JP2007330104A - Method for elongating dna chain and array for elongating dna chain - Google Patents

Method for elongating dna chain and array for elongating dna chain Download PDF

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兼久 横山
Kentaro Fujimoto
健太郎 藤本
Susumu Saito
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for elongating a DNA chain with high elongating reaction efficiency of the DNA chain on a substrate. <P>SOLUTION: The method for elongating the DNA chain is carried out as follows. A primer for elongating the DNA is immobilized on a substrate surface having a hydrophilic polymer component and a functional group for immobilizing the DNA chain on the surface and a solution containing a nucleic acid chain to be a template having a desired sequence, a nucleotide monomer and a DNA elongation enzyme is fed to the substrate surface. A treatment, as necessary, is carried out at a temperature for thermally denaturing the DNA chain and an elongating reaction of the primer DNA chain is then conducted at a temperature for carrying out an annealing treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プライマーDNA鎖を所定の基体表面に固定化してDNA鎖を伸長するDNA鎖伸長方法およびDNA鎖伸長用アレイに関する。   The present invention relates to a DNA chain extension method and a DNA chain extension array in which a primer DNA chain is immobilized on a predetermined substrate surface to extend the DNA chain.

非特許文献1には、所定のアミノ−シラン試薬を用いて修飾されたガラス基板の表面に、プライマーとなるDNA鎖を共有結合させたDNAマイクロアレイにて固相PCR(Polymerase Chain Reaction)によるDNA増幅を行う技術が開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses DNA amplification by solid-phase PCR (Polymerase Chain Reaction) using a DNA microarray in which a DNA strand as a primer is covalently bonded to the surface of a glass substrate modified with a predetermined amino-silane reagent. Techniques for performing are disclosed.

また、非特許文献2には、ガラス基板の代わりにポリ(メチルメタクリレート)を用いて、表面にDNA断片を固定化させたDNAマイクロアレイを用いて、所定のDNA鎖とのハイブリッド特性およびPCR様環境下における熱安定性が評価されており、新規のPCR技術に適用できるデバイスの可能性を示唆する記載がなされている。
Adessi, Celine et al, “Solid phase DNA amplification: Characterisation of primer attachment and amplification mechanisms”, Nucleic Acids Research, 2000, Vol. 20, No. 20, e87 Fixe, F. et al, “Functionalization of poly(methyl methacrylate) (PMMA) as a substrate for DNA microarrays”, Nucleic Acids Research, 2004, January 12, Vol. 32, No.1, e9
Non-Patent Document 2 describes a hybrid property with a predetermined DNA strand and a PCR-like environment using a DNA microarray in which DNA fragments are immobilized on the surface using poly (methyl methacrylate) instead of a glass substrate. The thermostability below has been evaluated, and a description suggesting the possibility of a device that can be applied to a novel PCR technique has been made.
Adessi, Celine et al, “Solid phase DNA amplification: Characterisation of primer attachment and amplification mechanisms”, Nucleic Acids Research, 2000, Vol. 20, No. 20, e87 Fixe, F. et al, “Functionalization of poly (methyl methacrylate) (PMMA) as a substrate for DNA microarrays”, Nucleic Acids Research, 2004, January 12, Vol. 32, No.1, e9

本発明者等は、非特許文献1,2などに代表される様々なDNAマイクロアレイを用いてMPEC法(Multiple Primer Extension on a Chip)によるDNA鎖伸長反応を行ったところ、DNAの伸長反応効率が低いこと、DNA鎖を伸長させた後に、熱変性処理を行うと鋳型DNAと共にDNAマイクロアレイ基板に固定したプライマーが脱落するという問題点を見出し、表面に親水性の高分子物質を配した基体を用いることでこの問題を解決して本発明の完成に至った。   The present inventors conducted a DNA chain extension reaction by the MPEC method (Multiple Primer Extension on a Chip) using various DNA microarrays represented by Non-Patent Documents 1 and 2, and the like. When the heat denaturation treatment is performed after extending the DNA strand, the primer fixed to the DNA microarray substrate is removed together with the template DNA, and a substrate with a hydrophilic polymer substance on the surface is used. Thus, this problem was solved and the present invention was completed.

本発明に係るDNA鎖伸長方法は、親水性ポリマー及びDNAを固定する官能基を表面に有する基体に、DNA伸長用のプライマーを固定化させ、所望する配列を有する鋳型DNA断片を含む試料が導入された反応系を、必要に応じてDNA鎖を熱変性する温度まで引き上げた後、アニール処理温度にてDNA鎖の伸長反応を行うことを特徴としている。   In the DNA chain extension method according to the present invention, a sample containing a template DNA fragment having a desired sequence is introduced by immobilizing a primer for DNA extension on a substrate having a hydrophilic polymer and a functional group for immobilizing DNA on the surface. The reaction system thus obtained is raised to a temperature at which the DNA strand is thermally denatured as necessary, and then subjected to an elongation reaction of the DNA strand at an annealing treatment temperature.

即ち、本発明は、
(1)親水性ポリマー成分及びDNA鎖を固定化する官能基を表面に有する基体表面に、DNA伸長用のプライマーを固定化し、所望する配列を有する鋳型となる核酸鎖、ヌクレオチドモノマー、およびDNA伸長酵素を含む溶液を上記基体表面に供給し、必要に応じてDNA鎖を熱変性する温度まで引き上げる処理を行った後、アニール処理する温度で、プライマーDNA鎖の伸長反応を行うことを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(2)前期親水性ポリマー及びDNA鎖を固定する官能基が、網の目状に絡み合ったマトリックスを構成していることを特徴とする(1)のDNA鎖伸長方法、
(3)(1)記載のDNA鎖伸長方法において、DNA鎖を固定化する官能基がアミノ基と反応する官能基であり、プライマーDNA鎖の5’末端にアミノ基を導入し、該アミノ基と官能基が反応し結合することによってプライマーが固定化されていることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(4)(3)記載のDNA鎖伸長方法において、アミノ基と反応する官能基が活性エステル基であるDNA鎖伸長方法、
(5)(1)記載のDNA鎖伸長方法において、前記鋳型となる核酸鎖が、DNA又は
RNAであるDNA鎖の伸長方法、
(6)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記鋳型となる核酸鎖は、所定のRNAを逆転写酵素で処理して得られるcDNA断片であることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(7)(1)記載のDNA鎖伸長方法において、所望する配列を有する鋳型となる核酸鎖、ヌクレオチドモノマー、及びDNA伸長酵素を含む溶液を、予めDNA鎖を熱変性する温度まで引き上げる処理を行うことを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(8)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記DNA鎖伸長反応は、前記反応系の温度を、前記アニール処理温度から前記熱変性処理温度まで徐々に上昇させて行われることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(9)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記DNA鎖伸長反応は、前記反応系の温度を、前記アニール処理温度と前記熱変性処理温度との間の所定の温度に変化させて行われることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(10)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記プライマーは、所定の着目遺伝子の特徴配列を含む塩基配列の一塩基を他の塩基に置き換えたDNA断片鎖であることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(11)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記プライマーは所定数の塩基配列からなり、各々のプライマーは全組合せのそれぞれの配列を有するDNA断片であることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(12)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記ヌクレオチドモノマーの少なくとも一種がラベルされたものであることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(13)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、前記基体が、シリコン、ガラス、金属、グラファイト、又はプラスチック材料からなることを特徴とするDNA鎖伸長方法、
(14)(1)に記載のDNA鎖伸長方法において、基体形状がスライドガラス状、マイクロタイタープレート状又は容器状であるDNA鎖の伸長方法、
(15)親水性ポリマー成分及びDNA鎖を固定化する官能基を表面に有する基体表面に、DNA伸長用のプライマーを固定化したDNA鎖伸長用アレイ、
(16)(15)に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、上記親水性ポリマーおよびDNA鎖を固定する官能基が、網の目状に絡み合ったマトリックスを構成していることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ、
(17)(15)に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記基体が、シリコン、ガラス、金属、グラファイト、又はプラスチック材料からなることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ、
(18)(15)に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記プライマーは、5〜50個の塩基配列からなることを特徴とするDNA鎖伸長用マイクロアレイ、
(19)(15)に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記プライマーが、前記基体表面のDNA鎖を固定化する官能基と共有結合して、基体表面に固定化されることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ、
(20)(15)に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記基体が基板であり、基板には一定の区画内に複数のスポットが設けられており、各スポットにプライマーが固定化されていることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ、
(21)(15)に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記基体が複数のウェルを有するマイクロタイタープレート状基板であり、ウェル表面にプライマーが固定化されていることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ、
である。
That is, the present invention
(1) Immobilization of a primer for DNA extension on a substrate surface having a hydrophilic polymer component and a functional group for immobilizing a DNA chain on the surface, and a nucleic acid chain, nucleotide monomer, and DNA extension serving as a template having a desired sequence A solution containing an enzyme is supplied to the surface of the substrate, and if necessary, a DNA strand is heated up to a temperature for heat denaturation, and then the primer DNA strand is extended at an annealing temperature. DNA chain extension method,
(2) The DNA chain elongation method according to (1), wherein the hydrophilic polymer and the functional group for immobilizing the DNA strand form a matrix entangled in a network,
(3) In the DNA chain extension method according to (1), the functional group for immobilizing the DNA chain is a functional group that reacts with an amino group, an amino group is introduced into the 5 ′ end of the primer DNA chain, and the amino group A DNA chain extending method, wherein a primer is immobilized by reacting and binding with a functional group;
(4) The DNA chain extension method according to (3), wherein the functional group that reacts with an amino group is an active ester group,
(5) The method for extending a DNA chain according to (1), wherein the nucleic acid chain used as the template is DNA or RNA,
(6) The DNA chain extension method according to (1), wherein the nucleic acid chain as the template is a cDNA fragment obtained by treating a predetermined RNA with a reverse transcriptase,
(7) In the DNA chain extension method described in (1), a solution containing a nucleic acid chain, a nucleotide monomer, and a DNA extension enzyme as a template having a desired sequence is preliminarily raised to a temperature at which the DNA chain is thermally denatured. A DNA chain extending method characterized by
(8) In the DNA chain extension method according to (1), the DNA chain extension reaction is performed by gradually increasing the temperature of the reaction system from the annealing temperature to the heat denaturation temperature. A DNA chain extension method,
(9) In the DNA strand extension method according to (1), the DNA strand extension reaction is performed by changing the temperature of the reaction system to a predetermined temperature between the annealing treatment temperature and the heat denaturation treatment temperature. A DNA chain extending method characterized by being performed,
(10) In the DNA chain extension method according to (1), the primer is a DNA fragment chain in which one base of a base sequence including a characteristic sequence of a predetermined gene of interest is replaced with another base. DNA chain extension method,
(11) The DNA chain extension method according to (1), wherein the primer comprises a predetermined number of base sequences, and each primer is a DNA fragment having the respective sequences of all combinations. Method,
(12) The DNA chain extension method according to (1), wherein at least one of the nucleotide monomers is labeled,
(13) The DNA chain extension method according to (1), wherein the substrate is made of silicon, glass, metal, graphite, or a plastic material,
(14) The method for extending a DNA strand according to (1), wherein the substrate has a glass slide shape, a microtiter plate shape or a container shape,
(15) a DNA chain extension array in which a primer for DNA extension is fixed on the surface of a substrate having a hydrophilic polymer component and a functional group for fixing the DNA chain on the surface;
(16) The DNA chain according to (15), wherein the hydrophilic polymer and the functional group for immobilizing the DNA chain form a matrix entangled in a mesh shape. Expansion array,
(17) The DNA chain extension array according to (15), wherein the substrate is made of silicon, glass, metal, graphite, or a plastic material,
(18) The DNA chain extension microarray according to (15), wherein the primer is composed of 5 to 50 base sequences,
(19) The DNA chain extension array according to (15), wherein the primer is covalently bonded to a functional group for immobilizing the DNA strand on the substrate surface and immobilized on the substrate surface. An array for DNA chain elongation,
(20) In the DNA chain extension array according to (15), the base is a substrate, the substrate is provided with a plurality of spots in a fixed section, and a primer is fixed to each spot. An array for extending a DNA chain,
(21) The DNA chain extension array according to (15), wherein the substrate is a microtiter plate-like substrate having a plurality of wells, and a primer is immobilized on the well surface. For arrays,
It is.

