JP2009118774A - Method for detecting rna sequence - Google Patents

Method for detecting rna sequence Download PDF

Info

Publication number
JP2009118774A
JP2009118774A JP2007296113A JP2007296113A JP2009118774A JP 2009118774 A JP2009118774 A JP 2009118774A JP 2007296113 A JP2007296113 A JP 2007296113A JP 2007296113 A JP2007296113 A JP 2007296113A JP 2009118774 A JP2009118774 A JP 2009118774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rna
detecting
rna sequence
carrier
immobilized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007296113A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5157382B2 (en
Inventor
Susumu Saito
晋 齋藤
Midori Abe
碧 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2007296113A priority Critical patent/JP5157382B2/en
Publication of JP2009118774A publication Critical patent/JP2009118774A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5157382B2 publication Critical patent/JP5157382B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting RNA sequence by which a plurality of target genes can be detected simply and quickly. <P>SOLUTION: The method for detecting the RNA sequences includes (a) a step for using a carrier having continuous identical reaction spaces, a first region to which an oligonucleotide for catching RNA is immobilized, and a second region to which two or more oligonucleotides for detecting the RNA sequences are immobilized, supplying a solution containing the RNA of a detection target to the reaction spaces, and hybridizing the RNA with the immobilized oligonucleotide for catching the RNA to catch the RNA; (b) a step for elongating the oligonucleotide for catching the RNA with the caught RNA as a template to synthesize a cDNA chain; (c) a step for amplifying the DNA chain with the cDNA chain as a template; and (d) a step for detecting the state of the hybridization of the amplified DNA chain with the immobilized oligonucleotide for detecting the RNA sequence. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プライマーDNA鎖を表面に固定化した担体を用いて、試料中の複数のRNA鎖を定量及び定性検出するRNA検出方法に関する。   The present invention relates to an RNA detection method for quantitatively and qualitatively detecting a plurality of RNA strands in a sample using a carrier having a primer DNA strand immobilized on the surface.

遺伝子の発現状況や、菌やウィルスの同定等遺伝子を用いた検出や診断が生化学の分野では、日常に行なわれている。従来遺伝子の検出には、電気泳動による方法が行なわれてきたが、近年になってDNAマイクロアレイにより複数の遺伝子を同時にみる方法が行なわれている。試料中の微量のRNAでも目的とする遺伝子配列を増幅及び検出することによって複数の遺伝子を定性かつ定量的に解析することが可能である。従来からの電気泳動による方法では、PCRによる反応や電気泳動時間等検出までに時間を要し、また電気泳動の操作に煩わしさがある。しかし、DNAマイクロフルイによって複数の遺伝子を同時に解析することが可能となった。   Detection and diagnosis using genes such as gene expression status and identification of bacteria and viruses are routinely performed in the field of biochemistry. Conventionally, detection of genes has been performed by electrophoresis, but recently, a method of simultaneously viewing a plurality of genes using a DNA microarray has been performed. It is possible to qualitatively and quantitatively analyze a plurality of genes by amplifying and detecting a target gene sequence even with a small amount of RNA in a sample. In the conventional method using electrophoresis, it takes time to detect a reaction by PCR, electrophoresis time, etc., and the operation of electrophoresis is troublesome. However, it has become possible to simultaneously analyze a plurality of genes by DNA microfluidics.

現在、DNAマイクロアレイによる遺伝子配列検出法として表面にプローブDNA鎖を所定の担体表面に固定化し、標識化したDNA鎖をハイブリダイズさせて検出させる方法が用いられている。また、近年DNA断片を鋳型として担体表面に固定化された伸長用プライマーを伸長させて遺伝子を検出する方法が考案されている。その一つとして非特許文献1には、所定のアミノ−シラン試薬を用いて修飾されたガラス基板の表面に、プライマーとなるDNA鎖を共有結合させ、基板上でPCR反応を行わせDNA増幅を行う技術が開示されている。また、非特許文献2には、ガラス基板の代わりにポリ(メチルメタクリレート)表面にDNA断片を固定化させたDNAマイクロアレイを用いて、所定のDNA鎖とのハイブリッド特性およびPCR反応条件下における熱安定性が評価されており、新規のPCR技術に適用できるデバイスの可能性を示唆する記載がなされている。   Currently, as a method for detecting a gene sequence using a DNA microarray, a method is used in which a probe DNA strand is immobilized on the surface of a predetermined carrier and a labeled DNA strand is hybridized and detected. Recently, a method has been devised in which a gene is detected by extending an extension primer immobilized on the surface of a carrier using a DNA fragment as a template. As one of them, Non-Patent Document 1 discloses that a DNA strand serving as a primer is covalently bonded to the surface of a glass substrate modified with a predetermined amino-silane reagent, and a PCR reaction is performed on the substrate to perform DNA amplification. Techniques to do are disclosed. Non-Patent Document 2 discloses that a DNA microarray in which a DNA fragment is immobilized on a poly (methyl methacrylate) surface instead of a glass substrate is used for hybrid characteristics with a predetermined DNA strand and thermal stability under PCR reaction conditions. There is a description that suggests the possibility of a device that can be applied to a novel PCR technique.

DNAマイクロアレイを用いたいずれの方法においても、生体サンプルからRNA抽出と精製、逆転写反応、増幅反応及びDNAマイクロアレイによる検出など操作が非常に煩雑で、各工程におけるサンプルロスやコンタミネーションなどの問題点を有し、安定した遺伝子発現レベルの定量を行うには研究者の技術の熟練を要するのが現状である。
Adessi,Celine et al. “Solid Phase DNA amplification:Characterisation of primer attachment and amplification mechanisms” ,Nucleic Acids Research,2000,Vol.20,No.20,e87 Fixe , F. et al . “Functionalization of poly ( methyl- 5 -methacrylate )( PMMA) as a substrate for DNA microarrays” , NucleicAcids Research,2004,January 12,Vol.32 No.1 ,e9
In any method using a DNA microarray, operations such as RNA extraction and purification from a biological sample, reverse transcription reaction, amplification reaction, and detection by a DNA microarray are very complicated, and there are problems such as sample loss and contamination in each process. In order to perform stable quantification of gene expression level, it is necessary to have a skill of a researcher.
Adessi, Celine et al. “Solid Phase DNA amplification: Characterization of primer attachment and amplification mechanisms”, Nucleic Acids Research, 2000, Vol. 20, No. 20, e87 Fixe, F. et al. “Functionalization of poly (methyl-5-methacrylate) (PMMA) as a substrate for DNA microarrays”, Nucleic Acids Research, 2004, January 12, Vol.32 No.1, e9

本発明の目的は、操作が簡便で、迅速に複数の標的遺伝子を検出するためのRNA配列の検出方法を提供することである。本発明者らは、RNA抽出及び増幅反応、検出を同一反応空間で行うことで本発明の完成に至った。   An object of the present invention is to provide a method for detecting an RNA sequence that is easy to operate and detects a plurality of target genes rapidly. The present inventors have completed the present invention by performing RNA extraction, amplification reaction, and detection in the same reaction space.

