coulter DU Spectrophotometer DU80に供し、紫外部の吸収曲線を得、230nm、260nm、290nmにおける吸光度の比より核酸の純度を検定し、その260nmの吸光度から完全長aRNAの濃度を決定した。また、必要に応じて電気泳動(Agilent社2100Bioanalyzer)により低分子量核酸合成基質の混入が無いことを確認した。
3. Synthesis of full-length aRNA (standard substance) by SP6 RNA polymerase Using purified full-length cDNA as a template, full-length aRNA was synthesized using SP6 RNA Polymerase (TaKaRa Code 2520A) manufactured by Takara Bio Inc. The template DNA was 100 to 300 ng, the SP6 RNA polymerase was 50 U, the total reaction volume was 20 μl, incubated at 37 ° C. for 2 hours, DNase I was added, and the mixture was further incubated for 30 minutes. In this example, aminoallyl UTP was added during the synthesis reaction with RNA polymerase for the purpose of obtaining uniform-labeled full-length aRNA. The reaction product was purified with a column (Ambion aRNA Filter Cartridge). The solution containing this full-length aRNA was subjected to a Beckman Coulter DU Spectrophotometer DU80, an ultraviolet absorption curve was obtained, and the purity of the nucleic acid was assayed from the ratio of absorbance at 230 nm, 260 nm, and 290 nm. The concentration was determined. Further, it was confirmed by electrophoresis (Agilent 2100 Bioanalyzer) that there was no contamination with a low molecular weight nucleic acid synthesis substrate as necessary.

4.標準物質(完全長aRNA)の断片化
得られたユニフォーム標識完全長aRNAを、Mg2+分解緩衝液(40mM Tris−acetate,pH8.2,100mM KOAc,30mM MgOAc)により切断した後、Shrimp Alkaline Phosphatase(SAP;USB Corp)を用いて脱リン酸化した(Cole, K. et al., Nucleic Acids res. 32,e86 (2004))。
4). Fragmentation of standard substance (full length aRNA) The resulting uniform labeled full length aRNA was cleaved with Mg 2+ degradation buffer (40 mM Tris-acetate, pH 8.2, 100 mM KOAc, 30 mM MgOAc), and then Shrimp Alkaline Phosphatase ( It was dephosphorylated using SAP (USB Corp) (Cole, K. et al., Nucleic Acids res. 32, e86 (2004)).

5.ユニフォーム標識断片化aRNAまたはユニフォーム標識断片化aRNAプールの作製と希釈
以降、ユニフォーム標識断片化aRNAプールについて行った結果を記載する。8種類の完全長aRNA標準試料から得られた8種類の断片化aRNA標準試料をそれぞれ完全長aRNAを基準に10fmolとなるよう混合し、ユニフォーム標識断片化aRNAプール標準試料とした。このプール標準試料を段階希釈して、1fmol、100amol、50amol、10amolの希釈系列を調製した。
5. The results of the uniform-labeled fragmented aRNA pool after the preparation and dilution of the uniform-labeled fragmented aRNA pool and the uniform-labeled fragmented aRNA pool are described. Eight kinds of fragmented aRNA standard samples obtained from eight kinds of full-length aRNA standard samples were mixed to 10 fmol based on the full-length aRNA, respectively, to obtain uniform-labeled fragmented aRNA pool standard samples. This pool standard sample was serially diluted to prepare dilution series of 1 fmol, 100 amol, 50 amol, and 10 amol.

6.ハイブリダイゼーションおよび洗浄
上記5段階希釈のプール標準試料それぞれを、AceGene Human Oligo Chip 30K one chip version(日立ソフトウェアエンジニアリング株式会社/DNAチップ研究所)に供し、プロトコールにそってハイブリダイゼーションおよび洗浄を行った。色素に基づくシグナル強度をScanArray 4000で読み込み、DNASIS Array(日立ソフトウェアエンジニアリング株式会社)で数値化した。
6). Hybridization and Washing Each of the above-mentioned 5-step diluted pool standard samples was subjected to AceGene Human Oligo Chip 30K one chip version (Hitachi Software Engineering Co., Ltd./DNA chip laboratory), and hybridization and washing were performed according to the protocol. The signal intensity based on the dye was read with ScanArray 4000 and digitized with DNASIS Array (Hitachi Software Engineering Co., Ltd.).