本発明によれば、DNAマイクロアレイ上でDNA鎖の伸長反応効率が高く、かつ反応を行って二本鎖にした後に、熱変性処理にてDNAマイクロアレイの基板上で一本鎖DNAを残すことができるようになる。   According to the present invention, the efficiency of the elongation reaction of DNA strands on the DNA microarray is high, and after the reaction is performed to make double strands, the single-stranded DNA is left on the substrate of the DNA microarray by heat denaturation treatment. become able to.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

(第一の実施形態)
図1は、第一の実施形態としてのDNA鎖増幅方法の手順を示すフローチャートである。このDNA鎖増幅方法は、親水性ポリマー及びDNAを固定化する官能基を表面に有する基体に、DNA伸長用のプライマー(以下、「プライマー」という)を固定化させ(ステップS10)、所望する配列を有する鋳型となる核酸鎖、ヌクレオチドモノマー、およびDNA伸長酵素を含む試料が導入された反応系を、DNA鎖を必要に応じて熱変性する温度まで引き上げ(ステップS30)、この反応系の温度をアニール処理する温度まで下げ(ステップS40)、当該反応系でDNA鎖の伸長反応を行い(ステップS50)、DNA鎖の熱変性処理を行って(ステップS60)、必要に応じてDNA鎖のアニール処理、伸長反応および熱変性処理を行う(ステップS40〜ステップS60の繰り返し)ものである。
鋳型となる核酸鎖、ヌクレオチドモノマーおよびDNA伸長酵素を含む溶液を調製後、熱変性処理まで加温してから基体表面に溶液を供給しても良く、この場合は、溶液を基体表面に供給したすぐ後の熱変性温度までの温度の引き上げは不要となる。

ステップS10では、図2に示したように、基板12の表面にDNA伸長用のプライマー14を固定させる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a flowchart showing the procedure of the DNA strand amplification method as the first embodiment. In this DNA strand amplification method, a primer for DNA extension (hereinafter referred to as “primer”) is immobilized on a substrate having a hydrophilic polymer and a functional group for immobilizing DNA on the surface (step S10), and a desired sequence. The reaction system in which a sample containing a nucleic acid chain, a nucleotide monomer, and a DNA extender as a template having a DNA is introduced is raised to a temperature at which the DNA chain is thermally denatured as necessary (step S30), and the temperature of this reaction system is increased. The temperature is lowered to the annealing temperature (step S40), the DNA strand is elongated in the reaction system (step S50), the DNA strand is thermally denatured (step S60), and the DNA strand is annealed as necessary. The extension reaction and the heat denaturation treatment are performed (repeating step S40 to step S60).
After preparing a solution containing a nucleic acid chain, a nucleotide monomer and a DNA extension enzyme as a template, the solution may be supplied to the substrate surface after heating until heat denaturation treatment. In this case, the solution was supplied to the substrate surface. It is not necessary to raise the temperature to the heat denaturation temperature immediately after.

In step S10, as shown in FIG. 2, the primer 14 for DNA extension is fixed to the surface of the substrate 12.

ここで使用される基体に表面には、親水性ポリマー成分、及びDNA鎖を固定化させるための官能基が存在するようになっている。親水性ポリマー成分およびDNA鎖を固定化させる官能基は、親水性ポリマー成分が互いに架橋しあうことにより、渾然一体となるマトリックスを形成し、マトリックス内にDNA鎖を固定化する官能基が一様に導入されている構造をとることが望ましい。マトリックスを形成することにより、基体表面の親水性環境を一様に保つことが出来、DNA伸長反応環境バラつきを抑制することが出来る。   The substrate used here has a hydrophilic polymer component and a functional group for immobilizing the DNA strand on the surface. The functional group that immobilizes the hydrophilic polymer component and the DNA strand forms a matrix that is naturally united by cross-linking the hydrophilic polymer component with each other, and the functional group that immobilizes the DNA strand within the matrix is uniform. It is desirable to adopt the structure introduced in By forming the matrix, the hydrophilic environment on the substrate surface can be kept uniform, and variations in the DNA elongation reaction environment can be suppressed.

親水性ポリマー成分はDNA鎖の非特異的吸着の抑制および、DNA鎖伸長反応におけるDNA伸長酵素の吸着を抑制することにより、DNA伸長酵素のDNA鎖伸長反応に適した環境を提供する役割を果たす。   The hydrophilic polymer component plays a role of providing an environment suitable for the DNA chain elongation reaction of the DNA elongation enzyme by inhibiting nonspecific adsorption of the DNA strand and inhibiting the adsorption of the DNA elongation enzyme in the DNA chain elongation reaction. .

次に、DNA鎖を固定化する官能基について記載する。   Next, functional groups for immobilizing DNA strands are described.

本発明のDNA鎖伸長方法におけるプライマーの固定化は、プライマーDNA鎖の5’末端に固定化のための官能基を導入し、上記DNA鎖を固定化する官能基と結合させ固定化する。その際、DNA鎖の末端に導入する官能基としては、アミノ基、チオール基、活性エステル基、ビオチン等が挙げられるが、導入のし易さおよび結合の安定性からアミノ基の導入が好適であり、DNA鎖を固定化する官能基としてアミノ基と反応する官能基が好適となる。アミノ基と反応する官能基としては、アルデヒド基、活性エステル基等が挙げられるが、活性エステル基が好ましい。活性エステル基は、カルボン酸のカルボキシル基が活性化されたものであり、C=Oを介して脱離基を有するカルボン酸である。活性化されたカルボン酸誘導体としては、たとえば、カルボン酸であるアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基が、酸無水物、酸ハロゲン化物、活性エステル、活性化アミドに変換された化合物が挙げられる。カルボン酸誘導基は、こうした化合物に由来する活性化された基であり、たとえば、p−ニトロフェニル基やN−ヒドロキシスクシンイミド基等の活性エステル基、−Cl、−F等のハロゲン等の基を有するものが挙げられる。   In immobilizing the primer in the DNA chain extension method of the present invention, a functional group for immobilization is introduced at the 5 'end of the primer DNA chain, and the DNA chain is immobilized and bonded to the functional group. In this case, examples of the functional group to be introduced at the end of the DNA chain include an amino group, a thiol group, an active ester group, and biotin. However, introduction of an amino group is preferable because of ease of introduction and binding stability. There is a functional group that reacts with an amino group as a functional group for immobilizing the DNA strand. Examples of the functional group that reacts with an amino group include an aldehyde group and an active ester group, and an active ester group is preferred. The active ester group is a carboxylic acid obtained by activating a carboxyl group of a carboxylic acid and having a leaving group via C═O. Examples of the activated carboxylic acid derivatives include carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, and fumaric acid, which are acid anhydrides, acid halides, active esters, activated amides. The compound converted into is mentioned. Carboxylic acid-derived groups are activated groups derived from such compounds, for example, active ester groups such as p-nitrophenyl and N-hydroxysuccinimide groups, and groups such as halogen such as -Cl and -F. The thing which has.

