JP2010088355A - Primer reagent and method for amplifying nucleic acid by using the same - Google Patents

Primer reagent and method for amplifying nucleic acid by using the same Download PDF

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Mitsuharu Hirai
光春 平井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for amplifying a nucleic acid by which a target sequence can be amplified in excellent amplification efficiency. <P>SOLUTION: A PCR is carried out by using at least two kinds of primers satisfying the following condition (I): one primer can hybridize to the 3' side from a region to which the other primer can hybridize in a template nucleic acid, and the Tm value of one primer is lower than the Tm value of the other primer. When the primers satisfying the condition are used, the target sequence in the template nucleic acid can be amplified in the excellent efficiency in the same reaction system. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリメラーゼチェーンリアクションによる目的配列の核酸増幅方法に使用するためのプライマー試薬、および、それを用いた核酸増幅方法に関する。   The present invention relates to a primer reagent for use in a nucleic acid amplification method of a target sequence by polymerase chain reaction, and a nucleic acid amplification method using the same.

臨床や病理学等の様々な分野において、遺伝子の発現解析、機能解析、診断等を目的として、ポリメラーゼチェーンリアクション(PCR)が広く利用されている。PCRは、一般に、(1)熱処理による二本鎖核酸から一本鎖核酸への解離、(2)一本鎖核酸へのプライマーのアニーリング、(3)ポリメラーゼを用いた前記プライマーの伸長、という3ステップを1サイクルとし、このサイクルを繰り返すことによって、目的配列を増幅する方法である。そして、PCRにおいては増幅効率を向上させるために、例えば、PCR反応液に、グリセロール、ホルムアルデヒド等を添加する方法(特許文献1)等が提案されている。このような方法によれば、1サイクルあたり、最大2倍の核酸を得ることができる。   In various fields such as clinical practice and pathology, polymerase chain reaction (PCR) is widely used for the purpose of gene expression analysis, functional analysis, diagnosis, and the like. PCR is generally performed by (1) dissociation of a double-stranded nucleic acid from a single-stranded nucleic acid by heat treatment, (2) annealing of a primer to a single-stranded nucleic acid, and (3) extension of the primer using a polymerase. This is a method of amplifying a target sequence by setting one step as one cycle and repeating this cycle. And in PCR, in order to improve amplification efficiency, the method (patent document 1) etc. which add glycerol, formaldehyde, etc. to a PCR reaction liquid are proposed, for example. According to such a method, a maximum of twice as many nucleic acids can be obtained per cycle.

しかしながら、近年、1サイクルあたり2倍以上の核酸を複製できる、優れた増幅効率の改良PCRの提供が望まれている。
特開2003−144169号公報
However, in recent years, it has been desired to provide improved PCR with excellent amplification efficiency capable of replicating nucleic acid twice or more per cycle.
JP 2003-144169 A

そこで、本発明は、優れた増幅効率で目的配列を増幅するためのプライマー試薬ならびに核酸増幅方法の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a primer reagent and a nucleic acid amplification method for amplifying a target sequence with excellent amplification efficiency.

前記目的を達成するために、本発明のプライマー試薬は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する核酸増幅方法に使用するためのプライマー試薬であって、少なくとも二種類のプライマーを含み、前記プライマーのうち任意の二種類のプライマーが、下記条件(I)を満たすことを特徴とする。
(I)一方のプライマーが、前記鋳型核酸における他方のプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記一方のプライマーのTm値が、前記他方のプライマーのTm値よりも低い
In order to achieve the above object, the primer reagent of the present invention amplifies the target sequence in the template nucleic acid by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. A primer reagent for use in the nucleic acid amplification method, comprising at least two kinds of primers, wherein any two kinds of primers satisfy the following condition (I).
(I) One primer can hybridize to the 3 ′ side of the template nucleic acid relative to the region where the other primer of the template nucleic acid can hybridize, and the Tm value of the one primer Lower than the Tm value of the primer

また、本発明の核酸増幅用試薬は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する核酸増幅方法に使用するための核酸増幅用試薬であって、本発明のプライマー試薬を含むことを特徴とする。   The nucleic acid amplification reagent of the present invention is a nucleic acid amplification method in which a target sequence in a template nucleic acid is amplified by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. A reagent for nucleic acid amplification for use in the present invention, comprising the primer reagent of the present invention.

