JP2008228589A - Method for analyzing nucleic acid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly and highly accurately detect the single-nucleotide mutation, using simple operations. <P>SOLUTION: A nucleic acid 4 containing a target base sequence is supplied to LCR reaction to amplify the target base sequence, and the obtained LCR reaction product 16 is subjected to LAMP reaction. An LCR primer set 10 in an LCR reaction solution 6 and an LAMP primer set 20 in an LAMP reaction solution 26 are preferably set to prescribed concentrations. The supply of the LCR reaction product 16 to the LAMP reaction enables to reduce the cycle number of the LCR reaction repeating heating and cooling, and a mutation can be detected with high accuracy using the LAMP reaction that does not need the heating and the cooling without depending on a real time measurement. Thus, even when a double-strand DNA is analyzed, the number of heating-cooling operations can be reduced, and the mutation can highly accurately be analyzed without depending on a real time measurement. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、標的遺伝子配列を含む核酸を増幅して塩基配列を分析する核酸の分析方法に関し、特に標的遺伝子配列の塩基配列変異の有無を検出する分析方法に関する。   The present invention relates to a nucleic acid analysis method for analyzing a base sequence by amplifying a nucleic acid containing a target gene sequence, and more particularly to an analysis method for detecting the presence or absence of a base sequence variation in a target gene sequence.

核酸の遺伝子領域における塩基配列の変異は、様々な体質の違いを生じる原因とされる。このため、特に医療分野を中心に、薬剤投与の効果や安全性を高める目的、あるいは特定の疾病にかかりやすいか否かを判断する目的等で、遺伝子領域における塩基配列の変異の有無を検出する分析が行なわれている。   Nucleotide sequence variations in the nucleic acid gene region are the cause of various constitutional differences. Therefore, mainly in the medical field, the presence or absence of mutations in the base sequence in the gene region is detected for the purpose of enhancing the effect and safety of drug administration, or for the purpose of determining whether or not it is susceptible to a specific disease. Analysis is being carried out.

こうした変異の検出方法の一つに、リガーゼ連鎖反応(Ligase Chain Reaction:以下、「LCR反応」)と呼ばれる反応を利用する方法がある(非特許文献1)。LCR反応では、分析に供するデオキシリボ核酸(DNA)に相補的な塩基配列を有する1対のオリゴヌクレオチド(以下、「オリゴDNA」)を、僅かな隙間を有する状態で隣接させ、隣り合った一対のオリゴDNA同士をリガーゼにより連結する。LCR反応液は、分析対象とする1本鎖DNA(例えば、2本鎖DNAを分析する場合はセンス鎖またはアンチセンス鎖)に相補結合して互いに隣り合うように設定された2つのオリゴDNAおよび耐熱性リガーゼとを少なくとも含む。   One method for detecting such mutations is a method that uses a reaction called ligase chain reaction (hereinafter referred to as “LCR reaction”) (Non-patent Document 1). In the LCR reaction, a pair of oligonucleotides having base sequences complementary to deoxyribonucleic acid (DNA) to be analyzed (hereinafter referred to as “oligo DNA”) are adjacent to each other with a slight gap, and a pair of adjacent oligonucleotides are adjacent to each other. The oligo DNAs are ligated together by ligase. The LCR reaction solution comprises two oligo DNAs that are set to be adjacent to each other by complementary binding to a single-stranded DNA to be analyzed (for example, a sense strand or an antisense strand in the case of analyzing double-stranded DNA). A heat-resistant ligase.

2つのオリゴDNAの一方(以下、「5’側オリゴDNA」)は、1本鎖DNAの標的遺伝子の5末端側領域と相補的に結合し、他方(以下、「3’側オリゴDNA」)は3末端側領域と相補的に結合する。このとき、5’側オリゴDNAと3’側オリゴDNAとは、両者の間にわずかな隙間を挟んで隣り合う状態で鋳型となる1本鎖DNAと相補的に結合するように設定されている。鋳型DNAの塩基配列に変異がなければ、5’側オリゴDNAと3’側オリゴDNAの両方が鋳型DNAと結合して、両者の間がリガーゼにより連結され増幅産物が得られる。変異がない場合、得られた増幅産物を鋳型として上記一連の反応が繰り返されるので、標的塩基配列部分が増幅された増幅産物が指数関数的に増加する。   One of the two oligo DNAs (hereinafter “5 ′ oligo DNA”) binds complementarily to the 5 terminal region of the target gene of the single-stranded DNA, and the other (hereinafter “3 ′ oligo DNA”) Binds complementarily to the 3 terminal region. At this time, the 5′-oligo DNA and the 3′-oligo DNA are set so as to complementarily bind to a single-stranded DNA serving as a template in a state adjacent to each other with a slight gap between them. . If there is no mutation in the base sequence of the template DNA, both the 5'-oligo DNA and the 3'-oligo DNA bind to the template DNA, and the two are linked by ligase to obtain an amplification product. When there is no mutation, the above-described series of reactions are repeated using the obtained amplification product as a template, so that the number of amplification products in which the target base sequence portion is amplified increases exponentially.

一方、鋳型DNAの標的塩基配列に変異があると、5’側オリゴDNAと3’側オリゴDNAの少なくともどちらか一方が鋳型である1本鎖DNAと完全には結合しない。このため、5’側オリゴDNAと3’側オリゴDNAとは連結されず、増幅反応が繰り返されないため、標的塩基配列に変異があるDNAは増幅されない。   On the other hand, if there is a mutation in the target base sequence of the template DNA, at least one of the 5'-oligo DNA and the 3'-oligo DNA does not completely bind to the single-stranded DNA as the template. For this reason, the 5'-oligo DNA and the 3'-oligo DNA are not linked and the amplification reaction is not repeated, so that DNA having a mutation in the target base sequence is not amplified.

2本鎖DNAを分析する場合、LCR反応液は、一般には、2組4種類のオリゴDNA(第1の5’側オリゴDNAと第1の3’側オリゴDNA、および第2の5’側オリゴDNAと第2の3’側オリゴDNA)を含む。第1の5’側オリゴDNAと第1の3’側オリゴDNAとは、2本鎖DNAの一方(センス鎖)の標的塩基配列部分に相補的に結合する塩基配列を有するように設定されている。また、第2の5’側オリゴDNAと第2の3’側オリゴDNAは、2本鎖のDNAの他方(アンチセンス鎖)の標的塩基配列部分に相補的な塩基配列を有し、センス鎖、およびアンチセンス鎖について上記反応が生じる。   When analyzing double-stranded DNA, the LCR reaction solution generally consists of two sets of four types of oligo DNAs (first 5′-oligo DNA, first 3′-oligo DNA, and second 5′-side). Oligo DNA and second 3 ′ oligo DNA). The first 5′-oligo DNA and the first 3′-oligo DNA are set so as to have a base sequence that complementarily binds to the target base sequence portion of one (sense strand) of the double-stranded DNA. Yes. In addition, the second 5′-oligo DNA and the second 3′-oligo DNA have a base sequence complementary to the target base sequence portion of the other (antisense strand) of the double-stranded DNA, and the sense strand And the above reaction occurs for the antisense strand.

このようにLCR法では、標的塩基配列に変異があれば、本来、増幅反応が繰り返されないため変異が検出できる。しかしLCR法では、オリゴDNA同士が平滑末端において連結するという、鋳型の存在に依存しない非特異的連結が生じる場合があるため、LCR法単独での変異の検出精度は必ずしも高くない。   Thus, in the LCR method, if there is a mutation in the target base sequence, the amplification reaction is not originally repeated, so that the mutation can be detected. However, in the LCR method, non-specific ligation that does not depend on the presence of a template, in which oligo DNAs are ligated at blunt ends, may occur, so that the accuracy of mutation detection by the LCR method alone is not necessarily high.

一方、拡散の標的塩基配列を増幅する方法としてLAMP法(Loop-Mediated Isothermal Amplification)が知られており(特許文献1、非特許文献2)、LAMP法を利用した変異検出法も提案されている(特許文献2、特許文献3)。LAMP法では、少なくとも2種類のインナープライマー(第1のインナープライマーと第2のインナープライマー)、2種類のアウタープライマー(第1のアウタープライマーと第2のアウタープライマー)、および鎖置換型DNAポリメラーゼが用いられる。インナープライマーは、該プライマーから伸長した部分の末端に当該プライマーと相補的な配列が含まれるように設計され、インナープライマーを起点として伸張した1本鎖(第1の伸長生成物)はループ構造を形成できる。   On the other hand, a LAMP method (Loop-Mediated Isothermal Amplification) is known as a method for amplifying a diffusion target base sequence (Patent Document 1, Non-Patent Document 2), and a mutation detection method using the LAMP method is also proposed. (Patent Document 2, Patent Document 3). In the LAMP method, at least two types of inner primers (first inner primer and second inner primer), two types of outer primers (first outer primer and second outer primer), and strand displacement type DNA polymerase are used. Used. The inner primer is designed to include a sequence complementary to the primer at the end of the portion extended from the primer, and the single strand (first extension product) extended from the inner primer has a loop structure. Can be formed.

すなわち、図6において符番35で示す第1の伸長生成物は、一方の末端側にインナープライマーを含んでおり、このインナープライマーから伸長された部分は該プライマーと相補的な配列の末端を有する。そして、アウタープライマーがインナープライマーよりさらに上流に結合し、その伸長生成物が生成される過程で第1の伸長生成物35が鋳型核酸から剥されて1本鎖にされると、この末端が該プライマー由来の部分と相補結合してループを形成する(図6(b)参照)。一方のインナープライマー(例えば第1のインナープライマーFIP)を起点として伸長された第1の伸長生成物35は、他方のインナープライマー(第2のインナープライマーBIP)を起点とする伸長反応の鋳型となり、第2の伸長生成物36が得られる(図6(c)参照)。第2の伸長生成物36の両端にはループが形成され、ループを起点とする更なる伸長反応が生じる(図6(d)参照)。   That is, the first extension product indicated by reference numeral 35 in FIG. 6 includes an inner primer on one end side, and a portion extended from the inner primer has an end of a sequence complementary to the primer. . Then, when the first extension product 35 is peeled from the template nucleic acid into a single strand in the process in which the outer primer binds further upstream from the inner primer and the extension product is generated, this end is Complementary binding with the primer-derived portion forms a loop (see FIG. 6B). The first extension product 35 extended from one inner primer (for example, the first inner primer FIP) serves as a template for an extension reaction starting from the other inner primer (second inner primer BIP), A second extension product 36 is obtained (see FIG. 6 (c)). A loop is formed at both ends of the second extension product 36, and a further extension reaction starting from the loop occurs (see FIG. 6D).

このように、LAMP法では鎖置換型DNAポリメラーゼにより、2本鎖が剥されながら複数の位置から伸長反応と増幅反応とが同時に進行する。このため、LAMP法では核酸の増幅は超指数関数的に起こり、しかも等温条件下で反応が起こるため、2本鎖DNAを解離させるために加熱と冷却を繰り返す必要がない。   Thus, in the LAMP method, the extension reaction and the amplification reaction proceed simultaneously from a plurality of positions while the double strand is peeled off by the strand displacement type DNA polymerase. For this reason, in the LAMP method, nucleic acid amplification occurs in a super exponential manner, and the reaction occurs under isothermal conditions, so that it is not necessary to repeat heating and cooling in order to dissociate double-stranded DNA.

このようなLAMP法を利用した変異検出法では、検出すべき変異部位を含む領域を有するインナープライマーを用いる(特許文献2参照)。分析対象とする核酸に変異がなければ場合、インナープライマーを起点として伸長された伸長生成物には、変異を含む領域と相補的な塩基配列が生成されないので、このような伸長生成物を解離させて1本鎖にしてもループは形成されない。このためLAMP反応はそれ以上、進行しない。一方、分析対象とする核酸が変異を含んでいる場合は、インナープライマーを起点として伸長された伸長鎖を1本鎖にするとループが形成され、超指数関数的な増幅が起こる。よって、LAMP反応の結果生じた生成物の量を測定することから、変異の有無を検出できる。
国際公開第WO00/29082号パンフレット 国際公開第WO01/34838号パンフレット 特開2003−159100号公報 Barany F.(1991)、Genetic disease detection and DNA amplification using cloned thermostable ligase、Proc. Natl. Acad. Sci. USA.;88(1)、189−193 Notomi T. et al.(2000)、Loop-mediated isothermal amplification of DNA、Nucleic Acid Research;28(12)、e63 Iwasaki M. et al.(2003)、Validation of the Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Single Nucleotide Polymorphism Genotyping with Whole Blood、Genome Letters 2(3)、119−126
In such a mutation detection method using the LAMP method, an inner primer having a region including a mutation site to be detected is used (see Patent Document 2). If there is no mutation in the nucleic acid to be analyzed, a base sequence complementary to the region containing the mutation will not be generated in the extended product starting from the inner primer. Even if it is single-stranded, no loop is formed. For this reason, the LAMP reaction does not proceed any further. On the other hand, when the nucleic acid to be analyzed contains a mutation, a loop is formed when the extended strand that has been extended from the inner primer as a starting point is formed into a single strand, and hyperexponential amplification occurs. Thus, the presence or absence of mutation can be detected by measuring the amount of product produced as a result of the LAMP reaction.
International Publication No. WO00 / 29082 Pamphlet International Publication No. WO01 / 34838 Pamphlet JP 2003-159100 A Barany F. (1991), Genetic disease detection and DNA amplification using cloned thermostable ligase, Proc. Natl. Acad. Sci. USA .; 88 (1), 189-193 Notomi T. et al. (2000), Loop-mediated isothermal amplification of DNA, Nucleic Acid Research; 28 (12), e63 Iwasaki M. et al. (2003), Validation of the Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Single Nucleotide Polymorphism Genotyping with Whole Blood, Genome Letters 2 (3), 119-126

LAMP法は、本来はプライマーの位置選択に余裕があるため、高特異性での増幅有無の検証が可能であり、所定の時間、LAMP反応を行うことにより得られた最終産物(以下、「LAMP反応生成物」)を測定することで増幅の有無を判定できる。しかし、変異検出用として設計されるインナープライマーは、塩基の一つが野生型用のインナープライマーと異なっている他は野生型用のプライマーとほぼ同じであり、しかも異なる部位は末端塩基に限られるため、非特異的増幅が生じる可能性が高い。このため、変異検出精度を高めるためにはリアルタイム測定が推奨される。   Since the LAMP method originally has a margin in primer position selection, it is possible to verify the presence or absence of amplification with high specificity, and the final product (hereinafter referred to as “LAMP”) obtained by performing the LAMP reaction for a predetermined time. The presence or absence of amplification can be determined by measuring the reaction product "). However, the inner primer designed for mutation detection is almost the same as the wild-type primer except that one of the bases is different from the wild-type inner primer, and the different sites are limited to the terminal bases. Non-specific amplification is likely to occur. For this reason, real-time measurement is recommended to increase the accuracy of mutation detection.

