JP2009011230A - Method for analyzing base sequence by utilizing restricted extension of nucleotide - Google Patents

Method for analyzing base sequence by utilizing restricted extension of nucleotide Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for efficiently carrying out analysis of a desired region (e.g. a coding region on a mRNA and a cDNA, in which a poly(A) region is intervened between a primer-binding site and a sequence information-required region) which is remote from a primer-binding site on a template nucleic acid, without having to make a specific primer in a sequence analysis by a sequence-analysis method that uses a monomolecular polynucleotide chain as a template, a pyrosequencing method, and the like. <P>SOLUTION: The method for analyzing a base sequence by utilizing a DNA extension reaction is carried out, after previously extending a primer from the reaction system to this side of a deleted base by carrying out DNA extension reaction, in a state in which one among four kinds of nucleotides of dATP, dCTP, dGTP and dTTP is deleted, and repeating the reaction by changing the kind of the deleted base before the sequence analysis. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は塩基配列解析法に関する。より詳しくは、単分子シーケンシングやパイロシーケンシング等の塩基伸長反応を利用した核酸解析方法により、解析対象核酸上のプライマー結合部位から離れた領域の配列決定を行うための塩基配列解析法に関する。   The present invention relates to a nucleotide sequence analysis method. More specifically, the present invention relates to a base sequence analysis method for sequencing a region away from a primer binding site on a target nucleic acid by a nucleic acid analysis method using a base extension reaction such as single molecule sequencing or pyrosequencing.

DNA、RNAの塩基配列決定法は重要な技術である。通常は、予め配列決定用のDNA断片又は断片群に蛍光標識をほどこした試料を調製し、電気泳動した後又は電気泳動中に分子量分離展開パターンを計測して解析する。具体的には、電気泳動分離に先立ち、周知のサンガー法によるジデオキシ反応を実行する。分析すべき試料DNAの既知の塩基配列部分と相補的な約20塩基長のオリゴヌクレオチドを合成し蛍光体を標識する。このオリゴヌクレオチドをプライマーとし、約1ピコモルの試料DNAと相補鎖結合させて、ポリメラーゼにより相補鎖伸長反応を実行する。このとき基質として、4種のデオキシヌクレオチド3リン酸、即ち、dATP、dCTP、dGTP、dTTP、及びこれらに加えて、例えば、ddATP等を加える。ddATPが相補鎖伸長で取り込まれると、それ以上相補鎖が伸長しないため、アデニン(A)で終結する様々な長さの断片が調製される。   The DNA and RNA base sequencing method is an important technique. Usually, a sample in which a DNA fragment or a group of fragments for sequencing is preliminarily labeled with a fluorescent label is prepared, and analyzed by measuring a molecular weight separation development pattern after electrophoresis or during electrophoresis. Specifically, prior to electrophoretic separation, a dideoxy reaction by a well-known Sanger method is performed. An oligonucleotide having a length of about 20 bases complementary to the known base sequence portion of the sample DNA to be analyzed is synthesized and the fluorescent substance is labeled. Using this oligonucleotide as a primer, complementary strand binding is carried out with about 1 pmol of sample DNA, and a complementary strand extension reaction is carried out by polymerase. At this time, four types of deoxynucleotide triphosphates, that is, dATP, dCTP, dGTP, dTTP, and in addition to these, for example, ddATP are added as substrates. When ddATP is incorporated by complementary strand extension, the complementary strand does not extend any more, so fragments of various lengths terminating in adenine (A) are prepared.

上記反応でddATPの代わりに、ddCTP、ddGTP、ddTTPを各々加えた反応を行なう。但し、各反応で用いるプライマーは、塩基配列は同じであるが、蛍光を分光して互いに識別できる4種の蛍光体で標識する。以上の4種の反応物を混合すると、試料DNAに相補的な数100塩基長までの1塩基ずつ長さが異なる断片が、末端の塩基種に応じて異なる4種の蛍光体で標識されて得られる。これをキャピラリーゲル電気泳動により1塩基の分解能で分離する。試料は分離されながら泳動され、短いものから順にレーザ照射される。発光蛍光を複数のフィルターを用いて分光しながら計測すると、4種の蛍光体の蛍光強度の時間変化から、全ての断片の末端塩基種を短い断片から順に決定できるというものである。なお、プライマーを蛍光標識せずに、ddATP〜ddTTP(ddNTP)をそれぞれ異なる蛍光体で標識した標識dNTPを使ってもよい。   In the above reaction, ddCTP, ddGTP, and ddTTP are added in place of ddATP. However, the primers used in each reaction have the same base sequence, but are labeled with four types of phosphors that can be distinguished from each other by spectroscopy of fluorescence. When the above four types of reactants are mixed, fragments that differ in length by one base up to several hundred bases complementary to the sample DNA are labeled with four different phosphors depending on the terminal base type. can get. This is separated by capillary gel electrophoresis with a resolution of 1 base. Samples are migrated while being separated, and laser irradiation is performed in order from the shortest. When the emission fluorescence is measured using a plurality of filters while spectroscopy, the terminal base types of all the fragments can be determined in order from the shortest fragment based on the temporal change in the fluorescence intensity of the four phosphors. In addition, you may use labeled dNTP which each labeled ddATP-ddTTP (ddNTP) with a different fluorescent substance, without fluorescently labeling a primer.

近年、塩基の伸長反応を利用し、反応が進むと同時に配列データを取得する方法としてDNAの伸長反応に伴ってピロリン酸が放出されることを利用したパイロシークエンス法が実用化されている(非特許文献1)。この方法はビーズ上もしくは基板上に試料DNAを固定化し、試料DNAに4種のdNTPのうち特定の塩基を供給し伸長反応の有無をピロリン酸の放出の有無で検出し、試料DNAの配列を決定していく。具体的には放出されたピロリン酸とアデノシン5'-ホスホ硫酸からATPスルフリラーゼの触媒反応でATPを生成させる。このATPがルシフェリン、ルシフェラーゼの存在下で発光反応を引き起こすため、発光の有無によりピロリン酸の放出の有無を確認する。さらに、基板表面にランダムに分析すべき試料DNA断片を1分子ずつ捕捉し、ほぼ1塩基ずつ伸長させて、その結果を蛍光計測より検出することにより塩基配列を決定する方法も提案されている。具体的には、DNAポリメラーゼの基質として、鋳型DNAに取り込まれると保護基の存在によりDNA鎖伸長反応を停止させることができ、かつ検出可能な標識を持つ4種のdNTP誘導体(MdNTP)を用いてDNAポリメラーゼ反応を行わせる工程、次いで取り込まれたMdNTPを蛍光等で検出する工程、及びMdNTPを伸長可能な状態に戻す工程を1サイクルとし、それを繰り返すことにより試料DNAの塩基配列を決定する。本技術では、DNA断片を1分子ずつ配列決定することができるため、同時に数多くの断片を解析することができ、解析スループットを大きくすることができる。   In recent years, a pyrosequencing method that utilizes the release of pyrophosphate in association with a DNA extension reaction has been put to practical use as a method for acquiring sequence data at the same time as the reaction proceeds using a base extension reaction. Patent Document 1). In this method, sample DNA is immobilized on a bead or a substrate, a specific base is supplied to the sample DNA from four dNTPs, the presence or absence of an extension reaction is detected by the presence or absence of release of pyrophosphate, and the sequence of the sample DNA is determined. I will decide. Specifically, ATP is produced from the released pyrophosphate and adenosine 5′-phosphosulfate by the catalytic reaction of ATP sulfurylase. Since this ATP causes a luminescence reaction in the presence of luciferin and luciferase, the presence or absence of pyrophosphate release is confirmed by the presence or absence of luminescence. Furthermore, a method has also been proposed in which a sample DNA fragment to be analyzed randomly is captured on the substrate surface one molecule at a time, extended by approximately one base, and the result is detected by fluorescence measurement to determine the base sequence. Specifically, as a substrate for DNA polymerase, four dNTP derivatives (MdNTPs) having a detectable label that can stop the DNA chain extension reaction due to the presence of a protecting group when incorporated into the template DNA are used. The step of performing a DNA polymerase reaction, the step of detecting the incorporated MdNTP by fluorescence or the like, and the step of returning the MdNTP to an extendable state are taken as one cycle, and the base sequence of the sample DNA is determined by repeating this cycle. . In this technique, since DNA fragments can be sequenced one molecule at a time, many fragments can be analyzed at the same time, and the analysis throughput can be increased.

以上の方法はいずれも特異的なプライマーを試料DNAにアニールさせ、そのプライマーの3’末端から伸長反応を起こさせる。すなわちプライマーがハイブリダイズした位置から配列解析が開始される。   In any of the above methods, a specific primer is annealed to the sample DNA, and an extension reaction is caused from the 3 'end of the primer. That is, the sequence analysis is started from the position where the primer is hybridized.

塩基配列解析を行う目的のひとつに細胞内で発現しているメッセンジャーRNA(mRNA)(ポリ(A)+RNA)の配列を解析し、細胞内で発現している遺伝子を解析することがある。配列解析結果から遺伝子の同定を配列データベースを利用したホモロジー検索で行う場合、ポリアデニン部分ではない3’下流側非コード領域の配列でも同定は可能ではあるが、アミノ酸配列コード領域の全部又はその一部の配列が得られていることが最も望ましい。しかしポリ(A)+RNAの3’末端側にあるポリアデニン部分及び非コード領域の長さはポリ(A)+RNA分子によってまちまちであるため、短い長さの塩基配列決定では解析したポリ(A)+RNA分子が同定できない場合もある。長塩基長の配列読み取りが望ましいが、装置、反応など、原理的に困難な場合がある。   One of the purposes of base sequence analysis is to analyze the sequence of messenger RNA (mRNA) (poly (A) + RNA) expressed in cells and to analyze genes expressed in cells. When identifying genes from sequence analysis results by homology search using a sequence database, it is possible to identify 3 'downstream non-coding region sequences that are not polyadenine, but all or part of the amino acid sequence coding region. It is most desirable that the following sequence is obtained. However, since the length of the polyadenine portion and the non-coding region at the 3 ′ end side of poly (A) + RNA varies depending on the poly (A) + RNA molecule, the poly (A ) + RNA molecules may not be identified. Although long base length sequence reading is desirable, it may be difficult in principle due to equipment, reaction, etc.