7.検量線の作成
各遺伝子に対応する各濃度の標準試料について、完全長aRNAの濃度に対して、シグナル強度をプロットしてグラフ化することにより、検量線を作成した(図4)。
7). Preparation of calibration curve A standard curve was created by plotting the signal intensity against the concentration of the full-length aRNA and plotting it for each standard sample corresponding to each gene (FIG. 4).

8.ハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の標準化
被検試料からmRNAを抽出し、cDNAの合成、aRNAの合成、続いて、断片化、ハイブリダイゼーションおよびシグナル強度の検出等を上記標準物質に対するプロトコールと同様のプロトコールで実施した。そして、各遺伝子について、断片化aRNAがプローブにハイブリダイズしたことに基づくシグナル強度を検出し、上記で得られた検量線から、被検試料から調製したaRNAの濃度の絶対値を求めた(図5および6)。
8). Standardization of signal intensity based on hybridization Extract mRNA from a test sample, and synthesize cDNA, aRNA, then fragmentation, hybridization, detection of signal intensity, etc. using the same protocol as the protocol for the above standard. Carried out. For each gene, the signal intensity based on the hybridization of the fragmented aRNA to the probe was detected, and the absolute value of the concentration of the aRNA prepared from the test sample was determined from the calibration curve obtained above (Fig. 5 and 6).

被検試料としては、Ambion社より下記の物質を購入して使用した。試料名Liver Carcinoma(HepG2:ヒト肝がん由来培養細胞Total RNA)カタログ番号7848。得られた測定値については、Qiagen社のQRT−PCRキットを用いSybr Green法で正しいことを確かめた。   As test samples, the following substances were purchased from Ambion and used. Sample name Liver Carcinoma (HepG2: cultured cell total RNA derived from human liver cancer) catalog number 7848. The obtained measured values were confirmed to be correct by the Sybr Green method using a Qiagen QRT-PCR kit.

3種類の合成オリゴヌクレオチドを含むプール標準試料について、濃度の希釈系列を作り、検量線を作成した。
(1)オリゴヌクレオチドの合成
グリセルアルデヒド−3−ホスフェート デヒドロゲナーゼ(GAPD)、パラオキソナーゼ 2(PON2)、及びシグナル シークエンス レセプター デルタ(SSR4)の遺伝子各々について、それらの一部の配列に対応するオリゴヌクレオチドを合成した。
For a pool standard sample containing three kinds of synthetic oligonucleotides, a dilution series of concentrations was prepared and a calibration curve was prepared.
(1) Oligonucleotide synthesis For each of the genes of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPD), paraoxonase 2 (PON2), and signal sequence receptor delta (SSR4), oligos corresponding to the partial sequences thereof Nucleotides were synthesized.

それらの配列は、次のとおりである。
GAPDオリゴヌクレオチド(AS−GAPDH):CACCACCTGGAGTACCGGGTGTACCGGAGG(配列番号1)
PON2オリゴヌクレオチド(AS−PON2):GTAAAGATACGGTGTTTACTGGTGATGAAG(配列番号2)
SSR4オリゴヌクレオチド(AS−SSR4):TAGCCGGAACACTAGATGATGAACCGGAAG(配列番号3)
具体的には、シグマジェノシス社開発のAbacus(自動合成機)を用い、そのプロトコールに従って、オリゴヌクレオチドを合成し、精製した。
Their sequences are as follows:
GAPD oligonucleotide (AS-GAPDH): CACCACCTGGAGTACCGGGTGTACCGGAGG (SEQ ID NO: 1)
PON2 oligonucleotide (AS-PON2): GTAAGATATACGGTGTTTACTGGTGATGAAG (SEQ ID NO: 2)
SSR4 oligonucleotide (AS-SSR4): TAGCCGGAACACTAGATGATGGAACCGGAAG (SEQ ID NO: 3)
Specifically, oligonucleotides were synthesized and purified according to the protocol using Abacas (automatic synthesizer) developed by Sigma Genosys.