本発明は、以下の通りである。
(1)複数のRNA配列の検出方法であって、同一の連続する反応空間、RNAを捕捉するためのRNA捕捉用オリゴヌクレオチドを固定化した第1の領域、および検出対象となるRNA配列と相同する配列を有する2種類以上のRNA配列検出用オリゴヌクレオチドを各々固定化した第2の領域を有する担体を用いて、
(a)検出対象のRNAを含む溶液を反応空間に供給し、前記RNAと固定化されたRNA捕捉用オリゴヌクレオチドとをハイブリダイズし前記RNAを捕捉する工程、
(b)捕捉されたRNAを鋳型にして固定化されたRNA捕捉用オリゴヌクレオチドを伸長してcDNA鎖を合成する工程、
(c)(b)で合成されたcDNA鎖を鋳型にして、DNA鎖を増幅する工程、
(d)増幅したDNA鎖と固定されたRNA配列検出用オリゴヌクレオチドとのハイブリダイズの状況を検出する工程、
を含むRNA配列の検出方法。
(2)前記RNA捕捉用オリゴヌクレオチドがdT配列である(1)記載のRNA配列の検出方法。
(3)工程(a)で捕捉されるRNAがmRNAである(1)又は(2)記載のRNA配列の検出方法。
(4)工程(c)のDNA鎖の増幅が、PCR、LCR、SDA、RCA、TMA、ICA、NASBA、TRCの何れかである(1)〜(3)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(5)工程(d)のハイブリダイズの状況の検出が蛍光インターカレーターによる蛍光検出である(1)〜(4)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(6)工程(c)のDNA鎖の増幅がPCRであり、増幅されるDNA鎖に標識が導入され、工程(d)において導入された標識を検出する(1)〜(4)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(7)工程(c)において、PCR反応系に標識されたモノヌクレオチドを添加する(6)記載のRNA配列の検出方法。
(8)第1の領域と第2の領域が明確に区別されている(1)〜(7)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(9)前記担体の形状が、スライドガラス形状、フィルム形状、マイクロタイタープレート形状、PCR用チューブ形状、及びPCR用マルチウェル形状の中から選択される1つである(1)〜(8)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(10)前記反応空間形状が、平面、ウェル、容器、及び微細流路の中から選択される1つである(1)〜(9)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(11)前記担体において第1の領域と第2の領域が流路中に順に形成されている(1)〜(10)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(12)前記担体表面が親水性である(1)〜(11)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
(13)前記担体表面にリン脂質の親水部を構成するリン脂質エステルより誘導される基を有する(1)〜(12)いずれか記載のRNA配列の検出方法。
The present invention is as follows.
(1) A method for detecting a plurality of RNA sequences, the same continuous reaction space, a first region in which an RNA capturing oligonucleotide for capturing RNA is immobilized, and a homology with an RNA sequence to be detected Using a carrier having a second region in which two or more kinds of oligonucleotides for RNA sequence detection having a sequence to be immobilized are immobilized,
(A) supplying a solution containing RNA to be detected to the reaction space, hybridizing the RNA and the immobilized RNA capturing oligonucleotide, and capturing the RNA;
(B) synthesizing a cDNA strand by extending an immobilized RNA capturing oligonucleotide using the captured RNA as a template;
(C) a step of amplifying a DNA strand using the cDNA strand synthesized in (b) as a template,
(D) detecting the state of hybridization between the amplified DNA strand and the immobilized RNA sequence detection oligonucleotide;
A method for detecting an RNA sequence comprising
(2) The method for detecting an RNA sequence according to (1), wherein the RNA capturing oligonucleotide is a dT sequence.
(3) The method for detecting an RNA sequence according to (1) or (2), wherein the RNA captured in step (a) is mRNA.
(4) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (3), wherein the amplification of the DNA strand in step (c) is any one of PCR, LCR, SDA, RCA, TMA, ICA, NASBA, and TRC .
(5) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (4), wherein the detection of the hybridization status in step (d) is fluorescence detection using a fluorescence intercalator.
(6) The amplification of the DNA strand in the step (c) is PCR, a label is introduced into the DNA strand to be amplified, and the label introduced in the step (d) is detected (1) to (4) Method for detecting RNA sequence of
(7) The method for detecting an RNA sequence according to (6), wherein in step (c), a labeled mononucleotide is added to the PCR reaction system.
(8) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (7), wherein the first region and the second region are clearly distinguished.
(9) The shape of the carrier is one selected from a glass slide shape, a film shape, a microtiter plate shape, a PCR tube shape, and a PCR multiwell shape (1) to (8) A method for detecting an RNA sequence according to claim 1.
(10) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (9), wherein the reaction space shape is one selected from a plane, a well, a container, and a fine channel.
(11) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (10), wherein the first region and the second region are sequentially formed in the flow path in the carrier.
(12) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (11), wherein the surface of the carrier is hydrophilic.
(13) The method for detecting an RNA sequence according to any one of (1) to (12), wherein the carrier surface has a group derived from a phospholipid ester constituting a hydrophilic part of a phospholipid.

本発明によれば、操作が簡便で、迅速に複数の標的RNAの検出が可能となる。   According to the present invention, the operation is simple and a plurality of target RNAs can be detected quickly.

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

本発明は、複数のRNA配列の検出方法であって、同一の連続する反応空間、RNAを捕捉するためのRNA捕捉オリゴヌクレオチドを固定化した第1の領域、および検出対象となるRNA配列と相同する配列を有する2種類以上のRNA配列検出用オリゴヌクレオチドを各々固定化した第2の領域を有する担体を用いて、検出対象のRNAを含む溶液を反応空間に供給し、RNAと固定化されたRNA捕捉オリゴヌクレオチドとをハイブリダイズし前記RNAを捕捉する工程、捕捉されたRNAを鋳型にして固定化されたRNA捕捉オリゴヌクレオチドを伸長してcDNA鎖を合成する工程、cDNA鎖を鋳型にして、DNA鎖を増幅する工程、増幅したDNA鎖と固定されたRNA配列検出用オリゴヌクレオチドとのハイブリダイズの状況を検出する工程、を含むRNA配列の検出方法である。   The present invention is a method for detecting a plurality of RNA sequences, the same continuous reaction space, a first region in which an RNA capture oligonucleotide for capturing RNA is immobilized, and a homology with an RNA sequence to be detected The solution containing the RNA to be detected was supplied to the reaction space using the carrier having the second region to which each of two or more kinds of RNA sequence detection oligonucleotides having the sequence to be immobilized was immobilized, and the RNA was immobilized A step of hybridizing with an RNA capture oligonucleotide to capture the RNA, a step of extending an immobilized RNA capture oligonucleotide using the captured RNA as a template to synthesize a cDNA strand, a cDNA strand as a template, Step of amplifying the DNA strand, hybridization of the amplified DNA strand and the immobilized oligonucleotide for detecting the RNA sequence A step of detecting a method for detecting RNA sequences containing.

本発明で使用される反応空間は、例えば図1のように同一の連続する反応空間にRNAを捕捉するためのオリゴヌクレオチドを固定化した領域および検出対象となるRNA配列と相同する配列を有する2種類以上のRNA配列検出用オリゴヌクレオチドを各々固定化した複数の領域を有するようになっている。   The reaction space used in the present invention has, for example, a region in which an oligonucleotide for capturing RNA is immobilized in the same continuous reaction space as shown in FIG. 1 and a sequence homologous to the RNA sequence to be detected 2. It has a plurality of regions in which more than one type of RNA sequence detection oligonucleotide is immobilized.

細胞溶解液に含まれるタンパク質などの生体由来成分は逆転写反応および増幅反応の酵素反応を阻害する。また、酵素反応に使用する酵素自体反応空間の内壁に吸着し、反応性を阻害する。そのため、本発明においては、細胞溶解液からRNAを捕捉、精製するため、担体表面は親水性を有し、タンパク質や核酸類の吸着を抑制する性質かつ酵素反応を阻害しない性質を持つことが望ましい。また、担体表面はRNAの捕捉または検出用のオリゴヌクレオチドを固定化するための官能基を有する必要がある。   Biological components such as proteins contained in the cell lysate inhibit the enzyme reaction of the reverse transcription reaction and the amplification reaction. In addition, the enzyme itself used for the enzyme reaction is adsorbed on the inner wall of the reaction space to inhibit the reactivity. Therefore, in the present invention, in order to capture and purify RNA from the cell lysate, it is desirable that the surface of the carrier has hydrophilicity and has the property of suppressing the adsorption of proteins and nucleic acids and not inhibiting the enzymatic reaction. . The carrier surface must have a functional group for immobilizing an oligonucleotide for capturing or detecting RNA.