したがって、短い塩基配列長でアミノ酸コード領域あるいはポリ(A)部分以外の3’非翻訳領域などの情報を得る方法が望まれている。   Therefore, a method for obtaining information such as an amino acid coding region or a 3 'untranslated region other than the poly (A) portion with a short base sequence length is desired.

Analytical Biochemistry, vol. 242(1), pp84, 1996Analytical Biochemistry, vol. 242 (1), pp84, 1996 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 100(7), pp3960, 2003Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 100 (7), pp3960, 2003

単分子のポリヌクレオチド鎖を鋳型とした配列解析法やパイロシークエンス法などの塩基伸長反応を利用する配列解析方式において、ポリ(A)+RNAの配列解析をオリゴ(dT)プライマーを用いて行なう場合には以下のような困難な点がある。短い長さのオリゴdTはポリ(A)配列のどの部分にハイブリするか一意的に決定せず、ランダムにハイブリする。そのため単分子のポリヌクレオチド鎖を鋳型とした配列解析法では、プライマーと本来必要な配列情報の間にポリアデニン部分が介在し、読み取る塩基長が短い場合、実質的に必要な配列を得ることが困難な場合が多く出る。一方、パイロシークエンス法など固相にサンプル(又はプライマー)を固定する場合、通常同じ位置には、複数の同じターゲット核酸が固定され、それらにオリゴ(dT)をハイブリさせると、前述の理由により、同じターゲット核酸に対して異なる位置にハイブリしてしまう。全てのハイブリをポリ(A)の同じ位置にすることは困難である。そのため1塩基ずつ伸長させても、配列位置が異なるため混合した信号となってしまい配列決定が困難である。そのため同期させるための方式が望まれる。   In a sequence analysis method using a base extension reaction such as a sequence analysis method using a single molecule polynucleotide chain as a template or a pyrosequencing method, a sequence analysis of poly (A) + RNA is performed using an oligo (dT) primer Has the following difficulties. The short-length oligo dT does not uniquely determine which part of the poly (A) sequence hybridizes, and hybridizes randomly. Therefore, in the sequence analysis method using a single-molecule polynucleotide chain as a template, it is difficult to obtain a substantially necessary sequence when the base length to be read is short because the polyadenine moiety is interposed between the primer and the originally required sequence information. There are many cases. On the other hand, when a sample (or primer) is immobilized on a solid phase such as a pyrosequencing method, usually, the same target nucleic acid is immobilized at the same position, and when oligo (dT) is hybridized to them, for the reasons described above, Hybridization at different positions with respect to the same target nucleic acid. It is difficult to place all hybrids at the same position on poly (A). Therefore, even if each base is extended, the sequence position is different, resulting in a mixed signal, making sequencing difficult. Therefore, a method for synchronizing is desired.

本発明は、上記の場合において、新たなプライマーを作製することなく、必要な領域の配列解析を行なう方法とその方法を用いた配列解析装置を提供する。   In the above case, the present invention provides a method for sequence analysis of a necessary region without preparing a new primer, and a sequence analysis apparatus using the method.

上記課題に対し、発明者らは、配列決定反応のまえにdATP、dCTP、dGTP、dTTPの4種のヌクレオチドのうち少なくとも1種を欠いた状態でDNA伸長反応を行い、その反応系から欠損している塩基の手前までプライマーを伸長する工程を欠損塩基の種類を変えながら繰り返すことにより、プライマーのハイブリダイズした位置より大幅に前進した部分から配列解析を開始できることを見出した。   In response to the above problems, the inventors performed a DNA extension reaction in the state lacking at least one of the four nucleotides dATP, dCTP, dGTP, and dTTP prior to the sequencing reaction, and lost the reaction system. It was found that by repeating the step of extending the primer to the front of the base, while changing the type of the defective base, the sequence analysis can be started from a portion that has greatly advanced from the hybridized position of the primer.

すなわち、本発明は、以下の工程を含む塩基配列解析方法を提供する:
1)プライマーを解析対象核酸にハイブリダイズさせる;
2)前記解析対象核酸を、dATP、dCTP、dGTP、及びdTTPのうち少なくとも1種の塩基を欠いた反応系で、DNAポリメラーゼにより伸長反応を行なう;
3)前記伸長反応後、DNAポリメラーゼと塩基を反応系から除去し、核酸伸長反応を利用した配列解析反応を行なうことにより、前記解析対象核酸上のプライマー結合部位から離れた所望の領域の配列決定を行なう。なお、「プライマー結合部位から離れた所望の領域」はプライマー結合部位よりも5’上流側にある配列情報を必要とする領域」で、たとえば、繰り返し配列がプライマー結合部位の近傍にあるような場合、その部分を飛ばして配列情報を必要とする領域から配列決定することが可能となる。対象核酸の配列に依存するが、数塩基〜数十塩基解析位置をずらすことが可能となる。
That is, the present invention provides a base sequence analysis method including the following steps:
1) Hybridize the primer to the nucleic acid to be analyzed;
2) The nucleic acid to be analyzed is subjected to an extension reaction with DNA polymerase in a reaction system lacking at least one base of dATP, dCTP, dGTP, and dTTP;
3) After the extension reaction, the DNA polymerase and the base are removed from the reaction system, and a sequence analysis reaction using the nucleic acid extension reaction is performed to determine a desired region away from the primer binding site on the nucleic acid to be analyzed. To do. “A desired region apart from the primer binding site” is a region requiring sequence information 5 ′ upstream from the primer binding site ”, for example, when a repetitive sequence is in the vicinity of the primer binding site. It is possible to determine the sequence from the area that requires the sequence information by skipping that portion. Although it depends on the sequence of the target nucleic acid, the analysis position of several bases to several tens of bases can be shifted.

ある実施態様において、前記2)及び3)の工程を欠損塩基の種類を変えて複数回行う。   In one embodiment, the steps 2) and 3) are performed a plurality of times while changing the type of the defective base.

またある実施態様においては、前記解析対象核酸がポリ(A)領域を有するmRNA又はmRNA由来のcDNAであり、プライマーがオリゴ(dT)プライマーである。   In one embodiment, the nucleic acid to be analyzed is mRNA having a poly (A) region or cDNA derived from mRNA, and the primer is an oligo (dT) primer.

またある実施態様においては、前記解析対象がポリ(A)領域を有するmRNAであり、プライマーがオリゴ(dT)プライマーであって、dTTP以外の少なくとも1種の塩基を欠いた反応系で伸長反応を行う。   In one embodiment, the analysis target is mRNA having a poly (A) region, the primer is an oligo (dT) primer, and an extension reaction is performed in a reaction system lacking at least one base other than dTTP. Do.

またある実施態様においては、前記解析対象が、mRNA由来の、ポリ(T)領域を有するcDNAであり、プライマーがオリゴ(dA)プライマーであって、dATP以外の少なくとも1種の塩基を欠いた反応系で伸長反応を行う。   In one embodiment, the analysis target is mRNA derived from cDNA having a poly (T) region, the primer is an oligo (dA) primer, and the reaction lacks at least one base other than dATP. Perform an elongation reaction in the system.

上記実施態様において、伸長反応は欠損塩基の種類を変えて複数回行う。   In the above embodiment, the extension reaction is performed a plurality of times while changing the type of the defective base.

本発明の塩基配列決定方法は、解析対象核酸の増幅を行うことなく所望の領域の配列決定を行なうことができるため、微量核酸の解析を必要とするゲノム解析等において有用である。   The base sequence determination method of the present invention can be used to determine the sequence of a desired region without amplifying the nucleic acid to be analyzed, and thus is useful in genome analysis and the like that require analysis of a small amount of nucleic acid.

本発明の塩基配列決定方法の1つの実施態様として、以下の工程を含む塩基配列解析方法を挙げることができる:
1)オリゴ(dA)プライマーを、mRNA由来の、ポリ(T)領域を有するcDNAにハイブリダイズさせる;
2)前記cDNAにDNAポリメラーゼとdATPを加えて、伸長反応を行なう;
3)前記伸長反応後、DNAポリメラーゼとdATPを反応系から除去する;
4)核酸伸長反応を利用した配列解析反応を行なうことにより、配列決定を行なう。
As one embodiment of the base sequence determination method of the present invention, a base sequence analysis method including the following steps can be mentioned:
1) Hybridizing oligo (dA) primer to cDNA derived from mRNA and having a poly (T) region;
2) An extension reaction is performed by adding DNA polymerase and dATP to the cDNA;
3) After the extension reaction, DNA polymerase and dATP are removed from the reaction system;
4) Sequencing is performed by conducting a sequence analysis reaction utilizing a nucleic acid extension reaction.

本発明の塩基配列決定方法のもう1つの実施態様として、以下の工程を含む塩基配列解析方法を挙げることができる:
以下の工程を含む塩基配列解析方法:
1)オリゴ(dT)プライマーをポリ(A)領域を有するmRNAにハイブリダイズさせる;
2)前記mRNAにRNA依存性DNAポリメラーゼとdTTPを加えて、伸長反応を行なう;
3)前記伸長反応後、RNA依存性DNAポリメラーゼとdTTPを反応系から除去する;
4)核酸伸長反応を利用した配列解析反応を行なうことにより、配列決定を行なう。
Another embodiment of the base sequence determination method of the present invention includes a base sequence analysis method including the following steps:
A nucleotide sequence analysis method comprising the following steps:
1) Hybridize oligo (dT) primer to mRNA with poly (A) region;
2) An RNA-dependent DNA polymerase and dTTP are added to the mRNA to perform an extension reaction;
3) After the extension reaction, RNA-dependent DNA polymerase and dTTP are removed from the reaction system;
4) Sequencing is performed by conducting a sequence analysis reaction utilizing a nucleic acid extension reaction.