DNA鎖を固定化する官能基は、親水性ポリマー構造の主鎖又は側鎖に有していても良い。   The functional group for immobilizing the DNA chain may be present in the main chain or side chain of the hydrophilic polymer structure.

本発明に使用する親水性ポリマーとしては、親水性基を主鎖又は側鎖に有する高分子物質が挙げられ、ポリアルキレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリルアミド、及びこれらの共重合体のいずれかを構造中に含むものであることが好ましい。特にポリアクリルアミドは、NN‘―メチレンビスアクリルアミド等の架橋成分の添加や光架橋性化合物等で3次元架橋することにより、網目構造形成させマトリックスを有するポリアクリルアミドゲルを形成することが出来る。   Examples of the hydrophilic polymer used in the present invention include a polymer substance having a hydrophilic group in the main chain or side chain, and any of polyalkylene oxide, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylamide, and copolymers thereof. It is preferable that these are included in the structure. In particular, polyacrylamide can be formed into a network structure to form a polyacrylamide gel having a matrix by adding a crosslinking component such as NN′-methylenebisacrylamide or three-dimensionally crosslinking with a photocrosslinkable compound.

基体の形状は、特に制限はいが、スライドガラスに代表される基板、複数のウェルを有するマイクロタイタープレート、PCRに使用する容器等が上げられる。アレイの作製においては、スライドガラス状の基板やマイクロタイタープレートが好適である。   The shape of the substrate is not particularly limited, but examples include a substrate typified by a slide glass, a microtiter plate having a plurality of wells, and a container used for PCR. For the production of the array, a glass-like substrate or a microtiter plate is suitable.

次に、基体の表面へのプライマーの固定化方法について、基体形状が基板であり、DNA鎖を固定化する官能基がアミノ基と反応する官能基の場合を例に説明する。
例えば、(i)基板上の表面に存在する、又は親水性ポリマーに含まれるアミノ基と反応する官能基のうち、少なくとも一部のアミノ基と反応する官能基とプライマーとを反応させて共有結合を形成させることにより、基体表面でプライマーを固定化し、続いて(ii)プライマーを固定化した以外の基板表面のアミノ基と反応する官能基を不活性化する、すなわち残りのアミノ基と反応する官能基を不活性化することにより、プライマーを基体の表面に固定することができる。以下、それぞれの工程について説明する。
Next, the method for immobilizing the primer on the surface of the substrate will be described by taking as an example the case where the substrate shape is a substrate and the functional group for immobilizing the DNA strand is a functional group that reacts with an amino group.
For example, (i) among functional groups that react with amino groups present on the surface of a substrate or contained in a hydrophilic polymer, a functional group that reacts with at least some of the amino groups reacts with a primer and is covalently bonded. Then, the primer is immobilized on the surface of the substrate, and (ii) the functional group that reacts with the amino group on the substrate surface other than the one where the primer is immobilized is deactivated, that is, reacts with the remaining amino group. By inactivating the functional group, the primer can be immobilized on the surface of the substrate. Hereinafter, each process will be described.

上記工程(i)において、鋳型DNA断片とアニールするプライマーを基体上に固定化する際には、プライマーを溶解または分散した液体を点着する方法が好ましい。基板上の表面に存在する、又は親水性ポリマーに含まれるアミノ基と反応する官能基の一部がプライマーと反応して、プライマーの間で共有結合が形成される。
In the step (i), when the primer to be annealed with the template DNA fragment is immobilized on the substrate, a method of spotting a liquid in which the primer is dissolved or dispersed is preferable. Some of the functional groups that are present on the surface of the substrate or react with amino groups contained in the hydrophilic polymer react with the primer to form a covalent bond between the primers.

このプライマーを溶解または分散した液体は、例えば中性からアルカリ性、例えばpHが7.6以上とすることができる。   The liquid in which the primer is dissolved or dispersed can be, for example, neutral to alkaline, for example, pH 7.6 or higher.

また、点着後、基板表面に固定化されなかったプライマーを除去するため、純水や緩衝液で洗浄してもよい。   In addition, after the spotting, in order to remove the primer not immobilized on the substrate surface, the primer may be washed with pure water or a buffer solution.

また、上記工程(ii)に示したように、洗浄後はプライマーを固定化した以外の基板表面のアミノ基と反応する官能基の不活性化処理をアルカリ化合物、あるいは一級アミノ基を有する化合物で行うことができる。   In addition, as shown in the above step (ii), after the washing, the functional group reacting with the amino group on the substrate surface other than the immobilized primer is deactivated with an alkali compound or a compound having a primary amino group. It can be carried out.

以上により、図2に示したような基板12の表面上にプライマー14が固定化されたDNAマイクロアレイ10が得られる。   As described above, the DNA microarray 10 having the primer 14 immobilized on the surface of the substrate 12 as shown in FIG. 2 is obtained.

図1に戻り、ステップS20では、ステップS10で得られるDNAマイクロアレイ10の基板12の表面に固定化されたプライマー14にアニールさせるDNA伸長用の鋳型DNA断片16及びヌクレオチドモノマーを含むサンプルが導入される。   Returning to FIG. 1, in step S20, a sample including a DNA fragment template DNA fragment 16 to be annealed to the primer 14 immobilized on the surface of the substrate 12 of the DNA microarray 10 obtained in step S10 and a nucleotide monomer are introduced. .

この導入されたサンプルからなる反応系としては、耐熱性細菌に由来するDNAポリメラーゼであるTaqDNAポリメラーゼ、TthDNAポリメラーゼ、PfuDNAポリメラーゼなどのDNA伸長酵素存在下で、ヌクレオチドモノマー(dATP,dCTP,dGTP,dTTPなど)を含有するMPEC用バッファが挙げられる。   The reaction system consisting of the introduced sample includes nucleotide monomers (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, etc.) in the presence of DNA elongation enzymes such as Taq DNA polymerase, Tth DNA polymerase, and Pfu DNA polymerase, which are DNA polymerases derived from thermostable bacteria. ) Containing MPEC).

また、これらヌクレオチドモノマーの少なくとも一種をラベルしておくことができる。例えば、dTTPの塩基の3位を蛍光ラベルしたCy3−dUTPをヌクレオチドモノマーとして用いることで、鋳型DNA断片のアデニン(A)に対応する伸長(プライマー)側の位置にCy3−dUTPが挿入される。これにより、伸長反応が生じたプライマーから形成されるDNA断片がCy3−dUTPで蛍光染色されて、このDNA断片の検出を行うことができるようになる。
In addition, at least one of these nucleotide monomers can be labeled. For example, by using Cy3-dUTP fluorescently labeled at position 3 of the base of dTTP as a nucleotide monomer, Cy3-dUTP is inserted at a position on the extension (primer) side corresponding to adenine (A) of the template DNA fragment. Thereby, the DNA fragment formed from the primer in which the extension reaction has occurred is fluorescently stained with Cy3-dUTP, and this DNA fragment can be detected.

なお、他のヌクレオチドモノマーをラベルしてもよく、また複数の種類のヌクレオチドモノマーをラベルしてもよい。また、ラベル方法も蛍光体の導入の他に、光吸収体の導入の方法、放射線ラベルの方法(P32-ATP、P32-dATP)、酵素標識などの非放射性ラベルの方法などによってもDNA鎖を検出することができる。 Other nucleotide monomers may be labeled, and a plurality of types of nucleotide monomers may be labeled. In addition to also label Methods of introduction of the phosphor, a method of introducing light absorbing method of radiolabeled (P 32 -ATP, P 32 -dATP ), by a method of non-radioactive labels such as enzyme labels DNA The strand can be detected.