たとえば、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を有する第一単位と電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子物質を表面に配した担体が挙げられる。   For example, a first unit having a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of a phospholipid and a second unit having a carboxylic acid derivative group in which an electron withdrawing substituent is bonded to a carbonyl group. Examples thereof include a carrier having a polymer substance contained on the surface.

以下、この高分子物質について説明する。   Hereinafter, this polymer substance will be described.

このリン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を含む第一単位と電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位とを有する高分子物質は、DNA鎖の非特異的吸着を抑制する性質とDNA鎖を固定化する性質とを併せ持つポリマーである。特に、第一単位に含まれるリン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基は鋳型DNA断片の非特異的吸着を抑制する役割を果たし、第二単位に含まれるカルボン酸誘導基はプライマーを化学的に固定化する役割を果たす。すなわち、プライマーは、この高分子物質からなるコーティング層のカルボン酸誘導基の部位で共有結合して、当該の表面に固定化される。   It has a first unit containing a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of this phospholipid and a second unit having a carboxylic acid derivative group in which an electron-withdrawing substituent is bonded to a carbonyl group. The polymer substance is a polymer having both the property of suppressing nonspecific adsorption of DNA strands and the property of immobilizing DNA strands. In particular, a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid contained in the first unit plays a role in suppressing nonspecific adsorption of the template DNA fragment, and the carboxylic acid-derived group contained in the second unit. Serves to chemically immobilize the primer. That is, the primer is covalently bonded at the site of the carboxylic acid derivative group of the coating layer made of the polymer material and immobilized on the surface.

第一の単位は、たとえば、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基、6−メタクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン基等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホリルコリン基;
2−メタクリロイルオキシエトキシエチルホスホリルコリン基および10−メタクリロイルオキシエトキシノニルホスホリルコリン基等の(メタ)アクリロイルオキシアルコキシアルキルホスホリルコリン基;
アリルホスホリルコリン基、ブテニルホスホリルコリン基、ヘキセニルホスホリルコリン基、オクテニルホスホリルコリン基、およびデセニルホスホリルコリン基等のアルケニルホスホリルコリン基;
等の基を有し、ホスホリルコリン基がこれらの基中に含まれている構成とすることができる。
The first unit is, for example, a (meth) acryloyloxyalkyl phosphorylcholine group such as a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine group, a 6-methacryloyloxyhexyl phosphorylcholine group;
(Meth) acryloyloxyalkoxyalkylphosphorylcholine groups such as 2-methacryloyloxyethoxyethyl phosphorylcholine group and 10-methacryloyloxyethoxynonylphosphorylcholine group;
Alkenylphosphorylcholine groups such as allylphosphorylcholine group, butenylphosphorylcholine group, hexenylphosphorylcholine group, octenylphosphorylcholine group, and decenylphosphorylcholine group;
And a phosphorylcholine group is included in these groups.

また、これらの基のうち、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが好ましい。第一単位が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを有する構成とすることにより、表面における生体由来成分の非特異的吸着をより一層確実に抑制することができる。   Of these groups, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine is preferable. By adopting a configuration in which the first unit has 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, nonspecific adsorption of a biological component on the surface can be more reliably suppressed.

カルボン酸誘導体は、カルボン酸のカルボキシル基が活性化されたものであり、C=Oを介して脱離基を有するカルボン酸である。カルボン酸誘導体は、具体的には、アルコキシル基よりも電子求引性の高い基がカルボニル基に結合して求核反応が活性化された化合物である。カルボン酸誘導基は、アミノ基、チオール基、水酸基等に対する反応性を有する化合物である。   The carboxylic acid derivative is a carboxylic acid in which the carboxyl group of the carboxylic acid is activated and has a leaving group via C═O. Specifically, the carboxylic acid derivative is a compound in which a nucleophilic reaction is activated by bonding a group having higher electron withdrawing property than an alkoxyl group to a carbonyl group. The carboxylic acid derivative group is a compound having reactivity with an amino group, a thiol group, a hydroxyl group and the like.

活性化されたカルボン酸誘導体として、さらに具体的には、カルボン酸であるアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基が、酸無水物、酸ハロゲン化物、活性エステル、活性化アミドに変換された化合物が挙げられる。カルボン酸誘導基は、こうした化合物に由来する活性化された基であり、たとえば、p−ニトロフェニル基やN−ヒドロキシスクシンイミド基等の活性エステル基、―Cl、−F等のハロゲン等の基を有することができる。   More specifically, as the activated carboxylic acid derivative, carboxyl groups such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, and fumaric acid, which are carboxylic acids, are acid anhydrides, acid halides, active esters, Examples include compounds converted to activated amides. Carboxylic acid-derived groups are activated groups derived from such compounds, for example, active ester groups such as p-nitrophenyl and N-hydroxysuccinimide groups, and groups such as halogens such as —Cl and —F. Can have.

カルボン酸誘導基のうち、活性エステル基は、穏やかな条件における反応性に優れるため、好ましく用いられる。穏やかな条件としては、たとえば中性またはアルカリ性の条件、具体的にはpH7.0以上10.0以下、さらに具体的にはpH7.6以上9.0以下、さらにまた具体的にはpH8.0とすることができる。   Of the carboxylic acid-derived groups, an active ester group is preferably used because of its excellent reactivity under mild conditions. The mild conditions include, for example, neutral or alkaline conditions, specifically pH 7.0 or more and 10.0 or less, more specifically pH 7.6 or more and 9.0 or less, and more specifically pH 8.0. It can be.

また、本実施形態の担体のコーティング層に使用される高分子物質は、ホスホリルコリン基およびカルボン酸誘導基以外に他の基を含んでもよい。また、高分子物質は共重合体とすることができる。具体的には、高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体であることが好ましい。こうすることにより、高分子物質を適度に疎水化し、この高分子物質の担体表面への吸着性をさらに好適に確保することができる。   In addition, the polymer substance used for the coating layer of the carrier of this embodiment may contain other groups in addition to the phosphorylcholine group and the carboxylic acid derivative group. The polymer substance can be a copolymer. Specifically, the polymer substance is preferably a copolymer containing a butyl methacrylate group. By so doing, the polymer substance can be appropriately hydrophobized, and the adsorptivity of the polymer substance to the carrier surface can be more suitably ensured.

具体的には、高分子物質を、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)基を有する第一単量体と、p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート(NPMA)基を有する第二単量体と、ブチルメタリレート(BMA)基を有する第三単量体との共重合体とすることができる。これらの共重合体であるpoly(MPC−co−BMA−co−NPMA)(PMBN)は、模式的に下記一般式(1)で示される。   Specifically, the polymer substance is composed of a first monomer having a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) group and a second monomer having a p-nitrophenyloxycarbonyl polyethylene glycol methacrylate (NPMA) group. , And a copolymer with a third monomer having a butyl metallate (BMA) group. These copolymers, poly (MPC-co-BMA-co-NPMA) (PMBN), are schematically represented by the following general formula (1).

Figure 2009118774
Figure 2009118774

ただし、上記一般式(1)において、a、b、およびcは、それぞれ独立して、正の整数である。また、上記一般式(1)において、第一〜第三単量体がブロック共重合していてもよいし、これらの単量体がランダムに共重合していてもよい。   However, in the said General formula (1), a, b, and c are respectively independently a positive integer. In the general formula (1), the first to third monomers may be block copolymerized, or these monomers may be copolymerized randomly.