本発明はまた、上述の塩基配列解析方法を実施するための装置も提供する。この装置は:
前記解析対象核酸のプライマーからの伸長反応及び配列解析反応を行なうためのチャンバーと;
4種の基質塩基及び反応に必要な試薬を格納するための容器及び保管ユニットと;
前記基質塩基及び解析に必要な試薬を、少なくとも1種の塩基を欠いた状態で任意に組み合わせて前記チャンバーへ供給するための試薬供給システムと;
前記チャンバー内の温度を制御するための加温冷却システムと;
前記配列解析反応を検出するための検出システムと;
前記検出結果を解析するための解析システムとを含む。
The present invention also provides an apparatus for carrying out the above-described base sequence analysis method. This device:
A chamber for performing an extension reaction from the primer of the nucleic acid to be analyzed and a sequence analysis reaction;
A container and storage unit for storing the four substrate bases and reagents necessary for the reaction;
A reagent supply system for supplying the substrate base and a reagent required for analysis to the chamber in any combination in a state lacking at least one base;
A heating and cooling system for controlling the temperature in the chamber;
A detection system for detecting the sequence analysis reaction;
And an analysis system for analyzing the detection result.

前記装置は、用いる塩基配列解析反応に応じて、さらに4種の標識dNTPを格納するための容器を備えていてもよい。なお、前記dNTP誘導体又は標識体は特に限定されず、公知の保護基や蛍光標識、放射標識、酵素標識を有するdNTPやddNTP等を挙げることができる。   The apparatus may further include a container for storing four types of labeled dNTPs depending on the base sequence analysis reaction to be used. The dNTP derivative or label is not particularly limited, and examples thereof include dNTP and ddNTP having a known protective group, fluorescent label, radiolabel, and enzyme label.

本発明の装置は、少なくとも1種の塩基を欠いた状態の基質塩基混合試薬を用いるものであってもよい。その場合、装置は:
前記解析対象核酸のプライマーからの伸長反応及び配列解析反応を行なうためのチャンバーと;
少なくとも1種の塩基を欠いた状態の基質塩基混合試薬1種以上、反応に必要な試薬、及び、4種のdNTP又は4種の標識dNTPをそれぞれ格納するための容器及び保管ユニットと;
前記保管ユニット内の試薬を前記チャンバーに供給するための試薬供給システムと;
前記チャンバー内の温度を制御するための加温冷却システムと;
前記配列解析反応を検出するための検出システムと;
前記検出結果を解析するための解析システムとを含む。
The apparatus of the present invention may use a substrate base mixed reagent in a state lacking at least one base. In that case, the device:
A chamber for performing an extension reaction from the primer of the nucleic acid to be analyzed and a sequence analysis reaction;
A container and storage unit for storing one or more substrate base mixed reagents lacking at least one base, reagents necessary for the reaction, and four dNTPs or four labeled dNTPs, respectively;
A reagent supply system for supplying the reagent in the storage unit to the chamber;
A heating and cooling system for controlling the temperature in the chamber;
A detection system for detecting the sequence analysis reaction;
And an analysis system for analyzing the detection result.

本発明によれば、単分子のポリヌクレオチド鎖を鋳型とした配列解析法やパイロシークエンス法などの塩基伸長反応を利用した配列解析において、特別なプライマーを作製することなく、鋳型核酸上のプライマー結合部位から離れた所望の領域の解析を行なうことができる。これにより、配列情報を必要とする領域とプライマー結合部位との間にポリ(A)領域が介在するmRNAやcDNAの解析を効率的に行うことができる。   According to the present invention, primer binding on a template nucleic acid can be performed without producing a special primer in sequence analysis using a base extension reaction such as sequence analysis using a single molecule polynucleotide chain as a template or pyrosequencing. Analysis of a desired area away from the site can be performed. As a result, it is possible to efficiently analyze mRNA and cDNA in which the poly (A) region is interposed between the region requiring sequence information and the primer binding site.

本発明の方法ではその第一ステップにおいて核酸分子と該核酸分子の配列の一部分と相補的な配列を有するプライマーを通常のDNAポリメラーゼ反応が行われるバッファー中でハイブリダイズさせる。   In the method of the present invention, in the first step, a nucleic acid molecule and a primer having a sequence complementary to a part of the sequence of the nucleic acid molecule are hybridized in a buffer in which a normal DNA polymerase reaction is performed.

核酸分子及びプライマーのうち一方はあらかじめ担体表面に固定化されていても良い。また、ハイブリダイズ後に固定化するものであれば両者とも固定化されていても良い。
第二のステップではDNAポリメラーゼと、dATP、dCTP、dGTP、dTTPのうち少なくとも1種類を欠いた塩基を含む溶液を核酸分子とプライマーのハイブリダイズしたものに提供し、プライマーの3’末端に塩基を反応させる。
One of the nucleic acid molecule and the primer may be immobilized on the support surface in advance. Further, both of them may be immobilized as long as they are immobilized after hybridization.
In the second step, a solution containing DNA polymerase and a base lacking at least one of dATP, dCTP, dGTP, and dTTP is provided to the hybridized nucleic acid molecule and primer, and a base is added to the 3 ′ end of the primer. React.

第三のステップでは反応後、核酸分子から少なくとも塩基を含む反応溶液を分離する。核酸分子が担体表面に固定化されている場合には少なくとも塩基を含まない緩衝液で洗い流す。担体に固定化されていない場合にはエタノール沈殿により核酸分子を回収する。   In the third step, after the reaction, a reaction solution containing at least a base is separated from the nucleic acid molecule. When the nucleic acid molecule is immobilized on the surface of the carrier, it is washed away with at least a buffer solution containing no base. If not immobilized on a carrier, the nucleic acid molecule is recovered by ethanol precipitation.

以降必要と認められる回数にわたって第二のステップと第三のステップを繰り返す。その際反応に加えないヌクレオチドの種類は毎回変更する。例えば最初のサイクルではdATP, dCTP, dTTPを反応に加え、次のサイクルではdATP, dGTP, dTTPを反応に加える。繰り返しの回数は特に限定されず、解析対象核酸あるいは塩基配列情報が必要な領域に応じて適宜決定される。解析対象がmRNAやmRNA由来のcDNAの場合、配列にもよるが通常1〜3回行えばよい。   Thereafter, the second step and the third step are repeated as many times as necessary. In this case, the type of nucleotide not added to the reaction is changed every time. For example, dATP, dCTP, dTTP is added to the reaction in the first cycle, and dATP, dGTP, dTTP is added to the reaction in the next cycle. The number of repetitions is not particularly limited, and is appropriately determined according to a region where analysis target nucleic acid or base sequence information is required. When the analysis target is mRNA or mRNA-derived cDNA, depending on the sequence, it is usually performed 1 to 3 times.

第四のステップでは処理の終了した解析対象核酸分子を、核酸伸長反応を利用した配列解析反応に供する。核酸伸長反応を利用した配列解析反応は公知のいずれの方法であってもよく、たとえばシークエンスバイシンセンス法、サンガー法、パイロシークエンス法等に適用できる。   In the fourth step, the target nucleic acid molecule to be analyzed is subjected to a sequence analysis reaction using a nucleic acid extension reaction. The sequence analysis reaction using the nucleic acid extension reaction may be any known method, and can be applied to, for example, the sequence bi-sense method, the Sanger method, the pyro sequence method, and the like.

以下、本発明の方法を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the method of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

なお、以下の実施例においては、対象核酸(RNAかDNAか)に応じて、適宜塩基Tに相当する試薬をUに変更することも可能である。   In the following examples, the reagent corresponding to the base T can be appropriately changed to U depending on the target nucleic acid (RNA or DNA).

鋳型DNAは人工的にデザインしたものを用いた。鋳型DNA(配列番号1)とプライマー(配列番号2)に用いたオリゴDNAの配列は配列表に記載したとおりである。プライマーの5’末端はビオチンでラベルされている。   An artificially designed template DNA was used. The sequence of the oligo DNA used for the template DNA (SEQ ID NO: 1) and the primer (SEQ ID NO: 2) is as described in the sequence listing. The 5 'end of the primer is labeled with biotin.

0.1pmoleのオリゴ(dT)プライマーを10μLのストレプトアビジン結合ビーズと混合しビーズ上にオリゴ(dT)プライマーを固定化する。洗浄バッファー(10mM TrisHCl pH 7.5, 7mM MgCl2, 50mM NaCl)で100μLずつ3回洗浄したのちテンプレートDNAをオリゴ(dT)プライマーと等量加え、良く攪拌し、75 ℃で10分加熱した後、冷却する。洗浄バッファーで100μLずつ3回洗浄した後、5 pmole のdTTPと0.5ユニットの大腸菌DNAポリメラーゼクレノウフラグメントを含む反応バッファーを加え、37℃、10分間反応させる。さらに洗浄バッファーで100μLずつ3回洗浄した後、5 pmole のCy3−dCTPと0.5ユニットの大腸菌DNAポリメラーゼクレノウフラグメントを含む反応バッファー(10mM TrisHCl pH 7.5, 7mM MgCl2, 0.1mM DTT)を加え、37℃、10分間反応させる。次いで、Cy3の蛍光強度を測定し、配列を決定する。 0.1 pmole oligo (dT) primer is mixed with 10 μL of streptavidin-conjugated beads to immobilize the oligo (dT) primer on the beads. After washing with 100 μL each of washing buffer (10 mM TrisHCl pH 7.5, 7 mM MgCl 2 , 50 mM NaCl) 3 times, add template DNA equal to oligo (dT) primer, stir well, heat at 75 ° C. for 10 minutes, then cool To do. After washing with 100 μL each of the washing buffer three times, a reaction buffer containing 5 pmole of dTTP and 0.5 unit of E. coli DNA polymerase Klenow fragment is added and reacted at 37 ° C. for 10 minutes. Further, after washing with 100 μL each three times with a washing buffer, a reaction buffer (10 mM TrisHCl pH 7.5, 7 mM MgCl 2 , 0.1 mM DTT) containing 5 pmole of Cy3-dCTP and 0.5 unit of E. coli DNA polymerase Klenow fragment was added, and 37 Incubate for 10 minutes. Next, the fluorescence intensity of Cy3 is measured, and the sequence is determined.