この酵素標識の方法においては、ビオチン(biotin)化またはジゴキシゲニン(DIG:ステロイド系天然物)を結合した核酸(例えば、biotin-dUTP、DIG-dUTP)を使用してプライマーを伸張させた後、蛍光標識化したアルカリフォスファターゼまたはアルカリフォスファターゼ処理しニトロブルーテトラゾリウム(NBT)と5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルリン酸(BCIP)液中で数時間反応させることによってDNAを検出することができる。   In this enzyme labeling method, a nucleic acid (for example, biotin-dUTP, DIG-dUTP) bound to biotin (biotin) or digoxigenin (DIG: steroidal natural product) is used to extend the primer, and then fluorescence is applied. DNA can be detected by reacting with labeled alkaline phosphatase or alkaline phosphatase and nitroblue tetrazolium (NBT) in 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate (BCIP) solution for several hours. .

ステップS30では、サンプルが導入された反応系の温度を、DNA鎖の熱変性温度(melting temperature:Tm)以上、例えば90℃〜95℃まで上昇させる。この熱変性処理により、自己相補鎖などで見られる折れたたみ構造を有する鋳型DNA断片やプライマーが直鎖状の一本鎖になる。   In step S30, the temperature of the reaction system into which the sample has been introduced is increased to a temperature equal to or higher than the heat denaturation temperature (Tm) of the DNA strand, for example, 90 ° C to 95 ° C. By this heat denaturation treatment, a template DNA fragment or primer having a folded structure found in a self-complementary strand or the like becomes a linear single strand.

続いて、ステップS40では、反応系の温度をプライマーと鋳型DNA断片とがアニールする温度(アニール温度)、例えば4℃〜65℃、好ましくは50℃〜65℃まで下降させる。このアニール処理により、鋳型DNA断片の一部と相補的な配列を有するプライマーと、この鋳型DNA断片とが二本鎖になる(図3)。   Subsequently, in step S40, the temperature of the reaction system is lowered to a temperature at which the primer and the template DNA fragment anneal (annealing temperature), for example, 4 ° C to 65 ° C, preferably 50 ° C to 65 ° C. By this annealing treatment, a primer having a sequence complementary to a part of the template DNA fragment and the template DNA fragment become double stranded (FIG. 3).

ステップS50では、アニール処理を行った反応系の温度を、前記アニール処理温度から前記熱変性処理温度まで徐々に上昇させるよう制御する。あるいは、当該反応系の温度を、前記アニール処理温度と前記熱変性処理温度との間の所定の温度、例えば65℃〜75℃に変化させるように制御する。このように反応系の温度を制御することにより、MPEC法によるDNA鎖の伸長反応が起こる、すなわち鋳型DNA断片16に相補的なDNA断片が、基板上に形成され、DNAの二本鎖が得られるようになる(図4)。
In step S50, control is performed so that the temperature of the reaction system that has performed the annealing process is gradually increased from the annealing process temperature to the thermal denaturation process temperature. Alternatively, the temperature of the reaction system is controlled to change to a predetermined temperature between the annealing temperature and the heat denaturation temperature, for example, 65 ° C to 75 ° C. By controlling the temperature of the reaction system in this way, an elongation reaction of the DNA strand by the MPEC method occurs, that is, a DNA fragment complementary to the template DNA fragment 16 is formed on the substrate, and a double strand of DNA is obtained. (FIG. 4).

図1に戻り、ステップS60では、伸長反応後の反応系を、DNA鎖の熱変性温度、例えば90℃〜95℃で維持する。この熱変性処理により、基板12の表面では二本鎖DNAから鋳型DNA断片16(図4)が脱離して、一本鎖DNA断片18が残された状態になる(図5)。   Returning to FIG. 1, in step S60, the reaction system after the extension reaction is maintained at the heat denaturation temperature of the DNA strand, for example, 90 ° C. to 95 ° C. By this heat denaturation treatment, the template DNA fragment 16 (FIG. 4) is detached from the double-stranded DNA on the surface of the substrate 12, and the single-stranded DNA fragment 18 remains (FIG. 5).

ステップS70では、次の伸長反応を行うか否かが判別される。この判別は、温度調整装置(サーモサイクラー)などを用いて反応回数を指定してその回数に達したか否かを自動で行ってもよいし、毎回操作者の判断によって行ってもよい。   In step S70, it is determined whether or not the next extension reaction is performed. This determination may be performed automatically by designating the number of times of reaction using a temperature adjusting device (thermocycler) or the like and determining whether or not the number has been reached, or by the operator's judgment every time.

この判別結果がYES、すなわち次の伸長反応を行う場合にはステップS40に戻り、アニール処理(ステップS40)−伸長反応(ステップS50)−熱変性処理(ステップS60)が繰り返され、未反応のプライマーでDNA伸長反応が行われる。このサイクルを1〜50回繰り返す結果、基板上でMPEC法によるDNA鎖増幅が行われる。   When this determination result is YES, that is, when the next extension reaction is performed, the process returns to step S40, and the annealing process (step S40) -extension reaction (step S50) -thermal denaturation process (step S60) is repeated, and the unreacted primer A DNA extension reaction is carried out. As a result of repeating this cycle 1 to 50 times, DNA strand amplification by the MPEC method is performed on the substrate.

また、ステップS70での判別結果がNO、すなわち次の伸長反応を行わない場合には、ステップS80に進み、反応液を捨てて、DNAマイクロアレイを、例えば0.1wt%のSDS溶液を用いて洗浄して、終了する。   If the determination result in step S70 is NO, that is, if the next extension reaction is not performed, the process proceeds to step S80, the reaction solution is discarded, and the DNA microarray is washed with, for example, a 0.1 wt% SDS solution. And exit.

このDNA鎖増幅のためには、基板上の一定の区画内に複数のスポットを設けておき、各スポットにプライマーを固定化しておき、マイクロアレイを形成しておくことが好ましい。   In order to amplify the DNA strand, it is preferable to provide a plurality of spots in a certain section on the substrate, immobilize a primer on each spot, and form a microarray.

また、基板の表面に固定化させるDNA増幅用プライマーの長さを目的や用途に応じて任意に決定することができ、例えば5〜50塩基とすることができる。   Moreover, the length of the DNA amplification primer to be immobilized on the surface of the substrate can be arbitrarily determined according to the purpose and application, and can be set to 5 to 50 bases, for example.

(第二の実施形態)
図6は、第二の実施形態としてのDNA鎖伸長方法の手順を示すフローチャートである。図6において、図1と手順が同様な部分については、図1と同様の符号を付して、説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the DNA chain extension method as the second embodiment. In FIG. 6, parts similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

このDNA鎖伸長方法は、親水性ポリマー成分、及びアミノ基と反応する官能基を表面に有する基板に、DNA伸長用のプライマー(以下、「プライマー」という)を固定化させ(ステップS10)、所望する配列を有する鋳型となる核酸鎖、DNA又はRNA断片、ヌクレオチドモノマーおよびDNA伸長酵素を含む試料が導入された反応系を、DNA鎖を熱変性する温度まで引き上げ(ステップS30)、この反応系の温度をアニール処理する温度まで下げ(ステップS40)、この反応系でDNA鎖の伸長反応を行う(ステップS50)ものである。   In this DNA chain extension method, a primer for DNA extension (hereinafter referred to as “primer”) is immobilized on a substrate having a hydrophilic polymer component and a functional group that reacts with an amino group on the surface (step S10), and is desired. The reaction system into which a sample containing a nucleic acid chain, DNA or RNA fragment, nucleotide monomer and DNA extender enzyme as a template having a sequence to be introduced is raised to a temperature at which the DNA chain is thermally denatured (step S30). The temperature is lowered to the annealing temperature (step S40), and a DNA chain extension reaction is performed in this reaction system (step S50).

ステップ30の熱変性処理は、サンプル導入(ステップ20)前に、予め鋳型となるDNA又はRNA断片、ヌクレオチドモノマーおよびDNA伸長酵素を含む試料溶液を、熱変性処理温度で加温した場合、ステップ30の熱変性処理は省略することが出来る。   The heat denaturation treatment in step 30 is performed when the sample solution containing DNA or RNA fragment, nucleotide monomer, and DNA extension enzyme as a template in advance is heated at the heat denaturation treatment temperature before sample introduction (step 20). This heat denaturation treatment can be omitted.

前述したように、ステップS20では、基板の表面に固定化されたプライマーにアニールさせるDNA伸長用の鋳型となる核酸鎖を含むサンプルを導入し、このサンプルおよびこのサンプルが導入されてなる反応系は、前述したのと同様のものを適用することができる。   As described above, in step S20, a sample including a nucleic acid chain serving as a template for DNA extension to be annealed to a primer immobilized on the surface of the substrate is introduced, and this sample and the reaction system into which this sample is introduced are The same as described above can be applied.

また、ステップS50での伸長反応の後に、ステップS55にて反応液を捨てて、DNAマイクロアレイを、例えば0.1wt%のSDS溶液を用いて洗浄して、終了する。   In addition, after the extension reaction in step S50, the reaction solution is discarded in step S55, and the DNA microarray is washed with, for example, a 0.1 wt% SDS solution, and the process ends.

以下に、本実施形態のDNA鎖伸長方法の適用例について説明する。   Hereinafter, application examples of the DNA chain extension method of the present embodiment will be described.