上記一般式(1)で示される共重合体は、高分子物質の適度な疎水化と、鋳型RNA断片の非特異吸着を抑制する性質と、プライマーを固定化する性質とのバランスとに、より一層優れた構成である。このため、このような共重合体を用いることにより、担体表面をより一層確実に高分子物質で被覆するとともに、高分子物質がコーティングされた担体上への鋳型RNA断片の非特異的吸着を抑制しつつ、プライマーをさらに確実に共有結合により固定化して担体上に導入することができる。   The copolymer represented by the general formula (1) is more suitable for the balance between moderate hydrophobicity of the polymer substance, the property of suppressing non-specific adsorption of the template RNA fragment, and the property of immobilizing the primer. It is an even better configuration. For this reason, by using such a copolymer, the surface of the carrier is more reliably coated with the polymer material, and nonspecific adsorption of the template RNA fragment onto the carrier coated with the polymer material is suppressed. However, the primer can be more reliably immobilized by covalent bonding and introduced onto the carrier.

なお、上記第一の高分子物質の第一単位と上記第二の高分子物質の第一単位とは同一構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。また、上記第一の高分子物質がブチルメタクリレート基を含む第三単位を含むとき、この第一の高分子物質の第三単位と上記第二の高分子物質の第三単位とは同一構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。   The first unit of the first polymer substance and the first unit of the second polymer substance may have the same structure or different structures. In addition, when the first polymer substance includes a third unit containing a butyl methacrylate group, the third unit of the first polymer substance and the third unit of the second polymer substance have the same structure. There may be a different structure.

このような第二の高分子物質は、鋳型DNA断片の非特異的吸着を抑制するポリマーとして用いられる。このようなポリマーとしては、たとえばホスホリルコリン基が30モル%、ブチルメタクリレート基が70モル%の割合で含まれているものであるMPCポリマー(日本油脂社製)を用いることができる。   Such a second polymer substance is used as a polymer that suppresses nonspecific adsorption of the template DNA fragment. As such a polymer, for example, an MPC polymer (manufactured by NOF Corporation) containing 30 mol% phosphorylcholine groups and 70 mol% butyl methacrylate groups can be used.

以上のような高分子物質からなるコーティング層を表面に含む担体は、所定の形状に加工された担体の表面に高分子物質を含む液体を塗布し、乾燥することにより得られる。また、高分子物質を含む液体中に担体を浸漬し、乾燥してもよい。   The carrier including the coating layer made of the polymer material as described above can be obtained by applying a liquid containing the polymer material on the surface of the carrier processed into a predetermined shape and drying it. Alternatively, the carrier may be immersed in a liquid containing a polymer substance and dried.

また、担体として、プラスチック材料を用いた場合には、形状やサイズの変更に対する柔軟性が確保される上に、ガラス担体のものに比べて安価で提供することができるという観点から好ましい。このようなプラスチック材料としては、表面処理の容易性および量産性の観点から、熱可塑性樹脂を用いることができる。   Further, when a plastic material is used as the carrier, flexibility in changing the shape and size is ensured, and it is preferable from the viewpoint that it can be provided at a lower cost than that of the glass carrier. As such a plastic material, a thermoplastic resin can be used from the viewpoint of easy surface treatment and mass productivity.

熱可塑性樹脂としては、ある程度耐熱性があれば特に制限はない、耐熱性のある樹脂としてたとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の直鎖状ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、含フッ素樹脂、等を用いることができる。   The thermoplastic resin is not particularly limited as long as it has a certain degree of heat resistance. Examples of the heat resistant resin include linear polyolefins such as polyethylene and polypropylene, cyclic polyolefins, fluorine-containing resins, and the like.

担体を、検出における反応条件として100℃近い高温にさらす場合、熱安定性からポリプロピレンや環状ポリオレフィンなどがさらに好ましい。   When the support is exposed to a high temperature close to 100 ° C. as a reaction condition in detection, polypropylene or cyclic polyolefin is more preferable from the viewpoint of thermal stability.

次に、担体の表面へのプライマー(RNAを捕捉するためのRNA捕捉用オリゴヌクレオチド)の固定化方法について説明する。
例えば、(i)担体上の高分子物質に含まれる複数の活性エステル基のうち、少なくとも一部の活性エステル基とプライマーとを反応させて共有結合を形成させることにより、担体表面でプライマーを固定化し、続いて(ii)プライマーを固定化した以外の担体表面の活性エステル基を不活性化する、すなわち残りの活性エステル基を不活性化することにより、プライマーを担体の表面に固定することができる。以下、それぞれの工程について説明する。
Next, a method for immobilizing a primer (an RNA capturing oligonucleotide for capturing RNA) on the surface of the carrier will be described.
For example, (i) out of a plurality of active ester groups contained in the polymer substance on the carrier, at least a part of the active ester groups react with the primer to form a covalent bond, thereby fixing the primer on the surface of the carrier. Followed by (ii) inactivating the active ester group on the surface of the carrier other than the one on which the primer is immobilized, i.e. inactivating the remaining active ester groups, thereby immobilizing the primer on the surface of the carrier. it can. Hereinafter, each process will be described.

上記工程(i)において、鋳型RNA断片とアニールするプライマーを担体上に固定化する際には、プライマーを溶解または分散した液体を接触させることにより、高分子物質に含まれる活性エステル基の一部がプライマーと反応して、プライマーの間で共有結合が形成される。   In the above step (i), when immobilizing the primer to be annealed with the template RNA fragment on the carrier, a part of the active ester group contained in the polymer substance is brought into contact with the liquid in which the primer is dissolved or dispersed. Reacts with the primer to form a covalent bond between the primers.

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

また、接触後、担体表面に固定化されなかったプライマーを除去するため、純水や緩衝液で洗浄してもよい。   Further, after the contact, in order to remove the primer not immobilized on the surface of the carrier, it may be washed with pure water or a buffer.

また、担体に固定化するプライマーには、活性エステル基との反応性を高めるため、アミノ基を導入しておくことが好ましい。アミノ基は活性エステル基との反応性に優れるため、アミノ基が導入されたプライマーを用いることにより、効率よくかつ強固に担体の表面上にプライマーを固定化することができる。アミノ基の導入位置はプライマーの分子鎖末端あるいは側鎖であってもよいが、分子鎖末端に導入されていることが、相補的な鋳型RNA断片とのアニーリングをより一層効率よく行うことができるという観点からは、好ましい。   In addition, an amino group is preferably introduced into the primer to be immobilized on the carrier in order to increase the reactivity with the active ester group. Since the amino group is excellent in reactivity with the active ester group, the primer can be efficiently and firmly immobilized on the surface of the carrier by using the primer into which the amino group has been introduced. The amino group may be introduced at the end of the molecular chain or at the side chain of the primer, but it can be annealed with the complementary template RNA fragment more efficiently if it is introduced at the end of the molecular chain. From this point of view, it is preferable.

なお、担体の材料をプラスチックとした場合、形状は板状には限られず、96穴や384穴に代表されるマイクロタイタープレートの形状、スライドグラスに代表される基板状のもの、PCRチューブ形状のもの、あるいはシート状、フィルム状のもの、あるいは微細流路の形状等が上げられる。 When the carrier material is plastic, the shape is not limited to a plate shape, the shape of a microtiter plate typified by 96 or 384 holes, the shape of a substrate typified by a slide glass, or the shape of a PCR tube. The shape of a thing, a sheet form, a film form, or a fine channel is raised.