リアルタイム測定は定量性には優れるが、分析に供する試料中に含まれる鋳型となる核酸の量が重要であり、試料中にある程度の量の核酸が含まれていることが必要である上、ダイナミックレンジは低い。   Real-time measurement is excellent in quantitativeness, but the amount of nucleic acid serving as a template contained in the sample to be analyzed is important, and it is necessary that the sample contains a certain amount of nucleic acid and dynamic. The range is low.

さらに、LAMP反応を行う場合に推奨される条件は、濃度測定を行なった精製ゲノムを使用することが推奨される。これに対し、本発明者が非特許文献3を参考にして未精製血液を試料としてLAMP反応を行なったところ、変異の検出が不可能であることが判明した。このため、未精製血液が使用できない場合、臨床現場でLAMP反応を利用した分析を行うことは困難となる。   Furthermore, it is recommended to use a purified genome subjected to concentration measurement as a recommended condition for performing the LAMP reaction. In contrast, when the present inventor conducted a LAMP reaction using unpurified blood as a sample with reference to Non-Patent Document 3, it was found that the mutation could not be detected. For this reason, when unpurified blood cannot be used, it is difficult to perform an analysis using the LAMP reaction at a clinical site.

本発明は、上記課題に対し、非特異的増幅を抑制して高精度で塩基変異の有無を検出できる核酸の分析法を提供することを目的とする。特に、LCR反応とLAMP反応とは互いに干渉しあうおそれがあるのに対し、本発明は、LCR法とLAMP法とのそれぞれの長所を引き出すことにより、上記課題を解決することを目的とする。また、本発明は、LAMP反応を利用して未精製血液を試料とする変異検出を可能とすることを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a nucleic acid analysis method capable of detecting the presence or absence of a base mutation with high accuracy by suppressing nonspecific amplification. In particular, the LCR reaction and the LAMP reaction may interfere with each other, but the present invention aims to solve the above-described problems by extracting the respective advantages of the LCR method and the LAMP method. Another object of the present invention is to enable mutation detection using unpurified blood as a sample using the LAMP reaction.

本発明の請求項1に係る発明は、標的塩基配列を含む核酸の分析方法であって、前記核酸を有する試料とLCR反応用のLCRプライマーセットとを含むLCR反応液中でLCR反応を行ってLCR反応生成物を生成させ、前記LCR反応生成物を、LAMP反応用のLAMPプライマーセットが含まれたLAMP反応液中でLAMP反応させる分析方法である。   The invention according to claim 1 of the present invention is a method for analyzing a nucleic acid containing a target base sequence, wherein an LCR reaction is performed in an LCR reaction solution containing a sample having the nucleic acid and an LCR primer set for LCR reaction. In this analysis method, an LCR reaction product is generated, and the LCR reaction product is subjected to LAMP reaction in a LAMP reaction solution containing a LAMP primer set for LAMP reaction.

本発明では、LCR法により増幅した増幅産物をLAMP法の鋳型とする。具体的には、所定の範囲の温度、時間での加熱処理を行った後、所定の範囲の温度とする冷却操作を行い所定範囲の時間、連結反応を行う操作を1サイクルとして、10〜30サイクル程度を繰り返すLCR反応の結果得られた増幅産物を含む液状物(LCR反応生成物)をLAMP反応に供する。   In the present invention, an amplification product amplified by the LCR method is used as a template for the LAMP method. Specifically, after performing heat treatment in a predetermined range of temperature and time, a cooling operation to a predetermined range of temperature is performed, and an operation of performing a ligation reaction for a predetermined range of time and in one cycle is 10-30. The liquid substance (LCR reaction product) containing the amplification product obtained as a result of the LCR reaction that repeats about the cycle is subjected to the LAMP reaction.

本発明の請求項2に係る発明は、前記LCR反応生成物を熱変性処理することなく前記LAMP反応させる請求項1に記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 2 of the present invention is the method for analyzing nucleic acid according to claim 1, wherein the LCR reaction product is subjected to the LAMP reaction without heat denaturation treatment.

LAMP法では、従来、2本鎖DNAを分析対象とし、これを鋳型とする場合は、2本鎖DNAを1本鎖にしてインナープライマーが結合できるように、2本鎖DNAを熱変性させる処理が必要である。ここで、LCR反応では、LCR反応の鋳型とする2本鎖DNAのそれぞれに対する連結反応は同等ではなく、どちらか一方の1本鎖はもう一方の1本鎖より合成量が多くなる。一方の1本鎖より多く合成され標的遺伝子配列を含む増幅産物は、1本鎖の状態でLCR反応生成物に含まれる。本発明では、このようなLCR反応生成物をLAMP反応に供するので、1本鎖の状態で存在し標的遺伝子配列を含むLCR反応の増幅産物をLAMP反応の鋳型とできる。よって、LAMP反応工程において熱変性処理を省略でき、操作を簡便かつ迅速にできる。   Conventionally, in the LAMP method, when double-stranded DNA is an analysis target and this is used as a template, the double-stranded DNA is thermally denatured so that the inner primer can be bound by making the double-stranded DNA into a single strand. is required. Here, in the LCR reaction, the ligation reaction with respect to each double-stranded DNA used as a template for the LCR reaction is not equivalent, and one of the single strands is synthesized in a larger amount than the other single strand. An amplification product synthesized more than one single strand and containing the target gene sequence is included in the LCR reaction product in a single strand state. In the present invention, such an LCR reaction product is subjected to the LAMP reaction, so that an amplification product of the LCR reaction that exists in a single strand state and includes the target gene sequence can be used as a template for the LAMP reaction. Therefore, the heat denaturation treatment can be omitted in the LAMP reaction step, and the operation can be performed simply and quickly.

本発明の請求項3に係る発明は、前記LCR反応液中の前記LCRプライマーセットの濃度、および前記LAMP反応液中の前記LAMPプライマーセットの濃度が所定の範囲に調整されている請求項1に記載の核酸の分析方法である。   In the invention according to claim 3 of the present invention, the concentration of the LCR primer set in the LCR reaction solution and the concentration of the LAMP primer set in the LAMP reaction solution are adjusted to a predetermined range. The nucleic acid analysis method described.

LCR反応生成物には、LCR反応の結果得られた増幅産物以外にLCR反応用のプライマーが含まれる場合がある。LCR反応生成物中にLCR反応用のプライマーが残存する場合、LAMP反応が適正に進行しないおそれがある。これに対し、LCR反応を行う際に用いる、複数種類のプライマー(LCRプライマーセット)の濃度を所定の範囲にするとよい。同様に、LAMP反応を行う際に用いる、複数種類のプライマー(LAMPプライマーセット)の濃度も所定の範囲にするとよい。このように、LCR反応およびLAMP反応に用いるプライマーの濃度を所定の濃度に調整することで、LCR反応とLAMP反応とが互いに干渉するおそれを回避できる。   The LCR reaction product may contain a primer for the LCR reaction in addition to the amplification product obtained as a result of the LCR reaction. If the LCR reaction primer remains in the LCR reaction product, the LAMP reaction may not proceed properly. On the other hand, the concentration of a plurality of types of primers (LCR primer set) used when performing the LCR reaction may be set within a predetermined range. Similarly, the concentration of a plurality of types of primers (LAMP primer set) used when performing the LAMP reaction may be set within a predetermined range. Thus, by adjusting the concentration of the primer used for the LCR reaction and the LAMP reaction to a predetermined concentration, it is possible to avoid the possibility that the LCR reaction and the LAMP reaction interfere with each other.

本発明の請求項4に係る発明は、前記LCR反応液中の前記LCRプライマーセットの濃度は、0.1μM以上0.5μM以下である請求項3に記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 4 of the present invention is the nucleic acid analysis method according to claim 3, wherein the concentration of the LCR primer set in the LCR reaction solution is 0.1 μM or more and 0.5 μM or less.

本発明の請求項5に係る発明は、前記LAMPプライマーセットは、インナープライマーセットを少なくとも含み、前記LAMP反応液中の前記インナープライマーセットの濃度は、0.2μM以上1.0μM以下である請求項3または4に記載の核酸の分析方法である。   In the invention according to claim 5 of the present invention, the LAMP primer set includes at least an inner primer set, and the concentration of the inner primer set in the LAMP reaction solution is 0.2 μM or more and 1.0 μM or less. 5. The method for analyzing a nucleic acid according to 3 or 4.

本発明の請求項6に係る発明は、前記LAMPプライマーセットは、ループプライマーとアウタープライマーとをさらに含み、前記LAMP反応液中の前記ループプライマーの濃度は、0.1μM以上0.5μM以下であり、前記アウタープライマーの濃度は、0μM以上0.1μM以下である請求項5に記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 6 of the present invention is that the LAMP primer set further includes a loop primer and an outer primer, and the concentration of the loop primer in the LAMP reaction solution is 0.1 μM or more and 0.5 μM or less. The nucleic acid analysis method according to claim 5, wherein the concentration of the outer primer is 0 μM or more and 0.1 μM or less.

本発明の請求項7に係る発明は、前記LCR反応は、94℃の温度条件で30秒間の熱変性処理を行なった後65℃以上70℃以下の温度条件で10秒以上30秒間以下の連結反応を行なう処理を1サイクルとし、該LCR反応のサイクル数は30サイクル以下である請求項1から6のいずれかに記載の核酸の分析方法である。   In the invention according to claim 7 of the present invention, the LCR reaction is carried out by heat denaturation treatment for 30 seconds at a temperature of 94 ° C., and then for 10 seconds to 30 seconds under a temperature condition of 65 ° C. to 70 ° C. The method for analyzing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 6, wherein the treatment for performing the reaction is one cycle, and the number of cycles of the LCR reaction is 30 cycles or less.

本発明の請求項8に係る発明は、前記LAMPプライマーセットは、インナープライマーセットと、ループプライマーとを少なくとも含み、前記LCR反応のサイクル数は10サイクル以上25サイクル以下である請求項7に記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 8 of the present invention is that the LAMP primer set includes at least an inner primer set and a loop primer, and the number of cycles of the LCR reaction is 10 cycles or more and 25 cycles or less. This is a nucleic acid analysis method.

上述したとおり、従来、LAMP反応を行なうためには2種類のインナープライマーと2種類のアウタープライマーとが必要であった。しかし、本発明者による研究の結果、LCR反応生成物を鋳型としてLAMP反応を行なう場合は、アウタープライマーが省略可能なことが判明した。よって、本発明によればLAMP反応に要するプライマーの種類を減らすことができる。   As described above, conventionally, two types of inner primers and two types of outer primers have been required to perform the LAMP reaction. However, as a result of research by the present inventors, it was found that the outer primer can be omitted when the LAMP reaction is performed using the LCR reaction product as a template. Therefore, according to the present invention, the types of primers required for the LAMP reaction can be reduced.

本発明の請求項9に係る発明は、前記LAMP反応を行なう反応時間は、30分以下である請求項1から8のいずれかに記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 9 of the present invention is the method for analyzing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 8, wherein a reaction time for performing the LAMP reaction is 30 minutes or less.

本発明では、LCR反応とLAMP反応を組み合わせることにより、LCR法単独で変異を検出する場合に必要なサイクル数より少ないサイクル数でLCR反応を終了できる。よって、分析に要する時間を短縮できる。   In the present invention, by combining the LCR reaction and the LAMP reaction, the LCR reaction can be completed with a fewer number of cycles than the number of cycles necessary when detecting mutations with the LCR method alone. Therefore, the time required for analysis can be shortened.

本発明の請求項10に係る発明は、前記標的塩基配列は、変異部位を含み、前記第LAMP反応による増幅産物の有無を調べることにより、前記核酸の変異の有無を検出する請求項1から9のいずれかに記載の核酸の分析方法である。   In the invention according to claim 10 of the present invention, the target base sequence includes a mutation site, and the presence or absence of a mutation in the nucleic acid is detected by examining the presence or absence of an amplification product by the second LAMP reaction. Or a nucleic acid analysis method according to any one of the above.

従来、LAMP法単独で塩基配列の変異の有無を検出する場合は、高い精度を得るためにはリアルタイム測定が必要であり、蛍光検出法を用いたリアルタイム測定により、LAMP反応による増幅の有無を調べていた。本発明ではLCR反応生成物を鋳型としてLAMP反応を行うため、最終産物を調べることで増幅の有無を判断して変異の有無を検出できる。このため、リアルタイム測定は必要でなく、蛍光検出法以外、例えば電気泳動法等で増幅有無を検出できる。   Conventionally, when detecting the presence or absence of mutations in the base sequence using the LAMP method alone, real-time measurement is necessary to obtain high accuracy, and the presence or absence of amplification by the LAMP reaction is examined by real-time measurement using a fluorescence detection method. It was. In the present invention, since the LAMP reaction is performed using the LCR reaction product as a template, the presence or absence of amplification can be detected by judging the presence or absence of amplification by examining the final product. For this reason, real-time measurement is not necessary, and the presence or absence of amplification can be detected by methods other than fluorescence detection, such as electrophoresis.

本発明の請求項11に係る発明は、前記試料は、2×10〜2×10ヒト・ゲノム/μLを含む請求項1から10のいずれかに記載の核酸の分析方法である。
としたものである。
The invention according to claim 11 of the present invention is the nucleic acid analysis method according to any one of claims 1 to 10, wherein the sample contains 2 × 10 to 2 × 10 3 human genomes / μL.
It is what.

本発明の請求項12に係る発明は、前記試料中の核酸は、精製されていない、またはゲノム濃度測定されていない請求項1から11のいずれかに記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 12 of the present invention is the method for analyzing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 11, wherein the nucleic acid in the sample is not purified or the genome concentration is not measured.

本発明の請求項13に係る発明は、前記試料は、純水で希釈した未精製血液である請求項1から12のいずれかに記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 13 of the present invention is the nucleic acid analysis method according to any one of claims 1 to 12, wherein the sample is unpurified blood diluted with pure water.

本発明の請求項14に係る発明は、前記試料は、純水による希釈倍率が10倍である請求項13に記載の核酸の分析方法である。   The invention according to claim 14 of the present invention is the nucleic acid analysis method according to claim 13, wherein the sample has a dilution ratio of 10 times with pure water.

本発明では、リアルタイム測定を行なわずとも高精度でLAMP反応を利用した塩基の変異有無を検出できる。このため、精製していない核酸、および濃度を測定していない核酸を試料として分析に供することができ、例えば未精製の血液を純水に希釈するだけで変異の有無を検出できる。   In the present invention, it is possible to detect the presence or absence of a base mutation using the LAMP reaction with high accuracy without performing real-time measurement. For this reason, unpurified nucleic acid and nucleic acid whose concentration has not been measured can be used for analysis. For example, the presence or absence of mutation can be detected simply by diluting unpurified blood into pure water.

本発明によれば、核酸の塩基配列の変異の有無を、高精度で、しかも短時間で分析できる。また本発明によれば、ゲノムの精製や濃度測定を行わずに塩基配列の変異の有無を分析でき、未精製の血液を純水に希釈しただけで分析できる。   According to the present invention, the presence or absence of a mutation in the base sequence of a nucleic acid can be analyzed with high accuracy and in a short time. Further, according to the present invention, it is possible to analyze the presence or absence of a nucleotide sequence mutation without performing genome purification or concentration measurement, and it is possible to analyze simply by diluting unpurified blood in pure water.

以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。以下において、同一部材には同一符号を付し、説明を省略または簡略化する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same members are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

本発明は、核酸の遺伝子領域の一部を標的塩基配列とし、この標的塩基配列の特定部分の変異の有無を分析するものとする。分析対象とするゲノムは、精製されたゲノムである必要はなく、ゲノムの濃度が測定されている必要もない。このため、例えば、未精製血液を純水に5〜15倍程度、特に10倍希釈し、これを試料として本発明に係る分析試料とできる。   In the present invention, a part of a gene region of a nucleic acid is used as a target base sequence, and the presence or absence of a mutation in a specific part of the target base sequence is analyzed. The genome to be analyzed does not need to be a purified genome, and the concentration of the genome need not be measured. For this reason, for example, unpurified blood is diluted with pure water about 5 to 15 times, particularly 10 times, and this can be used as a sample to be an analysis sample according to the present invention.

分析対象は核酸を含み、LCR反応でこの核酸を増幅した後、LCR反応により得られた増幅産物を含む反応生成物をLAMP反応に供する。そこで、まず、LCR反応を行う工程(LCR工程)について説明する。   The analysis target contains a nucleic acid, and after amplifying the nucleic acid by the LCR reaction, the reaction product containing the amplification product obtained by the LCR reaction is subjected to the LAMP reaction. Therefore, first, the step of performing the LCR reaction (LCR step) will be described.

《LCR工程》
図1および図2は、本発明の一実施態様に係る分析方法においてLCR工程を説明する模式図である。まず、図1(a)に示すように、符号4で示す分析対象とする2本鎖DNAを、LCRプライマーセット10、および耐熱性リガーゼ2を含むLCR反応液6に混合する。図1(b)に、2本鎖DNA4、およびLCRプライマーセット10を構成する4種類のオリゴDNAの模式図を示す。本実施態様では、2本鎖DNAの遺伝子領域のうち、図1(b)においてXで示す領域の塩基配列を標的塩基配列とし、破線で囲った座位の変異の有無を分析するものとする。
<< LCR process >>
1 and 2 are schematic diagrams for explaining an LCR process in the analysis method according to one embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, double-stranded DNA to be analyzed indicated by reference numeral 4 is mixed with an LCR reaction solution 6 containing an LCR primer set 10 and a heat-resistant ligase 2. FIG. 1B shows a schematic diagram of the double-stranded DNA 4 and the four types of oligo DNA constituting the LCR primer set 10. In this embodiment, among the gene regions of double-stranded DNA, the base sequence of the region indicated by X in FIG. 1 (b) is used as the target base sequence, and the presence / absence of the mutation at the locus surrounded by the broken line is analyzed.

2本鎖DNA4は、94℃〜99℃程度で10秒〜120秒間、加熱処理することで熱変性させ、図2(a)に示すように2本鎖を解離させる。加熱処理時間は20秒〜40秒、特に25秒〜35秒とすることが好ましい。次いで熱処理したLCR反応液6を50℃〜70℃程度に冷却すると、2本鎖DNA4が解離して得られた1本鎖の一方であるセンス鎖4(+)、および他方であるアンチセンス鎖4(−)に、LCRプライマーセット10として添加されたオリゴDNAがハイブリダイズする。冷却による連結反応は、65℃以上70℃以下の温度条件で30秒〜60秒、特に30秒間行うとよい。   The double-stranded DNA 4 is heat-denatured by heat treatment at about 94 ° C. to 99 ° C. for 10 seconds to 120 seconds to dissociate the double strands as shown in FIG. The heat treatment time is preferably 20 seconds to 40 seconds, particularly 25 seconds to 35 seconds. Next, when the heat-treated LCR reaction solution 6 is cooled to about 50 ° C. to 70 ° C., the sense strand 4 (+) as one strand obtained by dissociating the double-stranded DNA 4 and the antisense strand as the other strand The oligo DNA added as LCR primer set 10 is hybridized to 4 (−). The linking reaction by cooling is preferably performed at a temperature of 65 ° C. or higher and 70 ° C. or lower for 30 seconds to 60 seconds, particularly 30 seconds.

LCRプライマーセット10は、第1のオリゴDNA対としてセンス鎖4(+)の標的塩基配列と相補的な配列を有する2つのオリゴDNA(第1の3’オリゴDNAと第1の5’オリゴDNA)を含んでいる。LCRプライマーセットは、第2のオリゴDNA対として、アンチセンス鎖4(−)の標的塩基配列と相補的な配列を有する1対のオリゴDNA(第2の3’オリゴDNAと第2の5’オリゴDNA)をさらに含む。以下、第1のオリゴDNA対をそれぞれ「3’オリゴDNA」「5’オリゴDNA」と記載し、第2のオリゴDNA対はそれぞれ「3’オリゴDNAc」「5’オリゴDNAc」と記載する。   The LCR primer set 10 includes two oligo DNAs having a sequence complementary to the target base sequence of the sense strand 4 (+) as the first oligo DNA pair (the first 3 ′ oligo DNA and the first 5 ′ oligo DNA). ) Is included. The LCR primer set consists of a pair of oligo DNAs (second 3 ′ oligo DNA and second 5 ′ having a sequence complementary to the target base sequence of the antisense strand 4 (−) as the second oligo DNA pair. Oligo DNA). Hereinafter, the first oligo DNA pair is referred to as “3 ′ oligo DNA” and “5 ′ oligo DNA”, respectively, and the second oligo DNA pair is referred to as “3 ′ oligo DNAc” and “5 ′ oligo DNAc”, respectively.

これらのオリゴDNAのうち、3’オリゴDNAと5’オリゴDNAとは、センス鎖4(+)の標的塩基配列と相補的な塩基配列を有し、センス鎖4(+)にハイブリダイズした際、互いにわずかな隙間を有する状態で隣接するように設計されている。一方、3’オリゴDNAcと5’オリゴDNAcとは、アンチセンス鎖4(−)の標的塩基配列と相補的で、互いにわずかな隙間を有して隣接した状態で、この1本鎖4(−)にハイブリダイズするように設計されている。   Among these oligo DNAs, 3 ′ oligo DNA and 5 ′ oligo DNA have a base sequence complementary to the target base sequence of sense strand 4 (+) and are hybridized to sense strand 4 (+). Designed to be adjacent to each other with a slight gap. On the other hand, the 3 ′ oligo DNAc and the 5 ′ oligo DNAc are complementary to the target base sequence of the antisense strand 4 (−), and are adjacent to each other with a slight gap between the single strand 4 (− ).

よって、本実施態様では、センス鎖4(+)の標的塩基配列領域に、3’オリゴDNAと5’オリゴDNAがハイブリダイズし、両者は互いにわずかな隙間を有した状態で隣接する。同様に、3’オリゴDNAcと5’オリゴDNAcとは、アンチセンス鎖4(−)の標的塩基配列領域にハイブリダイズして、わずかな隙間を挟んで隣接する(図2(b)参照)。   Therefore, in this embodiment, the 3 'oligo DNA and the 5' oligo DNA are hybridized to the target base sequence region of the sense strand 4 (+), and both are adjacent to each other with a slight gap. Similarly, 3 'oligo DNAc and 5' oligo DNAc hybridize with the target base sequence region of antisense strand 4 (-) and are adjacent to each other with a slight gap (see Fig. 2 (b)).

センス鎖4(+)の標的塩基配列に変異がなければ、3’オリゴDNAと5’オリゴDNAとは、センス鎖4(+)の標的塩基配列にハイブリダイズし、耐熱性リガーゼ2が3’オリゴDNAと5’オリゴDNAとの間の隙間を連結し、LCR反応による増幅産物である連結産物15が得られる(図2(c)参照)。   If there is no mutation in the target base sequence of the sense strand 4 (+), the 3 ′ oligo DNA and the 5 ′ oligo DNA hybridize to the target base sequence of the sense strand 4 (+), and the thermostable ligase 2 is 3 ′. The gap between the oligo DNA and the 5 ′ oligo DNA is ligated to obtain a ligation product 15 that is an amplification product by the LCR reaction (see FIG. 2C).

LCR工程は、2本鎖を解離させる加熱操作と、加熱処理後の反応液を冷却してハイブリダイズおよび連結反応を行なわせる操作とを1つのサイクルとし、このサイクルを10〜60サイクル、好ましくは20〜30サイクル、特に好ましくは23サイクル繰り返す。連結産物は、次のサイクルにおける鋳型となるため、上記反応を繰り返すことで、標的塩基配列をコピーしたLC連結産物15が指数関数的に増幅され(図3(a)参照)、連結産物15を含むLCR反応生成物16が得られる(図3(b)参照)。LCR工程は、全体で(すなわち23サイクル行う場合は第1サイクル開始から第23サイクル終了まで)30分以内でよい。   In the LCR step, a heating operation for dissociating double strands and an operation for cooling the reaction solution after the heat treatment to perform hybridization and a ligation reaction are set as one cycle, and this cycle is 10 to 60 cycles, preferably 20 to 30 cycles, particularly preferably 23 cycles. Since the ligation product becomes a template in the next cycle, by repeating the above reaction, the LC ligation product 15 obtained by copying the target base sequence is exponentially amplified (see FIG. 3A). An LCR reaction product 16 containing is obtained (see FIG. 3 (b)). The LCR process may be within 30 minutes as a whole (ie, when 23 cycles are performed, from the start of the first cycle to the end of the 23rd cycle).

なお、LCRプライマーセット10は、2本鎖DNA4の少なくともどちらか一方の1本鎖上の標的塩基配列とハイブリダイズするように設計された1対2種類のオリゴDNAを含んでいればよい。すなわち、本実施態様における第1のオリゴDNA対(3’オリゴDNAと5’オリゴDNA)または第2のオリゴDNA対(3’オリゴDNAcと5’オリゴDNAc)のどちらか一方を含んでいればよい。   The LCR primer set 10 only needs to include one-to-two types of oligo DNAs designed to hybridize with a target base sequence on at least one of the double-stranded DNAs 4. That is, if either the first oligo DNA pair (3 ′ oligo DNA and 5 ′ oligo DNA) or the second oligo DNA pair (3 ′ oligo DNA c and 5 ′ oligo DNA c) in this embodiment is included. Good.

LCRプライマーセット10の各オリゴDNAは、0.1μM以上0.5μM以下の濃度でLCR反応液6に含有させることが好ましく、0.2μM程度の濃度とすることがさらに好ましく、特に0.25μMを最適濃度とする。   Each oligo DNA of the LCR primer set 10 is preferably contained in the LCR reaction solution 6 at a concentration of 0.1 μM or more and 0.5 μM or less, more preferably about 0.2 μM, particularly 0.25 μM. Use the optimal concentration.

LCR反応では、DNA4の標的塩基配列に変異があると、LCRプライマーセット10として添加されたオリゴDNAは標的塩基配列領域にハイブリダイズしない(図3(c)参照)。このため、標的塩基配列上で隣り合う3’オリゴDNAと5’オリゴDNA(または3’オリゴDNAcと5’オリゴDNAc)とは、本来、連結されず、連結産物が得られない。このため、変異があればLCR反応を行っても本来は標的塩基配列が増幅されない。   In the LCR reaction, if there is a mutation in the target base sequence of DNA4, the oligo DNA added as the LCR primer set 10 does not hybridize to the target base sequence region (see FIG. 3 (c)). Therefore, 3 ′ oligo DNA and 5 ′ oligo DNA (or 3 ′ oligo DNA c and 5 ′ oligo DNA c) that are adjacent on the target base sequence are not originally ligated and a ligation product cannot be obtained. For this reason, if there is a mutation, the target base sequence is not originally amplified even if the LCR reaction is performed.

しかし、オリゴDNAの平滑末端において非特異的連結が生じて増幅が生じることがあるため、LCR法単独で変異を検出する場合の精度は必ずしも高くない。そこで、本発明では、LCR反応により得られた連結産物をLAMP法の鋳型として用いることで一塩基変異の検出精度を向上させる。以下、LAMP反応を行う工程(LAMP工程)について説明する。   However, since non-specific ligation may occur at the blunt ends of the oligo DNA and amplification may occur, the accuracy in detecting mutations by the LCR method alone is not necessarily high. Therefore, in the present invention, the detection accuracy of single nucleotide mutations is improved by using the ligation product obtained by the LCR reaction as a template for the LAMP method. Hereinafter, the process of performing the LAMP reaction (LAMP process) will be described.

《LAMP工程》
LAMP工程ではLAMP反応に用いるプライマーとして、少なくとも2種類のインナープライマーを含むLAMPプライマーセット20を用いる。具体的には、LAMPプライマーセット20は、一対のインナープライマーFIPおよびBIPを少なくとも含む。LAMPプライマーセット20はさらに、少なくとも一つのループプライマー(ループプライマーFLPまたはBLP)を含むことが好ましい。またLAMPプライマーセット20は、少なくとも一つのアウタープライマー(アウタープライマーFOPまたはBOP)をさらに含んでもよい。LAMPプライマーセット20は、LAMP反応液26中で、鎖置換型DNAポリメラーゼ12の存在下、LCR反応生成物16と混合する(図4参照)。
<< LAMP process >>
In the LAMP process, a LAMP primer set 20 including at least two types of inner primers is used as a primer for the LAMP reaction. Specifically, the LAMP primer set 20 includes at least a pair of inner primers FIP and BIP. The LAMP primer set 20 preferably further includes at least one loop primer (loop primer FLP or BLP). The LAMP primer set 20 may further include at least one outer primer (outer primer FOP or BOP). The LAMP primer set 20 is mixed with the LCR reaction product 16 in the presence of the strand displacement type DNA polymerase 12 in the LAMP reaction solution 26 (see FIG. 4).

第1のインナープライマーFIPおよび第2のインナープライマーBIPは、5’側がループ構造を形成するように構成されている。これら一対のインナープライマーFIP、BIPのどちらか一方、または両方が標的塩基配列における変異の有無をチェックするチェックプライマーとして機能するように設計されている。チェックプライマーは、標的塩基配列の変異が存在しうる特定の領域の塩基配列と予測される塩基配列を含むように設計され、変異があればループ構造を形成しないことによって変異の有無をチェックする。   The first inner primer FIP and the second inner primer BIP are configured such that the 5 'side forms a loop structure. One or both of the pair of inner primers FIP and BIP are designed to function as a check primer for checking the presence or absence of a mutation in the target base sequence. The check primer is designed to include a base sequence of a specific region where a target base sequence mutation may exist and a predicted base sequence. If there is a mutation, the check primer checks whether there is a mutation by not forming a loop structure.

図5および図6を用いてLAMP反応の概要を説明する。図5(a)は、前記LCR反応により得られた連結産物15を模式的に示している。本発明では、図4に示すように連結産物15を含むLCR反応生成物16をLAMP反応に供する。LCR反応生成物16は、変異が存在しうる座位を含む領域を標的塩基配列として増幅された連結産物15を含み、連結産物15は変異が存在しうる特定の領域(変異領域)を含む。連結産物15の標的塩基配列を含む領域の3’側にある一部の領域を、標的塩基配列の3’側を規定する領域(第1規定領域)F2とする。また、標的塩基配列を含む領域の5’側にある一部の領域を、標的塩基配列の5’側を規定する領域(第2規定領域)B2とする。変異が存在しうる領域は、第1規定領域F2と第2規定領域B2との間に位置し、以下、この領域を変異領域と称する。   The outline of the LAMP reaction will be described with reference to FIGS. FIG. 5A schematically shows the ligation product 15 obtained by the LCR reaction. In the present invention, as shown in FIG. 4, the LCR reaction product 16 containing the ligation product 15 is subjected to the LAMP reaction. The LCR reaction product 16 includes a ligation product 15 that has been amplified using a region including a locus where a mutation may exist as a target base sequence, and the ligation product 15 includes a specific region (mutation region) where a mutation may exist. A partial region on the 3 'side of the region containing the target base sequence of the ligation product 15 is defined as a region (first defined region) F2 that defines the 3' side of the target base sequence. A part of the region on the 5 'side of the region including the target base sequence is defined as a region (second defining region) B2 that defines the 5' side of the target base sequence. The region where the mutation can exist is located between the first defined region F2 and the second defined region B2, and this region is hereinafter referred to as a mutated region.

なお、LCR工程では2本鎖DNAが合成されており、2本鎖DNAの一方の鎖(センス鎖)上の第1規定領域F2に対し、他方の鎖(アンチセンス鎖)上にあって第1規定領域F2の塩基配列と予測される配列と相補的な塩基配列を有する領域をアンチ第1規定領域F2cと記載する。以下、同様とし、センス鎖上の第2規定領域B2の塩基配列と予想される配列と相補的な塩基配列を有する領域をアンチ第2規定領域B2cと記載する。図面では、センス鎖に符号15(+)を、アンチセンス鎖に符号15(−)を付すが、文中では表記を簡潔にするためこれらについては符番の記載を省略する。   In the LCR step, double-stranded DNA is synthesized, and the first defined region F2 on one strand (sense strand) of the double-stranded DNA is located on the other strand (antisense strand). A region having a base sequence complementary to the sequence predicted to be the base sequence of the first defined region F2 is referred to as an anti first defined region F2c. Hereinafter, the same applies, and a region having a base sequence complementary to the sequence expected to be the base sequence of the second defined region B2 on the sense strand is referred to as an anti-second defined region B2c. In the drawing, reference numeral 15 (+) is attached to the sense strand and reference numeral 15 (−) is attached to the antisense strand, but in the text, the reference numerals are omitted for the sake of simplicity.

第1のインナープライマーFIPをチェックプライマーとする場合、センス鎖における第1規定領域F2は、変異領域F1の5’側の隣にある領域とし、第1のインナープライマーFIPがセンス鎖の第1規定領域F2にハイブリダイズするように設定する。具体的には、第1のインナープライマーFIPは、3’側に第1規定領域F2の塩基配列と予測される塩基配列と相補的な塩基配列で構成されたアンチ第1規定領域F2cを有する。また、第1のインナープライマーFIPは、5’側に変異領域F1の塩基配列と予測される塩基配列で構成された変異領域F1を有するように設計されている。   When the first inner primer FIP is used as a check primer, the first defined region F2 in the sense strand is a region adjacent to the 5 ′ side of the mutated region F1, and the first inner primer FIP is the first defined region of the sense strand. It sets so that it may hybridize to the area | region F2. Specifically, the first inner primer FIP has an anti-first defined region F2c composed of a base sequence complementary to the predicted base sequence of the first defined region F2 on the 3 'side. The first inner primer FIP is designed to have a mutation region F1 composed of the base sequence of the mutation region F1 and the predicted base sequence on the 5 'side.

よって、LCR反応生成物15と前記第1のインナープライマーFIPとを混合して65℃付近の温度条件下でインキュベートすると、2本鎖DNAが動的平衡状態となることにより、第1のインナープライマーFIPのアンチ第1規定領域F2c部分が、センス鎖の第1規定領域F2にハイブリダイズする(図5(b)参照)。LAMP工程では、反応液中に鎖置換型のDNAポリメラーゼ12が含まれており、センス鎖にハイブリダイズした第1のインナープライマーFIPの3’を起点としてセンス鎖と相補的なDNA鎖(第1の伸長生成物)35が合成される(図5(c)参照)。   Therefore, when the LCR reaction product 15 and the first inner primer FIP are mixed and incubated at a temperature of around 65 ° C., the double-stranded DNA is in a dynamic equilibrium state, whereby the first inner primer The anti-first defined region F2c portion of FIP hybridizes to the first defined region F2 of the sense strand (see FIG. 5 (b)). In the LAMP process, a strand displacement type DNA polymerase 12 is contained in the reaction solution, and a DNA strand complementary to the sense strand (first strand) starting from 3 ′ of the first inner primer FIP hybridized to the sense strand. ) 35) is synthesized (see FIG. 5C).

本実施態様では、LAMPプライマーセット20は、一対のアウタープライマーFOP、BOPであるアウタープライマーセットを含んでいる。アウタープライマーFOP、BOPはそれぞれ、鎖置換型DNAポリメラーゼの働きにより、各インナープライマーFIP、BIPにより合成された伸長生成物35を鋳型DNAから剥しながら伸長反応を行うように設計されている。具体的には、第1のアウタープライマーFOPは、センス鎖の第1規定領域F2の5’側にある剥離用の領域F3の塩基配列と相補的な塩基配列を3’側に有するように構成されている。このため、第1のアウタープライマーFOPは、図5(d)に示すようにセンス鎖の第1規定領域F2より5’側にある領域F3にハイブリダイズする。   In this embodiment, the LAMP primer set 20 includes an outer primer set that is a pair of outer primers FOP and BOP. Each of the outer primers FOP and BOP is designed to perform an extension reaction while peeling off the extension product 35 synthesized by each of the inner primers FIP and BIP from the template DNA by the action of the strand displacement type DNA polymerase. Specifically, the first outer primer FOP is configured to have a base sequence complementary to the base sequence of the peeling region F3 on the 5 ′ side of the first defined region F2 of the sense strand on the 3 ′ side. Has been. For this reason, the first outer primer FOP hybridizes to the region F3 located 5 'to the first defined region F2 of the sense strand as shown in FIG. 5 (d).

このように、アウタープライマーFOPが、第1のインナープライマーFIPによる伸長生成物35とこれの鋳型となったセンス鎖との間に挟まるようにハイブリダイズしてアウタープライマーFOPを起点とするDNA合成により、センス鎖を複製した相補鎖15(−)´が合成される(図6(a)参照)。一方、アウタープライマーFOPを起点とするDNA合成により複製された相補鎖15(−)´が合成されることにより1本鎖とされた第1の伸長生成物35は、5’側にループ構造を形成する。   In this way, the outer primer FOP is hybridized so as to be sandwiched between the extension product 35 of the first inner primer FIP and the sense strand as a template thereof, and by DNA synthesis starting from the outer primer FOP. Then, a complementary strand 15 (−) ′ that is a duplicate of the sense strand is synthesized (see FIG. 6A). On the other hand, the first extension product 35 made into a single strand by synthesizing the complementary strand 15 (−) ′ replicated by DNA synthesis starting from the outer primer FOP has a loop structure on the 5 ′ side. Form.

ここで、第1の伸長生成物35は、5’側に第1のインナープライマーFIP由来の部分(F1とF2c)を含み、その3’側は、第1のインナープライマーFIPを起点として伸長された領域(伸長領域)である。伸長領域の5’側は、センス鎖の第1規定領域F2の5’側に隣接する変異領域F1がコピーされている。よって、第1伸長生成物35は図6(b)に示すように5’側にあるF1とF1cとが相補的に結合してループを形成する。   Here, the first extension product 35 includes portions (F1 and F2c) derived from the first inner primer FIP on the 5 ′ side, and the 3 ′ side is extended from the first inner primer FIP as a starting point. Region (extension region). On the 5 'side of the extension region, the mutation region F1 adjacent to the 5' side of the first defined region F2 of the sense strand is copied. Accordingly, in the first extension product 35, as shown in FIG. 6B, F1 and F1c on the 5 'side are complementarily bonded to form a loop.

一方、第1の伸長生成物35の3’側には、センス鎖の第2規定領域B2がコピーされたアンチ第2規定領域B2cが含まれる。ここで第2のインナープライマーBIPは、3’側に第2規定領域B2の塩基配列と予測される塩基配列と相補的な塩基配列で構成されたアンチ第2規定領域B2cを有し、5’側には、第2規定領域B2cの5’側にある領域B1の塩基配列と予測される塩基配列で構成された領域B1を有する。よって、第2のインナープライマーBIPは、アンチセンス鎖とハイブリダイズできるのみならず、図6(b)に示すように第1の伸長生成物35とハイブリダイズできる。   On the other hand, on the 3 'side of the first extension product 35, an anti-second defined region B2c in which the second defined region B2 of the sense strand is copied is included. Here, the second inner primer BIP has an anti second prescribed region B2c composed of a base sequence complementary to the predicted base sequence of the second prescribed region B2 on the 3 ′ side. On the side, the region has a region B1 composed of a base sequence predicted from the base sequence of the region B1 on the 5 ′ side of the second defined region B2c. Therefore, the second inner primer BIP can not only hybridize with the antisense strand, but also can hybridize with the first extension product 35 as shown in FIG. 6 (b).

第1の伸長生成物35に第2のインナープライマーBIPがハイブリダイズすることにより、第1の伸長生成物35を鋳型として第2の伸長生成物36が合成される。そして、第1の伸長生成物35に第2のアウタープライマーBOPがハイブリダイズすることにより、第2の伸長生成物36は第1の伸長生成物35から剥離され1本鎖となる。このとき、第2の伸長生成物36は両端にループを形成し(図6(d)参照)、3’側のループを起点とする合成反応が始まる。   By hybridizing the second inner primer BIP to the first extension product 35, the second extension product 36 is synthesized using the first extension product 35 as a template. Then, when the second outer primer BOP is hybridized to the first extension product 35, the second extension product 36 is peeled from the first extension product 35 and becomes a single strand. At this time, the second extension product 36 forms a loop at both ends (see FIG. 6 (d)), and the synthesis reaction starting from the loop on the 3 'side starts.

このように、変異領域F1に変異がなければ、LAMP反応による伸長生成物からも標的塩基配列が合成される。一方、変異領域F1に変異があれば、本来であればアンチ変異領域F1cが形成される領域の塩基配列は、変異領域F1と相補的な塩基配列とならない。このため、変異があれば、ループ構造が形成されず、第2の伸長生成物36が合成された時点でLAMP反応が止まる。   Thus, if there is no mutation in the mutation region F1, the target base sequence is also synthesized from the extension product by the LAMP reaction. On the other hand, if there is a mutation in the mutation region F1, the base sequence of the region where the anti-mutation region F1c is originally formed will not be a complementary nucleotide sequence to the mutation region F1. Therefore, if there is a mutation, a loop structure is not formed, and the LAMP reaction stops when the second extension product 36 is synthesized.

よって、LAMP工程における最終産物の量を後述するように電気泳動法等で測定することで変異の有無を検出できる。このように、本発明によればリアルタイム測定を行う必要がないため、分析に供するゲノムを精製し、また濃度測定する必要はなく、未精製血液を純水で希釈した試料を測定できる。また、LAMP工程では鎖置換型DNAポリメラーゼを用いることから温度条件を60℃〜65℃付近にした状態で増幅反応が進行するため、LCR反応のように加熱と冷却を繰り返す必要がない。さらに、1本鎖の状態で存在するLCR反応による増幅産物を含むLCR反応生成物がLAMP反応に供されるため、LCR反応生成物は熱変性させることなくLAMP反応を行なうことができる。   Therefore, the presence or absence of mutation can be detected by measuring the amount of the final product in the LAMP process by electrophoresis as described later. Thus, according to the present invention, since it is not necessary to perform real-time measurement, it is not necessary to purify the genome to be analyzed and to measure the concentration, and it is possible to measure a sample obtained by diluting unpurified blood with pure water. In addition, since a strand displacement type DNA polymerase is used in the LAMP process, the amplification reaction proceeds in a state where the temperature condition is around 60 ° C. to 65 ° C. Therefore, it is not necessary to repeat heating and cooling as in the LCR reaction. Furthermore, since the LCR reaction product containing the amplification product by the LCR reaction existing in a single strand state is subjected to the LAMP reaction, the LCR reaction product can be subjected to the LAMP reaction without being thermally denatured.

なお、本実施態様では、LAMPプライマーセット20は、一対のループプライマーFLP、BLPを含むループプライマーセットをさらに含んでいる。ループプライマーFLP、BLPはそれぞれ、各インナープライマーFIP、BIPにより合成された伸長生成物35、36の別々の末端に形成されるループにハイブリダイズするように設計されている。具体的には、第1のループプライマーFLPは、第1規定領域F2に相補的な配列F2cを有し、第2のループプライマーBLPは、第2規定領域B2に相補的な配列B2cを有する。第1のインナープライマーFIPにより合成された伸長生成物の3’側において、アンチ第1規定領域F2cは、変異領域F1とこれに相補的な配列を有するアンチ変異領域F1cに挟まれる。伸長生成物が1本鎖とされると、変異領域F1とアンチ変異領域F1cとがハイブリダイズしてループが形成される。第1のループプライマーFLPは、ループの環状部分となるアンチ第1規定領域F2cにハイブリダイズする(図6(d)参照)。   In this embodiment, the LAMP primer set 20 further includes a loop primer set including a pair of loop primers FLP and BLP. The loop primers FLP and BLP are designed to hybridize to loops formed at different ends of the extension products 35 and 36 synthesized by the inner primers FIP and BIP, respectively. Specifically, the first loop primer FLP has a sequence F2c complementary to the first defined region F2, and the second loop primer BLP has a sequence B2c complementary to the second defined region B2. On the 3 ′ side of the extension product synthesized by the first inner primer FIP, the anti-first defined region F2c is sandwiched between the mutation region F1 and the anti-mutation region F1c having a sequence complementary thereto. When the extension product is single-stranded, the mutation region F1 and the antimutation region F1c are hybridized to form a loop. The first loop primer FLP hybridizes to the anti-first defined region F2c that becomes the circular portion of the loop (see FIG. 6 (d)).

そして、第1のループプライマーFLPが起点となり、合成反応が進行する。このように、LAMPプライマーセット20にループプライマーFLP、BLPを含ませることで、DNA合成の起点を増やすことができる。このため、LAMP反応に要する時間を短くできる。また、本発明においては、後述するようにLCR反応のサイクル数を少なくできる。   Then, the synthesis reaction proceeds with the first loop primer FLP as a starting point. Thus, the origin of DNA synthesis can be increased by including the loop primers FLP and BLP in the LAMP primer set 20. For this reason, the time required for the LAMP reaction can be shortened. In the present invention, the number of cycles of the LCR reaction can be reduced as will be described later.

本実施態様では、一対のアウタープライマーFIP、BIPを用いているが、アウタープライマーFIP、BIPどちらか一方でもよい。同様に、ループプライマーも一対としているが、ループプライマーFLP、BLPのどちらか一方でよい。なお、本発明では、ループプライマーのみならずアウタープライマーをも省略可能であり、インナープライマーのみでLAMP反応を行なうこともできる。   In this embodiment, a pair of outer primers FIP and BIP are used, but either outer primer FIP or BIP may be used. Similarly, although the loop primer is also paired, either the loop primer FLP or BLP may be used. In the present invention, not only the loop primer but also the outer primer can be omitted, and the LAMP reaction can be performed using only the inner primer.

本発明においては、LCR反応による反応生成物を鋳型としてLAMP反応を行うため、それぞれの反応に用いる反応液中のプライマーの濃度を所定の範囲に設定するとよい。具体的には、LCR反応については上述したとおりであり、LAMP反応についてはインナープライマーの濃度を0.2μM以上1.0μM以下、特に0.4μMとするとよい。アウタープライマーについては省略することも可能であることから、その濃度は0μM以上0.1μM以下とし、特に0.05μMとするとよい。さらに、LAMPプライマーセットにループプライマーを含ませる場合、ループプライマーの濃度は0.1μM以上0.5μM以下、特に0.2μMとするとよい。   In the present invention, since the LAMP reaction is performed using the reaction product of the LCR reaction as a template, the primer concentration in the reaction solution used for each reaction may be set within a predetermined range. Specifically, the LCR reaction is as described above, and for the LAMP reaction, the concentration of the inner primer is preferably 0.2 μM or more and 1.0 μM or less, particularly 0.4 μM. Since it is possible to omit the outer primer, the concentration is set to 0 μM or more and 0.1 μM or less, particularly 0.05 μM. Further, when the loop primer is included in the LAMP primer set, the concentration of the loop primer is preferably 0.1 μM or more and 0.5 μM or less, particularly 0.2 μM.

LAMP工程は、30分以内とすることが好ましく、特に15分〜20分程度とするとよい。LAMP工程終了後、LAMP工程から得られた反応済液に含まれる最終産物を測定して、標的塩基配列が増幅されているか否かを分析すれば変異の有無を検出できる。標的塩基配列が増幅されていれば、LAMP工程から得られた反応済液には増幅産物が多く含まれるため、蛍光検出法によらずに増幅の有無が分析できるため、反応済み液は蛍光検出法以外、例えば電気泳動法、拡散電気化学法、拡散分光高度測定、または濁度測定等で分析できる。   The LAMP process is preferably performed within 30 minutes, particularly about 15 to 20 minutes. After completion of the LAMP step, the presence or absence of mutation can be detected by measuring the final product contained in the reacted solution obtained from the LAMP step and analyzing whether the target base sequence is amplified. If the target base sequence is amplified, the reaction solution obtained from the LAMP process contains a lot of amplification products, so the presence or absence of amplification can be analyzed regardless of the fluorescence detection method. Other than the method, for example, electrophoresis, diffusion electrochemical method, diffusion spectroscopic altitude measurement, turbidity measurement or the like can be used.

[参考例1]
参考例1では、精製したゲノム由来のDNAを分析に供する試料とした。精製ゲノムとしては、市販されている精製ヒトゲノム(Roche社製、Human Genomic DNA、Cat. No.11-691-001)を使用した。精製ゲノム由来のDNAの濃度は0.5ng/μLとした。以下では、試料とするDNAの塩基配列のうちヒトCYP2C19遺伝子を標的遺伝子配列とし、CYP2C19遺伝子のG636A1塩基多型を標的変異として変異の有無を検出することを想定した。CYP2C19遺伝子の野生型の塩基配列を配列番号1に示す。1塩基変異型は、配列番号1の56番目(以下に示す配列の下線を付した座位)がGではなくAとなる。
CYP2C19遺伝子;配列番号1
Ttct taacttgatg gaaaaattga atgaaaacat caggattgta agcaccccct ggatccaggt aaggccaagt tttttgcttc ctgagaaacc acttacagtc tttttttctg gg
[Reference Example 1]
In Reference Example 1, purified genomic DNA was used as a sample for analysis. As the purified genome, a commercially available purified human genome (Roche, Human Genomic DNA, Cat. No. 11-691-001) was used. The concentration of DNA derived from the purified genome was 0.5 ng / μL. In the following, it was assumed that the presence or absence of mutation was detected using the human CYP2C19 gene as the target gene sequence in the sample DNA base sequence and the G636A1 nucleotide polymorphism of the CYP2C19 gene as the target mutation. The wild-type base sequence of the CYP2C19 gene is shown in SEQ ID NO: 1. In the single nucleotide variant, the 56th position of SEQ ID NO: 1 (the locus underlined in the following sequence) is A instead of G.
CYP2C19 gene; SEQ ID NO: 1
Ttct taacttgatg gaaaaattga atgaaaacat caggattgta agcaccccct g g atccaggt aaggccaagt tttttgcttc ctgagaaacc acttacagtc tttttttctg gg

まず、LCR反応に要する時間を検討することとし、第1の3’側オリゴDNA、第2の3’側オリゴDNA、第1の5’側オリゴDNA、および第2の5’側オリゴDNAからなるLCRプライマーセットを用意した。第1の3’側オリゴDNAの塩基配列を配列番号2に、第2の3’側オリゴDNAの塩基配列を配列番号3に、第1の5’側オリゴDNAの塩基配列を配列番号4に、第2の5’側オリゴDNAの塩基配列を配列番号5に示す。
第1の3’側オリゴDNA(WT−sp−FIP);配列番号2
tct taacttgatg gaaaaattga atgaaaacat caggattgta agcaccccct gG
第2の3’側オリゴDNA(WT−sp−rFIP);配列番号3
Ccagggggtgcttacaatcctgatgttttcattcaatttttccatcaagttaaga
第1の5’側オリゴDNA(sp-BIP);配列番号4
atccaggt aaggccaagt tttttgcttc ctgagaaacc acttacagtc tttttttctg gg
第2の5’側オリゴDNA(sp-rBIP);配列番号5
cccagaaaaaaagactgtaagtggtttctcaggaagcaaaaaacttggccttacctggat
First, let us consider the time required for the LCR reaction. From the first 3′-side oligo DNA, the second 3′-side oligo DNA, the first 5′-side oligo DNA, and the second 5′-side oligo DNA, The following LCR primer set was prepared. The base sequence of the first 3 ′ oligo DNA is SEQ ID NO: 2, the base sequence of the second 3 ′ oligo DNA is SEQ ID NO: 3, and the base sequence of the first 5 ′ oligo DNA is SEQ ID NO: 4. The base sequence of the second 5 ′ oligo DNA is shown in SEQ ID NO: 5.
First 3 ′ oligo DNA (WT-sp-FIP); SEQ ID NO: 2
tct taacttgatg gaaaaattga atgaaaacat caggattgta agcaccccct gG
Second 3 ′ oligo DNA (WT-sp-rFIP); SEQ ID NO: 3
Ccagggggtgcttacaatcctgatgttttcattcaatttttccatcaagttaaga
First 5 ′ oligo DNA (sp-BIP); SEQ ID NO: 4
atccaggt aaggccaagt tttttgcttc ctgagaaacc acttacagtc tttttttctg gg
Second 5 ′ oligo DNA (sp-rBIP); SEQ ID NO: 5
cccagaaaaaaagactgtaagtggtttctcaggaagcaaaaaacttggccttacctggat

第1の3’側オリゴDNAと第1の5’側オリゴDNA(以下、「第1のオリゴDNA対」)はセンス鎖に相補的塩基配列を有し、第2の3’側オリゴDNAと第2の5’側オリゴDNA(以下、「第2のオリゴDNA対」はアンチセンス鎖に相補的な塩基配列を有する。   The first 3′-side oligo DNA and the first 5′-side oligo DNA (hereinafter referred to as “first oligo DNA pair”) have a complementary base sequence in the sense strand, and the second 3′-side oligo DNA The second 5 ′ oligo DNA (hereinafter “second oligo DNA pair” has a base sequence complementary to the antisense strand.

4種類のオリゴDNAは、いずれも終濃度2μMとなるようにLCR反応液中に混合した。耐熱性リガーゼとしてはAmpligase(商品名、5U/μM、Epicentre社製)用い、この酵素に付属しているバッファーを推奨濃度で使用した。LCR反応液の組成を以下に記載する。   All four types of oligo DNAs were mixed in the LCR reaction solution so as to have a final concentration of 2 μM. As the thermostable ligase, Ampligase (trade name, 5 U / μM, manufactured by Epicentre) was used, and the buffer attached to this enzyme was used at the recommended concentration. The composition of the LCR reaction solution is described below.

〈LCR反応液〉
精製ゲノム(10ng/μL) :1μL
蒸留水 :12μL
Ampligase付属バッファー(10倍希釈):2μL
耐熱性リガーゼ(5U/μL) :1μL
各プライマー(それぞれ40μM) :1μL
<LCR reaction solution>
Purified genome (10 ng / μL): 1 μL
Distilled water: 12 μL
Ampligase buffer (diluted 10 times): 2μL
Heat-resistant ligase (5U / μL): 1μL
Each primer (each 40μM): 1μL

Ampligaseを用いてLCR反応を行う場合の推奨温度反応は94℃120秒での反応させた後、68℃60秒で反応させるというものであったが、参考例1では、LCR反応の条件を変化させた10パターンの試験および温度サイクルなしの1パターン、合計11パターンの試験を行なった。各パターンの実験条件を表1に示す。   The recommended temperature reaction when performing an LCR reaction using Ampligase was to react at 94 ° C. for 120 seconds and then at 68 ° C. for 60 seconds. In Reference Example 1, the conditions of the LCR reaction were changed. A total of 11 patterns were tested, 10 patterns tested and 1 pattern without temperature cycling. Table 1 shows the experimental conditions for each pattern.

結果を図7に示す。図7では、各レーンを丸付き括弧で示している。94℃で保持する時間および68℃で保持する時間をどちらも30秒に短縮した場合(図7の第9レーンおよび第10レーン)でも、増幅産物量は減少するものの、酵素活性に著しい影響は起きないことが判明した。   The results are shown in FIG. In FIG. 7, each lane is indicated by a round bracket. Even when the time of holding at 94 ° C. and the time of holding at 68 ° C. are both shortened to 30 seconds (the ninth lane and the tenth lane in FIG. 7), the amount of amplified product is reduced, but there is a significant effect on the enzyme activity. It turns out that it doesn't happen.

[参考例2] [Reference Example 2]

参考例2では、LCR反応による増幅産物をLAMP反応の鋳型とする際に必要となるLCR反応の長さ(サイクル数)を検討した。   In Reference Example 2, the length (number of cycles) of the LCR reaction required when the amplification product by the LCR reaction was used as a template for the LAMP reaction was examined.

参考例2では、参考例1で用いた精製DNAを、それぞれ100ng/μL、10ng/μL、1ng/μL、または0.1ng/μLの濃度としてLCR反応に供した。LCR反応の反応液は、鋳型とする精製ゲノムの濃度が異なる以外は参考例1と同様とした。また、LCR反応に用いたLCRプライマーセットも参考例1と同じとした。   In Reference Example 2, the purified DNA used in Reference Example 1 was subjected to an LCR reaction at a concentration of 100 ng / μL, 10 ng / μL, 1 ng / μL, or 0.1 ng / μL, respectively. The reaction solution for the LCR reaction was the same as in Reference Example 1 except that the concentration of the purified genome used as a template was different. The LCR primer set used for the LCR reaction was also the same as in Reference Example 1.

参考例2では、LCR反応の1サイクルは、94℃30秒での熱変性処理後、68℃30秒で反応させるものとし、反応サイクル数を10サイクル、30サイクル、または50サイクルとした。また、参考例2においてコントロールとして、94℃60秒で反応させた後、68℃120秒で反応させる増幅反応を1サイクルとし、これを50サイクル繰り返すことにより増幅産物を含むLCR反応生成物を得た。   In Reference Example 2, one cycle of the LCR reaction was made to react at 68 ° C. for 30 seconds after heat denaturation treatment at 94 ° C. for 30 seconds, and the number of reaction cycles was 10 cycles, 30 cycles, or 50 cycles. Moreover, as a control in Reference Example 2, after reacting at 94 ° C. for 60 seconds and then reacting at 68 ° C. for 120 seconds, one cycle is performed, and this is repeated 50 cycles to obtain an LCR reaction product containing the amplified product. It was.

得られたLCR反応生成物を混合したLAMP反応液を調整し、LAMP反応を行った。LAMP反応液の組成を以下に記載する。なお、各実験区についてLAMP反応液にループプライマーセットを加えた場合と加えない場合とを設定した。   A LAMP reaction solution in which the obtained LCR reaction product was mixed was prepared, and a LAMP reaction was performed. The composition of the LAMP reaction solution is described below. For each experimental group, the case where the loop primer set was added to the LAMP reaction solution and the case where it was not added were set.

LAMPプライマーセットを構成する一対のインナープライマーの一方(第1のインナープライマーFIP)の塩基配列を配列番号6、他方(第2のインナープライマーBIP)の塩基配列を配列番号7に示す。
第1のインナープライマーFIP;配列番6
TCCAGGGGTCTTAACTTGATGGAAAAAT
第2のインナープライマーBIP;配列番号7
GGATCCAGGCCCAGAAAAAAAGACTGT
SEQ ID NO: 6 shows the base sequence of one (first inner primer FIP) of the pair of inner primers constituting the LAMP primer set, and SEQ ID NO: 7 shows the base sequence of the other (second inner primer BIP).
First inner primer FIP; SEQ ID NO: 6
TCCAGGGGTCTTAACTTGATGGAAAAAT
Second inner primer BIP; SEQ ID NO: 7
GGATCCAGGCCCAGAAAAAAAGACTGT

LAMPプライマーセットに含まれる一対のループプライマーの一方(第1のループプライマーFLP)の塩基配列を配列番号8、他方(第2のループプライマーBLP)の塩基配列を配列番号9に示す。
第1のループプライマーFLP;配列番8
GCTTACAATCCTGATGTT
第2のループプライマーBLP;配列番号9
GTAAGGCCAAGTTTTTTG
SEQ ID NO: 8 shows the base sequence of one (first loop primer FLP) of the pair of loop primers included in the LAMP primer set, and SEQ ID NO: 9 shows the base sequence of the other (second loop primer BLP).
First loop primer FLP; SEQ ID NO: 8
GCTTACAATCCTGATGTT
Second loop primer BLP; SEQ ID NO: 9
GTAAGGCCAAGTTTTTTG

LAMPプライマーセットに含まれる一対のアウタープライマーの一方(第1のアウタープライマーFOP)の塩基配列を配列番号10、他方(第2のアウタープライマーBOP)の塩基配列を配列番号9に示す。
第1のアウタープライマーFOP;配列番10
TCCAGAAACGTTTCG
第2のアウタープライマーBOP;配列番号11
AGGGCTTGGTCAATAT
The base sequence of one of the pair of outer primers included in the LAMP primer set (first outer primer FOP) is shown in SEQ ID NO: 10, and the base sequence of the other (second outer primer BOP) is shown in SEQ ID NO: 9.
First outer primer FOP; SEQ ID NO: 10
TCCAGAAACGTTTCG
Second outer primer BOP; SEQ ID NO: 11
AGGGCTTGGTCAATAT

〈LAMP反応液〉
LCR反応生成物 :1.0μL
蒸留水 :0.45μL
付属バッファー(10倍希釈) :0.8μL
2.5mM各dNTP :1.0μL
ベタイン(5M) :1.0μL
鎖置換型DNAポリメラーゼ(5U/μL):0.25μL
プライマーミックス :0.5μL
<LAMP reaction solution>
LCR reaction product: 1.0 μL
Distilled water: 0.45 μL
Attached buffer (10-fold dilution): 0.8 μL
2.5 mM each dNTP: 1.0 μL
Betaine (5M): 1.0 μL
Strand displacement type DNA polymerase (5 U / μL): 0.25 μL
Primer mix: 0.5 μL

なお、プライマーとしては、栄研化学株式会社製Loopamp(登録商標) P450タイピング試薬キットに付属のプライマーミックスを用いた。プライマーミックスの組成は以下の通りである。
〈プライマーミックス〉
インナープライマー(16pmol/μL)
アウタープライマー(2pmol/μL)
ループプライマー(8pmol/μL)
In addition, as a primer, the primer mix attached to the Eiken Chemical Co., Ltd. Loopamp (trademark) P450 typing reagent kit was used. The composition of the primer mix is as follows.
<Primer mix>
Inner primer (16 pmol / μL)
Outer primer (2 pmol / μL)
Loop primer (8 pmol / μL)

LAMP反応は、60℃で30分間を行い、LAMP反応終了後の反応済み液を電気泳動法による分析に供して増幅の有無を調べた。結果は図8に示すとおりである。     The LAMP reaction was performed at 60 ° C. for 30 minutes, and the reacted solution after completion of the LAMP reaction was subjected to analysis by electrophoresis to examine the presence or absence of amplification. The results are as shown in FIG.

参考例2より、LCR反応のサイクル数を30サイクル以上とすれば、LCR反応で得られたLCR反応生成物を鋳型とするLAMP反応による増幅が起きることが判明した。また、LAMP反応を行う際に、反応液にループプライマーを含ませればLCR反応のサイクル数を30サイクル以下にでき、10サイクル以上でよいことが判明した。   From Reference Example 2, it was found that if the number of cycles of the LCR reaction is 30 cycles or more, amplification by the LAMP reaction using the LCR reaction product obtained by the LCR reaction as a template occurs. Further, it was found that when the LAMP reaction is performed, if a loop primer is included in the reaction solution, the number of LCR reaction cycles can be reduced to 30 cycles or less, and 10 cycles or more is sufficient.

[参考例3]
参考例3では、LCR反応の際に用いるプライマー(LCRプライマー)が、LCR反応生成物に残留して含まれることによってLAMP反応の増幅率および変異識別能に及ぼす影響を調べた。参考例3では、特異性の判断を的確に行なえるかどうかを見当するため、参考例1および2で用いた精製ゲノムに代えてGホモであるLSI74T培養細胞由来の精製ゲノムを用いた。GアレルとAアレルとはそれぞれ別の孤立した反応で行い、Gアレル検出用のLCR反応で用いるプライマーセットは、参考例1で用いたLCRプライマーセット(以下、「LCRプライマーセット(G)」)を用いた。
[Reference Example 3]
In Reference Example 3, the influence of the primer used in the LCR reaction (LCR primer) remaining in the LCR reaction product on the amplification rate and mutation discrimination ability of the LAMP reaction was examined. In Reference Example 3, instead of the purified genome used in Reference Examples 1 and 2, a purified genome derived from LSI74T cultured cells, which is a G homozygote, was used in order to find out whether the specificity could be accurately determined. The G allele and A allele are used in separate reactions, and the primer set used in the LCR reaction for G allele detection is the LCR primer set used in Reference Example 1 (hereinafter referred to as “LCR primer set (G)”). Was used.

一方、Aアレル検出用のLCR反応で用いるLCRプライマーセット(LCRプライマーセット(A))としては、LCRプライマーセット(G)の第1の3’側オリゴDNAに代えて配列番号12に示す塩基配列を有するオリゴDNA(以下、「第1の3’側オリゴDNA(A)」)を用いた。また、LCRプライマーセット(G)第2の3’側オリゴDNAに代えて配列表13に示す塩基配列を有するオリゴDNA(以下、「第2の3’オリゴDNA(A)」)を用いた。
Aアレル検出用の第1の3’側オリゴDNA(MT−sp−FIP);配列番号12
tct taacttgatg gaaaaattga atgaaaacat caggattgta agcaccccct gA
Aアレル検出用第2の3’側オリゴDNA(MT−sp−rFIP);配列番号13
Tcagggggtgcttacaatcctgatgttttcattcaatttttccatcaagttaaga
On the other hand, as the LCR primer set (LCR primer set (A)) used in the LCR reaction for detecting the A allele, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12 instead of the first 3′-side oligo DNA of the LCR primer set (G) (Hereinafter referred to as “first 3′-oligo DNA (A)”). In addition, an LCR primer set (G), an oligo DNA having a base sequence shown in Sequence Listing 13 (hereinafter, “second 3 ′ oligo DNA (A)”) was used instead of the second 3 ′ oligo DNA.
First 3 ′ oligo DNA for detection of A allele (MT-sp-FIP); SEQ ID NO: 12
tct taacttgatg gaaaaattga atgaaaacat caggattgta agcaccccct gA
Second 3 ′ oligo DNA for detection of A allele (MT-sp-rFIP); SEQ ID NO: 13
Tcagggggtgcttacaatcctgatgttttcattcaatttttccatcaagttaaga

これらLCRプライマーセット(G)または(A)を、それぞれのオリゴDNAの終濃度が2.0μM、1.5μM、1.0μM、0.5μM、または0.2μMとなるようにLCR反応液を調製した。また、鋳型とする精製ゲノム由来のDNAの濃度は、10ng/μLの濃度とし、添加量は1μLとした。LCR反応液に含まれるその他の成分の濃度および添加量は参考例1と同じとした。   Prepare an LCR reaction solution of these LCR primer sets (G) or (A) so that the final concentration of each oligo DNA is 2.0 μM, 1.5 μM, 1.0 μM, 0.5 μM, or 0.2 μM. did. The concentration of the DNA derived from the purified genome as a template was 10 ng / μL, and the addition amount was 1 μL. The concentrations and addition amounts of the other components contained in the LCR reaction solution were the same as in Reference Example 1.

参考例3でも参考例2と同じくLCR反応は、94℃30秒で反応させた後68℃30秒で反応させる反応を1サイクルとして、これを10、23、37、または50サイクル繰り返した。参考例3ではネガティブコントロールとして、DNAの代わりに栄研化学社製Loopamp(登録商標) P450タイピング試薬キットの付属品である蒸留水を用いた。   In Reference Example 3, as in Reference Example 2, the LCR reaction was repeated at 94 ° C. for 30 seconds and then at 68 ° C. for 30 seconds, and this was repeated for 10, 23, 37, or 50 cycles. In Reference Example 3, distilled water as an accessory of Loopamp (registered trademark) P450 typing reagent kit manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd. was used as a negative control instead of DNA.

LAMP反応は非特許文献2に基づいて行い、Gアレル検出用のプライマーセット(LAMPプライマーセット(G))として参考例2で用いたLAMPプライマーを用いた。   The LAMP reaction was performed based on Non-Patent Document 2, and the LAMP primer used in Reference Example 2 was used as a primer set for G allele detection (LAMP primer set (G)).

Aアレル検出用のプライマーセット(LAMPプライマーセット(A))としては、LAMPプライマーセット(G)の第1のインナープライマーFIPに代えて、配列番号14に示す塩基配列を有するAアレル用第1のインナープライマーMT−FIPを用いた。また、LAMPプライマーセット(A)では、LAMPプライマーセット(G)の第2のインナープライマーBIPに代えて、配列番号15に示す塩基配列を有するAアレル用第2のインナープライマーMT−BIPを用いた。
Aアレル検出用の第1のインナープライマー(MT−FIP);配列番号14
TTCAGGGGTCTTAACTTGATGGAAAAAT
Aアレル検出用の第2のインナープライマー(MT−BIP);配列番号15
GAATCCAGGCCCAGAAAAAAAGACTGT
As a primer set for detecting an A allele (LAMP primer set (A)), the first allele for A allele having the base sequence shown in SEQ ID NO: 14 is used instead of the first inner primer FIP of the LAMP primer set (G). Inner primer MT-FIP was used. Further, in the LAMP primer set (A), the second inner primer MT-BIP for A allele having the base sequence shown in SEQ ID NO: 15 was used instead of the second inner primer BIP of the LAMP primer set (G). .
First inner primer for detection of A allele (MT-FIP); SEQ ID NO: 14
TTCAGGGGTCTTAACTTGATGGAAAAAT
Second inner primer for detection of A allele (MT-BIP); SEQ ID NO: 15
GAATCCAGGCCCAGAAAAAAAGACTGT

LAMP反応の反応液には、一対2種類のインナープライマーをそれぞれ1.6μMの濃度で、一対2種類のループプライマーをそれぞれ0.8μMの濃度で、一対2種類のアウタープライマーをそれぞれ0.2μM(いずれも終濃度)で含有させた。LAMP反応は、反応時間を20分で行った。結果を図9に示す。図9において、レーン名は、アリール・タイプ(GかA)とLCR反応に使用した添加プライマー濃度示す。また、D01およびD02は、ネガティブコントロールとして、精製ゲノム由来のDNAに代えて蒸留水を使用した場合のレーンを示す。   In the reaction solution of the LAMP reaction, a pair of two types of inner primers are each at a concentration of 1.6 μM, a pair of two types of loop primers are each at a concentration of 0.8 μM, and a pair of two types of outer primers are each 0.2 μM ( All were contained at the final concentration). The LAMP reaction was performed with a reaction time of 20 minutes. The results are shown in FIG. In FIG. 9, the lane name indicates the aryl type (G or A) and the added primer concentration used for the LCR reaction. D01 and D02 indicate lanes when distilled water is used in place of purified genomic DNA as a negative control.

図9に示すようLCR工程での反応を10サイクルとした場合は、LCR反応で増幅は起こったものの特異性がなく、サイクル数を10以上、特に23とすると特異性が得られた。また、LCRプライマーの濃度が特異性に影響を与えていることが判明した。   As shown in FIG. 9, when the reaction in the LCR step was 10 cycles, amplification occurred in the LCR reaction, but there was no specificity, and specificity was obtained when the number of cycles was 10 or more, especially 23. It was also found that the concentration of the LCR primer affected the specificity.

[参考例4]
参考例4では、LCR反応による増幅産物を鋳型としてLAMP反応を行う場合おけるLAMPプライマー濃度について検討した。具体的には、参考例3において、LAMPプライマーの濃度を、2倍、4倍、または8倍に希釈した。参考例4では、LAMPプライマー濃度以外は参考例3と同様とし、LCR反応は10サイクル、または23サイクルとした。参考例4においてLAMP反応により得られたLAMP増幅産物を電気泳動法による分析に供したところ、図10に示す結果が得られ、LAMPプライマー濃度を参考例3の4倍希釈とすることがよいことが判明した。
[Reference Example 4]
In Reference Example 4, the LAMP primer concentration in the case of performing the LAMP reaction using the amplification product by the LCR reaction as a template was examined. Specifically, in Reference Example 3, the concentration of the LAMP primer was diluted 2-fold, 4-fold, or 8-fold. Reference Example 4 was the same as Reference Example 3 except for the LAMP primer concentration, and the LCR reaction was 10 cycles or 23 cycles. When the LAMP amplification product obtained by the LAMP reaction in Reference Example 4 was subjected to analysis by electrophoresis, the results shown in FIG. 10 were obtained, and the LAMP primer concentration should be 4 times that of Reference Example 3. There was found.

[参考例5]
さらに、参考例3で用いた精製ゲノム由来のDNAの濃度を、100ng/μL、10ng/μL、または1ng/μL濃度とし、LCR反応を行なった後、LAMP反応させた。LCR反応液は、LCRプライマー濃度が20pmol/μL、15pmol/μL、10pmol/μL、5pmol/μL、または2pmol/μLとなるようにし、それ以外は参考例1と同様とした。LCR反応は、94℃30秒での反応後、68℃30秒で反応させる操作を1サイクルとしてサイクル数は23サイクルとした。
[Reference Example 5]
Furthermore, the concentration of the DNA derived from the purified genome used in Reference Example 3 was adjusted to 100 ng / μL, 10 ng / μL, or 1 ng / μL, and the LCR reaction was performed, followed by the LAMP reaction. The LCR reaction solution was adjusted to have an LCR primer concentration of 20 pmol / μL, 15 pmol / μL, 10 pmol / μL, 5 pmol / μL, or 2 pmol / μL, and otherwise the same as in Reference Example 1. In the LCR reaction, after the reaction at 94 ° C. for 30 seconds, the operation of reacting at 68 ° C. for 30 seconds was one cycle, and the cycle number was 23 cycles.

LAMP反応は、プライマーミックスの濃度を、2倍、または4倍希釈とした以外は上記参考例2で使用したLAMP反応液と同じLAMP反応液を使用し、60℃で20分間の反応を行なった。結果を図11に示す。   The LAMP reaction was performed at 60 ° C. for 20 minutes using the same LAMP reaction solution as that used in Reference Example 2 except that the primer mix concentration was diluted 2 or 4 times. . The results are shown in FIG.

図11に示すように、鋳型とする精製ゲノムDNAの濃度範囲での違いは認められず、LCRプライマーの濃度と、LAMPプライマーの濃度とを調整することで、非特異的増幅を制御できる可能性が高くなることが示された。また、LAMPプライマーを2倍希釈した場合、4倍希釈した場合とも、特異性は得られたものの特異性が高い範囲が異なった。そして、LAMPプライマーの濃度が低いほどLCRプライマーが高濃度であっても特異的増幅が得られること、およびLCRプライマーの濃度が低くなりすぎると多少の非特異的増幅が見られることが判明した。   As shown in FIG. 11, there is no difference in the concentration range of purified genomic DNA used as a template, and it is possible to control nonspecific amplification by adjusting the LCR primer concentration and the LAMP primer concentration. Was shown to be higher. Further, when the LAMP primer was diluted 2-fold, the range of high specificity was different, although the specificity was obtained even when the LAMP primer was diluted 4-fold. It was found that the lower the LAMP primer concentration, the more specific amplification can be obtained even when the LCR primer concentration is higher, and that the non-specific amplification is observed when the LCR primer concentration is too low.

[参考例6]
参考例6として、参考例3におけるLAMP反応時間を10分、15分、17分とした。参考例5では、LAMP反応の時間以外は参考例3と同様とした。参考例6においてLAMP反応により得られたLAMP増幅産物を電気泳動法による分析に供したところ、LAMP反応時間を17分とすればよいことが判明した。
[Reference Example 6]
As Reference Example 6, the LAMP reaction times in Reference Example 3 were 10 minutes, 15 minutes, and 17 minutes. Reference Example 5 was the same as Reference Example 3 except for the LAMP reaction time. When the LAMP amplification product obtained by the LAMP reaction in Reference Example 6 was subjected to analysis by electrophoresis, it was found that the LAMP reaction time should be 17 minutes.

[参考例7]
参考例7では、参考例3で用いた精製ゲノムDNAを100ng/μL、10ng/L、または1ng/Lに希釈して試料とした。参考例7では、LCR反応液のLCRプライマー濃度は、濃度5μMのものを、全反応液量20μLに対して添加量1μLで添加し、終濃度0.25μMとした。LCR工程のその他の条件は、参考例3と同様にした。また、LAMP反応は、各LAMPプライマーの終濃度が、インナープライマーについて0.4μM、アウタープライマーについて0.05μM、ループプライマーについて0.2μMとなるように添加し、それ以外の条件は参考例3と同様にし、LAMP反応の時間は17分とした。
[Reference Example 7]
In Reference Example 7, the purified genomic DNA used in Reference Example 3 was diluted to 100 ng / μL, 10 ng / L, or 1 ng / L to prepare a sample. In Reference Example 7, the LCR primer concentration of the LCR reaction solution was added at a concentration of 5 μM with an addition amount of 1 μL with respect to a total reaction solution amount of 20 μL to a final concentration of 0.25 μM. Other conditions in the LCR process were the same as in Reference Example 3. In addition, the LAMP reaction was added so that the final concentration of each LAMP primer was 0.4 μM for the inner primer, 0.05 μM for the outer primer, and 0.2 μM for the loop primer. Similarly, the LAMP reaction time was 17 minutes.

さらに、参考例7ではコントロールとして、LCR反応を行うことなく上記3段階希釈した精製ゲノムをLAMP反応に供した。コントロールについては、LAMP栄研化学株式会社製Loopamp(登録商標) P450タイピング試薬キットを用い、インナープライマー、アウタープライマー、およびループプライマーは、いずれもキット付属品を希釈することなくそのまま用い、LAMP反応の時間35分として3段階希釈した試料をLAMP反応に供した。   Furthermore, in Reference Example 7, as a control, the purified genome diluted in three steps was subjected to the LAMP reaction without performing the LCR reaction. For control, a LAMP Eiken Chemical Co., Ltd. Loopamp (registered trademark) P450 typing reagent kit was used, and the inner primer, outer primer, and loop primer were all used as they were without diluting the kit accessories. A sample diluted in three stages for a time of 35 minutes was subjected to a LAMP reaction.

結果を図12に示す。図12に示すように、LCR反応生成物をLAMP反応の鋳型とする場合、LCR反応なしでLAMP反応を単独で行う場合に比べて、ダイナミックレンジを1桁以上多くできることが示された。   The results are shown in FIG. As shown in FIG. 12, when the LCR reaction product was used as a template for the LAMP reaction, it was shown that the dynamic range could be increased by an order of magnitude or more compared to the case where the LAMP reaction was performed alone without the LCR reaction.

[参考例8]
参考例8として、LAMPプライマーセットにアウタープライマーFOP、BOPを含めない場合と含めた場合とを比較する実験を行った。参考例8では、LCR反応は参考例1に記載した組成のLCR反応液を用い、94℃30秒での反応後、68℃30秒での反応を行なう操作を1サイクルとし、サイクル数は23サイクルとした。なお、LCR反応液としては、LCRプライマー濃度が5pmol/μLのものと2pmol/μLのものとの2種類を用いた。
[Reference Example 8]
As Reference Example 8, an experiment was performed comparing the case where the outer primers FOP and BOP were not included with the case where the LAMP primer set was included. In Reference Example 8, the LCR reaction was performed using the LCR reaction solution having the composition described in Reference Example 1 and the reaction performed at 94 ° C. for 30 seconds and then at 68 ° C. for 30 seconds was one cycle, and the number of cycles was 23. Cycle. As the LCR reaction liquid, two kinds of LCR primer concentrations of 5 pmol / μL and 2 pmol / μL were used.

LAMP反応は、プライマーミックスとして以下の組成のものを使用した以外は上記参考例2で使用したLAMP反応液を用い、60℃15分間の反応を行なった。
〈プライマーミックス〉
インナープライマー(8pmol/μL)
ループプライマー(4pmol/μL)
アウタープライマー(1.6pmol/μL)
The LAMP reaction was performed at 60 ° C. for 15 minutes using the LAMP reaction solution used in Reference Example 2 except that a primer mix having the following composition was used.
<Primer mix>
Inner primer (8 pmol / μL)
Loop primer (4 pmol / μL)
Outer primer (1.6 pmol / μL)

結果を図13に示す。図13に示すように、アウタープライマーを用いる場合と比べ、アウタープライマーを用いない場合は、反応効率はやや低下するが、検出精度には大きな影響を及ぼさないことが明らかとなった。   The results are shown in FIG. As shown in FIG. 13, when the outer primer was not used as compared with the case where the outer primer was used, the reaction efficiency was slightly reduced, but it was revealed that the detection accuracy was not greatly affected.

[実施例1]
実施例1として、参考例3で用いたLSI74T培養細胞由来の精製ゲノムDNA(Gアレルホモ)を10ng/μLの濃度とした試料を用いて、参考例1で示した組成のLCR反応液でLCR反応を行った。LCR反応の1サイクルは、94℃30秒での加熱処理後、68℃30秒で反応させるものとし、反応サイクル数は23サイクルとした。
[Example 1]
As Example 1, an LCR reaction was performed using an LCR reaction solution having the composition shown in Reference Example 1 using a sample of the purified genomic DNA (G allele homo) derived from LSI74T cultured cells used in Reference Example 3 at a concentration of 10 ng / μL. Went. One cycle of the LCR reaction was a heat treatment at 94 ° C. for 30 seconds, followed by a reaction at 68 ° C. for 30 seconds, and the number of reaction cycles was 23.

次に、得られたLCR反応生成物を、LAMP反応に供した。LAMP反応液の組成は以下に示す通りであり、LAMPプライマーセットとしては、Gアレル検出用、Aアレル検出用共に参考例3で用いたプライマーセットと同じプライマーを用いた。   Next, the obtained LCR reaction product was subjected to a LAMP reaction. The composition of the LAMP reaction solution is as shown below. As the LAMP primer set, the same primer as the primer set used in Reference Example 3 was used for both G allele detection and A allele detection.

〈LAMP反応液〉
LCR反応生成物 :1.25μL
蒸留水 :5.25μL
キット付属RMバッファー :5.0μL
鎖置換型DNAポリメラーゼ(8U/μL):0.5μL
<LAMP reaction solution>
LCR reaction product: 1.25 μL
Distilled water: 5.25 μL
RM buffer included in the kit: 5.0 μL
Strand displacement type DNA polymerase (8 U / μL): 0.5 μL

LAMPプライマーとしては、参考例2で用いたプライマーミックスを用い、添加量を0.5μLとして、インナープライマーの終濃度0.4μM、アウタープライマーの終濃度0.05μM、ループプライマーの終濃度0.2μMとした。   As the LAMP primer, the primer mix used in Reference Example 2 was used, the addition amount was 0.5 μL, the final concentration of the inner primer was 0.4 μM, the final concentration of the outer primer was 0.05 μM, and the final concentration of the loop primer was 0.2 μM. It was.

実施例1では、ポジティブコントロールとしてLSI74T培養細胞由来の精製ゲノムDNA(Gアレルホモ)に代えて、へテロの精製ゲノム由来のDNAを用いた実験も行った。さらに、ネガティブコントロールとして精製ゲノム由来のDNAに代えて純水を用いた実験も行った。   In Example 1, instead of purified genomic DNA derived from LSI74T cultured cells (G allele homozygote) as a positive control, an experiment using DNA derived from a purified genomic genome of hetero was also performed. Furthermore, as a negative control, an experiment using pure water instead of purified genomic DNA was also conducted.

[比較例1]
比較例として、実施例1でLCR反応に供した精製ゲノムをそのまま、LAMP法に供した。すなわち、比較例1ではLAMP法を単独で行った。比較例1では、LAMP反応を開始する前に、栄研化学株式会社製Loopamp(登録商標) P450タイピング試薬キットの取扱説明書に記載されていたとおり、精製ゲノムを95℃で5分間、熱変性処理させた後、5分間、氷上冷却を行なった。なお、実施例1ではLCR反応生成物はこのような熱変性および冷却処理することなく、LAMP反応に供している。
[Comparative Example 1]
As a comparative example, the purified genome subjected to the LCR reaction in Example 1 was directly subjected to the LAMP method. That is, in Comparative Example 1, the LAMP method was performed alone. In Comparative Example 1, before starting the LAMP reaction, the purified genome was heat denatured at 95 ° C. for 5 minutes as described in the instruction manual of Loopamp (registered trademark) P450 typing reagent kit manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd. After the treatment, cooling on ice was performed for 5 minutes. In Example 1, the LCR reaction product is subjected to the LAMP reaction without such heat denaturation and cooling treatment.

[実施例1および比較例1の結果]
実施例1と比較例1の実験を20回、繰り返すことにより、LAMP反応単独と本発明とを比較し、繰り返し検証により反応の安定性を検証した。実験結果の一例を図14に示す。図14において、PCはポジティブコントロール(GとAが陽性)、LSはヘテロ(G陽性、A陰性)、DDWはネガティブコンコトール(GとAがともに陰性)を示す。
[Results of Example 1 and Comparative Example 1]
By repeating the experiment of Example 1 and Comparative Example 1 20 times, the LAMP reaction alone was compared with the present invention, and the stability of the reaction was verified by repeated verification. An example of the experimental results is shown in FIG. In FIG. 14, PC is a positive control (G and A are positive), LS is hetero (G positive, A negative), and DDW is negative control (both G and A are negative).

実施例1および比較例1では、ポジティブコントロールについて、Gアレル検出用のプライマーセット、Aアレル検出用プライマーセットどちらを用いた場合でも特異的増幅が起これば、正しい結果が得られたことになる。一方、GアレルホモのLSI74T培養細胞由来の精製ゲノムDNAを用いた場合については、Gアレル検出用のプライマーセットを用いた場合しか特異的増幅が起こらなければ、実験結果が正しかったことになる。さらに、ネガティブコントロールについては、どちらのプライマーを用いても特異的増殖が起こらなければ実験結果は正しいことになる。   In Example 1 and Comparative Example 1, with regard to the positive control, the correct result was obtained if specific amplification occurred regardless of whether the primer set for G allele detection or the primer set for A allele detection was used. . On the other hand, in the case of using purified genomic DNA derived from G allele homologous LSI74T cultured cells, the experimental result was correct if specific amplification occurred only when the primer set for G allele detection was used. Furthermore, for negative controls, the experimental results are correct if no specific growth occurs with either primer.

実施例1ではポジティブコントロール、ネガティブコントロール、およびLSI74T培養細胞由来の精製ゲノムDNAについて、実験結果が正しくなかったのは、3回であった。比較例1では、図14に示すようにLSI74T培養細胞由来の精製ゲノムDNAで、Gアレル検出用プライマーを用いた場合でも増幅が起こらないというように、約6回に1回の頻度で増幅が生じないか、増幅しても非特異的増幅であり誤判定を誘導することが明らかとなった。   In Example 1, the experimental results for the positive control, the negative control, and the purified genomic DNA derived from LSI74T cultured cells were incorrect three times. In Comparative Example 1, as shown in FIG. 14, in the purified genomic DNA derived from LSI74T cultured cells, amplification does not occur even when the G allele detection primer is used. It became clear that even if amplified, it was non-specific amplification and induced misjudgment.

[実施例2]
実施例2として、精製ゲノムDNAに代えて未精製血液を純水で10倍希釈した試料を用いた実験を行った。実施例2では、添加物なしで−80℃の条件下、3ヶ月間保存した血液、添加物なしで保存していない血液、EDTAを添加して4℃で3ヶ月保存した血液、の3種類から試料を調製した。実施例2では、CYP2C19遺伝子のG636A変異の有無を検出することとした。
[Example 2]
As Example 2, an experiment was conducted using a sample obtained by diluting unpurified blood 10 times with pure water instead of purified genomic DNA. In Example 2, blood was stored for 3 months under the condition of −80 ° C. without additives, blood not stored without additives, and blood stored with addition of EDTA for 3 months at 4 ° C. Samples were prepared from In Example 2, the presence or absence of the G636A mutation in the CYP2C19 gene was detected.

実施例2では、試料を純水で希釈した未精製血液とした以外は、実施例1と同様の条件で実験を行ったところ、図15に示す結果が得られ、全ての試料について特異的な増幅が得られた。   In Example 2, an experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the sample was unpurified blood diluted with pure water. As a result, the results shown in FIG. 15 were obtained. Amplification was obtained.

以下に、未精製血液を試料として用いる場合において、本発明で推奨される核酸の分析方法を記載するが、本発明はこれに限定されない。   Hereinafter, when using unpurified blood as a sample, a nucleic acid analysis method recommended in the present invention is described, but the present invention is not limited to this.

〈試料〉
純水製造装置(Millipore社製、商品名Milli-Q GPAII)で調製した純水で血液を10倍希釈する。
<sample>
The blood is diluted 10-fold with pure water prepared with a pure water production apparatus (Millipore, trade name: Milli-Q GPAII).

〈LCR反応液〉
未精製血液(10倍希釈) :1μL
純水 :5.5μL
耐熱性リガーゼ(Epicentre社製、5U/μL):0.5μL
各プライマー(それぞれ5μM):0.5μL
<LCR reaction solution>
Unpurified blood (10-fold dilution): 1 μL
Pure water: 5.5 μL
Heat-resistant ligase (Epicentre, 5 U / μL): 0.5 μL
Each primer (each 5 μM): 0.5 μL

〈LCR反応〉
94℃30秒間の熱処理の後、68℃30秒間で反応させる操作を1サイクルとし、23サイクルでLCR反応を終了してLCR反応生成物を得る。
<LCR reaction>
The operation of reacting at 94 ° C. for 30 seconds after heat treatment at 94 ° C. for 30 seconds is one cycle, and the LCR reaction is completed in 23 cycles to obtain an LCR reaction product.

〈LAMP反応液〉
LCR反応生成物 :1.25μL
純水 :5.25μL
バッファー(4倍希釈) :5μL
LAMPプライマーセット :0.5μL
鎖型DNAポリメラーゼ(8U/μL):0.5μL
<LAMP reaction solution>
LCR reaction product: 1.25 μL
Pure water: 5.25 μL
Buffer (4-fold dilution): 5 μL
LAMP primer set: 0.5 μL
Strand DNA polymerase (8 U / μL): 0.5 μL

LAMP反応液中のバッファー、LAMPプライマーセットおよび鎖置換型DNAポリメラーゼとしては、栄研化学株式会社製のLoopamp P450タイピング試薬キット、RNA増幅試薬キット、DNA増幅試薬キット等に付属の試薬を用いればよい。ただし、試薬はこれらに限定されず、例えば非特許文献3に従ったLAMP反応液を調整してもよい。ただし、非特許文献3の組成のLAMP反応液とする場合は、LAMPプライマーの濃度は4分の1とする。LAMP反応は、60℃で17分行えばよい。   As the buffer, the LAMP primer set, and the strand displacement type DNA polymerase in the LAMP reaction solution, the reagents included in the Loopamp P450 typing reagent kit, RNA amplification reagent kit, DNA amplification reagent kit, etc. manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd. may be used. . However, a reagent is not limited to these, For example, you may adjust the LAMP reaction liquid according to the nonpatent literature 3. However, when the LAMP reaction solution having the composition of Non-Patent Document 3 is used, the concentration of the LAMP primer is ¼. The LAMP reaction may be performed at 60 ° C. for 17 minutes.

表2にEpicentre社製Ampligase(商品名)を用いた場合に推奨されるLCR法、栄研化学株式会社製Loopamp P450タイピング試薬キットを用いた場合に推奨されるLAMP法、および本発明について、それぞれの特徴を記載する。なお、表2において「急冷」とは、2本鎖DNAを熱変性させた後、DNAが元の2本鎖に戻ることを防止するために4℃以下に急冷する操作を意味する。かかる操作を「急冷」とするには、LCR反応で加熱処理後に連結反応を行なわせるために冷却する操作と区別するためである。   Table 2 shows the LCR method recommended when using Ampicase (trade name) manufactured by Epicentre, the LAMP method recommended when using the Loopamp P450 typing reagent kit manufactured by Eiken Chemical Co., Ltd., and the present invention. The characteristics of are described. In Table 2, “rapid cooling” means an operation of heat-denaturing double-stranded DNA and then rapidly cooling to 4 ° C. or lower in order to prevent the DNA from returning to the original double-stranded DNA. This operation is referred to as “rapid cooling” because it is distinguished from an operation of cooling in order to perform a ligation reaction after the heat treatment in the LCR reaction.

表2に示すように、本発明によれば、簡便な操作で迅速に塩基配列の変異が検出でき、ダイナミックレンジもLAMP法に比べて広い。また、LCR反応とLAMP反応を組み合わせて2種類の化学反応で変異の有無を検出するため、表2に示すように操作を簡便化しながら実施例1および実施例2に示すように変異検出精度を高くできる。さらに、未精製血液を試料とできるため、本発明は臨床での分析に適しており、本発明方法による分析機器には冷却機構を省略することもできる。   As shown in Table 2, according to the present invention, the mutation of the base sequence can be detected quickly by a simple operation, and the dynamic range is wider than that of the LAMP method. In addition, in order to detect the presence or absence of mutation by two kinds of chemical reactions by combining LCR reaction and LAMP reaction, the mutation detection accuracy is improved as shown in Example 1 and Example 2 while simplifying the operation as shown in Table 2. Can be high. Furthermore, since unpurified blood can be used as a sample, the present invention is suitable for clinical analysis, and a cooling mechanism can be omitted in the analytical instrument according to the method of the present invention.

本発明は、遺伝子の塩基配列変異の検出に用いることができる。   The present invention can be used for detecting a nucleotide sequence variation of a gene.

本発明の一実施態様におけるLCR工程を示す模式図。The schematic diagram which shows the LCR process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施態様におけるLCR工程を示す模式図。The schematic diagram which shows the LCR process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施態様におけるLCR工程を示す模式図。The schematic diagram which shows the LCR process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施態様におけるLAMP工程を示す模式図。The schematic diagram which shows the LAMP process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施態様におけるLAMP工程を示す模式図。The schematic diagram which shows the LAMP process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施態様におけるLCR工程を示す模式図。The schematic diagram which shows the LCR process in one embodiment of this invention. 参考例1の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 1. 参考例2の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 2. 参考例3の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 3. 参考例4の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 4. 参考例5の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 5. 参考例7の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 7. 参考例8の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of the reference example 8. 実施例1および比較例1の結果を示す電気泳動写真の図。The figure of the electrophoresis photograph which shows the result of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2の結果を示す電気泳動写真の図。FIG. 6 is an electrophoretogram showing the results of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

2 :耐熱性リガーゼ
4 :DNA(核酸)
6 :LCR反応液
10 :LCRプライマーセット
12 :鎖置換型DNAポリメラーゼ
16 :LCR反応生成物
20 :LAMPプライマーセット
26 :LAMP反応液
2: Heat-resistant ligase 4: DNA (nucleic acid)
6: LCR reaction solution 10: LCR primer set 12: Strand displacement type DNA polymerase 16: LCR reaction product 20: LAMP primer set 26: LAMP reaction solution

Claims (14)

標的塩基配列を含む核酸の分析方法であって、
前記核酸を有する試料とLCR反応用のLCRプライマーセットとを含むLCR反応液中でLCR反応を行ってLCR反応生成物を生成させ、
前記LCR反応生成物を、LAMP反応用のLAMPプライマーセットが含まれたLAMP反応液中でLAMP反応させる分析方法。
A method for analyzing a nucleic acid containing a target base sequence,
Performing an LCR reaction in an LCR reaction solution containing the nucleic acid-containing sample and an LCR primer set for LCR reaction to generate an LCR reaction product;
An analysis method in which the LCR reaction product is subjected to LAMP reaction in a LAMP reaction solution containing a LAMP primer set for LAMP reaction.
前記LCR反応生成物を熱変性処理することなく前記LAMP反応させる請求項1に記載の核酸の分析方法。   The method for analyzing nucleic acid according to claim 1, wherein the LAMP reaction product is subjected to the LAMP reaction without heat denaturation treatment. 前記LCR反応液中の前記LCRプライマーセットの濃度、および前記LAMP反応液中の前記LAMPプライマーセットの濃度が所定の範囲に調整されている請求項2に記載の核酸の分析方法。   The nucleic acid analysis method according to claim 2, wherein the concentration of the LCR primer set in the LCR reaction solution and the concentration of the LAMP primer set in the LAMP reaction solution are adjusted to a predetermined range. 前記LCR反応液中の前記LCRプライマーセットの濃度は、0.1μM以上0.5μM以下である請求項3に記載の核酸の分析方法。   The nucleic acid analysis method according to claim 3, wherein the concentration of the LCR primer set in the LCR reaction solution is 0.1 µM or more and 0.5 µM or less. 前記LAMPプライマーセットは、インナープライマーセットを少なくとも含み、
前記LAMP反応液中の前記インナープライマーセットの濃度は、0.2μM以上1.0μM以下である請求項3または4に記載の核酸の分析方法。
The LAMP primer set includes at least an inner primer set,
The nucleic acid analysis method according to claim 3 or 4, wherein the concentration of the inner primer set in the LAMP reaction solution is 0.2 µM or more and 1.0 µM or less.
前記LAMPプライマーセットは、ループプライマーとアウタープライマーとをさらに含み、
前記LAMP反応液中の前記ループプライマーの濃度は、0.1μM以上0.5μM以下であり、前記アウタープライマーの濃度は、0μM以上0.1μM以下である請求項5に記載の核酸の分析方法。
The LAMP primer set further includes a loop primer and an outer primer,
The nucleic acid analysis method according to claim 5, wherein the concentration of the loop primer in the LAMP reaction solution is 0.1 μM or more and 0.5 μM or less, and the concentration of the outer primer is 0 μM or more and 0.1 μM or less.
前記LCR反応は、94℃の温度条件で10秒以上30秒間以下の熱変性処理を行なった後65℃以上70℃以下の温度条件で30秒間の連結反応を行なう処理を1サイクルとし、該LCR反応のサイクル数は30サイクル以下である請求項1から6のいずれかに記載の核酸の分析方法。   The LCR reaction is a cycle in which a heat denaturation treatment is performed at 94 ° C. for 10 seconds to 30 seconds and then a ligation reaction for 30 seconds is performed at a temperature of 65 ° C. to 70 ° C. for one cycle. The method for analyzing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 6, wherein the number of reaction cycles is 30 cycles or less. 前記LAMPプライマーセットは、インナープライマーセットと、ループプライマーとを少なくとも含み、
前記LCR反応のサイクル数は10サイクル以上25サイクル以下である請求項7に記載の核酸の分析方法。
The LAMP primer set includes at least an inner primer set and a loop primer,
The nucleic acid analysis method according to claim 7, wherein the number of cycles of the LCR reaction is 10 cycles or more and 25 cycles or less.
前記LAMP反応を行なう反応時間は、30分以下である請求項1から8のいずれかに記載の核酸の分析方法。   The method for analyzing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 8, wherein a reaction time for performing the LAMP reaction is 30 minutes or less. 前記標的塩基配列は、変異部位を含み、
前記LAMP反応による増幅産物の有無を調べることにより、前記核酸の変異の有無を検出する請求項1から9のいずれかに記載の核酸の分析方法。
The target base sequence includes a mutation site,
The nucleic acid analysis method according to any one of claims 1 to 9, wherein the presence or absence of a mutation in the nucleic acid is detected by examining the presence or absence of an amplification product by the LAMP reaction.
前記試料は、2×10〜2×10ヒト・ゲノム/μLを含む請求項1から10のいずれかに記載の核酸の分析方法。 The nucleic acid analysis method according to claim 1, wherein the sample contains 2 × 10 to 2 × 10 3 human genomes / μL. 前記試料中の核酸は、精製されていない、またはゲノム濃度測定されていない請求項1から11のいずれかに記載の核酸の分析方法。   The method for analyzing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 11, wherein the nucleic acid in the sample is not purified or has not been subjected to genome concentration measurement. 前記試料は、純水で希釈した未精製血液である請求項1から12のいずれかに記載の核酸の分析方法。   The nucleic acid analysis method according to claim 1, wherein the sample is unpurified blood diluted with pure water. 前記試料は、純水による希釈倍率が10倍である請求項13に記載の核酸の分析方法。   The nucleic acid analysis method according to claim 13, wherein the sample has a dilution ratio of 10 times with pure water.
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