(SNP解析)
所定の着目遺伝子の特徴配列を含む塩基配列と相補的な配列を完全マッチ配列とするとき、プライマーをこの完全マッチ配列の一塩基を他の塩基に置き換えることで、SNP解析を行うことが可能になる。なお、プライマーは25塩基以内の長さを有するものを用いることが好ましい。
(SNP analysis)
When a sequence complementary to a base sequence including a characteristic sequence of a predetermined gene of interest is used as a perfect match sequence, SNP analysis can be performed by replacing one base of this perfect match sequence with another base. Become. In addition, it is preferable to use a primer having a length of 25 bases or less.

すなわち、ステップS10にて、ある着目遺伝子の特徴配列と一塩基だけミスマッチとなるDNA断片をプライマーとして基板の表面に固定化する。このとき、例えば384穴(各穴256スポット)、96穴(各穴1024スポット)のマイクロアレイを用いて、各スポットに固定化されたプライマーの配列を把握しておくようにする。ステップS20にて、この特徴配列を含むDNA鎖を鋳型DNA断片として用いてサンプル導入を行い、ステップS30にて熱変性処理を行って、ステップS40ではアニール処理を行う。ステップS50では、アニール処理により鋳型DNA鎖断片と二本鎖を形成したプライマーにだけ伸長反応が起こる。   That is, in step S10, a DNA fragment that is mismatched by one base with a characteristic sequence of a certain gene of interest is immobilized on the surface of the substrate as a primer. At this time, for example, by using a microarray of 384 holes (256 spots for each hole) and 96 holes (1024 spots for each hole), the sequence of the primer immobilized on each spot is grasped. In step S20, a sample is introduced using the DNA strand containing the characteristic sequence as a template DNA fragment, heat denaturation is performed in step S30, and annealing is performed in step S40. In step S50, the extension reaction occurs only on the primer that has formed a double strand with the template DNA strand fragment by the annealing treatment.

また、前述したようにステップS20にて導入されるサンプル中にラベルされたヌクレオチドモノマーを含めておくことで、プライマーから伸長反応により得られるDNA断片がラベルされ、ステップS55で洗浄後の基板に残った蛍光DNA断片を含むスポットの検出を行い、各アレイに固定化されたプライマーの配列が把握されていることから、検出されたスポットに固定化されたプライマーの配列を知ることができる。これにより、伸長反応が起こったプライマーの塩基配列がわかり、前記着目遺伝子の特徴配列を含む鋳型DNA断片に対する一塩基多型を解析することが可能になる。   Further, as described above, by including the labeled nucleotide monomer in the sample introduced in step S20, the DNA fragment obtained by the extension reaction from the primer is labeled, and remains on the substrate after washing in step S55. Since the spot containing the fluorescent DNA fragment is detected and the sequence of the primer immobilized on each array is known, the sequence of the primer immobilized on the detected spot can be known. As a result, the base sequence of the primer in which the extension reaction has occurred can be known, and single nucleotide polymorphisms for the template DNA fragment containing the characteristic sequence of the gene of interest can be analyzed.

すなわち、ステップS10にて前記の各プライマーをマイクロアレイの各スポットにそれぞれ固定化する。このとき、各スポットに固定化されたプライマーの配列を把握しておくようにする。ステップS20にて、未知の塩基配列のDNA断片を鋳型DNA断片として用いてサンプル導入を行い、ステップS30にて熱変性処理を行って、ステップS40ではアニール処理を行う。ステップS50では、アニール処理により鋳型DNA鎖断片と二本鎖を形成したプライマーにだけ伸長反応が起こる。   That is, in step S10, each of the primers is immobilized on each spot of the microarray. At this time, the sequence of the primer immobilized on each spot is known. In step S20, a sample is introduced using a DNA fragment of an unknown base sequence as a template DNA fragment, heat denaturation is performed in step S30, and annealing is performed in step S40. In step S50, the extension reaction occurs only on the primer that has formed a double strand with the template DNA strand fragment by the annealing treatment.

また、前述したようにステップS20にて導入されるサンプル中にラベルされたヌクレオチドモノマーを含めておくことで、プライマーから伸長反応により得られるDNA断片がラベルされ、ステップS55で洗浄後の基板に残った蛍光DNA断片を含むスポットの検出を行い、各アレイに固定化されたプライマーの配列が把握されていることから、検出されたスポットに固定化されたプライマーの配列を知ることができる。これにより、伸長反応が起こったプライマーの塩基配列がわかる。   Further, as described above, by including the labeled nucleotide monomer in the sample introduced in step S20, the DNA fragment obtained by the extension reaction from the primer is labeled, and remains on the substrate after washing in step S55. Since the spot containing the fluorescent DNA fragment is detected and the sequence of the primer immobilized on each array is known, the sequence of the primer immobilized on the detected spot can be known. Thereby, the base sequence of the primer in which the extension reaction has occurred is known.

ここで、図7に示したように、基板41上で伸長反応が起こったスポットを検出した後、検出されたスポットに固定化されているプライマーのランダム配列群45の各配列を取り出し、配列の前後で一塩基ずらしてオーバーラップするように順番付けして順番付け配列群47が得られる。この順番付け配列群47に示された順番にしたがって、各プライマーの先頭の塩基を読んで行き、最後のプライマーについては全塩基配列を読んで得られる塩基配列に基づいて、未知の塩基配列43を有する鋳型DNA断片の塩基配列49を決定することができる。   Here, as shown in FIG. 7, after detecting the spot where the extension reaction occurred on the substrate 41, each sequence of the random sequence group 45 of the primers immobilized on the detected spot was taken out, and the sequence of An ordering sequence group 47 is obtained by shifting the order before and after so as to overlap each other. In accordance with the order shown in the ordered sequence group 47, the first base of each primer is read, and the last base is read based on the base sequence obtained by reading the entire base sequence. The base sequence 49 of the template DNA fragment possessed can be determined.

なお、プライマーが6塩基長の場合は4096種類のプライマーを用意する必要があり、プライマーが7塩基長の場合は16384種類のプライマーを用意する必要がある。これらのプライマーは、機能未知(nc)RNAおよびマイクロ(mi)RNAなどの20mer〜50merの比較的小分子の探索、遺伝子配列解析に用いることができる。   In addition, when a primer is 6 base length, it is necessary to prepare 4096 types of primers, and when a primer is 7 base length, it is necessary to prepare 16384 types of primers. These primers can be used for searching relatively small molecules of 20 mer to 50 mer such as unknown function (nc) RNA and micro (mi) RNA, and gene sequence analysis.

また、プライマーが8塩基長の場合は65536種類のプライマーを用意する必要があり、プライマーが9塩基長の場合および10塩基長の場合は、それぞれ262144および1048576種類のプライマーを用意する必要がある。これらのプライマーは、通常の遺伝子配列解析に用いることができる。   When the primer is 8 bases long, 65536 types of primers need to be prepared, and when the primer is 9 bases long and 10 bases long, 262144 and 1048576 types of primers need to be prepared, respectively. These primers can be used for normal gene sequence analysis.

(遺伝子発現プロファイル解析)
図8は、遺伝子発現プロファイル用サンプルとして、ラベルを導入したサンプルを調整および発現プロファイル解析するための従来の方法を示す。
(Gene expression profile analysis)
FIG. 8 shows a conventional method for preparing and analyzing an expression profile of a sample into which a label is introduced as a gene expression profile sample.

目的に応じた生体組織から全RNA(totalRNA)を抽出する。さらに全RNAからは逆転写反応によって、cDNAを合成する(第一鎖合成)。逆転写反応の際にはdNTPとアミノアリルdUTPを一定の割合で混合したものを加えて、アミノアリルdUTPを取り込んだcDNAを合成する。   Total RNA (total RNA) is extracted from the biological tissue according to the purpose. Furthermore, cDNA is synthesized from the total RNA by reverse transcription (first strand synthesis). In the reverse transcription reaction, a mixture of dNTP and aminoallyl dUTP in a certain ratio is added to synthesize cDNA incorporating aminoallyl dUTP.

なお、組織から得た全RNA量が少ない場合は、逆転写反応によりcDNAを合成した後、2本鎖のcDNA(転写鋳型DNA断片)を合成し(第二鎖合成)、それを鋳型としてアンチセンス鎖のRNA(aRNA)を増幅する。このRNA増幅の際にdNTPとアミノアリルdUTPとを一定の割合で混合したものを加えることで、アミノアリルdUTPを取り込んだaRNAを合成することができる。   If the amount of total RNA obtained from the tissue is small, after synthesizing cDNA by reverse transcription reaction, double-stranded cDNA (transcription template DNA fragment) is synthesized (second-strand synthesis) and used as a template for anti-antibody Amplify the sense strand RNA (aRNA). By adding a mixture of dNTP and aminoallyl dUTP at a certain ratio during the RNA amplification, aRNA incorporating aminoallyl dUTP can be synthesized.