上記により得られるオリゴヌクレオチドが固定化された担体は、一般的なプラスチック表面に比べ、ポリマーの親水性基の効果により担体表面への非特異的吸着が抑制されている。このため例えば細胞溶解液などの生体由来成分が混在するサンプルから表面に固定化されたプライマーに相補的なRNAが捕捉され、上清を取り除き、洗浄を行うことで捕捉されたRNAの精製を行うことができる。   The carrier on which the oligonucleotide obtained as described above is immobilized has nonspecific adsorption on the carrier surface suppressed by the effect of the hydrophilic group of the polymer, compared to a general plastic surface. For this reason, for example, RNA complementary to the primer immobilized on the surface is captured from a sample mixed with biological components such as cell lysate, and the supernatant is removed and washed to purify the captured RNA. be able to.

検出のため固定化されるオリゴヌクレオチドは、スポット固定化することで複数の配列を検出することができる。   An oligonucleotide to be immobilized for detection can detect a plurality of sequences by spot immobilization.

以下、この担体を用いたRNA検出方法の具体的な態様について説明する。以下の実施態様については、検出対象のRNAを含む溶液が、細胞溶解液を含む試料である場合について例示する。
(第一の実施態様)
図1は、上記担体から得られる反応空間の一例を示す。同一反応空間内にRNA捕捉するためのオリゴヌクレオチド部分(RNA捕捉部)と検出するためのオリゴヌクレオチド部分(検出部)からなる。図2は、実施態様としてのRNA検出方法の手順を示すフローチャートである。図3および図4は、図2のフローチャートにしたがって担体の反応空間で行われる反応を模式的に示す図である。
Hereinafter, specific embodiments of the RNA detection method using this carrier will be described. About the following embodiment, it illustrates about the case where the solution containing RNA of detection object is a sample containing a cell lysis solution.
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example of a reaction space obtained from the carrier. It consists of an oligonucleotide part (RNA capture part) for capturing RNA and an oligonucleotide part (detection part) for detection in the same reaction space. FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the RNA detection method as an embodiment. 3 and 4 are diagrams schematically showing the reaction performed in the reaction space of the carrier according to the flowchart of FIG.

このRNA検出法は、担体12に設けられた反応空間20に細胞溶解物を含む試料22導入し(ステップS10)、ハイブリダイゼーションを行う(ステップS20)第1段階と、洗浄を行う(ステップS30)第2段階と、DNA鎖伸長用酵素系およびヌクレオチドモノマーを含む試料23を導入し(ステップS40)、細胞溶解物に含まれるRNA鎖16を鋳型にして、RNA捕捉用オリゴヌクレオチド(プライマー14)のDNA鎖伸長反応を行って、cDNA鎖18を形成する(ステップS50)第3段階と、cDNA鎖18を含む反応系に伸長用DNAプライマー、DNA鎖伸長用酵素系、ヌクレオチドモノマーおよびラベル化ヌクレオチドモノマーを含む試料24を導入し(ステップS60)、cDNA鎖18を鋳型にして、PCR反応を行い、ラベル化DNA鎖21を増幅する(ステップS70)と、増幅されたDNA21と、同反応空間中に固定化されたRNA配列検出用オリゴヌクレオチド(プライマー15)にハイブリダイズし、DNA鎖21を鋳型にしてRNA配列検出用オリゴヌクレオチドのDNA鎖伸長反応を行って、ラベル化DNA鎖23を作製する(ステップS80)第4段階と、ラベルを利用し検出する(ステップS90)第5段階とを含むものである。   In this RNA detection method, a sample 22 containing a cell lysate is introduced into a reaction space 20 provided in the carrier 12 (step S10), and hybridization is performed (step S20). First step and washing are performed (step S30). In the second stage, a sample 23 containing an enzyme system for DNA chain extension and nucleotide monomers is introduced (step S40), and the RNA strand 16 contained in the cell lysate is used as a template for the oligonucleotide for RNA capture (primer 14). Performing a DNA chain extension reaction to form a cDNA chain 18 (step S50), and a reaction system including the cDNA chain 18 in an extension DNA primer, an enzyme system for DNA chain extension, a nucleotide monomer, and a labeled nucleotide monomer (Step S60), using the cDNA strand 18 as a template, P When the R reaction is performed and the labeled DNA strand 21 is amplified (step S70), the amplified DNA 21 is hybridized to the RNA sequence detection oligonucleotide (primer 15) immobilized in the reaction space, and DNA The strand 21 is used as a template to perform a DNA strand elongation reaction of the RNA sequence detection oligonucleotide to produce a labeled DNA strand 23 (step S80), and the fourth stage is detected using the label (step S90). Stages.

ステップS10において導入される細胞溶解液中にDNA鎖伸長用酵素系による酵素反応を阻害しない場合、また酵素反応への阻害を低減させる工夫がある場合、細胞溶解液を含む試料22にDNA鎖伸長用酵素系およびオリゴヌクレオチドモノマーを加え、ステップS20およびS30を省略することができる。 When the cell lysate introduced in step S10 does not inhibit the enzyme reaction by the enzyme system for DNA chain extension, or when there is a device for reducing the inhibition of the enzyme reaction, the sample 22 containing the cell lysate is subjected to DNA chain extension. Enzyme systems and oligonucleotide monomers can be added and steps S20 and S30 can be omitted.

ステップS20では、細胞溶解液中の標的RNA鎖16と固相化したプライマー14とのハイブリダイゼーションを行い、標的RNA鎖16は捕捉される。(図3B、図4B)固相化したプライマー14の配列と相補的でないRNA鎖はハイブリダイゼーションすることはできず、液相に存在する。プライマー14にオリゴdTプライマーを用いることにより、一般的にmRNAがもつポリAとのハイブリダイゼーションによって、mRNAを捕捉することができる。また、ポリA以外にプライマー14にある特異的な配列をもつDNAプライマーを用いることにより、相補的なRNA鎖のみを捕捉することができる。 In step S20, the target RNA strand 16 in the cell lysate is hybridized with the immobilized primer 14, and the target RNA strand 16 is captured. (FIGS. 3B and 4B) RNA strands that are not complementary to the sequence of the immobilized primer 14 cannot hybridize and exist in the liquid phase. By using an oligo dT primer as the primer 14, it is possible to capture mRNA by hybridization with poly A which is generally possessed by mRNA. Further, by using a DNA primer having a specific sequence in the primer 14 other than poly A, only a complementary RNA strand can be captured.

ステップS30では、反応空間20を洗浄することで、プライマー14とRNA鎖16との二本鎖を残し反応空間内の試料22を取り除くことができる。洗浄において上記ポリマーをコートした表面は親水性基に細胞溶解液中に含まれる生体分子を無吸着効果があるために、純粋なRNA鎖16として精製することができる。その表面に無吸着性の低いポリスチレン、ポリプロピレンなどのプラスチック表面を用いた場合、後工程の酵素反応阻害物質を取り除くことができず検出において悪影響を与える。   In step S30, by washing the reaction space 20, the sample 22 in the reaction space can be removed leaving the double strands of the primer 14 and the RNA strand 16. The surface coated with the polymer in the washing can be purified as a pure RNA strand 16 because the hydrophilic group has a non-adsorption effect on the biomolecule contained in the cell lysate. When a plastic surface such as polystyrene or polypropylene having low non-adsorption property is used on the surface, an enzyme reaction inhibitor in a subsequent process cannot be removed, which adversely affects detection.

ステップS40では、逆転写反応に使用する酵素反応系を導入する。例えば、逆転写反応能力を持つ酵素としてReverse Transcriptase M-MLV (Rnase H-)やrTthポリメラーゼなどが上げられる。   In step S40, an enzyme reaction system used for the reverse transcription reaction is introduced. For example, Reverse Transcriptase M-MLV (Rnase H-), rTth polymerase, etc. are raised as an enzyme having reverse transcription reaction ability.