本発明の核酸増幅方法は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する核酸増幅方法であって、本発明のプライマー試薬を使用することを特徴とする。   The nucleic acid amplification method of the present invention is a nucleic acid amplification method in which a target sequence in a template nucleic acid is amplified by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. The primer reagent of the present invention is used.

本発明の核酸増幅物の製造方法は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する、核酸増幅物の製造方法であって、前記目的配列の増幅を、本発明の核酸増幅方法により行うことを特徴とする。   In the method for producing a nucleic acid amplification product of the present invention, a target sequence in a template nucleic acid is amplified by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. A method for producing a product, wherein the amplification of the target sequence is performed by the nucleic acid amplification method of the present invention.

本発明のプライマー試薬によれば、前述のような条件を満たすプライマーを二種類以上使用することで、同一反応系において、従来のPCRよりも各段に効率良く、目的配列の増幅を行うことが可能である。また、本発明のプライマー試薬における各種プライマーは、Tm値を前記条件(I)を満たすように設計すればたりることから、例えば、プライマーの調製自体を、極めて簡便に行うことができる。このため、簡便に、優れた増幅効率でPCRによる核酸増幅が可能となる。   According to the primer reagent of the present invention, by using two or more kinds of primers that satisfy the conditions described above, the target sequence can be amplified more efficiently in each stage than in conventional PCR in the same reaction system. Is possible. In addition, since various primers in the primer reagent of the present invention can be designed so that the Tm value satisfies the above condition (I), for example, the primer preparation itself can be performed very simply. For this reason, nucleic acid amplification by PCR becomes possible simply and with excellent amplification efficiency.

<プライマー試薬>
本発明のプライマー試薬は、前述のように、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する核酸増幅方法に使用するためのプライマー試薬であって、少なくとも二種類のプライマーを含み、前記プライマーのうち任意の二種類のプライマーが、下記条件(I)を満たすことを特徴とする。
(I)一方のプライマーが、前記鋳型核酸における他方のプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記一方のプライマーのTm値が、前記他方のプライマーのTm値よりも低い
<Primer reagent>
As described above, the primer reagent of the present invention uses a plurality of primers capable of hybridizing the target sequence in the template nucleic acid on the same strand of the template nucleic acid, and amplifies the nucleic acid by PCR in the same reaction system. A primer reagent for use in the method, comprising at least two kinds of primers, wherein any two kinds of primers satisfy the following condition (I).
(I) One primer can hybridize to the 3 ′ side of the template nucleic acid relative to the region where the other primer of the template nucleic acid can hybridize, and the Tm value of the one primer Lower than the Tm value of the primer

本発明のプライマー試薬は、後述するような、本発明の核酸増幅方法ならびに核酸増幅物の製造方法に使用できる。なお、具体的な手法については、後述する。なお、Tm値が相対的に高い程、鋳型核酸に対する結合性は、相対的に高くなる。   The primer reagent of the present invention can be used for the nucleic acid amplification method of the present invention and the method for producing a nucleic acid amplification product as described later. A specific method will be described later. In addition, the higher the Tm value, the higher the binding property to the template nucleic acid.