合成後のオリゴヌクレオチドに、N.D. Sinha, S. Striepeke: in Oligonucleotides and Analogues [F. Eckstein ed., Oxford University Press (1991) p.p. 185-210]に記載の方法に従い、Cy3を結合させた。   Cy3 was bound to the synthesized oligonucleotide according to the method described in N.D. Sinha, S. Striepeke: in Oligonucleotides and Analogues [F. Eckstein ed., Oxford University Press (1991) p.p. 185-210].

(2)希釈系列の作製
上記3種のオリゴヌクレオチドを、各々500pM濃度で含有する混合物(塩化ナトリウム−クエン酸ナトリウム緩衝液)を調製した。それを希釈し、3種のオリゴヌクレオチドを、各々50pM濃度、5pM濃度、0.5pMで含有する混合物を調製した。調製したオリゴヌクレオチド混合物のそれぞれに、チップ間標準化対照として、ラクテート デヒドロゲナーゼ B(LDHB)の遺伝子の一部に対応するオリゴヌクレオチドを、50pM濃度となるように添加した。なお、LDHBオリゴヌクレオチドの配列は、以下のとおりである。
LDHBオリゴヌクレオチド(AS−LDHB):CTTCGATTTCCTACTACTCCAACGAGTCGA(配列番号4)
(2) Preparation of dilution series A mixture (sodium chloride-sodium citrate buffer) containing the above three kinds of oligonucleotides at a concentration of 500 pM was prepared. It was diluted to prepare a mixture containing the three oligonucleotides at a concentration of 50 pM, 5 pM and 0.5 pM, respectively. To each of the prepared oligonucleotide mixtures, as an interchip standardization control, an oligonucleotide corresponding to a part of the gene for lactate dehydrogenase B (LDHB) was added to a concentration of 50 pM. The sequence of the LDHB oligonucleotide is as follows.
LDHB oligonucleotide (AS-LDHB): CTTCGATTTCTACACTACTCACAGAGGTCGA (SEQ ID NO: 4)

(3)測定
(2)で作製した混合物の各々をAceGene Human Oligo Chip 30K one chip version(日立ソフトウェアエンジニアリング株式会社/株式会社DNAチップ研究所)に供し、そのプロトコールに従って、ハイブリダイゼーション及び洗浄を行った。次いで、プローブと結合して洗浄後も基板上に残っているCy3の量を測定した。
以上の操作の概要は、図7に示した。
(3) Measurement Each of the mixtures prepared in (2) was subjected to AceGene Human Oligo Chip 30K one chip version (Hitachi Software Engineering Co., Ltd./DNA Chip Research Laboratories), and hybridization and washing were performed according to the protocol. . Next, the amount of Cy3 remaining on the substrate after washing by binding to the probe was measured.
The outline of the above operation is shown in FIG.

(4)検量線の作成
各オリゴヌクレオチドについて、濃度に対してシグナル強度をプロットすることにより、検量線を作成した。結果を図8に示す。
(4) Creation of calibration curve A calibration curve was created by plotting signal intensity against concentration for each oligonucleotide. The results are shown in FIG.

以上のように、マイクロアレイに固定されているプローブの塩基配列が既知である場合には、その配列に相補的な配列を有する合成オリゴヌクレオチドを標準物質として用いて検量線を作成することが出来、その検量線に基づき、被検試料中の目的遺伝子のmRNAを定量することが出来る。   As described above, when the base sequence of the probe fixed to the microarray is known, a calibration curve can be created using a synthetic oligonucleotide having a sequence complementary to that sequence as a standard substance, Based on the calibration curve, the mRNA of the target gene in the test sample can be quantified.