ステップS50では、プライマー14の3'末端でRNA鎖16を鋳型としてDNA鎖伸長用酵素系の作用により逆転写反応が起こり、DNA鎖が作製される。RNA鎖16に相補的なcDNA鎖18が基板12の上に形成される。(図3C、図4C)また、RNA鎖16に相補的な配列を持つプライマーが液相に存在する場合、プライマーがRNA鎖16とハイブリダイゼーションし逆転写反応が起こる。   In step S50, a reverse transcription reaction takes place by the action of the enzyme system for DNA chain elongation using the RNA chain 16 as a template at the 3 ′ end of the primer 14 to produce a DNA chain. A cDNA strand 18 complementary to the RNA strand 16 is formed on the substrate 12. (FIG. 3C, FIG. 4C) Moreover, when a primer having a sequence complementary to the RNA strand 16 is present in the liquid phase, the primer hybridizes with the RNA strand 16 to cause a reverse transcription reaction.

ステップS60では、cDNA鎖18を鋳型DNA鎖としてのcDNA鎖18の一部と相補的な配列を有するプライマー(不図示)、DNA鎖伸長酵素系、ヌクレオチドモノマーおよびラベル化ヌクレオチドモノマーを含むPCR試薬を導入する。DNA鎖伸長酵素系としては、例えばPCRで代表的に使用されるTaqポリメラーゼなどの耐熱性酵素が挙げられる。   In step S60, a PCR reagent including a primer (not shown) having a sequence complementary to a part of the cDNA strand 18 using the cDNA strand 18 as a template DNA strand, a DNA strand extender system, a nucleotide monomer, and a labeled nucleotide monomer is prepared. Introduce. Examples of the DNA chain elongation enzyme system include thermostable enzymes such as Taq polymerase typically used in PCR.

ステップS70では、cDNA鎖18とcDNA鎖18の一部と相補的な配列を有するプライマーとDNA鎖伸長酵素系の作用によりDNA増幅反応が起こり、DNA鎖21が増幅される(図3D、図4D)。このときステップS60においてラベル化ヌクレオチドモノマーが含まれる場合、DNA鎖21がラベル化される。   In step S70, a DNA amplification reaction occurs by the action of the cDNA strand 18 and a primer having a sequence complementary to a part of the cDNA strand 18 and the DNA strand elongation enzyme system, and the DNA strand 21 is amplified (FIGS. 3D and 4D). ). At this time, if a labeled nucleotide monomer is contained in step S60, the DNA strand 21 is labeled.

ステップ80では、増幅反応によって作製されたDNA鎖21は、反応空間に固定化された相補的な配列を有するオリゴヌクレオチド(プローブ15)とハイブリダイゼーションを行い、捕捉される。このときプライマー15の3'末端において、DNA鎖21を鋳型としてDNA鎖伸長用酵素系の作用によりDNA鎖伸長反応が起こり、DNA鎖21に相補的なDNA鎖23が基板12の上に形成される。このときステップS60においてラベル化ヌクレオチドモノマーが含まれる場合、DNA鎖23がラベル化される。   In step 80, the DNA strand 21 produced by the amplification reaction is hybridized with an oligonucleotide (probe 15) having a complementary sequence immobilized in the reaction space and captured. At this time, at the 3 ′ end of the primer 15, a DNA strand elongation reaction occurs by the action of the DNA strand elongation enzyme system using the DNA strand 21 as a template, and a DNA strand 23 complementary to the DNA strand 21 is formed on the substrate 12. The At this time, if a labeled nucleotide monomer is contained in step S60, the DNA strand 23 is labeled.

ステップS90では、ステップ80でラベル化されたDNA鎖21および固相されたDNA鎖23を、ラベルを利用し検出することができる。ラベル化に蛍光物質を用いることにより、蛍光顕微鏡、蛍光スキャナーなどで検出することができる。また、ラベルにビオチンを用い、アビジン固定化アルカリフォスファターゼなどの酵素を結合させることで、高感度で検出することができる。検出されるシグナルを数値化することにより、定量を行うことができる。   In step S90, the DNA strand 21 labeled in step 80 and the solid-phased DNA strand 23 can be detected using a label. By using a fluorescent substance for labeling, it can be detected with a fluorescent microscope, a fluorescent scanner, or the like. Moreover, it can detect with high sensitivity by using biotin as a label and binding an enzyme such as avidin-immobilized alkaline phosphatase. Quantification can be performed by digitizing the detected signal.

ステップS40〜ステップS80において、cDNA作製を行う逆転写酵素等とPCR反応を行うDNAポリメラーゼ等を同一反応溶液で行うことができる1ステップタイプのRT−PCR反応液を用いることにより、ステップS60を省略することができる。   In step S40 to step S80, step S60 is omitted by using a one-step type RT-PCR reaction solution in which reverse transcriptase for preparing cDNA and DNA polymerase for performing PCR reaction can be performed in the same reaction solution. can do.

(PMBNコート反応空間の作製)
プラスチック板を切削によって、図1のような反応空間を作製した。この反応空間を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンーブチルメタクリレートーp−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体(poly(MPC−co−BMA−co―NPMA)(PMBN)、各基は、モル%で25:74:1)の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入して、PMBNをコ−トした担体を得た。以下PMBNコート担体と称す。
(Preparation of PMBN coat reaction space)
A reaction space as shown in FIG. 1 was produced by cutting a plastic plate. This reaction space was divided into 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine-butyl methacrylate-p-nitrophenyloxycarbonyl polyethylene glycol methacrylate copolymer (poly (MPC-co-BMA-co-NPMA) (PMBN), each group in mol%). A polymer substance having a phosphorylcholine group and an active ester group on its surface was introduced by immersing it in a 0.5 wt% ethanol solution of 25: 74: 1) to obtain a carrier coated with PMBN. Hereinafter, it is referred to as a PMBN coated carrier.

(プライマーの固定)
プライマーとして、表1に示す5’末端がアミノ基で修飾されたオリゴDNAを各々0.25M炭酸バッファ(pH9.0)を用いて溶解し、10μMのオリゴDNA溶液を調製した。捕捉用プライマーのオリゴDNA溶液を上記PMBNコート担体に図1のように固定化した。また、検出用プライマーのオリゴDNA溶液を同様に図1のようにスポット形状に点着し、担体を80℃で1時間放置することで、担体に固定化した。超純水により洗浄を行った後、ブロッキング処理をおこなった。
(Primer fixation)
As primers, oligo DNAs whose 5 ′ ends were modified with amino groups as shown in Table 1 were each dissolved using 0.25 M carbonate buffer (pH 9.0) to prepare 10 μM oligo DNA solutions. The oligo DNA solution of the capture primer was immobilized on the PMBN coated carrier as shown in FIG. Similarly, the oligo DNA solution of the detection primer was spotted in a spot shape as shown in FIG. 1, and the carrier was allowed to stand at 80 ° C. for 1 hour to be immobilized on the carrier. After washing with ultrapure water, a blocking treatment was performed.

このブロッキング処理とは、担体表面にオリゴDNAを固定化させて、固定化プライマーとした後に、担体の表面に存在する未反応の活性エステルを不活性化して、試料中のDNA鎖およびRNA鎖、その他たんぱく質などの生体由来物質などが非特異的に結合することを防止するための処理をいう。   This blocking treatment is to immobilize oligo DNA on the surface of the carrier and use it as an immobilized primer, then inactivate the unreacted active ester present on the surface of the carrier, and the DNA and RNA strands in the sample, Other treatments for preventing non-specific binding of biological substances such as proteins.

具体的には、PMBNコート担体について、ブロッキング溶液として、1mol/lのNaOH溶液を反応空間に400μl分注し、5分間室温で放置した後、ブロッキング液を除き、超純水により洗浄をおこなった。   Specifically, with respect to the PMBN coated carrier, 400 μl of 1 mol / l NaOH solution as a blocking solution was dispensed into the reaction space and left at room temperature for 5 minutes, and then the blocking solution was removed and washed with ultrapure water. .