本発明のプライマー試薬は、前記条件(I)を満たすプライマーを少なくとも二種類含んでいればよく、その他の条件や構成は何ら制限されない。前記プライマー試薬は、プライマーとして、例えば、前記条件(I)を満たす二種類のプライマーのみを含んでもよいし、三種類以上のプライマーを含んでもよい。後者の場合、プライマーのうち、少なくとも二種類が前記条件(I)を満たすプライマーであればよく、前記条件(I)を満たす二種類のプライマーは、任意に設定できる。このようなプライマー試薬の具体例としては、例えば、第1プライマーおよび第2プライマーを含むものがあげられる。前記第1プライマーおよび第2プライマーは、例えば、鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能であり、前記第2プライマーは、前記鋳型核酸における前記第1プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第2プライマーのTm値は、第1プライマーのTm値よりも低い。各プライマーは、前記鋳型核酸の目的配列を増幅できればよいことから、前記第1プライマーがハイブリダイズ可能な領域としては、例えば、前記鋳型核酸において、前記目的配列の全体を含む領域、前記目的配列の3’領域またはそれを含む領域、前記目的配列よりも下流(3’側)の領域であることが好ましい。前記第2プライマーがハイブリダイズ可能な領域としては、前述のように、前記鋳型核酸において、前記第1プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側の領域であり、部分的に第1プライマーがハイブリダイズ可能な領域と重複してもよい。   The primer reagent of this invention should just contain at least 2 types of primer which satisfy | fills said condition (I), and other conditions and structures are not restrict | limited at all. The primer reagent may include, for example, only two types of primers that satisfy the condition (I) as a primer, or may include three or more types of primers. In the latter case, at least two of the primers may be primers satisfying the condition (I), and two kinds of primers satisfying the condition (I) can be arbitrarily set. Specific examples of such primer reagents include those containing a first primer and a second primer. For example, the first primer and the second primer can hybridize on the same strand of a template nucleic acid, and the second primer has a higher template content than the region of the template nucleic acid to which the first primer can hybridize. Hybridization is possible on the 3 ′ side of the nucleic acid, and the Tm value of the second primer is lower than the Tm value of the first primer. Since each primer only needs to be able to amplify the target sequence of the template nucleic acid, the region to which the first primer can hybridize is, for example, a region containing the entire target sequence in the template nucleic acid, A 3 ′ region, a region including the 3 ′ region, or a region downstream (3 ′ side) from the target sequence is preferable. As described above, the region where the second primer can hybridize is a region 3 ′ side of the template nucleic acid with respect to the region where the first primer can hybridize. It may overlap with the hybridizable region.

本発明のプライマー試薬が、三種類以上のプライマーを含む場合、前述のように、少なくとも二種類が前記条件を満たすプライマーであればよいが、例えば、各プライマーの間で、各々、前記条件(I)を満たすことが好ましい。つまり、各プライマーは、鋳型核酸に対するハイブリダイズ領域が3’側である程、そのハイブリダイズ領域より5’側にハイブリダイズするプライマーよりも、相対的にTm値が低いことが好ましい。このようなプライマー試薬の具体例としては、例えば、前記第1プライマーおよび前記第2プライマーに加えて、さらに、第3プライマーを含むものがあげられる。前記第1、第2および第3プライマーは、例えば、鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能であり、前記第3プライマーは、前記鋳型核酸における前記第2プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第3プライマーのTm値は、前記第2プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。つまり、第1、第2および第3プライマーは、例えば、鋳型核酸に対して、前記鋳型核酸の5’側から3’側に向かって、この順序でハイブリダイズし、各Tm値は、第1プライマー>第2プライマー>第3プライマーという関係になることが好ましい。前記第3プライマーがハイブリダイズ可能な領域としては、前述のように、前記鋳型核酸において、前記第2プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側の領域であり、部分的に、前記第2プライマーがハイブリダイズ可能な領域と重複してもよい。   When the primer reagent of the present invention includes three or more kinds of primers, as described above, at least two kinds of primers may satisfy the above-mentioned conditions. ) Is preferably satisfied. That is, it is preferable that each primer has a lower Tm value as the hybridization region to the template nucleic acid is on the 3 ′ side than the primer that hybridizes on the 5 ′ side with respect to the hybridization region. Specific examples of such a primer reagent include those containing a third primer in addition to the first primer and the second primer. The first, second and third primers can be hybridized, for example, on the same strand of a template nucleic acid, and the third primer is more than the region of the template nucleic acid to which the second primer can hybridize, The template nucleic acid can hybridize to the 3 ′ side, and the Tm value of the third primer is preferably lower than the Tm value of the second primer. That is, the first, second, and third primers, for example, hybridize to the template nucleic acid in this order from the 5 ′ side to the 3 ′ side of the template nucleic acid. It is preferable that the relationship of primer> second primer> third primer is satisfied. As described above, the region to which the third primer can hybridize is a region 3 ′ side of the template nucleic acid from the region to which the second primer can hybridize. The primer may overlap with the hybridizable region.