続いて、上記のcDNAまたはアンチセンスアミノアリルRNA(aRNA)をエタノール沈殿した後、0.2M炭酸ナトリウムバッファー(NaHCO3?Na2CO3(pH9.0))に溶解する。DMSOに溶解しておいた蛍光色素(Cy3またはCy5)を加えて、常法に従い、cDNAまたはaRNAに取り込ませておいたアミノアリルdUTPとカップリング反応させ、cDNAまたはaRNAを蛍光標識する。遊離の蛍光色素をゲルろ過カラムまたはフィルターなどを用い常法の精製により除去した後、aRNAについてはさらにフラグメンテーションバッファー(終濃度0.04M酢酸トリアミノメタン(pH8.1)、0.1M酢酸カリウム、0.03M酢酸マグネシウム)を加えて95℃で15分間反応後、クラッシュアイスで急冷してaRNAを断片化する。ゲル電気泳動などの方法によりフラグメント化を確認した後、ゲルろ過フィルターで精製・濃縮する。 Subsequently, the above cDNA or antisense aminoallyl RNA (aRNA) is ethanol precipitated and then dissolved in 0.2 M sodium carbonate buffer (NaHCO 3 —Na 2 CO 3 (pH 9.0)). Fluorescent dye (Cy3 or Cy5) dissolved in DMSO is added and coupled with aminoallyl dUTP incorporated in cDNA or aRNA according to a conventional method to fluorescently label cDNA or aRNA. After removing the free fluorescent dye by conventional purification using a gel filtration column or a filter, for aRNA, further fragmentation buffer (final concentration 0.04M triaminomethane acetate (pH 8.1), 0.1M potassium acetate, 0.03M magnesium acetate) is added and reacted at 95 ° C. for 15 minutes, and then rapidly cooled with crushed ice to fragment aRNA. After confirming fragmentation by a method such as gel electrophoresis, the solution is purified and concentrated with a gel filtration filter.

次に、調製したcDNAまたはaRNAとマイクロアレイのプライマーとのハイブリダイゼーションを行う。cDNAまたはaRNAにハイブリダイゼーションバッファー(最終濃度5×SSC、0.5(v/v)%SDS、4×Denhardt’s solution)及びホルムアミド(Formamide)を適宜混合し、DNAマイクロアレイと45℃〜60℃で一晩ハイブリダイゼーションする。ハイブリダイゼーション後、2×SSC?0.1(v/v)%SDS溶液、2×SSC溶液、1×SSC溶液で5分間ずつ洗浄したのち、蛍光読取装置(例えば、CRBIO(R) IIe;日立ソフトウエアーエンジニアリング製)を用いて画像をスキャンし、解析ソフト(例えば、DNASIS(R)Array;日立ソフトウエアーエンジニアリング製)を用いてシグナル強度を定量化する。
なお、図8においては、aRNAの合成を示しているが、途中の工程で得られるcDNAが解析に十分な量であれば、このcDNAを直接解析してもよい。
Next, hybridization of the prepared cDNA or aRNA and a microarray primer is performed. Hybridization buffer (final concentration 5 × SSC, 0.5 (v / v)% SDS, 4 × Denhardt's solution) and formamide is mixed with cDNA or aRNA as appropriate, and mixed with DNA microarray at 45 ° C. to 60 ° C. Hybridize overnight. After hybridization, after washing with 2 × SSC? 0.1 (v / v)% SDS solution, 2 × SSC solution, and 1 × SSC solution for 5 minutes each, a fluorescence reader (for example, CRBIO (R) IIe; Hitachi The image is scanned using software engineering, and the signal intensity is quantified using analysis software (eg, DNASIS® Array; manufactured by Hitachi Software Engineering).
Although FIG. 8 shows the synthesis of aRNA, this cDNA may be directly analyzed if the amount of cDNA obtained in the intermediate step is sufficient for analysis.

この方法では、複雑な前処理工程を行うため、それぞれの試料で条件選定など設定条件が多くなる上に、全工程で少なくとも5日〜一週間はかかってしまうのが迅速な遺伝子検査の上で問題であった。   In this method, since a complicated pretreatment process is performed, setting conditions such as condition selection increase for each sample, and it takes at least 5 days to 1 week for all processes in terms of rapid genetic testing. It was a problem.

そこで、本実施形態では、全RNAからcDNAを得る第一鎖合成を行った後に、図1のステップS10と同様の方法にて基板の表面に、解析対象となる遺伝子の特徴配列に相当する塩基配列を有するDNA断片をプライマーとして用いて、各々のプライマーをマイクロアレイのひとつのスポットに固定化させ、第一鎖合成により得られるcDNA(または必要に応じて増幅させて得られるaRNA)を鋳型DNA断片として用いて、発現遺伝子を特定することが可能になる。   Therefore, in this embodiment, after performing first strand synthesis to obtain cDNA from total RNA, bases corresponding to the characteristic sequence of the gene to be analyzed are formed on the surface of the substrate in the same manner as in step S10 of FIG. Using a DNA fragment having a sequence as a primer, each primer is immobilized on one spot of a microarray, and cDNA obtained by first strand synthesis (or aRNA obtained by amplification if necessary) is a template DNA fragment Can be used to identify the expressed gene.

すなわち、既知の遺伝子が有する特徴配列と相補的な塩基配列を有するプローブが、特定の細胞由来の全RNAから得られる鋳型DNA断片中に存在するか否かが分かる。   That is, it can be seen whether or not a probe having a base sequence complementary to a characteristic sequence of a known gene is present in a template DNA fragment obtained from total RNA derived from a specific cell.

すなわち、ステップS10にて前記の各プライマーをマイクロアレイの各スポットにそれぞれ固定化する。このとき、各スポットに固定化されたプライマーの配列を把握しておくようにする。ステップS20にて、前述したようにして得られる所定の全RNAから合成されたcDNAを鋳型DNA断片として用いてサンプル導入を行い、ステップS30にて熱変性処理を行って、ステップS40ではアニール処理を行う。ステップS50では、アニール処理により鋳型DNA鎖断片と二本鎖を形成したプライマーにだけ伸長反応が起こる。   That is, in step S10, each of the primers is immobilized on each spot of the microarray. At this time, the sequence of the primer immobilized on each spot is known. In step S20, a sample is introduced using the cDNA synthesized from the predetermined total RNA obtained as described above as a template DNA fragment, heat denaturation is performed in step S30, and annealing is performed in step S40. Do. In step S50, the extension reaction occurs only on the primer that has formed a double strand with the template DNA strand fragment by the annealing treatment.

また、前述したようにステップS20にて導入されるサンプル中にラベルされたヌクレオチドモノマーを含めておくことで、プライマーから伸長反応により得られるDNA断片がラベルされ、ステップS55で洗浄後の基板に残った蛍光DNA断片を含むスポットの検出を行い、各アレイに固定化されたプライマーの配列が把握されていることから、検出されたスポットに固定化されたプライマーの配列を知ることができる。これにより、伸長反応が起こったプライマーの塩基配列がわかり、全RNAがどの遺伝子から発現されて得られたものであるか、すなわち遺伝子発現プロファイルを解析することが可能になる。   Further, as described above, by including the labeled nucleotide monomer in the sample introduced in step S20, the DNA fragment obtained by the extension reaction from the primer is labeled, and remains on the substrate after washing in step S55. Since the spot containing the fluorescent DNA fragment is detected and the sequence of the primer immobilized on each array is known, the sequence of the primer immobilized on the detected spot can be known. As a result, the base sequence of the primer in which the extension reaction has occurred can be known, and from which gene the total RNA is expressed can be analyzed, that is, the gene expression profile can be analyzed.

この方法によれば、遺伝子発現プロファイル(gene expression profile)解析を、通常の解析において手間と時間がかかるサンプル調製をほとんど行うことなく、ゲノムDNA又は全RNAからの逆転写産物cDNAを鋳型DNA断片として用い簡便な操作で行うことができるようになる。   According to this method, gene expression profile analysis can be carried out using genomic DNA or reverse transcript cDNA from total RNA as a template DNA fragment, with almost no laborious and time-consuming sample preparation in normal analysis. It becomes possible to carry out by a simple operation.

以上の用途のほかには、
マイクロサテライト解析、染色体異常解析(CGH:Comparative Genomic Hybridization)、機能未知(nc)RNA探索などの遺伝子解析用基本ツールへの適用;
これらツールを使用した臓器・疾患別遺伝子発現解析チップ、変異原性試験キット(環境ホルモン)、遺伝子組換え食品検査キット、ミトコンドリア遺伝子配列解析キット、親子鑑定・犯罪捜査のための解析キット、先天性疾患解析キット、染色体・遺伝子異常解析キット、遺伝子診断(着床前・出生前)キット、薬物反応関連遺伝子多型解析キット、脂質代謝関連遺伝子多型解析キット、耳鼻科・眼科領域遺伝子多型解析キットなどの用途別カスタムチップへの適用;
ガン予後予測チップ、医薬品開発(臨床・創薬)用チップ、健康食品開発用チップなどの診断・臨床用カスタムチップへの適用;
Besides the above uses,
Application to basic tools for gene analysis such as microsatellite analysis, chromosomal aberration analysis (CGH), and unknown function (nc) RNA search;
Gene expression analysis chip for each organ / disease using these tools, mutagenicity test kit (environmental hormone), genetically modified food test kit, mitochondrial gene sequence analysis kit, analysis kit for parentage testing / crime investigation, congenital Disease analysis kit, chromosome / gene abnormality analysis kit, genetic diagnosis (pre-implantation / prenatal) kit, drug reaction-related gene polymorphism analysis kit, lipid metabolism-related gene polymorphism analysis kit, otolaryngology / ophthalmology gene polymorphism analysis Application to custom chips by use such as kits;
Application to diagnostic / clinical custom chips such as cancer prognosis prediction chips, pharmaceutical development (clinical / drug discovery) chips, health food development chips;

微生物限度試験や食品飲料水中の微生物検査などの薬品・食品製造工程、およびう蝕・歯周病関連菌の検出、日和見感染菌の検出などの歯科領域の臨床検査、および食品工場・厨房施設環境検査、飲料・公衆浴場、井戸水などの水質検査における環境検査、および感染症・食中毒の予防、会社従業員の衛生管理などの保健衛生、および耐性菌を含む一般細菌同定、肝炎ウイルス、ヘリコバクターピロリ、肝炎クラミジア菌、エイズウイルス、SARSウイルス、ウエストナイルウイルス、ノロウイルス(生カキ由来の食中毒)、インフルエンザウイルス、真菌・カビなどの臨床検査などの微生物同定検査キットへの適用などが挙げられる。   Pharmaceutical and food manufacturing processes such as microbiological limit tests and microbiological tests in food and drink water, and clinical examinations in the dental field such as detection of caries and periodontal disease related bacteria and opportunistic infections, and food factory / kitchen facility environment Environmental inspection in water quality inspections such as inspections, beverages / public baths, well water, etc., and prevention of infectious diseases / food poisoning, hygiene such as hygiene management of company employees, and identification of general bacteria including resistant bacteria, hepatitis virus, Helicobacter pylori, Application to microbe identification test kits such as clinical tests for hepatitis chlamydia, AIDS virus, SARS virus, West Nile virus, norovirus (food poisoning derived from live oysters), influenza virus, fungi and mold, and the like.

(実験例1)
以下の手法にて、プライマーを、本実施形態に対応するガラス基板、および従来の基板に対応するアルデヒド基板の各基板の表面に固定化して、各基板上でDNA鎖伸長反応を行って、プライマーのDNA鎖伸長反応を検出した。
(Experimental example 1)
The primer is immobilized on the surface of each substrate of the glass substrate corresponding to the present embodiment and the aldehyde substrate corresponding to the conventional substrate by the following method, and DNA strand extension reaction is performed on each substrate, and the primer The DNA chain elongation reaction was detected.

(ガラス基板の作成)
市販のCodeLinkTM Activated Slides(Amersham Bioscience, GE Healthcare) を用いた。本基板は、ガラス基板表面に親水性ポリマーとしてポリアクリルアミドの3次元構造を有する層、及び活性エステル基を有しているものである。
(Creation of glass substrate)
Commercially available CodeLink Activated Slides (Amersham Bioscience, GE Healthcare) were used. This substrate has a layer having a three-dimensional structure of polyacrylamide as a hydrophilic polymer on the surface of a glass substrate and an active ester group.

(アルデヒド基板の作成)
市販のスライドガラス基板に、アミノアルキルシランとしてγ−アミノプロピルトリエトキシシランをメタノール中に5容量%(V/V%)の濃度で溶解させたものをアミノ基導入処理液として調製し、この溶液の中に2時間浸漬の後、基板を溶液から取り出し、超純水中に浸漬し放置後基板を取り出し乾燥した。グルタルアルデヒドをPBS(−)中に2容量%(V/V%)の濃度で溶解させてグルタルアルデヒド溶液を調製し、アミノアルキルシラン処理を行った基板をグルタルアルデヒド溶液中に浸漬し、4時間放置した後、基板を取り出して超純水中に浸漬し、洗浄乾燥した。これにより、表面にアルデヒド基を有するアルデヒド基板が得られた。
(Creation of aldehyde substrate)
A solution prepared by dissolving γ-aminopropyltriethoxysilane as an aminoalkylsilane in methanol at a concentration of 5% by volume (V / V%) on a commercially available slide glass substrate was prepared as an amino group introduction treatment solution. After 2 hours of immersion in the substrate, the substrate was taken out of the solution, immersed in ultrapure water and allowed to stand, and then the substrate was taken out and dried. Glutaraldehyde was dissolved in PBS (-) at a concentration of 2% by volume (V / V%) to prepare a glutaraldehyde solution, and the substrate treated with aminoalkylsilane was immersed in the glutaraldehyde solution for 4 hours. After standing, the substrate was taken out, immersed in ultrapure water, washed and dried. Thereby, an aldehyde substrate having an aldehyde group on the surface was obtained.

(プライマー固定)
5’末端がアミノ基で修飾されたオリゴDNA(20塩基鎖)を0.25M炭酸バッファ(pH9.0)を用いて溶解し、10μMのオリゴDNA溶液を調製した。この溶液をスポッタ(日立ソフトウェアーエンジニアリング製Marks-I)を用い、100μm径クロスカットピンでガラス基板、およびアルデヒド基板の表面上に、それぞれスポットした。オリゴDNAをスポットした各基板を、200μlの0.25Mリン酸バッファ(pH8.5)で内部を湿らせた密閉容器(10cm×15cm×3cm)中で一昼夜浸して、オリゴDNA(プライマー)を固定化させた。
(Primer fixation)
Oligo DNA (20 base chain) whose 5 ′ end was modified with an amino group was dissolved using 0.25 M carbonate buffer (pH 9.0) to prepare a 10 μM oligo DNA solution. This solution was spotted on the surface of a glass substrate and an aldehyde substrate using a spotter (Marks-I manufactured by Hitachi Software Engineering Co., Ltd.) with a 100 μm diameter cross cut pin. Each substrate on which oligo DNA was spotted was immersed overnight in a sealed container (10 cm x 15 cm x 3 cm) moistened with 200 µl of 0.25 M phosphate buffer (pH 8.5) to immobilize the oligo DNA (primer). Made it.

(DNA鎖伸長反応)
図6のステップS20で導入する鋳型DNA断片として、所定の50merの、予め5’末端をCy5にて標識したDNA断片を用いて、鋳型DNA断片の濃度が100pMとなるような反応系とした。
(DNA chain elongation reaction)
As a template DNA fragment to be introduced in step S20 of FIG. 6, a predetermined 50-mer DNA fragment whose 5 ′ end was previously labeled with Cy5 was used, and the reaction system was such that the concentration of the template DNA fragment was 100 pM.

続いて、図6のステップS30の熱変性処理、ステップS40のアニール処理、ステップS50の伸長反応をそれぞれ95℃5分(変性)−95℃1分(変性)−50℃3分(アニール)−95℃1分(変性)とした。   Subsequently, the thermal denaturation process of step S30, the annealing process of step S40, and the extension reaction of step S50 of FIG. The temperature was 95 ° C. for 1 minute (denaturation).

以下、サンプル中にCy3−dUTPを含めておいて各基板において行ったDNA鎖伸長反応検出におけるCy3−dUTP由来の蛍光強度を測定した結果を以下に示す。   Hereinafter, the result of measuring the fluorescence intensity derived from Cy3-dUTP in the detection of the DNA chain elongation reaction performed on each substrate with Cy3-dUTP included in the sample is shown below.

Figure 2007330104
Figure 2007330104

本実施形態に対応するガラス基板では、基板上でのDNA鎖伸長が検出された一方で、従来の基板に対応するアルデヒド基板ではDNA鎖伸長は検出されていないと考えられる。   In the glass substrate corresponding to the present embodiment, DNA strand elongation on the substrate was detected, whereas in the aldehyde substrate corresponding to the conventional substrate, DNA strand elongation is not detected.

(実験例2)
実験例1でDNA鎖伸長が検出されたガラス基板を用いて、20mer、25mer、30merの各プローブについてMPEC法によるDNA鎖伸長を1サイクル、5サイクル、10サイクル、20サイクルで行って、DNA鎖増幅反応を行って、各区切りのサイクル終了後に蛍光強度を測定した。
(Experimental example 2)
Using the glass substrate from which DNA strand elongation was detected in Experimental Example 1, DNA strand elongation by the MPEC method was performed in 1 cycle, 5 cycles, 10 cycles, and 20 cycles for each of the 20-mer, 25-mer, and 30-mer probes. An amplification reaction was performed, and the fluorescence intensity was measured after the end of each cycle.

なお、図1のステップS30の熱変性処理、ステップS40のアニール処理、ステップS50の伸長反応、ステップS60の熱変性処理をそれぞれ95℃5分(変性;初回のみ)−95℃1分(変性)−50℃3分(アニール)−95℃1分(変性)とした。
以下に、結果を示す。
In addition, the thermal denaturation process of step S30 of FIG. 1, the annealing process of step S40, the extension reaction of step S50, and the thermal denaturation process of step S60 are each 95 ° C. for 5 minutes (denaturation; first time only) -95 ° C. for 1 minute (denaturation) -50 ° C for 3 minutes (annealing) -95 ° C for 1 minute (denaturation).
The results are shown below.