上記の手順により、蛍光色素標識塩基を利用した配列解析においてポリ(A)配列の5'上流側配列を解析することができる。   By the above procedure, the 5 ′ upstream sequence of the poly (A) sequence can be analyzed in sequence analysis using a fluorescent dye-labeled base.

以上の工程を図1を参照しながら説明する。オリゴ(dT)プライマーはポリ(A)領域の任意の位置にハイブリダイズする。1a−cはポリ(A)領域の中央部に、2a−cはポリ(A)領域の5’末端にハイブリダイズした例である。ハイブリ位置は確率的に決定され、上記反応によってビーズ上に固定されたプライマーとテンプレートのハイブリ状態は1aと2aその他の混在となる。これらにdTTPとDNAポリメラーゼを加えると1aでは伸長反応が起こりプライマーの3’末端がポリ(A)領域の5’末端まで到達するがそこで反応が止まる(1b)。一方、2aでは伸長反応は起こらない(2b)。この後にCy3−dCTPとDNAポリメラーゼを加えると1b,2bで同様に伸長反応が起こりポリ(A)領域終了地点の次の塩基としてG(グアニン)が決定できる。   The above process will be described with reference to FIG. The oligo (dT) primer hybridizes to any position in the poly (A) region. In the example, 1a-c is hybridized to the center of the poly (A) region, and 2a-c is hybridized to the 5 'end of the poly (A) region. The hybrid position is determined probabilistically, and the hybrid state of the primer and template immobilized on the beads by the above reaction is a mixture of 1a, 2a and others. When dTTP and DNA polymerase are added to these, an extension reaction occurs in 1a, and the 3 'end of the primer reaches the 5' end of the poly (A) region, but the reaction stops there (1b). On the other hand, no elongation reaction occurs in 2a (2b). After this, when Cy3-dCTP and DNA polymerase are added, an elongation reaction occurs similarly in 1b and 2b, and G (guanine) can be determined as the next base after the end of the poly (A) region.

図3及び図4は本実施例方式に基づいて得られる伸長状態を示す蛍光強度とその説明模式図である。条件(a)は、dTTPでの伸長反応の後、Cy3-dCTPを反応させる、条件(b) は、dTTP反応をせずにCy3-dCTPを反応させる、条件(c) (d)は、比較試料で、条件(c)は、dTTP反応をせずにCy3-dGTPを反応させる、 条件(d)は、何もしないビーズのみ、の場合で、そのときに得られる蛍光強度を図3に示す。なお、試料液は上記反応後、洗浄して浮遊する蛍光体等を除去した後、溶液に再分散させて行う。蛍光測定は、再分散させた試料溶液を蛍光測定用マイクロ石英セルに入れ、通常の蛍光分光測定装置で励起波長を約530nm(Cy3を励起できる波長であればよい)、蛍光検出波長約580nm(励起波長をカットし、蛍光を検出できる波長であればよい)に設定して行う。条件(a)では大きな蛍光強度が得られるが、条件(b)では蛍光強度は小さく、条件(c) (d)では背景光程度の強度が得られる。プライマーとテンプレートのポリ(A)領域は任意の位置でハイブリするが、条件(a)では図1の1b、2bと同様に、ハイブリしたほとんど全てのプライマーがポリ(A)領域終了地点まで伸長し、Cy3-dCTPが結合した状態と考えられ(図4-条件(a))、大きな蛍光強度を示すと考えられる。一方、条件(b)では、ハイブリしたプライマーのうち図1の2aと同じ状態のものにしかCy3-dCTPが結合しないため(図4-条件(b))、弱い蛍光しか得られない(図1の2aと同じ状態のものは確率的にわずかしか存在しない)。条件(c) (d)では、図4-条件(c) (d)のようにCy3-dCTPが伸長していないため、背景光程度の強度になる。なお、図4で固相とプライマーとの長さが個々に異なるように表示しているが、実際は同じ状態で固定化しているものとする。   FIG. 3 and FIG. 4 are fluorescence intensities showing the stretched state obtained based on the method of the present embodiment and their explanatory schematic diagrams. Condition (a) is a reaction with Cy3-dCTP after an extension reaction with dTTP, Condition (b) is a reaction with Cy3-dCTP without a dTTP reaction, Condition (c) (d) is a comparison Condition (c) is a sample, in which Cy3-dGTP is reacted without performing dTTP reaction. Condition (d) is the case of only beads that do nothing, and the fluorescence intensity obtained at that time is shown in FIG. . The sample solution is washed after the above reaction to remove the floating phosphor and the like and then redispersed in the solution. In the fluorescence measurement, the re-dispersed sample solution is put into a micro-quartz cell for fluorescence measurement, and the excitation wavelength is about 530 nm (any wavelength that can excite Cy3) and the fluorescence detection wavelength is about 580 nm (with a normal fluorescence spectrometer). The excitation wavelength is cut and any wavelength that can detect fluorescence is set). Under the condition (a), a large fluorescence intensity is obtained, but under the condition (b), the fluorescence intensity is small, and under the conditions (c) and (d), an intensity comparable to the background light is obtained. The primer and the poly (A) region of the template hybridize at an arbitrary position, but under the condition (a), almost all hybridized primers extend to the end of the poly (A) region, as in 1b and 2b of FIG. , Cy3-dCTP is considered to be bound (FIG. 4—condition (a)), and is considered to exhibit high fluorescence intensity. On the other hand, under condition (b), Cy3-dCTP binds only to the hybridized primer in the same state as 2a in FIG. 1 (FIG. 4—condition (b)), so only weak fluorescence is obtained (FIG. 1). There are only a few stochastic things in the same state as 2a). Under conditions (c) and (d), Cy3-dCTP does not expand as in FIG. 4 -conditions (c) and (d), so the intensity is about the same as background light. In FIG. 4, the solid phase and the primer are displayed so that the lengths are different from each other, but in actuality, it is assumed that they are immobilized in the same state.

本実施例により、本例のようなポリ(A)領域終了地点の次の塩基がGであるテンプレート核酸の場合、オリゴ(dT)プライマーのハイブリの後、Cy3-dCTPによる伸長反応前に、dTTPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行うことにより、制限伸長反応をしない通常の状態に比べ、正確に、精度よくdCTPを検出することができる。   According to this example, in the case of a template nucleic acid in which the next base of the poly (A) region end point is G as in this example, dTTP is hybridized after oligo (dT) primer and before extension reaction with Cy3-dCTP. By performing a limited extension reaction using a polymerase enzyme, dCTP can be detected accurately and accurately as compared to the normal state in which no limited extension reaction is performed.

本例はポリ(A)領域終了地点の次の塩基がGに限らず、C、Tでも同様にCy3-dGTP、Cy3-dATPを使って塩基配列を正確に決定することができる。また、蛍光体としてCy3に限るものではなく、Cy5、ローダミンなど周知の任意の蛍光体でも同様に反応、実施可能である。   In this example, the base sequence next to the end point of the poly (A) region is not limited to G, and C and T can be used to determine the base sequence accurately using Cy3-dGTP and Cy3-dATP. Further, the phosphor is not limited to Cy3, and any known phosphor such as Cy5 or rhodamine can be similarly reacted and carried out.

また、本例では鋳型核酸として合成核酸を使用したが、構造の同じポリ(A)領域を有するmRNAにも適用でき、塩基を正確に決定することができるようになる。この場合、周知のようにRNA活性の有するポリメラーゼを使用する。   In this example, a synthetic nucleic acid is used as the template nucleic acid, but it can also be applied to mRNA having a poly (A) region having the same structure, and the base can be accurately determined. In this case, as is well known, a polymerase having RNA activity is used.

さらに、mRNA由来のcDNAの場合でも同様に測定ができる。この場合のcDNAにはポリ(T)領域があるため、上記実施例のオリゴ(dT)プライマーに変えてオリゴ(dA)プライマーを使用し、dATPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行うことにより、制限伸長反応をしない通常の状態に比べ、正確に、精度よくdCTPを検出することができる。   Further, the same measurement can be performed in the case of cDNA derived from mRNA. Since the cDNA in this case has a poly (T) region, the oligo (dA) primer is used instead of the oligo (dT) primer in the above example, and a limited extension reaction is performed using dATP and a polymerase enzyme. As a result, dCTP can be detected accurately and accurately compared to a normal state in which no restriction extension reaction is performed.

また、蛍光測定は上記例のほか、蛍光顕微鏡など、種々の蛍光強度を測定することのできる装置が使用できる。   In addition to the above examples, the fluorescence measurement can be performed using an apparatus capable of measuring various fluorescence intensities such as a fluorescence microscope.

また、ビーズ(固相)にプライマーを固定化している系で説明したが、測定対象である核酸を固相に固定化し、プライマーを添加して反応させることでも同様にできる。   Moreover, although the system which fixed the primer to the bead (solid phase) was demonstrated, it can carry out similarly by fixing the nucleic acid which is a measuring object to a solid phase, and adding a primer and making it react.