さらに、第4プライマーを含む場合も同様に、前記鋳型核酸における前記第3プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第4プライマーのTm値は、前記第3プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。このように、本発明のプライマー試薬に含まれるプライマーの種類は、二種類以上であればよく、制限されないが、鋳型核酸において、より3’側にハイブリダイズ可能なプライマーのTm値が、より5’側にハイブリダイズ可能なプライマーのTm値よりも低いことが好ましい。   Further, when the fourth primer is included, the Tm value of the fourth primer can be hybridized to the 3 ′ side of the template nucleic acid with respect to the region where the third primer of the template nucleic acid can hybridize. Is preferably lower than the Tm value of the third primer. As described above, the number of types of primers included in the primer reagent of the present invention may be two or more, and is not limited. However, in the template nucleic acid, the Tm value of the primer that can hybridize to the 3 ′ side is more than 5. It is preferably lower than the Tm value of the primer that can hybridize to the side.

本発明において、鋳型核酸は、例えば、一本鎖核酸でも、二本鎖核酸でもよい。二本鎖核酸の場合、例えば、二本鎖核酸を構成するセンス鎖またはアンチセンス鎖のいずれか一方のみにハイブリダイズ可能なプライマーを使用してもよいが、アンチセンスにハイブリダイズ可能なフォワードプライマーおよびセンス鎖にハイブリダイズ可能なリバースプライマーを含むプライマーセットを使用することが好ましい。以下に、本発明のプライマー試薬について、プライマーセットを含む形態を説明する。なお、フォワードプライマーは、センスプライマー、リバースプライマーは、アンチセンスプライマーともいう。   In the present invention, the template nucleic acid may be, for example, a single-stranded nucleic acid or a double-stranded nucleic acid. In the case of a double-stranded nucleic acid, for example, a primer capable of hybridizing only to either the sense strand or the antisense strand constituting the double-stranded nucleic acid may be used, but a forward primer capable of hybridizing to the antisense It is preferable to use a primer set including a reverse primer capable of hybridizing to the sense strand. Below, the form containing a primer set is demonstrated about the primer reagent of this invention. The forward primer is also called a sense primer, and the reverse primer is also called an antisense primer.

本発明のプライマー試薬は、鋳型核酸がセンス鎖とアンチセンス鎖とからなる二本鎖核酸の場合、前記アンチセンス鎖にハイブリダイズ可能なフォワードプライマーと前記センス鎖にハイブリダイズ可能なリバースプライマーとを有するプライマーセットを、少なくとも二種類含むことが好ましい。そして、前記プライマーセットのうち任意の二種類のプライマーセットにおいて、各フォワードプライマーおよび各リバースプライマーが、それぞれ、前記条件(I)を満たすプライマーであることが好ましい。   When the template nucleic acid is a double-stranded nucleic acid comprising a sense strand and an antisense strand, the primer reagent of the present invention comprises a forward primer that can hybridize to the antisense strand and a reverse primer that can hybridize to the sense strand. It is preferable to include at least two types of primer sets. In any two types of primer sets among the primer sets, each forward primer and each reverse primer are preferably primers that satisfy the condition (I).

本発明のプライマー試薬は、例えば、前記条件(I)を満たすフォワードプライマーとリバースプライマーとを有する二種類のプライマーセットのみを含んでもよいし、三種類以上のプライマーセットを含んでもよい。後者の場合、プライマーセットのうち、少なくとも二種類が、前記条件(I)を満たすフォワードプライマーとリバースプライマーとを有するプライマーセットであることが好ましく、これらの条件を満たすプライマーセットは、任意に設定できる。   The primer reagent of the present invention may include, for example, only two types of primer sets having a forward primer and a reverse primer that satisfy the condition (I), or may include three or more types of primer sets. In the latter case, at least two of the primer sets are preferably primer sets having a forward primer and a reverse primer that satisfy the condition (I), and a primer set that satisfies these conditions can be arbitrarily set. .