ブロッキング処理後、PBS(−)に1%BSAを反応空間に400μlを分注し、室温で2時間放置し、PBS(−)に0.05%の濃度でTween20を含有する洗浄溶液を400μl分注し吸引除去を3回で洗浄を行った後、乾燥させた。   After blocking treatment, 400 μl of 1% BSA was dispensed into the reaction space in PBS (−), left at room temperature for 2 hours, and 400 μl of a washing solution containing Tween 20 at a concentration of 0.05% in PBS (−) Poured and removed by suction three times, and then dried.

Figure 2009118774
Figure 2009118774

(ラット組織からRNAの精製)
正常ラットおよび高血圧肥満ラットの脂肪細胞を用意し、各細胞にグアニジンを含む細胞溶解液を加え、ピペッティング等によりよく攪拌し、ラット脂肪細胞の細胞溶解液を得た。これら溶液を希釈したものを別々のPMBNコート担体に50μlを分注し、室温で15分静置した。静置後、界面活性剤を含む緩衝液を200μl分注、吸引を繰り返し2回洗浄した。担体表面上のdTプライマーによりポリAを有するmRNAが捕捉されており、細胞溶解液に含まれるmRNA以外の生体由来物質を除去することができる。
(Purification of RNA from rat tissue)
Adipocytes of normal rats and hypertensive obese rats were prepared, a cell lysate containing guanidine was added to each cell, and the cells were stirred well by pipetting or the like to obtain a cell lysate of rat adipocytes. Diluted solutions of these solutions were dispensed in a separate PMBN-coated carrier at 50 μl and allowed to stand at room temperature for 15 minutes. After standing, 200 μl of a buffer solution containing a surfactant was dispensed, and suction was repeated and washed twice. MRNA having poly A is captured by the dT primer on the surface of the carrier, and biological substances other than mRNA contained in the cell lysate can be removed.

(mRNAから固相cDNAの合成)
反応液として、Reverse Transcriptase M-MLV (RNAse H-)、5×Reverse Transcriptase M-MLV Buffer 、RNAse Inhibitor(Super)、20mMdTTP、20mMdATP、20mMdGTP、20mMdCTP、DEPC処理水(treated water)を加えて調製した。この溶液を各担体に50μlを分注し、42℃で15分以上インキュベートした。インキュベート後、溶液の除去を行った。
(Synthesis of solid phase cDNA from mRNA)
The reaction solution was prepared by adding Reverse Transcriptase M-MLV (RNAse H-), 5 × Reverse Transcriptase M-MLV Buffer, RNAse Inhibitor (Super), 20 mM dTTP, 20 mM dATP, 20 mM dGTP, 20 mM dCTP, DEPC treated water. . 50 μl of this solution was dispensed onto each carrier and incubated at 42 ° C. for 15 minutes or longer. After incubation, the solution was removed.

(固相cDNAからPCR反応)
反応液として、ExTaq HS(タカラバイオ製)、10×ExTaq Buffer、10μM PCR Forwardプライマー、10μM PCR Reverseプライマー、20mMビオチン化dUTP、20mMdATP、20mMdGTP、20mMdCTP、DEPC処理水(treated water)を加えて調製したものを担体に50μlを分注し、PCRを行った。このとき、増幅されたPCR産物と検出用の固定化プライマーの伸長反応が起こり、ラベル化される。なお、Forwardプライマー、Reverseプライマーはラット由来β Actinおよびadrenergic receptor β3を選択した。プライマーの配列について表2に示す。
(Solid phase cDNA to PCR reaction)
The reaction solution was prepared by adding ExTaq HS (manufactured by Takara Bio), 10 × ExTaq Buffer, 10 μM PCR Forward Primer, 10 μM PCR Reverse Primer, 20 mM Biotinylated dUTP, 20 mM dATP, 20 mM dGTP, 20 mM dCTP, DEPC treated water. 50 μl was dispensed onto a carrier and PCR was performed. At this time, an extension reaction of the amplified PCR product and the detection immobilized primer occurs and is labeled. Rat-derived β Actin and adrenergic receptor β3 were selected as the Forward primer and Reverse primer. The primer sequences are shown in Table 2.

Figure 2009118774
Figure 2009118774

(発色反応)
上記伸長反応の後、DNA伸長用反応液の除去および洗浄を行い、ストレプトアビジンを標識したアルカリフォスファターゼ溶液を基板表面に供給し、37℃で30分放置後、アルカリフォスファターゼ溶液を除去後、基板の洗浄を行い、続いてNBT/BICP溶液を供給し、37℃で30分静置し、酵素反応を行った。基板を洗浄した後、PNBMコート担体表面において明確にスポット状に点着部分への着色が観察できた。基板のプライマー点着部分の着色像をCCDカメラにより取り込み、取り込んだデジタルデータを画像処理ソフト(NIHイメージ)により処理し、着色度合いを数値化した。結果を表3に示す。
(Coloring reaction)
After the extension reaction, the DNA extension reaction solution is removed and washed, and an alkaline phosphatase solution labeled with streptavidin is supplied to the substrate surface. After leaving at 37 ° C. for 30 minutes, the alkaline phosphatase solution is removed, After washing, an NBT / BICP solution was supplied, and the mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes to carry out an enzyme reaction. After the substrate was washed, the spotted portion was clearly spotted on the surface of the PNBM coated carrier. A colored image of the primer spot on the substrate was captured by a CCD camera, and the captured digital data was processed by image processing software (NIH image) to quantify the degree of coloring. The results are shown in Table 3.

Figure 2009118774
Figure 2009118774

スポット状に得られたシグナル値はPCR産物量に依存した値を示しており、PCRにおける出発鋳型量を示している。シグナル値を得ることで、細胞溶解液中に含まれる標的RNAの発現量を解析することができる。複数のスポットを同一反応空間に配することで、多検体の検査をすることができる。
The signal value obtained in a spot shape indicates a value depending on the amount of PCR product, and indicates the starting template amount in PCR. By obtaining the signal value, the expression level of the target RNA contained in the cell lysate can be analyzed. By arranging a plurality of spots in the same reaction space, multiple specimens can be examined.

本発明に用いる担体の一実施形態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically one Embodiment of the support | carrier used for this invention. 本発明のRNA検出方法の一実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Embodiment of the RNA detection method of this invention. 図2のフローチャートにしたがって担体の反応空間で行われる反応を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the reaction performed in the reaction space of a support | carrier according to the flowchart of FIG. 図2のフローチャートにしたがって担体の反応空間で行われる反応を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the reaction performed in the reaction space of a support | carrier according to the flowchart of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

12 担体
14 RNA捕捉用オリゴヌクレオチド
15 RNA配列検出用オリゴヌクレオチド
16 RNA鎖
18 cDNA鎖
20 反応空間
21 ラベル化DNA鎖
22 細胞溶解物を含む試料
12 Carrier 14 RNA capture oligonucleotide 15 RNA sequence detection oligonucleotide 16 RNA strand 18 cDNA strand 20 Reaction space 21 Labeled DNA strand 22 Sample containing cell lysate

Claims (13)