また、固相としてビーズのほかスライドガラスなどの基板を使っても同様に実現可能である。   It can also be realized by using a substrate such as a glass slide in addition to beads as a solid phase.

また、予め制限された伸長反応を行うことにより、同じビーズ上の配列解析位置をそろえることができる。例えば、ポリA領域の端部にそろえることができ、複数の同じ核酸がビーズ固相に捕捉されている場合、ほとんど全ての核酸分子の同じ位置で伸長反応が起き、精度が高い測定が可能になる。予め制限された伸長反応を行わない場合、核酸分子ごとに配列解析する位置が異なってしまうため、正確な配列を決定することができなくなる。   Moreover, the sequence analysis position on the same bead can be aligned by performing the extension reaction restricted beforehand. For example, it can be aligned with the end of the poly A region, and when multiple identical nucleic acids are captured on a bead solid phase, an elongation reaction occurs at the same position of almost all nucleic acid molecules, enabling highly accurate measurement. Become. When the extension reaction limited in advance is not performed, the position for sequence analysis differs for each nucleic acid molecule, so that an accurate sequence cannot be determined.

固相としてガラス平板を使用する系について説明する。   A system using a glass flat plate as a solid phase will be described.

鋳型DNA、プライマーDNA、洗浄バッファーは実施例1と同様のものを使用する。図5に反応工程での模式図を示す。   The template DNA, primer DNA, and washing buffer are the same as in Example 1. FIG. 5 shows a schematic diagram in the reaction process.

十分に洗浄したスライドガラス上に5×20mm程度に切断した両面テープ2枚を15mm程度の間隔をあけて平行に貼り付ける。この両面テープの上に18x18mmのカバーガラスを貼り合わせ反応チャンバーとする。Poly-L-Lysine水溶液(10% Poly-L-Lysineを含む)を30μL反応チャンバーに添加し1分間放置する。ろ紙でPoly-L-Lysine水溶液を吸引して除き、30μLずつ の水で3回同様に吸引してチャンバーを洗浄する。その後ビオチン化BSAを1%含む水溶液を30μL反応チャンバーに添加し5分間放置する。上記の操作と同じく、ろ紙で水溶液を除き、30μLずつの水で3回チャンバーを洗浄する。次いでストレプトアビジンを1%含む水溶液を30μL反応チャンバーに添加し5分間放置する。ろ紙で水溶液を除き、30μLずつの水で3回チャンバーを洗浄する。0.1pmoleのオリゴ(dT)プライマーと同量のテンプレートDNAをあらかじめハイブリダイズしたDNAを含む水溶液を30μL反応チャンバーに添加し5分間放置する(図5(a))。洗浄バッファー(10mM Tris-HCl pH 7.5, 7mM MgCl2, 50mM NaCl)で30μLずつ3回洗浄したのち、0.5pmole のdTTPと0.5ユニットの大腸菌DNAポリメラーゼクレノウフラグメントを含む反応バッファー(10mM Tris-HCl pH 7.5, 7mM MgCl2, 0.1mM DTT)をチャンバーに加え、室温で15分間反応させる(図5(b))。さらに30μLずつの洗浄バッファーで3回洗浄した後、0.5 pmole のCy3−dCTPと0.5ユニットの大腸菌DNAポリメラーゼクレノウフラグメントを含む反応バッファー(10mM TrisHCl pH 7.5, 7mM MgCl2, 0.1mM DTT)を加え、室温で15分間反応させる(図5(c))。次いで、全反射光を利用した顕微鏡下で蛍光を観察し、配列決定を行なう。図6にその測定装置の構成図と図7に照射時の模式図を示す。 Two pieces of double-sided tape cut to about 5 x 20 mm are pasted in parallel at a distance of about 15 mm on a thoroughly cleaned glass slide. An 18 × 18 mm cover glass is bonded onto this double-sided tape to form a reaction chamber. Add an aqueous solution of Poly-L-Lysine (containing 10% Poly-L-Lysine) to a 30 μL reaction chamber and let stand for 1 minute. Remove the Poly-L-Lysine aqueous solution by aspirating with filter paper, and wash the chamber by aspirating 3 times with 30 μL of water each time. Thereafter, an aqueous solution containing 1% biotinylated BSA is added to a 30 μL reaction chamber and left for 5 minutes. As in the above operation, remove the aqueous solution with filter paper and wash the chamber three times with 30 μL of water each time. Next, an aqueous solution containing 1% of streptavidin is added to a 30 μL reaction chamber and left for 5 minutes. Remove the aqueous solution with filter paper, and wash the chamber three times with 30 μL of water each time. An aqueous solution containing DNA hybridized in advance with the same amount of template DNA as 0.1 pmole oligo (dT) primer is added to a 30 μL reaction chamber and left for 5 minutes (FIG. 5A). Washing buffer (10mM Tris-HCl pH 7.5, 7mM MgCl 2, 50mM NaCl) After washing 3 times each 30μL in reaction buffer (10mM Tris-HCl pH containing E. coli DNA polymerase Klenow fragment of dTTP and 0.5 units of 0.5pmole 7.5, 7 mM MgCl 2 , 0.1 mM DTT) is added to the chamber and allowed to react for 15 minutes at room temperature (FIG. 5B). After further washing three times with wash buffer each 30 [mu] L, reaction buffer containing E. coli DNA polymerase Klenow fragment of Cy3-dCTP and 0.5 units of 0.5 pmole (10mM TrisHCl pH 7.5, 7mM MgCl 2, 0.1mM DTT) was added, The reaction is allowed to proceed at room temperature for 15 minutes (FIG. 5 (c)). Next, fluorescence is observed under a microscope using total reflected light, and sequencing is performed. FIG. 6 shows a configuration diagram of the measuring apparatus, and FIG.

図8は、本実施例にて得られる、図6の高感度二次元CCDカメラの取り込み画像の1例である。図中の番号及び矢印は生じる蛍光輝点の一部を示したものであるが、図のようにこのような輝点が複数検出できる。なお、測定は、ガラス上側の面で全反射条件となるように、ガラス基板面に波長532nmのレーザ光を適当な角度で照射する。これにより、ガラス基板面上部にエバネッセント場が生じ、これがCy3−dCTPを励起し、蛍光を発する。オリゴ(dT)プライマーは基板上にランダムに固定されているため、Cy3からの蛍光輝点も図のようにランダムに観察される。この輝点はCy3−dCTP1分子からの蛍光であり、つまりは、測定対象核酸の一分子ごとの伸長を示し、塩基配列が決定できる。   FIG. 8 is an example of a captured image of the high sensitivity two-dimensional CCD camera of FIG. 6 obtained in this embodiment. The numbers and arrows in the figure show some of the fluorescent spots that occur, but a plurality of such bright spots can be detected as shown in the figure. The measurement is performed by irradiating the glass substrate surface with a laser beam having a wavelength of 532 nm at an appropriate angle so as to satisfy the total reflection condition on the upper surface of the glass. Thereby, an evanescent field is generated on the upper surface of the glass substrate, which excites Cy3-dCTP and emits fluorescence. Since the oligo (dT) primer is randomly fixed on the substrate, the fluorescent bright spots from Cy3 are also randomly observed as shown. This bright spot is the fluorescence from the Cy3-dCTP1 molecule, that is, indicates the elongation of each molecule of the nucleic acid to be measured, and the base sequence can be determined.

なお、オリゴ(dT)プライマーのハイブリの後、Cy3-dCTPによる伸長反応前に、dTTPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行わない場合は、実施例1の場合と同じように、Cy3-dCTPを加えて反応させても、対象の核酸にCy3-dCTPが結合せず、蛍光発光輝点が少なくなる。確率的に、図1の2aの状態にハイブリした核酸分子の場合のみ蛍光を発することになるが、ほとんどの核酸分子の蛍光は得られず、配列が決定できなくなる。つまり、dTTPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行うことにより、多くの対象核酸の塩基配列を決定することができる。   In the case where a restriction extension reaction using dTTP and a polymerase enzyme is not performed after the oligo (dT) primer hybridization and before the extension reaction with Cy3-dCTP, as in the case of Example 1, Cy3 Even when -dCTP is added and reacted, Cy3-dCTP does not bind to the target nucleic acid, and the fluorescence emission points decrease. Probabilistically, fluorescence is emitted only in the case of the nucleic acid molecule hybridized to the state 2a in FIG. 1, but the fluorescence of most nucleic acid molecules cannot be obtained and the sequence cannot be determined. That is, the base sequences of many target nucleic acids can be determined by performing a limited extension reaction using dTTP and a polymerase enzyme.

本例はポリ(A)領域終了地点の次の塩基がGに限らず、C、Tでも同様にCy3-dGTP、Cy3-dATPを使って塩基配列を正確に決定することができる。また、蛍光体としてCy3に限るものではなく、Cy5、ローダミンなど周知の任意の蛍光体でも同様に反応、実施可能である。   In this example, the base sequence next to the end point of the poly (A) region is not limited to G, and C and T can be similarly determined using Cy3-dGTP and Cy3-dATP. Further, the phosphor is not limited to Cy3, and any known phosphor such as Cy5 or rhodamine can be similarly reacted and carried out.

また、本例では鋳型核酸として合成核酸を使用したが、構造の同じポリ(A)領域を有するmRNAにも適用でき、塩基を正確に決定することができるようになる。この場合、周知のようにRNA活性の有するポリメラーゼを使用する。   In this example, a synthetic nucleic acid is used as the template nucleic acid, but it can also be applied to mRNA having a poly (A) region having the same structure, and the base can be accurately determined. In this case, as is well known, a polymerase having RNA activity is used.