Figure 2007330104
Figure 2007330104

コントロール実験としての「blank」(プローブを使用しない場合)と比較して、いずれの長さのプローブであってもDNA鎖増幅が検出された。   Compared with “blank” (when no probe was used) as a control experiment, DNA strand amplification was detected with any length of probe.

本発明の第一の実施形態に係るDNA鎖増幅方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the DNA strand amplification method which concerns on 1st embodiment of this invention. 前記第一の実施形態で用いるDNAマイクロアレイの一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a part of DNA microarray used by said 1st embodiment. 前記DNAマイクロアレイのプライマーに鋳型DNAをアニールさせた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which annealed template DNA to the primer of the said DNA microarray. 前記プライマー上でDNA鎖の伸長反応を行った状態を示す図である。It is a figure which shows the state which performed the elongation reaction of the DNA strand on the said primer. 前記伸長反応後得られた二本鎖を変性した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which denatured the double strand obtained after the said extension reaction. 本発明の第二の実施形態に係るDNA鎖伸長方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the DNA chain | stretch extension method which concerns on 2nd embodiment of this invention. 前記第二の実施形態の一適用例を示す図である。It is a figure which shows one example of application of said 2nd embodiment. 従来の遺伝子発現プロファイル用サンプルを調製する例を示す図である。It is a figure which shows the example which prepares the sample for the conventional gene expression profile.

符号の説明Explanation of symbols

10 DNAマイクロアレイ
12 基板
14 プライマー
16 鋳型DNA断片
18 一本鎖DNA断片
41 基板
43 未知の塩基配列
45 プライマーのランダム配列群
47 順番付け配列群
49 DNA断片の塩基配列
10 DNA microarray 12 Substrate 14 Primer 16 Template DNA fragment 18 Single-stranded DNA fragment 41 Substrate 43 Unknown base sequence 45 Primer random sequence group 47 Ordering sequence group 49 DNA fragment base sequence

Claims (21)

親水性ポリマー成分及びDNA鎖を固定化する官能基を表面に有する基体表面に、DNA伸長用のプライマーを固定化し、所望する配列を有する鋳型となる核酸鎖、ヌクレオチドモノマー、及びDNA伸長酵素を含む溶液を前記基体表面に供給し、必要に応じてDNA鎖を熱変性する温度で処理を行った後、アニール処理する温度で、プライマーDNA鎖の伸長反応を行うことを特徴とするDNA鎖伸長方法。   Includes a nucleic acid chain, a nucleotide monomer, and a DNA extension enzyme as a template having a desired sequence by immobilizing a primer for DNA extension on the surface of a substrate having a hydrophilic polymer component and a functional group for immobilizing the DNA chain on the surface. A method for extending a DNA strand, comprising: supplying a solution to the substrate surface, performing a treatment at a temperature at which the DNA strand is thermally denatured, if necessary, and then subjecting the primer DNA strand to an elongation reaction at a temperature for annealing. . 前記親水性ポリマー及びDNA鎖を固定する官能基が、網の目状に絡み合ったマトリックスを構成していることを特徴とする請求項1記載のDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain elongation method according to claim 1, wherein the hydrophilic polymer and the functional group for immobilizing the DNA chain constitute a matrix intertwined in a network. 請求項1記載のDNA鎖伸長方法において、DNA鎖を固定化する官能基がアミノ基と反応する官能基であり、プライマーDNA鎖の5’末端にアミノ基を導入し、該アミノ基と官能基とが反応し結合することによってプライマーが固定化されていることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The method for extending a DNA strand according to claim 1, wherein the functional group for immobilizing the DNA strand is a functional group that reacts with an amino group, an amino group is introduced into the 5 ′ end of the primer DNA strand, and the amino group and the functional group are introduced. A DNA chain extending method, wherein a primer is immobilized by reacting and binding to. 請求項3記載のDNA鎖伸長方法において、アミノ基と反応する官能基が活性エステル基であるDNA鎖伸長方法。   The DNA chain extending method according to claim 3, wherein the functional group that reacts with an amino group is an active ester group. 請求項1記載のDNA鎖伸長方法において、前記鋳型となる核酸鎖が、DNA又は
RNAであるDNA鎖伸長方法。
The DNA chain extending method according to claim 1, wherein the nucleic acid chain used as the template is DNA or RNA.
請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記鋳型となる核酸鎖は、所定のRNAを逆転写酵素で処理して得られるcDNA断片であることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extending method according to claim 1, wherein the nucleic acid chain used as the template is a cDNA fragment obtained by treating a predetermined RNA with a reverse transcriptase. 請求項1記載のDNA鎖伸長方法において、所望する配列を有する鋳型となる核酸鎖、ヌクレオチドモノマー、及びDNA伸長酵素を含む溶液を、予めDNA鎖を熱変性する温度まで引き上げる処理を行うことを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The method for extending a DNA chain according to claim 1, wherein a solution containing a nucleic acid chain, a nucleotide monomer, and a DNA extending enzyme as a template having a desired sequence is preliminarily raised to a temperature at which the DNA chain is thermally denatured. A DNA chain extending method. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記DNA鎖伸長反応は、前記反応系の温度を、前記アニール処理温度から前記熱変性処理温度まで徐々に上昇させて行われることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extension method according to claim 1, wherein the DNA chain extension reaction is performed by gradually increasing the temperature of the reaction system from the annealing temperature to the heat denaturation temperature. Chain extension method. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記DNA鎖伸長反応は、前記反応系の温度を、前記アニール処理温度と前記熱変性処理温度との間の所定の温度に変化させて行われることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extension method according to claim 1, wherein the DNA chain extension reaction is performed by changing the temperature of the reaction system to a predetermined temperature between the annealing temperature and the heat denaturation temperature. A DNA chain extending method characterized by the above. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記プライマーは、所定の着目遺伝子の特徴配列を含む塩基配列の一塩基を他の塩基に置き換えたDNA断片鎖であることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extension method according to claim 1, wherein the primer is a DNA fragment chain in which one base of a base sequence including a characteristic sequence of a predetermined gene of interest is replaced with another base. Method. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記プライマーは所定数の塩基配列からなり、各々のプライマーは全組合せのそれぞれの配列を有するDNA断片であることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extending method according to claim 1, wherein the primer comprises a predetermined number of base sequences, and each primer is a DNA fragment having the respective sequences of all combinations. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記ヌクレオチドモノマーの少なくとも一種がラベルされたものであることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extending method according to claim 1, wherein at least one of the nucleotide monomers is labeled. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、前記基体が、シリコン、ガラス、金属、グラファイト、又はプラスチック材料からなることを特徴とするDNA鎖伸長方法。   2. The DNA chain extending method according to claim 1, wherein the substrate is made of silicon, glass, metal, graphite, or a plastic material. 請求項1に記載のDNA鎖伸長方法において、基体形状がスライドガラス状、マイクロタイタープレート状又は容器状であるDNA鎖の伸長方法。   2. The method for extending a DNA strand according to claim 1, wherein the substrate has a glass slide shape, a microtiter plate shape or a container shape. 親水性ポリマー成分及びDNA鎖を固定化する官能基を表面に有する基体表面に、DNA伸長用のプライマーを固定化したDNA鎖伸長用アレイ。   An array for DNA chain extension, in which a primer for DNA extension is fixed on the surface of a substrate having a hydrophilic polymer component and a functional group for fixing the DNA chain on the surface. 請求項15に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記親水性ポリマー及びDNA鎖を固定する官能基が、網の目状に絡み合ったマトリックスを構成していることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ。   16. The DNA chain extending array according to claim 15, wherein the hydrophilic polymer and the functional group for immobilizing the DNA chain form a matrix entangled in a mesh shape. . 請求項15に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記基板が、シリコン、ガラス、金属、グラファイト、又はプラスチック材料からなることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ。   The DNA chain extending array according to claim 15, wherein the substrate is made of silicon, glass, metal, graphite, or a plastic material. 請求項15に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記プライマーは、5〜50個の塩基配列からなることを特徴とするDNA鎖伸長用マイクロアレイ。   16. The DNA chain extension microarray according to claim 15, wherein the primer comprises 5 to 50 nucleotide sequences. 請求項15に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記プライマーが、前記基体表面のDNA鎖を固定化する官能基と共有結合して、基体表面に固定化されることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ。   16. The DNA chain extension array according to claim 15, wherein the primer is covalently bonded to a functional group for immobilizing the DNA strand on the substrate surface and immobilized on the substrate surface. Array. 請求項15に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記基体が基板であり、基板には一定の区画内に複数のスポットが設けられており、各スポットにプライマーが固定化されていることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ。   16. The DNA chain extending array according to claim 15, wherein the substrate is a substrate, the substrate is provided with a plurality of spots in a fixed section, and a primer is immobilized on each spot. An array for extending a DNA strand. 請求項15に記載のDNA鎖伸長用アレイにおいて、前記基体が複数のウェルを有するマイクロタイタープレート状基板であり、ウェル表面にプライマーが固定化されていることを特徴とするDNA鎖伸長用アレイ。   16. The DNA chain extension array according to claim 15, wherein the substrate is a microtiter plate-like substrate having a plurality of wells, and a primer is immobilized on the well surface.
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