複数のRNA配列の検出方法であって、同一の連続する反応空間、RNAを捕捉するためのRNA捕捉用オリゴヌクレオチドを固定化した第1の領域、および検出対象となるRNA配列と相同する配列を有する2種類以上のRNA配列検出用オリゴヌクレオチドを各々固定化した第2の領域を有する担体を用いて、
(a)検出対象のRNAを含む溶液を反応空間に供給し、前記RNAと固定化されたRNA捕捉用オリゴヌクレオチドとをハイブリダイズし前記RNAを捕捉する工程、
(b)捕捉されたRNAを鋳型にして固定化されたRNA捕捉用オリゴヌクレオチドを伸長してcDNA鎖を合成する工程、
(c)(b)で合成されたcDNA鎖を鋳型にして、DNA鎖を増幅する工程、
(d)増幅したDNA鎖と固定されたRNA配列検出用オリゴヌクレオチドとのハイブリダイズの状況を検出する工程、
を含むRNA配列の検出方法。
A method for detecting a plurality of RNA sequences, comprising: an identical continuous reaction space; a first region in which an RNA capturing oligonucleotide for capturing RNA is immobilized; and a sequence homologous to an RNA sequence to be detected. Using a carrier having a second region in which two or more kinds of oligonucleotides for RNA sequence detection having each immobilized thereon are used,
(A) supplying a solution containing RNA to be detected to the reaction space, hybridizing the RNA and the immobilized RNA capturing oligonucleotide, and capturing the RNA;
(B) synthesizing a cDNA strand by extending an immobilized RNA capturing oligonucleotide using the captured RNA as a template;
(C) a step of amplifying a DNA strand using the cDNA strand synthesized in (b) as a template,
(D) detecting the state of hybridization between the amplified DNA strand and the immobilized RNA sequence detection oligonucleotide;
A method for detecting an RNA sequence comprising
前記RNA捕捉用オリゴヌクレオチドがdT配列である請求項1記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to claim 1, wherein the oligonucleotide for RNA capture is a dT sequence. 工程(a)で捕捉されるRNAがmRNAである請求項1又は2記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to claim 1 or 2, wherein the RNA captured in step (a) is mRNA. 工程(c)のDNA鎖の増幅が、PCR、LCR、SDA、RCA、TMA、ICA、NASBA、TRCの何れかである請求項1〜3いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 3, wherein the amplification of the DNA strand in step (c) is any one of PCR, LCR, SDA, RCA, TMA, ICA, NASBA, and TRC. 工程(d)のハイブリダイズの状況の検出が蛍光インターカレーターによる蛍光検出である請求項1〜4いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection of the hybridization status in the step (d) is fluorescence detection using a fluorescence intercalator. 工程(c)のDNA鎖の増幅がPCRであり、増幅されるDNA鎖に標識が導入され、工程(d)において導入された標識を検出する請求項1〜4いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The detection of the RNA sequence according to any one of claims 1 to 4, wherein the amplification of the DNA strand in step (c) is PCR, a label is introduced into the DNA strand to be amplified, and the label introduced in step (d) is detected. Method. 工程(c)において、PCR反応系に標識されたモノヌクレオチドを添加する請求項6記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to claim 6, wherein in step (c), a labeled mononucleotide is added to the PCR reaction system. 第1の領域と第2の領域が明確に区別されている請求項1〜7いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 7, wherein the first region and the second region are clearly distinguished. 前記担体の形状が、スライドガラス形状、フィルム形状、マイクロタイタープレート形状、PCR用チューブ形状、及びPCR用マルチウェル形状の中から選択される1つである請求項1〜8いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The RNA sequence according to any one of claims 1 to 8, wherein the shape of the carrier is one selected from a glass slide shape, a film shape, a microtiter plate shape, a PCR tube shape, and a PCR multiwell shape. Detection method. 前記反応空間形状が、平面、ウェル、容器、及び微細流路の中から選択される1つである請求項1〜9いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 9, wherein the reaction space shape is one selected from a plane, a well, a container, and a fine channel. 前記担体において第1の領域と第2の領域が流路中に順に形成されている請求項1〜10いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 10, wherein in the carrier, a first region and a second region are sequentially formed in a flow path. 前記担体表面が親水性である請求項1〜11いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 11, wherein the surface of the carrier is hydrophilic. 前記担体表面にリン脂質の親水部を構成するリン脂質エステルより誘導される基を有する請求項1〜12いずれか記載のRNA配列の検出方法。 The method for detecting an RNA sequence according to any one of claims 1 to 12, wherein the carrier surface has a group derived from a phospholipid ester constituting a hydrophilic part of a phospholipid.
JP2007296113A 2007-11-14 2007-11-14 Method for detecting RNA sequence Expired - Fee Related JP5157382B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007296113A JP5157382B2 (en) 2007-11-14 2007-11-14 Method for detecting RNA sequence

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007296113A JP5157382B2 (en) 2007-11-14 2007-11-14 Method for detecting RNA sequence

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009118774A true JP2009118774A (en) 2009-06-04
JP5157382B2 JP5157382B2 (en) 2013-03-06

Family

ID=40811643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007296113A Expired - Fee Related JP5157382B2 (en) 2007-11-14 2007-11-14 Method for detecting RNA sequence

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5157382B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015100332A (en) * 2013-11-27 2015-06-04 東ソー株式会社 Method for detecting nucleic acid

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501844A (en) * 2002-10-04 2006-01-19 マーゲン リミティド Reverse transcription on microarray
JP2006230335A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for detecting gene
WO2007020847A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Method for producing cdna and rna chains and nucleotide-immobilized support
WO2007141912A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Rna detection method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501844A (en) * 2002-10-04 2006-01-19 マーゲン リミティド Reverse transcription on microarray
JP2006230335A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for detecting gene
WO2007020847A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Method for producing cdna and rna chains and nucleotide-immobilized support
WO2007141912A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Rna detection method

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012043760; Clin. Chem. Vol.44, No.11, 1998, p.2256-2263 *
JPN6012043761; J. Virol. Meth. Vol.77, 1999, p.37-46 *
JPN6012043762; 実験医学 Vol.14, No.9, 1996, p.1275-1278 *
JPN6012043763; 第55回日本ウイルス学会学術集会プログラム・抄録集 , 200710, p.387, 2P227 *
JPN6012043764; 臨床病理 Vol.55, 補冊, 200710, p.270, P08-05 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015100332A (en) * 2013-11-27 2015-06-04 東ソー株式会社 Method for detecting nucleic acid

Also Published As

Publication number Publication date
JP5157382B2 (en) 2013-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8088580B2 (en) RNA detection method
KR101272447B1 (en) Dna chain elongation method, dna chain amplification method and microarray for dna chain elongation
JP6020164B2 (en) Nucleic acid detection method
WO2017015018A1 (en) Polymer sheets for sequencing applications
JP5155660B2 (en) Method for producing cDNA and RNA strand
JP2006230335A (en) Method for detecting gene
JP4689475B2 (en) Nucleic acid immobilization molded body and nucleic acid immobilization method
JP5157382B2 (en) Method for detecting RNA sequence
JP4916689B2 (en) DNA strand amplification method
JP5003484B2 (en) Gene detection method
JP2013102716A (en) Method for determining recurrence of gastric cancer
JP2006246774A (en) Method of extending dna strand, method of amplifying dna strand, and microarray for extending dna strand
JP2007289088A (en) Gene detection method
US11312831B2 (en) Carrier for bio-related molecule immobilization
JP2008278800A (en) Method for detection of rna virus
JP2007105057A (en) Dna chain elongation method, dna chain amplification method and microarray for dna chain elongation
JP2006266682A (en) Substrate for biochip and biochip
JP2006174788A (en) Method for elongating dna strand, method for amplifying dna strand, and microarray for elongating dna strand
JP2005345231A (en) Using method of solid phase substrate for microarray
JP2009060859A (en) Method for detecting gene
JP2007330104A (en) Method for elongating dna chain and array for elongating dna chain
Xiao et al. Post-hybridisation by Electrophoresis for Reinforcing the Hybridization Result
JP2009011247A (en) Method for detecting gene
Hoffmann Fabrication of DNA microarrays by digital solid-phase PCR in a next generation sequencing chip
JP2007037473A (en) Method for detecting gene sequence

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees