JP2009232764A - Detection method of haplotype - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は統計的な推定を用いず、実験的にハプロタイプを検出する方法に関する。 The present invention relates to a method for experimentally detecting haplotypes without using statistical estimation.
ハプロタイプとは、単一の染色体上に位置する2つまたはそれ以上のSNPの組み合わせのことを言う。例えば、図1において個体Aのゲノムの遺伝子座1と遺伝子座2とがある場合、一方の染色体上ではA-Tというハプロタイプを持ち、もう一方の染色体上ではA-Gというハプロタイプを持つと言う。近年の研究で、上記ハプロタイプが疾患の発症や薬剤応答性(薬効・副作用)と関係があることが明らかになりつつある。例えば、薬物代謝酵素のN−アセチル化転移酵素2(NAT2)が挙げられる。このNAT2酵素をコードする遺伝子には3ヶ所のSNPが存在するが、2本の染色体のうち少なくとも一本の染色体において、3ヶ所のSNPが全て野生型でないと薬剤に対する副作用のリスクが高まる。したがって、ハプロタイプを正確に検出することは大変重要である。
A haplotype refers to a combination of two or more SNPs located on a single chromosome. For example, in FIG. 1, when there is a
現在ハプロタイプの解析に用いられるものとして、統計学的にハプロタイプを推定する手法が注目されている。家系データが与えられたときのハプロタイプを決定する手法としては、Linkage Package(例えば、非特許文献1参照)やGENEHUNTER(例えば、非特許文献2参照)のようなソフトウェアがある。一方、家系データが存在しない場合は、Clarkのアルゴリズムやハーディ・ワインバーグ平衡(Hardy-Weinberg equilibrium: HWE)を仮定して遺伝子を数えることによるEMアルゴリズムを用いた最尤推定手法(例えば、非特許文献3)など様々なものがある。しかし、これらの方法はあくまでも推定であり、パラメーターの設定によっては結果が異なってくるので、精度が高いと言い切ることはできない。つまり、統計学を利用している限り正確度が100%にはなりえない。 At present, a technique for statistically estimating a haplotype is attracting attention as one used for haplotype analysis. As a method for determining a haplotype when family data is given, there is software such as Linkage Package (for example, see Non-Patent Document 1) and GENEHUNTER (for example, see Non-Patent Document 2). On the other hand, when there is no family data, the maximum likelihood estimation method using the EM algorithm by counting genes assuming Clark's algorithm or Hardy-Weinberg equilibrium (HWE) (for example, non-patented There are various things such as literature 3). However, these methods are only estimates, and the results differ depending on the parameter settings, so it cannot be said that the accuracy is high. In other words, as long as statistics are used, the accuracy cannot be 100%.
そこで、統計的な推定を用いず、実験的な手法でハプロタイプを検出することが望まれている。現在、SNPを解析する代表的な装置としてシーケンサーとリアルタイムPCRがある。 Therefore, it is desired to detect a haplotype by an experimental method without using statistical estimation. Currently, there are sequencers and real-time PCR as representative devices for analyzing SNPs.
シーケンサーによるSNP検出では、試料DNAを鋳型にし、ジデオキシ法(サンガー法)によりDNAポリメラーゼで一塩基ずつ長さの異なるDNA断片群が合成される。その際のジデオキシリボヌクレオチドには塩基毎に異なる蛍光が標識されている。このDNA断片群をポリアクリルアミドゲル中で電気泳動させると、長さに応じて分類される。そして、泳動始点から一定の距離の位置をレーザで照射し、そこを通過する蛍光標識DNAの蛍光を測定することにより、通過する順序から塩基配列を決定する。 In SNP detection by a sequencer, DNA fragments having different lengths are synthesized by a DNA polymerase by a dideoxy method (Sanger method) using a sample DNA as a template. In this case, the dideoxyribonucleotide is labeled with different fluorescence for each base. When this DNA fragment group is electrophoresed in a polyacrylamide gel, it is classified according to its length. Then, the base sequence is determined from the order of passage by irradiating a position at a certain distance from the starting point of electrophoresis with a laser and measuring the fluorescence of the fluorescence-labeled DNA passing therethrough.
このような検出工程によって、シーケンサーは全塩基配列を読み取ることが可能な装置ではあるが、装置にかけるまで前処理工程が非常に複雑であり、ある程度熟練した人が実験を行わないと誤った結果が出てしまう場合がある。また、蛍光標識のついたジデオキシリボヌクレオチドは非常に高価であるし、また4種類の蛍光色素を読み取るため、検出機構が複雑になり、高価な装置となってしまう。 Such a detection process allows the sequencer to read the entire base sequence, but the pretreatment process is very complicated until it is applied to the apparatus, and if a person skilled in the art does not conduct an experiment, an erroneous result is obtained. May come out. In addition, dideoxyribonucleotides with fluorescent labels are very expensive, and because four kinds of fluorescent dyes are read, the detection mechanism becomes complicated and the apparatus becomes expensive.
一方、リアルタイムPCRにおいては、前処理工程が単純であり、特別な技術を要さず、簡単に正しい結果が得られる。しかし、必要な試薬であるTaqMan Probeは、末端をそれぞれ蛍光物質と消光物質でそれぞれ標識する必要があり、これが高コスト化につながる。SNPを解析する際は、このTaqMan Probeを1SNPあたり二種類用意する必要があり、また標的のSNPそれぞれに対してTaqMan Probeを設計する必要があるため、非常に高価な検出手法となる。さらに、検出する際に2つの波長を持つ光源や検出系を設計する必要があり、装置の機構が複雑となり、自ずと装置コストも高くなる。 On the other hand, in real-time PCR, the pretreatment process is simple, and no special technique is required, and a correct result can be obtained easily. However, TaqMan Probe, which is a necessary reagent, needs to be labeled with a fluorescent substance and a quenching substance, respectively, which leads to high costs. When analyzing SNPs, it is necessary to prepare two types of TaqMan Probes per SNP, and it is necessary to design TaqMan Probes for each of the target SNPs, which is a very expensive detection method. Furthermore, it is necessary to design a light source or detection system having two wavelengths for detection, which complicates the mechanism of the apparatus and naturally increases the apparatus cost.
その他の多型の解析法としては、PCRの伸長反応工程において、変異部位にヌクレオチド類似体を選択的に取り込ませ、続く限定分解の工程で多型に特有なサイズの生成物を生成し、最後にそれらをサイズ別に分離して多型を決定するという方法がある(特許文献1)。 Another method for analyzing polymorphisms is to selectively incorporate nucleotide analogs at the mutation site in the PCR extension reaction step, and then generate a product of a size unique to the polymorphism in the subsequent limited degradation step. There is a method in which polymorphs are determined by separating them according to size (Patent Document 1).
より詳細に示すと、この方法では前記したように変異部位に対応する塩基の基質に5’→3’エキソヌクレアーゼによる消化に対して抵抗性がある天然型デオキシリボヌクレオチド三リン酸の類似体を用いてPCRを行う。続いて前記類似体が取り込まれたPCR産物を、5’→3’エキソヌクレアーゼで消化して一本鎖セグメントにし、続いて一本鎖DNAを消化する一本鎖DNase酵素を用いて除去し、平滑末端フラグメントを生成させる。すると、多型に応じて異なる産物長を持つ産物ができるため、電気泳動により長さを分離することによって、多型を検出できる。 More specifically, this method uses a natural deoxyribonucleotide triphosphate analog that is resistant to 5 ′ → 3 ′ exonuclease digestion on the base substrate corresponding to the mutation site, as described above. Perform PCR. Subsequently, the PCR product in which the analog is incorporated is digested with 5 ′ → 3 ′ exonuclease into a single-stranded segment, and then removed using a single-stranded DNase enzyme that digests single-stranded DNA, Blunt end fragments are generated. As a result, products having different product lengths according to the polymorphism are produced, so that the polymorphism can be detected by separating the lengths by electrophoresis.
この方法では、多型によって異なる産物長を生成するための限定分解の工程が、2工程にも渡り、操作が複雑になるという問題点がある。しかし、シーケンサーやリアルタイムPCRに比べて核酸に蛍光標識をする必要がないため、コストは安くなる。
以上述べたとおり、多型を調べる方法は多種類に及ぶ。しかし、これらの装置や方法では2本の染色体情報が1本の染色体情報としてまとめられて検出されるため、1本の染色体情報であるハプロタイプを正確に検出することは困難である。図2に示すように個体Aの遺伝子座1がA/A、遺伝子座2がT/Gという遺伝子型であることが解析された場合、一方のゲノム上のハプロタイプはA-Tであり、もう一方のゲノム上のハプロタイプはA-Gであることが分かる。しかし、個体Bの遺伝子座1にはA/C、遺伝子座2にはT/Gという遺伝子型が解析結果として得られた場合は、この解析結果から個体Bのハプロタイプを判定することは不可能である。つまり、個体Bのハプロタイプが、一方のゲノム上でA-T、他方のゲノム上でC-Gである場合と、一方のゲノムがA-G、他方のゲノムがC-Tである場合とを区別することはできない。
As described above, there are many methods for examining polymorphisms. However, in these apparatuses and methods, two pieces of chromosome information are collected and detected as one piece of chromosome information, and it is difficult to accurately detect a haplotype that is one piece of chromosome information. As shown in FIG. 2, when it is analyzed that the
本発明の目的は、統計的な推定を用いず、PCR反応を用いた試験データに基づいて精度よくハプロタイプを検出することが可能な方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method capable of accurately detecting a haplotype based on test data using a PCR reaction without using statistical estimation.
本発明のハプロタイプの決定方法は、
第1及び第2の多型部位を有する検体核酸のハプロタイプの検出方法であって、
以下の(1)〜(3)の工程を有することを特徴とする。
(1)第1の多型部位がそれぞれ野生型及び変異型である2種の標的核酸をそれぞれ特異的に増幅する野生型用と変異型用の2種類から選択した1種の順方向プライマーと、第2の多型部位がそれぞれ野生型及び変異型である2種の標的核酸のその相補鎖をそれぞれ特異的に増幅する野生型用と変異型用の2種類から選択した1種の逆方向プライマーと、の2種のプライマーを用いた以下の4つの系で、それぞれ検体核酸をPCR増幅処理する工程
(a)前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーの5´末端の両方にはリン酸化標識が付されていない第1の系、
(b)前記順方向プライマーにはリン酸化標識が付されておらず、前記逆方向プライマーの5´末端にリン酸化標識が付されている第2の系、
(c)前記順方向プライマーに5´末端にリン酸化標識が付されており、前記逆方向プライマーの5´末端にはリン酸化標識が付されていない第3の系、及び
(d)前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーの5´末端の両方にリン酸化標識が付されている第4の系、
(2)前記(1)の各増幅産物に、ラムダエキソヌクレアーゼ処理をすることで5´末端にリン酸化標識を付したプライマーによって増幅された一本鎖核酸の断片化を行う工程。
(3)前記(2)の処理の結果、断片化されずに残った二本鎖核酸の有無をそれぞれの系で検出することでハプロタイプを決定する工程。
The method for determining a haplotype of the present invention comprises:
A method for detecting a haplotype of a sample nucleic acid having first and second polymorphic sites,
It has the following processes (1) to (3).
(1) One forward primer selected from two types for wild type and mutant type, each of which specifically amplifies two types of target nucleic acids each having a first polymorphic site of wild type and mutant type , One reverse direction selected from two types, one for wild type and one for mutant type, which specifically amplifies the complementary strands of two types of target nucleic acids, each of which is a wild type and a mutant type, respectively. In the following four systems using two types of primers: PCR amplification of each sample nucleic acid (a) Phosphorylated label on both the 5 ′ end of the forward primer and the reverse primer The first system, not marked with
(B) a second system in which the forward primer is not phosphorylated and the phosphorylated label is attached to the 5 ′ end of the reverse primer;
(C) a third system in which the forward primer is labeled with a phosphorylation at the 5 ′ end and the reverse primer is not labeled with a phosphorylation label at the 5 ′ end; and (d) the forward sequence A fourth system in which phosphorylated labels are attached to both the directional primer and the 5 ′ end of the reverse primer,
(2) A step of fragmenting single-stranded nucleic acid amplified by a primer having a phosphorylated label at the 5 ′ end by treating each amplification product of (1) with lambda exonuclease.
(3) A step of determining a haplotype by detecting in each system the presence or absence of a double-stranded nucleic acid remaining unfragmented as a result of the treatment of (2).
本発明に係るハプロタイプの検出法によれば、統計的な推定を用いず、実験的にハプロタイプを検出することが可能である。本発明によれば、考えられうる全てのハプロタイプの組合せを電気泳動のバンドのプロファイルから一意に決定することが可能である。 According to the haplotype detection method of the present invention, it is possible to detect a haplotype experimentally without using statistical estimation. According to the present invention, all possible haplotype combinations can be uniquely determined from the profile of the electrophoresis band.
本発明の方法では、第1及び第2の2つの多型部位のそれぞれについて、1種の変異がある場合に対して、以下の野生型用及び変異型用の4種のプライマーが用いられる。
(i)第1の多型部位が野生型である標的核酸を増幅するためのプライマー。
(ii)第1の多型部位が変異型である標的核酸を増幅するためのプライマー。
(iii)第2の多型部位が野生型である標的核酸の相補鎖を増幅するためのプライマー。
(iv)第2の多型部位が変異型である標的核酸の相補鎖を増幅するためのプライマー。
In the method of the present invention, for each of the first and second two polymorphic sites, the following four types of primers for wild type and mutant type are used when there is one type of mutation.
(I) A primer for amplifying a target nucleic acid whose first polymorphic site is a wild type.
(Ii) A primer for amplifying a target nucleic acid whose first polymorphic site is a mutant type.
(Iii) A primer for amplifying a complementary strand of a target nucleic acid whose second polymorphic site is a wild type.
(Iv) A primer for amplifying a complementary strand of a target nucleic acid whose second polymorphic site is mutated.
これらの4種のプライマーをPCR増幅処理のためのPCR増幅反応系に添加する際に、(i)及び(ii)のプライマーのいずれか一方と、(iii)及び(iv)のプライマーのいずれか一方の5’末端をリン酸化した4種の組合せに基づく以下のPCR反応系を用意する。
(a)前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーの5´末端の両方にはリン酸化標識が付されていない第1の系、
(b)前記順方向プライマーにはリン酸化標識が付されておらず、前記逆方向プライマーの5´末端にリン酸化標識が付されている第2の系、
(c)前記順方向プライマーに5´末端にリン酸化標識が付されており、前記逆方向プライマーの5´末端にはリン酸化標識が付されていない第3の系、及び
(d)前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーの5´末端の両方にリン酸化標識が付されている第4の系、
次に、上記の各PCR反応系において、ハプロタイプの決定対象である検体核酸を用いてPCR増幅を行う(工程1)。次に、各反応系で得られた増幅産物に対して、ラムダエキソヌクレアーゼ処理をすることで5´末端にリン酸化標識を付したプライマーによって増幅された一本鎖核酸の断片化を行う(工程2)。この断片化処理の結果、断片化されずに残った二本鎖核酸の有無をそれぞれの系で検出することでハプロタイプを決定することができる(工程3)。
When these four types of primers are added to a PCR amplification reaction system for PCR amplification treatment, either one of the primers (i) and (ii) and any one of the primers (iii) and (iv) The following PCR reaction system based on four combinations in which one 5 ′ end is phosphorylated is prepared.
(A) a first system in which both the forward primer and the 5 ′ end of the reverse primer are not phosphorylated.
(B) a second system in which the forward primer is not phosphorylated and the phosphorylated label is attached to the 5 ′ end of the reverse primer;
(C) a third system in which the forward primer is labeled with a phosphorylation at the 5 ′ end and the reverse primer is not labeled with a phosphorylation label at the 5 ′ end; and (d) the forward sequence A fourth system in which phosphorylated labels are attached to both the directional primer and the 5 ′ end of the reverse primer,
Next, in each PCR reaction system described above, PCR amplification is performed using the sample nucleic acid that is the haplotype determination target (step 1). Next, the amplified product obtained in each reaction system is subjected to lambda exonuclease treatment to fragment a single-stranded nucleic acid amplified by a primer with a phosphorylated label at the 5 ′ end (step) 2). As a result of this fragmentation treatment, the haplotype can be determined by detecting the presence or absence of double-stranded nucleic acid remaining unfragmented in each system (step 3).
上記の2つの多型部位を決定するための方法は、プライマーを適宜設計することで、3以上の多型部位を有する検体核酸の隣り合った2つの多型部位、あるいは隣り合わずに離れて存在する2つの多型部位のハプロタイプの決定に用いることができる。従って、検体核酸が3以上の多型部位を有する場合でも、これらの多型部位から2つの多型部位を選択して得られる各2つの多型部位の組合せ毎に、工程(1)〜(3)を行って得られた結果から全ての多型部位に関するハプロタイプを決定することができる。更に、後述するとおり、2つの多型部位でのハプロタイプの決定を、2つの染色体に由来する検体核酸について行うことができ、この2本の染色体での決定方法を上記の3以上の多型部位を有する場合にも適用可能である。 The method for determining the two polymorphic sites described above is to design two or more adjacent polymorphic sites of a sample nucleic acid having three or more polymorphic sites or to separate them by designing primers appropriately. It can be used to determine the haplotype of the two polymorphic sites present. Therefore, even when the sample nucleic acid has three or more polymorphic sites, the steps (1) to (1) are performed for each combination of two polymorphic sites obtained by selecting two polymorphic sites from these polymorphic sites. Haplotypes for all polymorphic sites can be determined from the results obtained by performing 3). Furthermore, as will be described later, determination of haplotypes at two polymorphic sites can be performed on a sample nucleic acid derived from two chromosomes, and the determination method for these two chromosomes is performed by the above three or more polymorphic sites. It is applicable also when it has.
上記の第1及び第2の多型部位としては、複数の対立遺伝子における多型マーカーの中から隣り合わせた多型マーカーの対および複数の対立遺伝子における多型マーカーの中から隣り合わせない多型マーカの対を選定することができる。 The first and second polymorphic sites are a pair of polymorphic markers that are adjacent to each other among polymorphic markers in a plurality of alleles and a polymorphic marker that is not adjacent to each other among polymorphic markers in a plurality of alleles. Pairs can be selected.
上述した本発明に係る基本的な原理を図3から図5を用いて説明する。 The basic principle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図3において、標的核酸301は、その相補鎖303と二本鎖核酸を構成している。そして、標的核酸301は、5´側に第1のSNP、3´側に第2のSNPを有している。従って、相補鎖303は、3´側に核酸301の第1のSNPに対応する第3のSNP、5´側に、核酸301の第2のSNPに対応する第4のSNPを有していることとなる。ここで、標的核酸301の第1のSNP部位における野生型ヌクレオチドは「C」、変異型ヌクレオチドは「T」とする。また、標的核酸301の第2のSNP部位における野性型ヌクレオチドは「G」、変異型ヌクレオチドは「T」とする。従って相補鎖303の第3のSNP部位における野性型ヌクレオチドは「G」、変異型ヌクレオチドは「A」、第4のSNP部位における野性型ヌクレオチドは「C」、変異型ヌクレオチドは「A」となる。
In FIG. 3, the target
次いで、標的核酸301の5´側に位置している第1のSNPに対してアレル特異的な2種類の順方向プライマー305、307を用意する。第1の順方向プライマー305は、5’末端に第1の標識309を有し、3’末端に野生型ヌクレオチドの「C」を有する。第2の順方向プライマー307は、5’末端に第2の標識311を有し、3’末端に変異型ヌクレオチド「T」を有する。ここで、第1の標識309と第2の標識311とは、互いに異なる標識である。例えば、第1の標識309がリン酸標識の場合は、第2の標識311は未標識である。一方、第1の標識309が未標識の場合は、第2の標識311はリン酸標識である。
Next, two types of
一方、標的核酸の相補鎖核酸303の5’側に位置している第4のSNPに対してアレル特異的な2種類の逆方向プライマー313、315を用意する。第1の逆方向プライマー313は、5’末端に第1の標識317を有し、3’末端に野生型ヌクレオチドの「C」を有する。第2の逆方向プライマー315は、5’末端に第2の標識319を有し、3’末端に変異型ヌクレオチド「A」を有する。ここで、第1の標識317と第2の標識319とは、互いに異なる標識である。例えば、第1の標識317がリン酸標識の場合は、第2の標識319は未標識である。一方、第1の標識317が未標識の場合は、第2の標識319はリン酸標識である。
On the other hand, two types of
そして上記第1、第2の順方向プライマー305、307と、上記第1、第2の逆方向プライマー313、315とを用いて、標的核酸301のPCR増幅を行う。PCR増幅は4つの生化学反応容器内で行われる。
Then, PCR amplification of the target
第1の生化学反応容器内では、上記第1の順方向プライマー305の第1の標識は未標識であり、上記第2の順方向プライマー307の第2の標識はリン酸標識を有する。また、上記第1の逆方向プライマー313の第1の標識は未標識であり、上記第2の逆方向プライマー315の第2の標識はリン酸標識を有する。
Within the first biochemical reaction vessel, the first label of the first
第2の生化学反応容器内では、上記第1の順方向プライマー305の第1の標識は未標識であり、上記第2の順方向プライマー307の第2の標識はリン酸標識を有する。また、上記第1の逆方向プライマー313の第1の標識はリン酸標識を有し、上記第2の逆方向プライマー315の第2の標識は未標識である。
In the second biochemical reaction vessel, the first label of the first
第3の生化学反応容器内では、上記第1の順方向プライマー305の第1の標識はリン酸標識を有し、上記第2の順方向プライマー307の第2の標識は未標識である。また、上記第1の逆方向プライマー313の第1の標識は未標識であり、上記第2の逆方向プライマー315の第2の標識はリン酸標識を有する。
In the third biochemical reaction vessel, the first label of the first
第4の生化学反応溶液内では、上記第1の順方向プライマー305の第1の標識はリン酸標識を有し、上記第2の順方向プライマー307の第2の標識は未標識である。また、上記第1の逆方向プライマー313の第1の標識はリン酸標識を有し、上記第2の逆方向プライマー315の第2の標識は未標識である。
In the fourth biochemical reaction solution, the first label of the first
これら前記4つの生化学反応容器内で標的核酸301のPCR増幅を行うと、第3のSNP部位にヌクレオチド「G」を有するため、第1の順方向プライマー305が伸長される。一方、第2の順方向プライマー307は、標的核酸301の第1のSNP部位、及び相補鎖303の第3のSNP部位において相補的なヌクレオチドを有しないため伸長しない。また、第2のSNP部位にヌクレオチド「G」を有するため、第1の逆方向プライマー313が伸長される。一方、第2の逆方向プライマー315は、標的核酸301の第2のSNP部位、及び相補鎖303の第4のSNP部位において相補的なヌクレオチドを有しないため伸長しない。
When PCR amplification of the target
図4に示す通り、前記標的核酸301のPCR増幅を行った際の前記第1の生化学反応容器内においては、第1の標識309が未標識である第1の順方向プライマー305と、第1の標識317が未標識である第1の逆方向プライマー313が伸長される。
As shown in FIG. 4, in the first biochemical reaction vessel when PCR amplification of the target
前記第2の生化学反応容器内においては、第1の標識309が未標識である第1の順方向プライマー305と、第1の標識317がリン酸標識である第1の逆方向プライマー313が伸長される。
In the second biochemical reaction vessel, there are a first
前記第3の生化学反応容器内においては、第1の標識309がリン酸標識である第1の順方向プライマー305と、第1の標識317が未標識である第1の逆方向プライマー313が伸長される。
In the third biochemical reaction vessel, a first
前記第4の生化学反応容器内においては、第1の標識309がリン酸標識である第1の順方向プライマー305と、第1の標識317がリン酸標識である第1の逆方向プライマー313が伸長される。
In the fourth biochemical reaction vessel, the first
次いで、前記4つの生化学反応容器内で生成された増幅産物にラムダエキソヌクレアーゼ反応を行う。ラムダエキソヌクレアーゼ反応は5’末端にリン酸標識を有する二本鎖核酸を5’末端から分解していく反応である。したがって、図5に示すとおり前記第1の生化学反応容器内においては、5’末端にリン酸標識を有する増幅産物が存在しないため、分解されない。前記第2の生化学反応容器内においては、5’末端にリン酸標識を有する第1の逆方向プライマーにて伸長された鎖のみが分解される。前記第3の生化学反応容器内においては、5’末端にリン酸標識を有する第1の順方向プライマーにて伸長された鎖のみが分解される。前記第4の生化学反応容器内においては、5’末端にリン酸化標識を有する第1の順方向プライマーにて伸長された鎖と5’末端にリン酸標識を有する第1の逆方向プライマーにて伸長された鎖の両鎖が分解される。 Next, a lambda exonuclease reaction is performed on the amplification products generated in the four biochemical reaction vessels. The lambda exonuclease reaction is a reaction in which a double-stranded nucleic acid having a phosphate label at the 5 'end is degraded from the 5' end. Therefore, as shown in FIG. 5, the amplification product having a phosphate label at the 5 'end does not exist in the first biochemical reaction container, and therefore it is not decomposed. In the second biochemical reaction vessel, only the strand extended by the first reverse primer having a phosphate label at the 5 'end is degraded. In the third biochemical reaction vessel, only the strand extended by the first forward primer having a phosphate label at the 5 'end is degraded. In the fourth biochemical reaction vessel, a chain extended by a first forward primer having a phosphorylated label at the 5 ′ end and a first reverse primer having a phosphate label at the 5 ′ end Both strands of the extended strand are broken down.
次いで、前記4つの生化学反応容器内において前記ラムダエキソヌクレアーゼ反応を終えた増幅産物を電気泳動にかける。電気泳動のバンドの検出には、SYBER GreenIなどの二本鎖を検出するインタカレーターを使用する。そのため増幅産物が二本鎖を
形成していない場合は、検出されない。したがって前記第1の生化学反応容器内の増幅産物を電気泳動にかけると、バンドが検出される。前記第2の生化学反応容器内の増幅産物を電気泳動にかけると、第1の逆方向プライマーにて伸長された鎖がなく、一本鎖で存在するためバンドは検出されない。前記第3の生化学反応容器内の増幅産物を電気泳動にかけると、第1の順方向プライマーにて伸長された鎖がなく、一本鎖で存在するためバンドは検出されない。前記第4の生化学反応容器内の増幅産物を電気泳動にかけると、ラムダエキソヌクレアーゼによって前記したとおり両鎖とも分解されているため、バンドは検出されない。
Next, the amplification product that has finished the lambda exonuclease reaction in the four biochemical reaction vessels is subjected to electrophoresis. An intercalator that detects double strands such as SYBER Green I is used for detection of the electrophoresis band. Therefore, when the amplification product does not form a double strand, it is not detected. Therefore, when the amplification product in the first biochemical reaction container is subjected to electrophoresis, a band is detected. When the amplification product in the second biochemical reaction vessel is subjected to electrophoresis, no band is detected because there is no strand extended by the first reverse primer and it exists as a single strand. When the amplification product in the third biochemical reaction vessel is subjected to electrophoresis, no band is detected because there is no strand extended by the first forward primer and it exists as a single strand. When the amplification product in the fourth biochemical reaction vessel is subjected to electrophoresis, no band is detected because both strands are degraded by lambda exonuclease as described above.
電気泳動のバンドが検出された容器内にある、プライマーの5’末端が未標識であるプライマーの3’末端のヌクレオチドが、標的核酸301のハプロタイプである。したがって、図3における標的核酸301が検体核酸であるとして、その検出を行うと前記第1の生化学反応容器においてのみ電気泳動のバンドが検出されたため、標的核酸301の第1のSNPが「C」を、第2のSNPが「G」であることが決定される。
The nucleotide at the 3 'end of the primer that is unlabeled at the 5' end of the primer in the container where the electrophoresis band is detected is the haplotype of the target
(染色体2本の場合)
ヒトは染色体を2本ずつ持っているため、ハプロタイプが2種存在し得る。即ち、図6において、501は第1の染色体を構成する核酸であり、503は第2の染色体を構成する核酸である。図6では、標的核酸501の相補鎖、及び標的核酸503の相補鎖は簡略のために不図示とした。そして標的核酸501及び標的核酸503の各々には、第1のSNPと第2のSNPが存在している。ここで、第1のSNPにおける野生型のヌクレオチドが「C」、変異型のヌクレオチドが「T」、第2のSNPにおける野生型のヌクレオチドが「G」、変異型のヌクレオチドが「T」であったとする。この場合、ハプロタイプには、下記表1に示した様に10通りの組み合わせがあり得る。
(In case of 2 chromosomes)
Since humans have two chromosomes, two haplotypes can exist. That is, in FIG. 6, 501 is a nucleic acid constituting the first chromosome, and 503 is a nucleic acid constituting the second chromosome. In FIG. 6, the complementary strand of the target
下記表1中、標的核酸501と標的核酸503とで、ハプロタイプが一致している場合をホモ検体、不一致の場合をヘテロ検体とよぶ。
In Table 1 below, the target
そして前記した本発明に係るハプロタイプの検出方法は、上記表に掲げた10通りの組み合わせの全てについて、電気泳動解析の結果、バンドが検出された生化学反応容器内に有する5’末端未標識プライマーの3’末端のヌクレオチドの種類によって一意に決定することが可能である。 The above-described haplotype detection method according to the present invention includes 5′-end unlabeled primers in the biochemical reaction container in which a band is detected as a result of electrophoretic analysis for all 10 combinations listed in the above table. It can be uniquely determined by the type of nucleotide at the 3 ′ end of
以下具体的に説明する。 This will be specifically described below.
先ず、ホモ検体の場合、即ち、ハプロタイプの組み合わせが(C−G、C−G)、(C−T、C−T)、(T−G、T−G)および(T−T、T−T)である場合について説明する。この場合、順方向プライマー305、307及び逆方向プライマー313、315を用いて得られるPCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応させる。続いて電気泳動を行った結果、バンドが検出された生化学反応容器内に有する両方向の5’末端未標識のプライマーの3’末端のヌクレオチドの種類から、ハプロタイプが明らかとなる。
First, in the case of a homo-sample, that is, the combinations of haplotypes are (CG, CG), (CT, CT), (TG, TG) and (TT, TT). T) will be described. In this case, the PCR amplification product obtained using the
一方、ヘテロ検体の場合、以下の各ハプロタイプの組合せによって、それぞれ異なる結果を得ることができる。 On the other hand, in the case of a hetero sample, different results can be obtained depending on the combination of the following haplotypes.
(A)ハプロタイプの組み合わせが(C−G、C−T)の場合
前記各生化学反応容器には、下記2種の増幅産物が存在する。
(A) When the combination of haplotypes is (CG, CT) The following two types of amplification products exist in each biochemical reaction vessel.
1)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「C」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「G」を有する増幅産物。 1) An amplification product having nucleotide “C” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “G” at the site corresponding to the second SNP.
2)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「C」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」を有する増幅産物。 2) An amplification product having nucleotide “C” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “T” at the site corresponding to the second SNP.
当該PCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応をさせた後、電気泳動を行った際にバンドが検出されるのは、5’末端が未標識で、かつ、3’末端のヌクレオチドと標的核酸のSNP部位が一致したプライマーが含まれる生化学反応容器からである。したがって、(C−G、C−T)のハプロタイプを有する場合、バンドが検出されるのは、下記2つの容器からである。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2。
When the PCR amplification product is subjected to lambda exonuclease reaction and then subjected to electrophoresis, a band is detected when the 5 ′ end is unlabeled and the 3 ′ end nucleotide and the SNP site of the target nucleic acid. Is from a biochemical reaction vessel containing matched primers. Therefore, when the haplotype is (CG, CT), the band is detected from the following two containers.
-The 5 'end is unlabeled, the nucleotide at the 3' end of the first forward primer is "C", the 5 'end is unlabeled, and the nucleotide at the 3' end of the first reverse primer is "G" A
-The 5 'end is unlabeled, the nucleotide at the 3' end of the first forward primer is "C", the 5 'end is unlabeled, and the nucleotide at the 3' end of the first reverse primer is "T" The
(B)ハプロタイプの組み合わせが(C−G、C−T)の場合
前記各生化学反応容器には、下記2種の増幅産物が存在する。
(B) When the combination of haplotypes is (CG, CT) The following two types of amplification products exist in each biochemical reaction vessel.
3)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「C」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「G」を有する増幅産物。 3) An amplification product having nucleotide “C” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “G” at the site corresponding to the second SNP.
4)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「G」を有する増幅産物。 4) An amplification product having nucleotide “T” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “G” at the site corresponding to the second SNP.
当該PCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応をさせた後、電気泳動を行った際にバンドが検出されるのは、5’末端が未標識でかつ、3’末端のヌクレオチドと標的核酸のSNP部位が一致したプライマーが含まれる生化学反応容器からである。したがって、(C−G、T−G)のハプロタイプを有する場合、バンドが検出されるのは、下記2つの容器からである。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器3。
When the PCR amplification product is subjected to lambda exonuclease reaction and then subjected to electrophoresis, a band is detected when the 5 ′ end is unlabeled and the 3 ′ end nucleotide and the SNP site of the target nucleic acid are This is from a biochemical reaction vessel containing matched primers. Therefore, when the haplotype is (CG, TG), the band is detected from the following two containers.
-The 5 'end is unlabeled, the nucleotide at the 3' end of the first forward primer is "C", the 5 'end is unlabeled, and the nucleotide at the 3' end of the first reverse primer is "G" A
The 5 ′ end is unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the first forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end nucleotide of the first reverse primer is “G” A
(C)ハプロタイプの組み合わせが(C−G、T−T)の場合
前記各生化学反応容器には、下記2種の増幅産物が存在する。
(C) When the combination of haplotypes is (CG, TT) The following two types of amplification products exist in each biochemical reaction vessel.
5)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「C」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「G」を有する増幅産物。 5) An amplification product having nucleotide “C” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “G” at the site corresponding to the second SNP.
6)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」を有する増幅産物。 6) An amplification product having nucleotide “T” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “T” at the site corresponding to the second SNP.
当該PCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応をさせた後、電気泳動を行った際にバンドが検出されるのは、5’末端が未標識でかつ、3’末端のヌクレオチドと標的核酸のSNP部位が一致したプライマーが含まれる生化学反応容器からである。したがって、(C−G、T−T)のハプロタイプを有する場合、バンドが検出されるのは、下記2つの容器からである。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4。
When the PCR amplification product is subjected to lambda exonuclease reaction and then subjected to electrophoresis, a band is detected when the 5 ′ end is unlabeled and the 3 ′ end nucleotide and the SNP site of the target nucleic acid are This is from a biochemical reaction vessel containing matched primers. Therefore, when the haplotype is (CG, TT), the band is detected from the following two containers.
-The 5 'end is unlabeled, the nucleotide at the 3' end of the first forward primer is "C", the 5 'end is unlabeled, and the nucleotide at the 3' end of the first reverse primer is "G" A
The 5 ′ end is unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the first forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end nucleotide of the first reverse primer is “T” A
(D)ハプロタイプの組み合わせが(C−T、T−G)の場合
前記各生化学反応容器には、下記2種の増幅産物が存在する。
(D) When the combination of haplotypes is (CT, TG) The following two kinds of amplification products exist in each biochemical reaction vessel.
7)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「C」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」を有する増幅産物。 7) An amplification product having nucleotide “C” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “T” at the site corresponding to the second SNP.
8)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「G」を有する増幅産物。 8) An amplification product having nucleotide “T” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “G” at the site corresponding to the second SNP.
当該PCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応をさせた後、電気泳動を行った際にバンドが検出されるのは、5’末端が未標識でかつ、3’末端のヌクレオチドと標的核酸のSNP部位が一致したプライマーが含まれる生化学反応容器からである。したがって、(C−T、T−G)のハプロタイプを有する場合、バンドが検出されるのは、下記2つの容器からである。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器3。
When the PCR amplification product is subjected to lambda exonuclease reaction and then subjected to electrophoresis, a band is detected when the 5 ′ end is unlabeled and the 3 ′ end nucleotide and the SNP site of the target nucleic acid are This is from a biochemical reaction vessel containing matched primers. Therefore, when the haplotype is (CT, TG), the band is detected from the following two containers.
-The 5 'end is unlabeled, the nucleotide at the 3' end of the first forward primer is "C", the 5 'end is unlabeled, and the nucleotide at the 3' end of the first reverse primer is "T" The
The 5 ′ end is unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the first forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end nucleotide of the first reverse primer is “G” A
(E)ハプロタイプの組み合わせが(C−T、T−T)の場合
前記各生化学反応容器には、下記2種の増幅産物が存在する。
(E) When the combination of haplotypes is (CT, TT) The following two types of amplification products exist in each biochemical reaction vessel.
9)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「C」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」を有する増幅産物。 9) An amplification product having nucleotide “C” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “T” at the site corresponding to the second SNP.
10)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」を有する増幅産物。 10) An amplification product having nucleotide “T” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “T” at the site corresponding to the second SNP.
当該PCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応をさせた後、電気泳動を行った際にバンドが検出されるのは、5’末端が未標識でかつ、3’末端のヌクレオチドと標的核酸のSNP部位が一致したプライマーが含まれる生化学反応容器からである。したがって、(C−T、T−T)のハプロタイプを有する場合、バンドが検出されるのは、下記2つの容器からである。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4。
When the PCR amplification product is subjected to lambda exonuclease reaction and then subjected to electrophoresis, a band is detected when the 5 ′ end is unlabeled and the 3 ′ end nucleotide and the SNP site of the target nucleic acid are This is from a biochemical reaction vessel containing matched primers. Therefore, when the haplotype is (CT, TT), the band is detected from the following two containers.
-The 5 'end is unlabeled, the nucleotide at the 3' end of the first forward primer is "C", the 5 'end is unlabeled, and the nucleotide at the 3' end of the first reverse primer is "T" The
The 5 ′ end is unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the first forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end nucleotide of the first reverse primer is “T” A
(F)ハプロタイプの組み合わせが(T−G、T−T)の場合
前記各生化学反応容器には、下記2種の増幅産物が存在する。
(F) When the combination of haplotypes is (TG, TT) The following two types of amplification products exist in each biochemical reaction vessel.
11)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「G」を有する増幅産物。 11) An amplification product having nucleotide “T” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “G” at the site corresponding to the second SNP.
12)第1のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」、第2のSNPに相当する部位にヌクレオチド「T」を有する増幅産物。 12) An amplification product having nucleotide “T” at the site corresponding to the first SNP and nucleotide “T” at the site corresponding to the second SNP.
当該PCR増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応をさせた後、電気泳動を行った際にバンドが検出されるのは、5’末端が未標識でかつ、3’末端のヌクレオチドと標的核酸のSNP部位が一致したプライマーが含まれる生化学反応容器からである。したがって、(T−G、T−T)のハプロタイプを有する場合、バンドが検出されるのは、下記2つの容器からである。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器3。
・5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4。
When the PCR amplification product is subjected to lambda exonuclease reaction and then subjected to electrophoresis, a band is detected when the 5 ′ end is unlabeled and the 3 ′ end nucleotide and the SNP site of the target nucleic acid are This is from a biochemical reaction vessel containing matched primers. Therefore, when the haplotype is (TG, TT), the band is detected from the following two containers.
The 5 ′ end is unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the first forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end nucleotide of the first reverse primer is “G” A
The 5 ′ end is unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the first forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end nucleotide of the first reverse primer is “T” A
以上のとおり、本発明によれば、アレル特異的なPCRとラムダエキソヌクレアーゼ反応と電気泳動解析の結果から、ヘテロ検体のハプロタイプの種類が決定される。 As described above, according to the present invention, the type of haplotype of a hetero sample is determined from the results of allele-specific PCR, lambda exonuclease reaction, and electrophoresis analysis.
(ターゲットの準備)
検体由来の核酸の増幅反応(PCR)の例を以下に説明する。まず、増幅反応液を用意する。増幅反応液の組成の例を以下に示す。
(Preparing the target)
An example of an amplification reaction (PCR) of nucleic acid derived from a specimen will be described below. First, an amplification reaction solution is prepared. An example of the composition of the amplification reaction solution is shown below.
--PCR溶液組成--
・Expand Long Enzyme Mix (Roche):0.3μl
・Template Genome DNA:〜5ng
・Forward/Reverse Primer:各0.12μM
・dNTP(10mM):0.7 μl
・buffer 1:2 μl
・H2O:11.4 μl
合計:20μl
上記組成の反応液を、図22に示す温度サイクルのプロトコルに従って、サーマルサイクラー(T3000サーモサイクラー:Biometra社)を用い増幅反応を行う。反応終了後、精製用カラム(QUIAGEN QIAquick PCR Purification Kit: QUIGEN社製)を用いてPrimerを除去した後、電気泳動(BioAnalyzer: Agilent社製)により、増幅産物の定量を行う。プライマーは、検出対象のDNAの配列から決定しようとしているハプロタイプを有する部分を増幅可能となるものを、検出対象としてのDNAの配列に応じて設計する。
--PCR solution composition--
・ Expand Long Enzyme Mix (Roche): 0.3μl
・ Template Genome DNA: ~ 5ng
・ Forward / Reverse Primer: 0.12μM each
・ DNTP (10 mM): 0.7 μl
・ Buffer 1: 2 μl
・ H 2 O: 11.4 μl
Total: 20μl
The reaction solution having the above composition is subjected to an amplification reaction using a thermal cycler (T3000 thermocycler: Biometra) according to the temperature cycle protocol shown in FIG. After completion of the reaction, the primer is removed using a purification column (QUIAGEN QIAquick PCR Purification Kit: manufactured by QUIGEN), and the amplification product is quantified by electrophoresis (BioAnalyzer: manufactured by Agilent). Primers are designed according to the sequence of the DNA to be detected so that the portion having the haplotype to be determined from the sequence of the DNA to be detected can be amplified.
(アレル特異的PCR)
前述の増幅したPCR産物を用い、アレル特異的PCRを行う。増幅では5’末端リン酸標識あるいは未標識のPrimerを用いてPCRを行う。このときのプロトコルの例を以下に示す。
(Allele-specific PCR)
Allele-specific PCR is performed using the amplified PCR product described above. In amplification, PCR is performed using 5'-terminal phosphate-labeled or unlabeled Primer. An example of the protocol at this time is shown below.
--PCR溶液組成--
・AmpliTaq Gold (Applied Biosystems):0.2 μl
・Template Genome DNA:4 ng
・Forward/Reverse Primer:各0.06 μM
・dNTP mix:各0.2 μM
・10xbuffer:2.5 μl
・H2O:16.3 μl
・合計:25 μl
上記組成の反応液を図23の温度サイクルのプロトコルに従って、サーマルサイクラー(T3000サーモサイクラー:Biometra社)を用い増幅反応を行う。
--PCR solution composition--
・ AmpliTaq Gold (Applied Biosystems): 0.2 μl
・ Template Genome DNA: 4 ng
・ Forward / Reverse Primer: 0.06 μM each
・ DNTP mix: 0.2 μM each
・ 10xbuffer: 2.5 μl
・ H 2 O: 16.3 μl
・ Total: 25 μl
The reaction solution having the above composition is subjected to an amplification reaction using a thermal cycler (T3000 thermocycler: Biometra) according to the temperature cycle protocol of FIG.
反応終了後、精製用カラム(QUIAGEN QIAquick PCR Purification Kit: QUIGEN社製)を用いてPrimerを除去した後、電気泳動(BioAnalyzer: Agilent社製)により、増幅産物の定量を行う。 After completion of the reaction, the primer is removed using a purification column (QUIAGEN QIAquick PCR Purification Kit: manufactured by QUIGEN), and the amplification product is quantified by electrophoresis (BioAnalyzer: manufactured by Agilent).
(ラムダエキソヌクレアーゼ反応)
前述のアレル特異的PCR産物に対してラムダエキソヌクレアーゼ反応を行う。この時のプロトコルの例を以下に示す。
(Lambda exonuclease reaction)
A lambda exonuclease reaction is performed on the aforementioned allele-specific PCR product. An example of the protocol at this time is shown below.
--ラムダエキソヌクレアーゼ反応溶液組成--
・アレル特異的PCR産物:〜200ng
・10×Strandase Buffer:1 μl
・Strandase λ Exonuclease(Novagen):1μl
・合計:10μl
上記組成の反応液を以下のプロトコルに従って、サーマルサイクラーを用い、反応を行う。
--ラムダエキソヌクレアーゼ反応プロトコル--
37℃ 20分
70℃ 20分
(電気泳動)
前述のラムダエキソヌクレアーゼ反応を行った生成物を電気泳動(BioAnalyzer: Agilent社製)にかけて、バンドの有無を確認する。
--Lambda exonuclease reaction solution composition--
・ Allele-specific PCR product: ~ 200ng
・ 10 × Strandase Buffer: 1 μl
・ Strandase λ Exonuclease (Novagen): 1μl
・ Total: 10μl
The reaction solution having the above composition is reacted using a thermal cycler according to the following protocol.
--Lambda exonuclease reaction protocol--
37 °
70
The product subjected to the above-described lambda exonuclease reaction is subjected to electrophoresis (BioAnalyzer: manufactured by Agilent) to confirm the presence of a band.
(実施例1)2つの多型部位のハプロタイプ検出法
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
(Example 1) Method for detecting haplotypes of two polymorphic sites The present invention is described in more detail below using examples.
まずターゲットの準備として、CYP2D6領域を特異的に増幅した。ターゲットの準備は先に記載した実施様態例に従った。プライマーは下記2つの配列を用いた。
配列a)5’ GTTATCCCAGAAGGCTTTGCAGGCTTCA 3’
配列b)5’ GCCGACTGAGCCCTGGGAGGTAGGTA 3’
次に第1の多型C100Tおよび第2の多型G310Tのハプロタイプを決定するためのアレル特異的なプライマーの設計を行った。
配列c) 5’ GGGCTGCACGCTACC 3’−C100TW
配列d) 5’ GGGCTGCACGCTACT 3’−C100TM
配列e) 5’ TGTATAAATGCCCTTCTCCAGGAC 3’−G310TW
配列f) 5’ ATGTATAAATGCCCTTCTCCAGGAA 3’−G310TM
ここで第1の順方向プライマーc)は、3’末端に多型C100T野生型ヌクレオチド「C」有する。また、第2の順方向プライマーd)は、3’末端に多型C100T変異型ヌクレオチド「T」を有する。さらに、第1の逆方向プライマーe)は、3’末端に多型G310T野生型ヌクレオチドに相補的なヌクレオチド「C」を有する。また、第2の逆方向プライマーf)は3’末端に多型G310T変異型ヌクレオチドに相補的なヌクレオチド「A」を有する。
First, as a target preparation, the CYP2D6 region was specifically amplified. Target preparation followed the example implementation described above. The following two sequences were used as primers.
Sequence a) 5 'GTTATCCCAGAAGGCTTTGCAGGCTTCA 3'
Sequence b) 5 'GCCGACTGAGCCCTGGGAGGTAGGTA 3'
Next, allele-specific primers for determining the haplotypes of the first polymorphism C100T and the second polymorphism G310T were designed.
Sequence c) 5 'GGGCTGCACGCTACC 3'-C100TW
Sequence d) 5 'GGGCTGCACGCTACT 3'-C100TM
Sequence e) 5 'TGTATAAATGCCCTTCTCCAGGAC 3'-G310TW
Sequence f) 5 'ATGTATAAATGCCCTTCTCCAGGAA 3'-G310TM
Here, the first forward primer c) has a polymorphic C100T wild type nucleotide “C” at the 3 ′ end. The second forward primer d) also has a polymorphic C100T variant nucleotide “T” at the 3 ′ end. Furthermore, the first reverse primer e) has a nucleotide “C” complementary to the polymorphic G310T wild type nucleotide at the 3 ′ end. The second reverse primer f) also has a nucleotide “A” complementary to the polymorphic G310T mutant nucleotide at the 3 ′ end.
表2に示した各検体に関して上記プライマーを用いてPCR後、精製および電気泳動による定量を行った。精製および電気泳動の各工程は実施様態例に従った。 Each sample shown in Table 2 was subjected to PCR using the above primers, followed by purification and quantification by electrophoresis. Each step of purification and electrophoresis followed an example of an embodiment.
上記工程で得られた増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応に供した。ラムダエキソヌクレアーゼ反応の各工程は先に記載した実施様態例に従った。また、この工程で得られたラムダエキソヌクレアーゼ反応物を電気泳動にかけて、ハプロタイプの決定を行った。電気泳動解析は先に記載した実施様態例に従った。 The amplification product obtained in the above step was subjected to lambda exonuclease reaction. Each step of the lambda exonuclease reaction followed the example embodiment described above. In addition, the lambda exonuclease reaction product obtained in this step was subjected to electrophoresis to determine the haplotype. The electrophoretic analysis followed the example embodiment described above.
以下、各検体に関して得られた解析結果を図示し、ハプロタイプの決定を行う。 In the following, the analysis results obtained for each specimen are illustrated and the haplotype is determined.
(アレル1/1)
図7は、鋳型DNAとしてC100TおよびG310Tの両多型に関して全て野生型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図7に示したとおり、5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1からのみ産物が検出されている。したがって、本検体の第1の多型C100Tは共にCであることがわかる。また、第2の多型G310Tは共にGであることがわかる。以上のことから、本検体のハプロタイプはC-G、C-Gと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIG. 7 shows the results of analysis in the case of using a specimen having all wild types for both C100T and G310T polymorphisms as template DNA. As shown in FIG. 7, the 5 ′ end is unlabeled, the nucleotide at the 3 ′ end of the first forward primer is “C”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end of the first reverse primer The product is detected only from the
(アレル10/10)
図8は、鋳型DNAとしてC100TおよびG310Tの両多型に関して全て変異型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図8に示したとおり、5’末端が未標識で、第2の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第2の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4からのみ産物が検出されている。したがって、本検体の第1の多型C100Tは共にTであることがわかる。また、第2の多型G310Tは共にTであることがわかる。以上のことから、本検体のハプロタイプはT-T、T-Tと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIG. 8 shows the results of analysis in the case of using a specimen having a mutant type for both C100T and G310T polymorphisms as template DNA. As shown in FIG. 8, the 5 ′ end is unlabeled, the nucleotide at the 3 ′ end of the second forward primer is “T”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end of the second reverse primer The product is detected only from the
(アレル10/1)
図9は、鋳型DNAとしてC100Tに関してCおよびT、G310Tに関してGおよびTを有する検体を用いた場合の解析結果である。図9に示したとおり、5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1から産物が検出されている。このことから、本検体のハプロタイプの一つはC−Gであると決定できる。また、5’末端が未標識で、第2の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第2の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4から産物が検出されている。このことから、本検体のハプロタイプの一つはT−Tであると決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIG. 9 shows the analysis results when a sample having C and T for C100T and G and T for G310T is used as a template DNA. As shown in FIG. 9, the 5 ′ end is unlabeled, the nucleotide at the 3 ′ end of the first forward primer is “C”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end of the first reverse primer A product is detected from the
(アレル10/2)
図10は、鋳型DNAとしてC100Tに関してCおよびT、G310Tに関してTを有する検体を用いた場合の解析結果である。図10に示したとおり、5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第2の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2から産物が検出されている。このことから、本検体のハプロタイプの一つはC−Tであると決定できる。また、5’末端が未標識で、第2の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識で、第2の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4から産物が検出されている。このことから、本検体のハプロタイプの一つはT−Tであると決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIG. 10 shows the analysis results when a sample having C and T for C100T and T for G310T is used as a template DNA. As shown in FIG. 10, the 5 ′ end is unlabeled, the nucleotide at the 3 ′ end of the first forward primer is “C”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end of the second reverse primer A product is detected from the
(アレル2/1)
図11は、鋳型DNAとしてC100Tに関してC、G310Tに関してGおよびTを有する検体を用いた場合の解析結果である。図11に示したとおり、5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1から産物が検出されている。このことから、本検体のハプロタイプの一つはC−Gであると決定できる。また、5’末端が未標識で、第1の順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第2の逆方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2から産物が検出されている。このことから、本検体のハプロタイプの一つはC−Tであると決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIG. 11 shows the analysis results when using a sample having C for C100T and G and T for G310T as template DNA. As shown in FIG. 11, the 5 ′ end is unlabeled, the nucleotide at the 3 ′ end of the first forward primer is “C”, the 5 ′ end is unlabeled, and the 3 ′ end of the first reverse primer A product is detected from the
本実施例1で示したとおり、本発明の手法で得られる電気泳動のパターンはアレルから予想されるパターンと一致する。従って、本発明を用いることで同一染色体上に存在するSNPの組み合わせを一意に決定することができる。 As shown in Example 1, the electrophoresis pattern obtained by the method of the present invention matches the pattern expected from the allele. Therefore, a combination of SNPs existing on the same chromosome can be uniquely determined by using the present invention.
(実施例2)3箇所の多型のハプロタイプ検出法
実施例2では3箇所の多型のハプロタイプ検出法について示す。多型部位がC100TおよびG214CおよびG310Tからなる場合、C100TとG214Cのペアと、C100TとG310Tのペアと、G214CとG310Tのペアで実施例1に示したようにハプロタイプを検出する。そして、各ペアの結果から総合判断してハプロタイプを決定する。
(Example 2) Three-site polymorphism haplotype detection method Example 2 shows a three-site polymorphism haplotype detection method. When the polymorphic site is composed of C100T and G214C and G310T, the haplotype is detected in the pair of C100T and G214C, the pair of C100T and G310T, and the pair of G214C and G310T as shown in Example 1. Then, a haplotype is determined by comprehensive judgment from the result of each pair.
以下、詳細に説明する。 This will be described in detail below.
ターゲットの準備は実施例1と同様に行った。第1の多型C100Tと第3の多型G310Tのアレル特異的なプライマーには実施例1と同じものを使用した。第2の多型G214Cのアレル特異的なプライマーとして、C100Tとのハプロタイプ検出を行うためのプライマー設計を行った。
配列g) 5’ GGTAGGGGAGCCTCAGC 3’−G214CW
配列h) 5’ GGTGGGGCATCCTCAGG 3’−G214CM
次いで、G310Tとのハプロタイプ検出を行うためのプライマー設計を行った。
配列i) 5’ GAGGGCGGCAGAGGTG 3’−G214CW
配列j) 5’ GAGGGCGGCAGAGGTC 3’−G214CM
ここで、C100TとG214Cのハプロタイプを検出する際に、第1の順方向プライマーc)は、3’末端に多型C100T野生型ヌクレオチド「C」を有する。第2の順方向プライマーd)は、3’末端に多型C100T変異型ヌクレオチド「T」を有する。第1の逆方向プライマーg)は、3’末端に多型G214C野生型ヌクレオチドに相補的なヌクレオチド「C」を有する。第2の逆方向プライマーh)は3’末端に多型G214C変異型ヌクレオチドに相補的なヌクレオチド「G」を有する。
Target preparation was performed in the same manner as in Example 1. As the allele-specific primers for the first polymorphism C100T and the third polymorphism G310T, the same primers as in Example 1 were used. As an allele-specific primer for the second polymorphism G214C, a primer was designed for haplotype detection with C100T.
Sequence g) 5 'GGTAGGGGAGCCTCAGC 3'-G214CW
Sequence h) 5 'GGTGGGGCATCCTCAGG 3'-G214CM
Next, a primer design for haplotype detection with G310T was performed.
Sequence i) 5 'GAGGGCGGCAGAGGTG 3'-G214CW
Sequence j) 5 'GAGGGCGGCAGAGGTC 3'-G214CM
Here, when detecting the haplotypes of C100T and G214C, the first forward primer c) has the polymorphic C100T wild type nucleotide “C” at the 3 ′ end. The second forward primer d) has a polymorphic C100T variant nucleotide “T” at the 3 ′ end. The first reverse primer g) has a nucleotide “C” complementary to the polymorphic G214C wild type nucleotide at the 3 ′ end. The second reverse primer h) has a nucleotide “G” complementary to the polymorphic G214C variant nucleotide at the 3 ′ end.
G214CとG310Tのハプロタイプを検出する際に、第1の順方向プライマーi)は、3’末端に多型G214C野生型ヌクレオチド「G」を有する。第2の順方向プライマーj)は3’末端に多型G214C野生型ヌクレオチド「C」を有する。第1の逆方向プライマーe)は、3’末端に多型G310T野生型ヌクレオチドに相補的なヌクレオチド「C」を有する。第2の逆方向プライマーf)は3’末端に多型G310Tの変異型ヌクレオチドに相補的なヌクレオチド「A」を有する。 In detecting the haplotypes of G214C and G310T, the first forward primer i) has a polymorphic G214C wild type nucleotide “G” at the 3 ′ end. The second forward primer j) has a polymorphic G214C wild type nucleotide “C” at the 3 ′ end. The first reverse primer e) has a nucleotide “C” complementary to the polymorphic G310T wild type nucleotide at the 3 ′ end. The second reverse primer f) has a nucleotide “A” complementary to the variant nucleotide of polymorphism G310T at the 3 ′ end.
C100T、G310Tのハプロタイプを検出する際には実施例1と同様に行った。そして、PCR増幅は、以下のとおり12個の生化学反応容器内で行われる。 C100T and G310T haplotypes were detected in the same manner as in Example 1. PCR amplification is performed in 12 biochemical reaction vessels as follows.
第1から第4までの生化学反応容器には、C100TとG214Cのハプロタイプを検出するためのプライマーを含む。そして、第5から第8までの生化学反応容器には、G214CとG310Tのハプロタイプを検出するためのプライマーを含む。そして、C100T、G310Tのハプロタイプを検出するためのプライマーは実施例1と同様に行った。 The first to fourth biochemical reaction vessels contain primers for detecting the haplotypes of C100T and G214C. The fifth to eighth biochemical reaction vessels include primers for detecting the haplotypes of G214C and G310T. The primers for detecting the haplotypes of C100T and G310T were the same as in Example 1.
第1の生化学反応容器内では、上記5’末端が未標識で3'末端にC100Tの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にC100Tの変異型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端が未標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In the first biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is unlabeled and the forward primer has a C100T wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is phosphate-labeled and the C100T mutation is at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. There is a reverse primer having an unlabeled 5 'end and a G214C wild type nucleotide at the 3' end, and a reverse primer having a phosphate label at the 5 'end and a G214C mutant nucleotide at the 3' end.
第2の生化学反応容器内では、上記5’末端が未標識で3’末端にC100Tの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にC100Tの変異型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端がリン酸標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In the second biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is unlabeled and the forward primer has a C100T wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is phosphate-labeled and the C100T mutation is at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. The 5′-end has a phosphate-labeled reverse primer having a G214C wild-type nucleotide at the 3′-end, and the 5′-end has an unlabeled reverse primer having a G214C mutant-type nucleotide at the 3′-end.
第3の生化学反応容器内では、上記5’末端がリン酸標識で3'末端にC100Tの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にC100Tの変異型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端が未標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In a third biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is phosphate-labeled and the forward primer has a C100T wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is unlabeled and the C100T mutation is at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. There is a reverse primer having an unlabeled 5 'end and a G214C wild type nucleotide at the 3' end, and a reverse primer having a phosphate label at the 5 'end and a G214C mutant nucleotide at the 3' end.
第4の生化学反応容器内では、上記5’末端がリン酸標識で3’末端にC100Tの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にC100Tの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端が未標識で3’末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In the fourth biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is phosphate-labeled and the forward primer has a C100T wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is unlabeled and the C100T wild-type at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. The reverse primer has an unlabeled 5 'end and a G214C wild-type nucleotide at the 3' end, and a reverse primer has an unlabeled 5 'end and a G214C mutant nucleotide at the 3' end.
第5の生化学反応容器内では、上記5’末端が未標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端が未標識で3'末端にG310Tの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にG310Tの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In the fifth biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is unlabeled and the forward primer has a G214C wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is phosphate-labeled and the G214C mutation is at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. The 5′-end has an unlabeled reverse primer having a G310T wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5′-end has a phosphate-labeled reverse primer having a G310T mutant nucleotide at the 3 ′ end.
第6の生化学反応容器内では、上記5’末端が未標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端がリン酸標識で3'末端にG310Tの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にG310Tの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In a sixth biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is unlabeled and the forward primer has a wild type nucleotide of G214C at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is phosphate-labeled and the G214C mutation at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. There is a reverse primer having a phosphate label at the 5 'end and a wild type nucleotide of G310T at the 3' end, and a reverse primer having an unlabeled 5 'end and a mutant nucleotide of G310T at the 3' end.
第7の生化学反応容器内では、上記5’末端がリン酸標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にG214Cの変異型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端が未標識で3'末端にG310Tの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端がリン酸標識で3’末端にG310Tの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In the seventh biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is phosphate-labeled and the forward primer has a G214C wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is unlabeled and the G214C mutation is at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. The 5′-end has an unlabeled reverse primer having a G310T wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5′-end has a phosphate-labeled reverse primer having a G310T mutant nucleotide at the 3 ′ end.
第8の生化学反応容器内では、上記5’末端がリン酸標識で3'末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にG214Cの野生型ヌクレオチドを有する順方向プライマーを有する。上記5’末端が未標識で3'末端にG310Tの野生型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーと、上記5'末端が未標識で3’末端にG310Tの変異型ヌクレオチドを有する逆方向プライマーを有する。 In the eighth biochemical reaction vessel, the 5 ′ end is phosphate-labeled and a forward primer having the G214C wild-type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is unlabeled and the G214C wild-type at the 3 ′ end. Having a forward primer with type nucleotides. The 5 ′ end is unlabeled and has a reverse primer having a G310T wild type nucleotide at the 3 ′ end, and the 5 ′ end is unlabeled and has a reverse primer having a G310T mutant nucleotide at the 3 ′ end.
表3に示した各検体に関して上記プライマーを用いてPCR後、精製および電気泳動による定量を行った。精製および電気泳動の各工程は先に記載した実施様態例に従った。 Each sample shown in Table 3 was subjected to purification and quantification by electrophoresis after PCR using the above primers. The purification and electrophoresis steps followed the example embodiment described above.
上記工程で得られた増幅産物をラムダエキソヌクレアーゼ反応に供した。ラムダエキソヌクレアーゼ反応の各工程は先に記載した実施様態例に従った。この工程で得られたラムダエキソヌクレアーゼ反応物を電気泳動にかけて、ハプロタイプの決定を行った。電気泳動解析は先に記載した実施様態例に従った。 The amplification product obtained in the above step was subjected to lambda exonuclease reaction. Each step of the lambda exonuclease reaction followed the example embodiment described above. The lambda exonuclease reaction product obtained in this step was subjected to electrophoresis to determine the haplotype. The electrophoretic analysis followed the example embodiment described above.
以下、各検体に関して得られた解析結果を図示し、ハプロタイプの決定を行った。 In the following, the analysis results obtained for each specimen are illustrated and the haplotype is determined.
(アレル1/1)
図12、13は、鋳型DNAとしてC100TおよびG214CおよびG310Tの両多型に関して全て野生型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図12は、C100TとG214Cのハプロタイプの解析結果を示す。図12に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1からのみ産物が検出されている。また、図13は、G214CとG310Tのハプロタイプの解析結果を示す。図13に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器5からのみ産物が検出されている。したがって、本検体の第1の多型C100Tは共にCであることがわかる。第2の多型G214Cは共にGであることもわかる。第3の多型G310Tは共にGであることもわかる。以上のことから、本検体のハプロタイプはC-G-G、C-G-Gと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIGS. 12 and 13 show the analysis results when specimens having all wild-types are used for both C100T and G214C and G310T polymorphisms as template DNA. FIG. 12 shows the analysis results of C100T and G214C haplotypes. As shown in FIG. 12, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “C”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”. The product is detected only from the
(アレル10/10)
図14、15は、鋳型DNAとしてC100TおよびG214CおよびG310Tの両多型に関して全て変異型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図14は、C100TとG214Cのハプロタイプの解析結果を示す。図14に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器3からのみ産物が検出されている。一方、図15は、G214CとG310Tのハプロタイプの解析結果を示す。図15に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器6からのみ産物が検出されている。したがって、本検体の第1の多型C100Tは共にTであることがわかる。また、第2の多型G214Cは共にGであることがわかる。第3の多型G310Tは共にTであることもわかる。。以上のことから、本検体のハプロタイプはT-G-T、T-G-Tと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。
(
FIGS. 14 and 15 show the analysis results when specimens having all variants of C100T and G214C and G310T polymorphisms are used as template DNA. FIG. 14 shows the haplotype analysis results of C100T and G214C. As shown in FIG. 14, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “T”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”. The product is detected only from the
(アレル10/1)
図16、17は、鋳型DNAとしてC100TおよびG214CおよびG310Tの両多型に関して全て変異型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図16は、C100TとG214Cのハプロタイプの解析結果を示す。図16に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器3からも産物が検出されている。
(
FIGS. 16 and 17 show the analysis results when specimens having mutants for all of C100T and G214C and G310T polymorphisms are used as template DNA. FIG. 16 shows the haplotype analysis results of C100T and G214C. As shown in FIG. 16, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “C”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”. A product is detected from the
一方、図17は、G214CとG310Tのハプロタイプの解析結果を示す。図17に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器5から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器6からも産物が検出されている。
On the other hand, FIG. 17 shows the haplotype analysis results of G214C and G310T. As shown in FIG. 17, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”. A product is detected from the
C100TとG310Tのハプロタイプを検出した図9に示したとおり、5’末端が未標識で、順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4から産物が検出されている。
As shown in FIG. 9 where C100T and G310T haplotypes were detected, the 5 ′ end was unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the forward primer was “C”, the 5 ′ end was unlabeled, and the first reverse direction A product is detected from the
以上のことから総合して判断すると、本検体のハプロタイプはC-G-G、T-G-Tと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。 Judging from the above, the haplotypes of this specimen can be determined as C-G-G and T-G-T. This result is consistent with the sample allele used.
(アレル10/2)
図18、19は、鋳型DNAとしてC100TおよびG214CおよびG310Tの両多型に関して全て変異型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図18は、C100TとG214Cのハプロタイプの解析結果を示す。図18に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「C」である生化学反応容器2から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器3からも産物が検出されている。
(
FIGS. 18 and 19 show the results of analysis in the case of using a specimen having a mutant type for all of C100T and G214C and G310T polymorphisms as template DNA. FIG. 18 shows the haplotype analysis results of C100T and G214C. As shown in FIG. 18, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “C”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “C”. A product is detected from the
図19は、G214CとG310Tのハプロタイプの解析結果を示す。図19に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器8から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器6からも産物が検出されている。
FIG. 19 shows the analysis results of G214C and G310T haplotypes. As shown in FIG. 19, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “C”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “T”. A product is detected from the
C100TとG310Tのハプロタイプを検出した図10に示したとおり、5’末端が未標識で、順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「T」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器4から産物が検出されている。
As shown in FIG. 10 where C100T and G310T haplotypes were detected, the 5 ′ end was unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the forward primer was “C”, the 5 ′ end was unlabeled, and the first reverse direction A product is detected from the
以上のことから総合して判断すると、本検体のハプロタイプはC-C-T、T-G-Tと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。 Judging from the above, the haplotypes of this specimen can be determined as C-C-T and T-G-T. This result is consistent with the sample allele used.
(アレル2/1)
図20、21は、鋳型DNAとしてC100TおよびG214CおよびG310Tの両多型に関して全て変異型を有する検体を用いた場合の解析結果である。図20は、C100TとG214Cのハプロタイプの解析結果を示す。図20に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「C」である生化学反応容器2からも産物が検出されている。
(
FIGS. 20 and 21 show the results of analysis when specimens having all of the mutant types of C100T and G214C and G310T polymorphisms are used as template DNA. FIG. 20 shows the haplotype analysis results of C100T and G214C. As shown in FIG. 20, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “C”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”. A product is detected from the
図21は、G214CとG310Tのハプロタイプの解析結果を示す。図21に示したとおり、5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「G」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器5から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器8からも産物が検出されている。
FIG. 21 shows the analysis results of the haplotypes of G214C and G310T. As shown in FIG. 21, the nucleotide at the 3 ′ end of the forward primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”, and the complementary nucleotide at the 3 ′ end of the reverse primer unlabeled at the 5 ′ end is “G”. A product is detected from the
C100TとG310Tのハプロタイプを検出した図11に示したとおり、5’末端が未標識で、順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識で、第1の逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「G」である生化学反応容器1から産物が検出されている。5’末端が未標識な順方向プライマーの3’末端のヌクレオチドが「C」、5’末端が未標識な逆方向プライマーの3’末端の相補的なヌクレオチドが「T」である生化学反応容器2から産物が検出されている。
As shown in FIG. 11, in which C100T and G310T haplotypes were detected, the 5 ′ end was unlabeled, the 3 ′ end nucleotide of the forward primer was “C”, the 5 ′ end was unlabeled, and the first reverse direction A product is detected from the
以上のことから総合して判断すると、本検体のハプロタイプはC-G-G、C-C-Tと決定できる。この結果は、使用した検体のアレルと一致する。 Judging from the above, the haplotypes of this specimen can be determined as C-G-G and C-C-T. This result is consistent with the sample allele used.
本実施例2で示したとおり、本発明の手法で得られる電気泳動のパターンはアレルから予想されるパターンと一致する。従って、本発明を用いることで同一染色体上に存在するSNPの組み合わせを一意に決定することができる。 As shown in Example 2, the electrophoresis pattern obtained by the method of the present invention matches the pattern expected from the allele. Therefore, a combination of SNPs existing on the same chromosome can be uniquely determined by using the present invention.
301:標的核酸
303:標的核酸の相補鎖
305:第1の順方向プライマー
307:第2の順方向プライマー
309:第1の順方向プライマーに修飾される第1の標識
311:第2の順方向プライマーに修飾される第2の標識
313:第1の逆方向プライマー
315:第2の逆方向プライマー
317:第1の逆方向プライマーに修飾される第1の標識
319:第2の逆方向プライマーに修飾される第2の標識
501:第1の染色体を構成する核酸
503:第2の染色体を構成する核酸
301: target nucleic acid 303:
Claims (4)
以下の(1)〜(3)の工程を有することを特徴とする。
(1)第1の多型部位がそれぞれ野生型及び変異型である2種の標的核酸をそれぞれ特異的に増幅する野生型用と変異型用の2種類から選択した1種の順方向プライマーと、第2の多型部位がそれぞれ野生型及び変異型である2種の標的核酸のその相補鎖をそれぞれ特異的に増幅する野生型用と変異型用の2種類から選択した1種の逆方向プライマーと、の2種のプライマーを用いた以下の4つの系で、それぞれ検体核酸をPCR増幅処理する工程
(a)前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーの5´末端の両方にはリン酸化標識が付されていない第1の系、
(b)前記順方向プライマーにはリン酸化標識が付されておらず、前記逆方向プライマーの5´末端にリン酸化標識が付されている第2の系、
(c)前記順方向プライマーに5´末端にリン酸化標識が付されており、前記逆方向プライマーの5´末端にはリン酸化標識が付されていない第3の系、及び
(d)前記順方向プライマーと前記逆方向プライマーの5´末端の両方にリン酸化標識が付されている第4の系、
(2)前記(1)の各増幅産物に、ラムダエキソヌクレアーゼ処理をすることで5´末端にリン酸化標識を付したプライマーによって増幅された一本鎖核酸の断片化を行う工程。
(3)前記(2)の処理の結果、断片化されずに残った二本鎖核酸の有無をそれぞれの系で検出することでハプロタイプを決定する工程。 A method for detecting a haplotype of a sample nucleic acid having first and second polymorphic sites,
It has the following processes (1) to (3).
(1) One forward primer selected from two types for wild type and mutant type, each of which specifically amplifies two types of target nucleic acids each having a first polymorphic site of wild type and mutant type , One reverse direction selected from two types, one for wild type and one for mutant type, which specifically amplifies the complementary strands of two types of target nucleic acids, each of which is a wild type and a mutant type, respectively. (A) Phosphorylated label on both the forward primer and the 5 ′ end of the reverse primer in the following four systems using the two types of primers: The first system, not marked with
(B) a second system in which the forward primer is not phosphorylated and the phosphorylated label is attached to the 5 ′ end of the reverse primer;
(C) a third system in which the forward primer is labeled with a phosphorylation at the 5 ′ end and the reverse primer is not labeled with a phosphorylation label at the 5 ′ end; and (d) the forward sequence A fourth system in which phosphorylated labels are attached to both the directional primer and the 5 ′ end of the reverse primer,
(2) A step of fragmenting single-stranded nucleic acid amplified by a primer having a phosphorylated label at the 5 ′ end by treating each amplification product of (1) with lambda exonuclease.
(3) A step of determining a haplotype by detecting in each system the presence or absence of a double-stranded nucleic acid remaining unfragmented as a result of the treatment of (2).
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