現在実用に供されているマイクロアレイの総数は100万枚/年に近いと想定されている。これらのマイクロアレイを用いて得られたデータの過半数は、その使用条件を確認した上で、標識物質として完全長aRNAを用いたモニタリングによって、絶対値に補正することができる。その補正された値(絶対値)は、相互比較に供することができる。   The total number of microarrays currently in practical use is assumed to be close to 1 million / year. The majority of the data obtained using these microarrays can be corrected to absolute values by monitoring using full-length aRNA as a labeling substance after confirming the use conditions. The corrected value (absolute value) can be used for mutual comparison.

また、近年においては、マイクロアレイ上のプローブの塩基配列が公開されている場合も多い。そのようにプローブの塩基配列が既知の場合には、当該塩基配列に相補的な配列を有する合成オリゴヌクレオチドを用いれば、簡便に測定値を絶対値に補正することができる。   In recent years, the base sequences of probes on a microarray are often published. Thus, when the base sequence of the probe is known, the measured value can be easily corrected to an absolute value by using a synthetic oligonucleotide having a sequence complementary to the base sequence.

ユニフォーム標識完全長aRNAおよび断片化aRNAの合成方法を示す。A method for synthesizing uniform-labeled full-length aRNA and fragmented aRNA is shown. 完全長aRNAおよび末端標識断片化aRNAの合成方法を示す。A method for synthesizing full-length aRNA and end-labeled fragmented aRNA is shown. 標準物質を用いて検量線を作成する手順を示す。The procedure for creating a calibration curve using a standard substance is shown. 各遺伝子について、実施例1で作製した標準物質を用いた検量線を示す。A calibration curve using the standard substance prepared in Example 1 is shown for each gene. 図4の検量線を用いた、ハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度の標準化方法を示す。5 shows a standardization method of signal intensity based on hybridization using the calibration curve of FIG. 検量線に基づいて求めた、aRNA被検試料におけるaRNA濃度の絶対値を示す。The absolute value of the aRNA concentration in the aRNA test sample obtained based on the calibration curve is shown. 標準物質として合成オリゴヌクレオチドを使用する場合の測定方法の概略を示す。An outline of a measurement method when a synthetic oligonucleotide is used as a standard substance is shown. 各合成オリゴヌクレオチドを標準物質として用いた場合の検量線を示す。A calibration curve when each synthetic oligonucleotide is used as a standard substance is shown.

Claims (10)

担体に固定された核酸関連物質であるプローブと、検出対象であり且つ核酸関連物質であるターゲットとをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度を測定することにより、被検試料中で発現している目的遺伝子のmRNAを定量するに際し、前記被検試料についての前記ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度の測定に加え、前記ターゲットとして、前記目的遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを既知量加えて反応させ、前記シグナル強度の測定を行うことにより、前記被検試料中の目的遺伝子のmRNA量を補正して定量することを特徴とする目的遺伝子のmRNAの定量方法。   It is expressed in a test sample by hybridizing a probe, which is a nucleic acid-related substance immobilized on a carrier, with a target, which is a detection target and a nucleic acid-related substance, and measuring the signal intensity based on the hybridization reaction. In quantifying the mRNA of the target gene being used, in addition to measuring the signal intensity based on the hybridization reaction for the test sample, the target corresponds to a part of the target gene and hybridizes to the probe. A target gene mRNA characterized by correcting and quantifying the mRNA amount of the target gene in the test sample by adding a known amount of an oligonucleotide containing the sequence to be reacted and measuring the signal intensity Quantification method. 前記オリゴヌクレオチドが、前記目的遺伝子に対応する完全長aRNAの断片であり、当該完全長aRNAの量が既知である、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the oligonucleotide is a fragment of full-length aRNA corresponding to the target gene, and the amount of the full-length aRNA is known. 完全長aRNAを含む標準試料であって、当該完全長aRNAの含有量が既知である標準試料と、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料とを、各々、同一の方法で処理してaRNAを断片化する工程(a)、双方の試料各々について、工程(a)で得られた断片を前記プローブとハイブリダイズさせる工程(b)、双方の試料各々について、前記断片と前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度を測定する工程(c)、及び、双方の試料各々について得られたシグナル強度を比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(d)を含む、請求項2に記載の方法。   A standard sample containing a full-length aRNA, the standard sample having a known content of the full-length aRNA, and an aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample are each treated in the same manner. Step (a) for fragmenting aRNA, for each of both samples, step (b) for hybridizing the fragment obtained in step (a) with the probe, for both samples, the fragment and the probe A step (c) of measuring a signal intensity based on hybridization with, and a step of calculating an absolute amount of aRNA in the aRNA test sample by comparing the signal intensities obtained for both samples (d) 3. The method of claim 2, comprising: 前記オリゴヌクレオチドが合成オリゴヌクレオチドである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the oligonucleotide is a synthetic oligonucleotide. 前記オリゴヌクレオチドを含む標準試料であって、当該オリゴヌクレオチドの含有量が既知である標準試料を用意する工程(A−i)、被検試料から調製したaRNAを含有するaRNA被検試料を処理してaRNAを断片化する工程(A−ii)、工程(A−i)で用意された標準試料中のオリゴヌクレオチドと、工程(A−ii)で得られた断片を、各々、前記プローブとハイブリダイズさせる工程(B)、前記オリゴヌクレオチドと前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(i)と、前記断片と前記プローブとのハイブリダイゼーションに基づくシグナル強度(ii)とを測定する工程(C)、及び、シグナル強度(i)とシグナル強度(ii)とを比較することにより、aRNA被検試料中のaRNAの絶対量を算出する工程(D)を含む、請求項4に記載の方法。   A step of preparing a standard sample containing the oligonucleotide and having a known content of the oligonucleotide (A-i), and processing an aRNA test sample containing aRNA prepared from the test sample The aRNA fragmentation step (A-ii) and the oligonucleotide in the standard sample prepared in step (Ai) and the fragment obtained in step (A-ii) are each hybridized with the probe. Step (B) for making soybean, step (C) for measuring signal intensity (i) based on hybridization between the oligonucleotide and the probe, and signal intensity (ii) based on hybridization between the fragment and the probe (C) And by comparing the signal intensity (i) and the signal intensity (ii), the absolute value of aRNA in the aRNA test sample Calculating a containing (D), The method of claim 4. 前記プローブがマイクロアレイ上のプローブである、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the probe is a probe on a microarray. 前記プローブが本来測定対象としている遺伝子以外の遺伝子を目的遺伝子とするクロスハイブリダイゼーションの測定である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the probe is a cross-hybridization measurement using a gene other than a gene originally intended for measurement as a target gene. 核酸関連物質であるプローブが固定されたマイクロアレイのロット間で、又は、商品間で、それらのマイクロアレイを用いて測定された測定値を比較する方法であって、前記プローブに、検出対象であり且つ核酸関連物質であるターゲットをハイブリダイズさせ、当該ハイブリダイゼーション反応に基づくシグナル強度を測定する工程を含み、ここにおいて、測定の目的である遺伝子の一部に対応し且つ前記プローブにハイブリダイズする配列を含むオリゴヌクレオチドを前記ターゲットとして既知量含有する試料を用いて前記シグナル強度の測定を行い、マイクロアレイのロット間で、又は、商品間で、測定値を比較することを特徴とする、前記方法。   A method of comparing measured values measured using microarrays between microarray lots to which probes, which are nucleic acid-related substances, are immobilized, or between commodities, wherein the probe is a detection target and A step of hybridizing a target, which is a nucleic acid-related substance, and measuring a signal intensity based on the hybridization reaction, wherein a sequence corresponding to a part of a gene to be measured and hybridized to the probe The method, wherein the signal intensity is measured using a sample containing a known amount of an oligonucleotide containing the target as the target, and the measured values are compared between lots of microarrays or between commodities. 前記オリゴヌクレオチドが、前記目的遺伝子に対応する完全長aRNAの断片であり、当該完全長aRNAの量が既知である、請求項8に記載の方法。   The method according to claim 8, wherein the oligonucleotide is a fragment of full-length aRNA corresponding to the target gene, and the amount of the full-length aRNA is known. 前記オリゴヌクレオチドが合成オリゴヌクレオチドである、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the oligonucleotide is a synthetic oligonucleotide.
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