さらに、mRNA由来のcDNAの場合でも同様に測定ができる。この場合のcDNAにはポリ(T)領域があるため、上記実施例のオリゴ(dT)プライマーに変えてオリゴ(dA)プライマーを使用し、dATPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行うことにより、制限伸長反応をしない通常の状態に比べ、数多くの核酸分子の塩基を決定できる。   Further, the same measurement can be performed in the case of cDNA derived from mRNA. Since the cDNA in this case has a poly (T) region, the oligo (dA) primer is used instead of the oligo (dT) primer in the above example, and a limited extension reaction is performed using dATP and a polymerase enzyme. Thus, the bases of many nucleic acid molecules can be determined as compared with the normal state in which no restriction extension reaction is performed.

上記例では、1塩基分の配列を決定する場合について説明したが、dTTPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行ったあと、順番にCy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP, Cy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP,・・・・・と反応させ、検出することで連続して塩基配列を決定させることが可能である。この場合、塩基の種類を変えるたびに、基板の洗浄、蛍光体の退色反応または蛍光体分子部の脱離反応などが必要である。また、塩基種ごとに異なる蛍光体で標識したものを使用し、4種の蛍光体標識塩基を混合して反応させ、蛍光測定を4色分離して検出してもよい。この場合、1反応で、対象となる核酸の1塩基分がどの塩基種かどうかを判定でき、迅速な配列解析が可能になる。   In the above example, the case of determining the sequence of one base has been described. However, after performing a limited extension reaction using dTTP and a polymerase enzyme, Cy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3 By reacting with -dTTP, Cy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP,... and detecting them, the base sequence can be determined continuously. In this case, each time the type of the base is changed, it is necessary to clean the substrate, bleach the phosphor, or desorb the phosphor molecule part. Moreover, what is labeled with a different phosphor for each base type may be used, and four types of phosphor-labeled bases may be mixed and reacted, and the fluorescence measurement may be detected by separating the four colors. In this case, in one reaction, it can be determined which base type is one base of the target nucleic acid, and rapid sequence analysis becomes possible.

4種の塩基を順番に反応させる場合、dTTPとポリメラーゼ酵素を使って制限された伸長反応を行えば、検出1塩基目から「GCGCGGGTGA・・・」と決定できる。一方、予め制限伸長反応を行わない場合、ハイブリ状態で種々のパターンが存在するが、例えば、「AAAAAAAAAG・・・」となり、意味の無いポリA部分を主に検出してしまう。特に配列決定塩基長が短い場合、例えば10塩基であれば、予め制限伸長反応を行わない場合、有効な塩基長が短くなり、または全く読めない場合も発生する。予め制限伸長反応を行えば、ポリA部分の検出を自動的に飛ばすことができ、効果的に塩基配列を決定することが可能になる。   When four kinds of bases are reacted in order, if a limited extension reaction is performed using dTTP and a polymerase enzyme, it can be determined as “GCGCGGGTGA...” From the first base of detection. On the other hand, when the restriction extension reaction is not performed in advance, various patterns exist in the hybrid state. For example, “AAAAAAAAAG...” Is detected, and the meaningless poly A portion is mainly detected. In particular, when the sequencing base length is short, for example, if it is 10 bases, the case where the restriction extension reaction is not performed in advance, the effective base length is shortened, or it may be impossible to read at all. If the restriction extension reaction is performed in advance, detection of the poly A moiety can be automatically skipped, and the base sequence can be determined effectively.

上記の手順により、蛍光色素標識塩基を利用した単分子DNAの塩基配列解析においてポリ(A)配列の5' 上流側配列を解析することができる。   By the above procedure, the 5 ′ upstream sequence of the poly (A) sequence can be analyzed in the base sequence analysis of single-molecule DNA using a fluorescent dye-labeled base.

鋳型DNA、プライマーDNA、洗浄バッファーは実施例1と同様のものを使用する。   The template DNA, primer DNA, and washing buffer are the same as in Example 1.

0.1pmoleのオリゴ(dT)プライマーを10μLのストレプトアビジン結合ビーズと混合しビーズ上にオリゴ(dT)プライマーを固定化する。洗浄バッファーで100μLずつ3回洗浄した後プライマーと等量のテンプレートDNAを加え、良く攪拌し、75℃で10分加熱した後、冷却する。洗浄バッファーで3回洗浄した後、ビーズに5pmole のdTTPと0.5ユニットの大腸菌DNAポリメラーゼクレノウフラグメントを含む反応バッファーを加え、37℃、10分間反応させる。洗浄バッファーで100μLずつ3回洗浄した後、dCTP(6.5μM)) と大腸菌DNAポリメラーゼクレノウフラグメント(1.0ユニット/mL)、ATPスルフリラーゼ(0.3 ユニット/mL))、アデノシン5’−ホスホ硫酸(2.5μM)、ルシフェラーゼ(20μg/mL)、ルシフェリン(300μM))を含む反応バッファー(10mM Tris-HCl pH 7.5, 7mM MgCl2, 1mM DTT, 0.1% Tween20)を加える。37℃、10分間反応させながらプレートリーダーで発光を測定し、配列を決定する。 0.1 pmole oligo (dT) primer is mixed with 10 μL of streptavidin-conjugated beads to immobilize the oligo (dT) primer on the beads. After washing 3 times with 100 μL each with washing buffer, add the same amount of template DNA as the primer, stir well, heat at 75 ° C. for 10 minutes, and then cool. After washing 3 times with the washing buffer, a reaction buffer containing 5 pmole dTTP and 0.5 unit of E. coli DNA polymerase Klenow fragment is added to the beads and reacted at 37 ° C. for 10 minutes. After washing with 100 μL each 3 times with the washing buffer, dCTP (6.5 μM)), E. coli DNA polymerase Klenow fragment (1.0 unit / mL), ATP sulfurylase (0.3 unit / mL)), adenosine 5′-phosphosulfate (2.5 μM) ), Luciferase (20 μg / mL), luciferin (300 μM)) containing a reaction buffer (10 mM Tris-HCl pH 7.5, 7 mM MgCl 2 , 1 mM DTT, 0.1% Tween 20) is added. Luminescence is measured with a plate reader while reacting at 37 ° C. for 10 minutes to determine the sequence.

上記の手順により、パイロシークエンス法を利用してポリ(A)配列の5'上流側配列を解析することができる。   By the above procedure, the 5 ′ upstream sequence of the poly (A) sequence can be analyzed using the pyrosequencing method.

図2は本発明の方法を実施するための装置である。8の反応用基板に解析対象を固定化したのち9のフローチャンバーに取り付け、反応を行なう。反応の温度コントロールは7の加温冷却装置で行なう。試薬、バッファーは3の試薬保管ユニットに保管し、4の分注ユニット中で混合され、5の送液チューブ、6の試薬導入口を通じて反応槽に送られる。反応後の試薬は10の廃液チューブを通じて11の廃液容器に溜まる。配列解析反応のデータは反応槽上方に取り付けられた12の2次元センサカメラを通じて14の制御PCに取り込まれ、15のモニターで観察できる。試薬の送液、反応槽の温度は制御PCを通じてコントロールする。図ではパイロシークエンス法を用いる装置を示しているが3の試薬保管ユニットにさらに4種のdNTP蛍光誘導体を保管する容器を増設した構成とすれば蛍光誘導体を利用した配列解析装置となる。さらに加えて、シグナルの検出を顕微鏡を通じて2次元センサカメラで行なう構成とすれば単分子のポリヌクレオチド鎖を鋳型とした配列解析のための装置となる。   FIG. 2 shows an apparatus for carrying out the method of the present invention. After the analysis target is immobilized on the reaction substrate 8, it is attached to the flow chamber 9 and the reaction is performed. The temperature of the reaction is controlled by a heating / cooling device of 7. Reagents and buffers are stored in 3 reagent storage units, mixed in 4 dispensing units, and sent to the reaction tank through 5 liquid feeding tubes and 6 reagent inlets. The reagent after the reaction accumulates in 11 waste liquid containers through 10 waste liquid tubes. Data of sequence analysis reaction is taken into 14 control PCs through 12 two-dimensional sensor cameras attached above the reaction tank, and can be observed with 15 monitors. Reagent feeding and reactor temperature are controlled through the control PC. In the figure, an apparatus using the pyrosequencing method is shown. However, if a container for storing four types of dNTP fluorescent derivatives is added to the three reagent storage units, a sequence analysis apparatus using the fluorescent derivatives can be obtained. In addition, if the signal is detected with a two-dimensional sensor camera through a microscope, an apparatus for sequence analysis using a single molecule polynucleotide chain as a template is obtained.

以下の配列解析反応に用いる鋳型DNA、プライマーDNA、洗浄バッファーは実施例1と同様のものを使用する。   The template DNA, primer DNA, and washing buffer used in the following sequence analysis reaction are the same as those in Example 1.

オリゴ(dT)プライマーをストレプトアビジン結合ビーズと混合しビーズ上にオリゴ(dT)プライマーを固定化する。洗浄バッファーで3回洗浄したのちプライマーと等量のテンプレートDNAを加え、良く攪拌し、75℃で10分加熱した後、冷却する。プライマーとテンプレートDNAの複合体が固定化されているビーズを表面をビオチン化した反応用基板8上に分散、固定化する。配列解析装置のフローチャンバー9内に反応用基板を取り付ける。容器3gに保持されている洗浄バッファーで洗浄する。容器3dに保持されているdTTPと容器3eに保持されているDNAポリメラーゼ反応溶液とを混合しながらフローチャンバー9に送り37℃に加温しながら10分間反応させる。反応後、容器3gに保持されている洗浄バッファーで洗浄する。ついで容器3aに保持されているdATPと容器3fに保持されているDNAポリメラーゼ及び発光反応溶液とを混合しながらフローチャンバー9に送り37℃に加温しながら2次元センサカメラ12で発光シグナルを検出する。ついで再び洗浄バッファーで洗浄する。さらに同様な反応、検出と洗浄をdCTP、dGTP、dTTPについて行なう。これを1サイクルの反応とし、サイクルを繰り返すことで塩基配列を決定する。このようにしてパイロシークエンス法を用いてポリ(A)配列の5'上流側配列を解析することができる。   The oligo (dT) primer is mixed with streptavidin-conjugated beads and the oligo (dT) primer is immobilized on the beads. After washing three times with the washing buffer, add the same amount of template DNA as the primer, stir well, heat at 75 ° C. for 10 minutes, and then cool. The beads on which the complex of primer and template DNA is immobilized are dispersed and immobilized on the reaction substrate 8 whose surface is biotinylated. A reaction substrate is mounted in the flow chamber 9 of the array analyzer. Wash with washing buffer held in 3 g of container. The dTTP held in the container 3d and the DNA polymerase reaction solution held in the container 3e are mixed and sent to the flow chamber 9 and reacted for 10 minutes while warming to 37 ° C. After the reaction, it is washed with a washing buffer held in 3 g of the container. Then, the dATP held in the container 3a, the DNA polymerase held in the container 3f, and the luminescence reaction solution are mixed and sent to the flow chamber 9 and heated to 37 ° C., and the luminescence signal is detected by the two-dimensional sensor camera 12. To do. Then wash again with wash buffer. Further, the same reaction, detection and washing are performed for dCTP, dGTP and dTTP. This is one cycle of reaction, and the base sequence is determined by repeating the cycle. In this way, the 5 ′ upstream sequence of the poly (A) sequence can be analyzed using the pyrosequencing method.

なお、あらかじめ少なくとも1種の塩基を欠いた状態の混合基質溶液を準備し、装置内に配置しておくこともできる。この場合、基質塩基を混合することが不要になる。   It is also possible to prepare a mixed substrate solution lacking at least one base in advance and place it in the apparatus. In this case, it is not necessary to mix the substrate base.

本実施例では、1種の塩基を欠いた制限伸長反応を2回続けて行う方式について説明する。   In this example, a system in which a limited extension reaction lacking one kind of base is performed twice in succession will be described.

固相としてガラス基板を使い、測定対象の鋳型核酸、プライマーDNA(オリゴ(dT)プライマー)、洗浄バッファー等は実施例2と同様のものとする。また、スライドガラス基板へのオリゴ(dT)プライマーの固定化、プライマーと鋳型核酸とのハイブリダイズ、洗浄条件、制限伸長反応条件も実施例2と同じように行う(図5(a))。塩基配列測定前の、制限伸長反応として、第1段階目としてdTTP,dCTP,dGTPの組合せ(制限伸長反応試薬セット1)での伸長反応、第2段階目として、dATP,dTTP,dCTP,の組合せ(制限伸長反応試薬セット2)での伸長反応 を行う。図9には各段階での伸長状態を図示する。図9(a) はハブリダイズ後、 図9(b)は第1段階目の制限伸長反応後、図9(c)は 第2段階目の制限伸長反応後の状態である。第1段階目で、残っているポリ(A)領域を伸長し、さらに、その地点から7塩基分伸長する。第2段階目の反応によりさらに5塩基分伸長させ、合わせて、ポリ(A)領域終了地点から12塩基離れたところから塩基配列解析することになる。配列解析手段として、順番にCy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP, Cy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP,・・・・・と反応させ、検出することで連続して塩基配列を決定させることが可能である。この場合、塩基の種類を変えるたびに、基板の洗浄、蛍光体の退色反応または蛍光体分子部の脱離反応などが必要である。また、塩基種ごとに異なる蛍光体で標識したものを使用し、4種の蛍光体標識塩基を混合して反応させ、蛍光測定を4色分離して検出してもよい。この場合、1反応で、対象となる核酸の1塩基分がどの塩基種かどうかを判定でき、迅速な配列解析が可能になる。   A glass substrate is used as the solid phase, and the template nucleic acid, primer DNA (oligo (dT) primer), washing buffer and the like to be measured are the same as those in Example 2. The oligo (dT) primer was immobilized on the slide glass substrate, the primer and template nucleic acid were hybridized, the washing conditions, and the restriction extension reaction conditions were the same as in Example 2 (FIG. 5 (a)). Before the base sequence measurement, as the extension reaction, the first stage is the combination of dTTP, dCTP, and dGTP (restriction extension reagent set 1). The second stage is the combination of dATP, dTTP, and dCTP. Perform an extension reaction using (Restricted Extension Reaction Reagent Set 2). FIG. 9 illustrates the extended state at each stage. FIG. 9 (a) shows the state after rehydration, FIG. 9 (b) shows the state after the first-stage restriction extension reaction, and FIG. 9 (c) shows the state after the second-stage restriction extension reaction. In the first stage, the remaining poly (A) region is extended, and further, 7 bases are extended from that point. The reaction of the second stage is further extended by 5 bases, and the base sequence is analyzed from a position 12 bases away from the end point of the poly (A) region. As sequence analysis means, detect by sequentially reacting with Cy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP, Cy3-dATP, Cy3-dCTP, Cy3-dGTP, Cy3-dTTP, ... Thus, the base sequence can be determined continuously. In this case, each time the type of the base is changed, it is necessary to clean the substrate, bleach the phosphor, or desorb the phosphor molecule part. Moreover, what is labeled with a different phosphor for each base type may be used, and four types of phosphor-labeled bases may be mixed and reacted, and the fluorescence measurement may be detected by separating the four colors. In this case, in one reaction, it can be determined which base type is one base of the target nucleic acid, and rapid sequence analysis becomes possible.

本例は、構造の同じポリ(A)領域を有するmRNAにも適用でき、ポリ(A)領域終了地点から12塩基程度離れたところからの塩基配列を効率よく得られる。ポリ(A)領域終了地点直後からの配列では、mRNAの同定が困難な系であっても、その読取位置を変えれば、同定できるようになる場合がある。本例は、このような場合に有効である。ポリ(A)領域終了地点からの距離は上記のような制限伸長反応の種類と回数と順番、対象とする核酸の配列によって変わるが、任意に選択可能である。これらの方式は、たとえば、オリゴ(dT)プライマーを固定化し、細胞内のmRNAを網羅的にハイブリし、そのポリ(A)領域を除いた配列を効果的に検出する方法として有効である。また、検出された配列からホモロジー検索などを使ってどのmRNAなのかを同定し、それらの頻度分布、つまりmRNA発現分布を得るのに有効である。   This example can also be applied to mRNA having a poly (A) region having the same structure, and a base sequence from about 12 bases away from the end point of the poly (A) region can be obtained efficiently. In the sequence immediately after the end point of the poly (A) region, even if the system is difficult to identify mRNA, it may be identified by changing the reading position. This example is effective in such a case. The distance from the end point of the poly (A) region varies depending on the type, number and order of the above-described restriction extension reactions, and the sequence of the target nucleic acid, but can be arbitrarily selected. These methods are effective, for example, as a method of immobilizing oligo (dT) primers, comprehensively hybridizing intracellular mRNA, and effectively detecting the sequence excluding the poly (A) region. In addition, it is effective to identify which mRNA is from the detected sequence using homology search and to obtain their frequency distribution, that is, mRNA expression distribution.

また、上記のような制限伸長反応方式は、一般的な核酸の配列解析にも適用できる。たとえば、設計したプライマーとのハイブリ位置の後に配列解析が不要な2塩基の繰り返し配列がある場合、この2塩基の相補な塩基を組み合わせた制限伸長反応方式を配列解析前に行うことで、有効な配列を効果的に得ることができる。   Moreover, the above restriction | limiting extension reaction system is applicable also to the arrangement | sequence analysis of a general nucleic acid. For example, if there is a repetitive sequence of 2 bases that does not require sequence analysis after the hybrid position with the designed primer, it is effective to perform a restriction extension reaction method combining these 2 bases complementary before sequence analysis. An array can be obtained effectively.

本発明は、ゲノム解析におけるmRNAやcDNAの単分子シークエンス等に有用である。したがって、生物、化学、医療等を含むライフサイエンス全般において利用可能である。   The present invention is useful for single molecule sequencing of mRNA and cDNA in genome analysis. Therefore, it can be used in all life sciences including biology, chemistry, medicine, and the like.

実施例1の説明図である。2 is an explanatory diagram of Embodiment 1. FIG. 実施例4における塩基配列解析装置を示す図である。It is a figure which shows the base sequence analyzer in Example 4. FIG. 実施例1における伸長状態ごとの蛍光強度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fluorescence intensity for every expansion | extension state in Example 1. FIG. 実施例1における伸長状態の説明図である。It is explanatory drawing of the expansion | extension state in Example 1. FIG. 実施例2における反応工程ごとの状態の説明図である。6 is an explanatory diagram of a state for each reaction process in Example 2. FIG. 実施例2における蛍光検出装置の構成図である。It is a block diagram of the fluorescence detection apparatus in Example 2. 実施例2における蛍光検出状態の照射字の模式説明図である。6 is a schematic explanatory diagram of irradiation characters in a fluorescence detection state in Example 2. FIG. 実施例2にて得られる、高感度二次元CCDカメラの取り込み画像の1例である。3 is an example of a captured image of a high-sensitivity two-dimensional CCD camera obtained in Example 2. FIG. 実施例5における反応各段階での伸長状態図である。FIG. 6 is an extension state diagram at each reaction stage in Example 5.

符号の説明Explanation of symbols

1a ポリ(A)領域の中間にオリゴ(dT)プライマーがハイブリダイズした状態
1b 1aにdTTPとDNAポリメラーゼが反応しオリゴ(dT)プライマーの末端がポリ(A)領域の5’末端に達した状態
1c 1bを用いて伸長反応を利用した配列解析を行なっている状態
2a ポリ(A)領域の5’末端にオリゴ(dT)プライマーがハイブリダイズした状態
2b 2aにdTTPとDNAポリメラーゼを加えてもオリゴ(dT)プライマーからの伸長が起こっていない状態
2c 2bを用いて伸長反応を利用した配列解析を行なっている状態
3 試薬保管ユニット
3a dATP溶液容器
3b dCTP溶液容器
3c dGTP溶液容器
3d dTTP溶液容器
3e DNAポリメラーゼ反応溶液容器
3f DNAポリメラーゼ及び発光反応溶液容器
3g 洗浄バッファー容器
4 分注ユニット
5 送液チューブ
6 試薬導入口
7 加温冷却装置
8 反応用基板
9 フローチャンバー
10 廃液チューブ
11 廃液容器
12 2次元センサカメラ(高感度冷却CCDカメラ)
13 2次元センサカメラコントローラ
14 制御PC
15 モニター
1a Oligo (dT) primer hybridized in the middle of the poly (A) region 1b 1a State in which dTTP and DNA polymerase reacted with 1a and the end of the oligo (dT) primer reached the 5 'end of the poly (A) region 1c 1b Sequence analysis using extension reaction 2a Poly (A) region 5 'end oligo (dT) primer hybridized 2b 2a Even if dTTP and DNA polymerase are added to oligo (dT) No extension from primer 2C 2b is used for sequence analysis using extension reaction 3 Reagent storage unit 3a dATP solution container 3b dCTP solution container 3c dGTP solution container 3d dTTP solution container 3e DNA polymerase reaction solution container 3f DNA polymerase and luminescence reaction solution container 3g Washing Buffer container 4 Dispensing unit 5 Liquid feeding tube 6 Reagent inlet 7 Heating / cooling device 8 Reaction substrate 9 Flow chamber 10 Waste liquid tube 11 Waste liquid container 12 Two-dimensional sensor camera (high sensitivity cooling CCD camera)
13 Two-dimensional sensor camera controller 14 Control PC
15 Monitor

配列番号1−人工配列の説明:鋳型核酸
配列番号2−人工配列の説明:オリゴdTプライマー
SEQ ID NO: 1-description of artificial sequence: template nucleic acid SEQ ID NO: 2-description of artificial sequence: oligo dT primer

Claims (13)

以下の工程を含む塩基配列解析方法:
1)プライマーを解析対象核酸にハイブリダイズさせる;
2)前記解析対象核酸を、dATP、dCTP、dGTP、及びdTTPのうち少なくとも1種の塩基を欠いた反応試薬を添加し、DNAポリメラーゼにより伸長反応を行なう;
3)前記伸長反応後、前記反応試薬を洗浄する;
4)核酸伸長反応を利用した配列解析反応を行なうことにより、前記解析対象核酸上のプライマー結合部位から離れた所望の領域の配列決定を行なう。
A nucleotide sequence analysis method comprising the following steps:
1) Hybridize the primer to the nucleic acid to be analyzed;
2) A reaction reagent lacking at least one base of dATP, dCTP, dGTP, and dTTP is added to the nucleic acid to be analyzed, and an extension reaction is performed with DNA polymerase;
3) After the extension reaction, the reaction reagent is washed;
4) A sequence analysis reaction using a nucleic acid extension reaction is performed to determine a desired region away from the primer binding site on the nucleic acid to be analyzed.
前記2)及び3)の工程を欠損塩基の種類を変えて複数回行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the steps 2) and 3) are performed a plurality of times while changing the type of the defective base. 前記解析対象核酸がポリ(A)領域を有するmRNA又はmRNA由来のcDNAであり、プライマーがオリゴ(dT)プライマーであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the nucleic acid to be analyzed is mRNA having a poly (A) region or cDNA derived from mRNA, and the primer is an oligo (dT) primer. 前記解析対象がポリ(A)領域を有するmRNAであり、プライマーがオリゴ(dT)プライマーであって、dTTP以外の少なくとも1種の塩基を欠いた反応系で伸長反応を行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The analysis target is mRNA having a poly (A) region, the primer is an oligo (dT) primer, and an extension reaction is performed in a reaction system lacking at least one base other than dTTP, The method of claim 1. 前記解析対象が、mRNA由来の、ポリ(T)領域を有するcDNAであり、プライマーがオリゴ(dA)プライマーであって、dATP以外の少なくとも1種の塩基を欠いた反応系で伸長反応を行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The analysis target is cDNA derived from mRNA and having a poly (T) region, the primer is an oligo (dA) primer, and an extension reaction is performed in a reaction system lacking at least one base other than dATP. The method of claim 1, wherein: 欠損塩基の種類を変えて、伸長反応を複数回行うことを特徴とする、請求項4に記載の方法。   The method according to claim 4, wherein the extension reaction is performed a plurality of times while changing the type of the deficient base. 欠損塩基の種類を変えて、伸長反応を複数回行うことを特徴とする、請求項5に記載の方法。   6. The method according to claim 5, wherein the extension reaction is performed a plurality of times while changing the type of the deficient base. 前記解析対象核酸の増幅を行うことなく所望の領域の配列決定を行なうことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein a desired region is sequenced without amplification of the nucleic acid to be analyzed. 以下の工程を含む塩基配列解析方法:
1)オリゴ(dA)プライマーを、mRNA由来の、ポリ(T)領域を有するcDNAにハイブリダイズさせる;
2)前記cDNAにDNAポリメラーゼとdATPを加えて、伸長反応を行なう;
3)前記伸長反応後、DNAポリメラーゼとdATPを反応系から除去する;
4)核酸伸長反応を利用した配列解析反応を行なうことにより、配列決定を行なう。
A nucleotide sequence analysis method comprising the following steps:
1) Hybridizing oligo (dA) primer to cDNA derived from mRNA and having a poly (T) region;
2) An extension reaction is performed by adding DNA polymerase and dATP to the cDNA;
3) After the extension reaction, DNA polymerase and dATP are removed from the reaction system;
4) Sequencing is performed by conducting a sequence analysis reaction utilizing a nucleic acid extension reaction.
以下の工程を含む塩基配列解析方法:
1)オリゴ(dT)プライマーをポリ(A)領域を有するmRNAにハイブリダイズさせる;
2)前記mRNAにRNA依存性DNAポリメラーゼとdTTPを加えて、伸長反応を行なう;
3)前記伸長反応後、RNA依存性DNAポリメラーゼとdTTPを反応系から除去する;
4)核酸伸長反応を利用した配列解析反応を行なうことにより、配列決定を行なう。
A nucleotide sequence analysis method comprising the following steps:
1) Hybridize oligo (dT) primer to mRNA with poly (A) region;
2) An RNA-dependent DNA polymerase and dTTP are added to the mRNA to perform an extension reaction;
3) After the extension reaction, RNA-dependent DNA polymerase and dTTP are removed from the reaction system;
4) Sequencing is performed by conducting a sequence analysis reaction utilizing a nucleic acid extension reaction.
解析対象核酸上のプライマー結合部位から離れた所望の領域の配列決定を行なうための塩基配列解析装置であって:
前記解析対象核酸のプライマーからの伸長反応及び配列解析反応を行なうためのチャンバーと;
4種の基質塩基及び反応に必要な試薬を格納するための容器及び保管ユニットと;
前記基質塩基及び解析に必要な試薬を、少なくとも1種の塩基を欠いた状態で任意に組み合わせて前記チャンバーへ供給するための試薬供給システムと;
前記チャンバー内の温度を制御するための加温冷却システムと;
前記配列解析反応を検出するための検出システムと;
前記検出結果を解析するための解析システムとを含むことを特徴とする塩基配列解析装置。
A base sequence analyzer for sequencing a desired region away from a primer binding site on a nucleic acid to be analyzed:
A chamber for performing an extension reaction from the primer of the nucleic acid to be analyzed and a sequence analysis reaction;
A container and storage unit for storing the four substrate bases and reagents necessary for the reaction;
A reagent supply system for supplying the substrate base and a reagent necessary for the analysis to the chamber in any combination in a state lacking at least one base;
A heating and cooling system for controlling the temperature in the chamber;
A detection system for detecting the sequence analysis reaction;
A base sequence analyzing apparatus comprising: an analysis system for analyzing the detection result.
さらに4種の標識dNTPを格納するための容器を含む、請求項11に記載の塩基配列解析装置。   Furthermore, the base sequence analyzer of Claim 11 containing the container for storing 4 types of label | marker dNTPs. 解析対象核酸上のプライマー結合部位から離れた所望の領域の配列決定を行なうための塩基配列解析装置であって:
前記解析対象核酸のプライマーからの伸長反応及び配列解析反応を行なうためのチャンバーと;
少なくとも1種の塩基を欠いた状態の基質塩基混合試薬1種以上、反応に必要な試薬、及び、4種のdNTP又は4種の標識dNTPをそれぞれ格納するための容器及び保管ユニットと;
前記保管ユニット内の試薬を前記チャンバーに供給するための試薬供給システムと;
前記チャンバー内の温度を制御するための加温冷却システムと;
前記配列解析反応を検出するための検出システムと;
前記検出結果を解析するための解析システムとを含むことを特徴とする塩基配列解析装置。
A base sequence analyzer for sequencing a desired region away from a primer binding site on a nucleic acid to be analyzed:
A chamber for performing an extension reaction from the primer of the nucleic acid to be analyzed and a sequence analysis reaction;
A container and storage unit for storing one or more substrate base mixed reagents lacking at least one base, reagents necessary for the reaction, and four dNTPs or four labeled dNTPs, respectively;
A reagent supply system for supplying the reagent in the storage unit to the chamber;
A heating and cooling system for controlling the temperature in the chamber;
A detection system for detecting the sequence analysis reaction;
A base sequence analyzing apparatus comprising: an analysis system for analyzing the detection result.
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