このようなプライマー試薬の具体例としては、例えば、第1プライマーセットおよび第2プライマーセットを含むものがあげられる。前記第1プライマーセットは、例えば、第1フォワードプライマー(以下、「F1プライマー」という)と第1リバースプライマー(以下、「R1プライマー」という)を含み、第2プライマーセットは、例えば、第2フォワードプライマー(以下、「F2プライマー」という)と第2リバースプライマー(以下、「R2プライマー」という)を含む。前記第2プライマーセットのF2プライマーは、前記アンチセンス鎖において、前記第1プライマーセットのF1プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側にハイブリダイズ可能であり、前記F2プライマーのTm値は、前記F1プライマーのTm値よりも低く、前記R2プライマーは、前記センス鎖において、前記R1プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側にハイブリダイズ可能であり、前記R2プライマーのTm値は、前記R1プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。前記F1プライマーとF2プライマー、および、前記R1プライマーとR2プライマーは、それぞれ、前述の第1プライマーと前記第2プライマーに相当する。鋳型核酸に対するハイブリダイズ領域の関係から、第1プライマーセットは、例えば、内側のプライマーセット、第2プライマーセットは、例えば、外側のプライマーセットということもできる。   Specific examples of such primer reagents include those containing a first primer set and a second primer set. The first primer set includes, for example, a first forward primer (hereinafter referred to as “F1 primer”) and a first reverse primer (hereinafter referred to as “R1 primer”), and the second primer set includes, for example, a second forward primer. A primer (hereinafter referred to as “F2 primer”) and a second reverse primer (hereinafter referred to as “R2 primer”). The F2 primer of the second primer set can hybridize to the antisense strand 3 'to the region where the F1 primer of the first primer set can hybridize, and the Tm value of the F2 primer is: The Tm value of the R2 primer is lower than the Tm value of the F1 primer, and the R2 primer can hybridize to the 3 ′ side of the region where the R1 primer can hybridize in the sense strand. It is preferably lower than the Tm value of the R1 primer. The F1 primer and the F2 primer and the R1 primer and the R2 primer correspond to the first primer and the second primer, respectively. From the relationship of the hybridizing region to the template nucleic acid, the first primer set can be referred to as, for example, an inner primer set, and the second primer set can be referred to as, for example, an outer primer set.

本発明のプライマー試薬が、三種類以上のプライマーセットを含む場合、例えば、各プライマーセットの間で、フォワードプライマーおよびリバースプライマーが、それぞれ、前記条件(I)を満たすことが好ましい。このようなプライマー試薬の具体例としては、例えば、前記第1プライマーセットおよび前記第2プライマーセットに加えて、さらに、第3プライマーセットを含むものがあげられる。前記第3プライマーセットは、例えば、第3フォワードプライマー(以下、「F3プライマー」という)と第3リバースプライマー(以下、「R3プライマー」という)を含む。第3プライマーセットのF3プライマーは、前記アンチセンス鎖において、前記F2プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側にハイブリダイズ可能であり、前記F3プライマーのTm値は、前記F2プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。また、第3プライマーセットのR3プライマーは、前記センス鎖において、前記R2プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側にハイブリダイズ可能であり、前記R3プライマーのTm値は、前記R2プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。前記F3プライマーおよびR3プライマーは、それぞれ、前述の第3プライマーに相当する。鋳型核酸に対するハイブリダイズ領域の関係から、第3プライマーセットは、第2プライマーセットに対して、さらに外側のプライマーセットということもできる。   When the primer reagent of this invention contains three or more types of primer sets, it is preferable that a forward primer and a reverse primer respectively satisfy | fill the said conditions (I) between each primer sets, for example. Specific examples of such a primer reagent include those containing a third primer set in addition to the first primer set and the second primer set. The third primer set includes, for example, a third forward primer (hereinafter referred to as “F3 primer”) and a third reverse primer (hereinafter referred to as “R3 primer”). The F3 primer of the third primer set can hybridize to the 3 ′ side of the region where the F2 primer can hybridize in the antisense strand, and the Tm value of the F3 primer is the Tm value of the F2 primer. Is preferably lower. In addition, the R3 primer of the third primer set can hybridize 3 ′ to the region where the R2 primer can hybridize in the sense strand, and the Tm value of the R3 primer is the Tm value of the R2 primer. Preferably it is lower than the value. The F3 primer and the R3 primer respectively correspond to the above-described third primer. From the relationship of the hybridizing region with respect to the template nucleic acid, the third primer set can also be referred to as an outer primer set with respect to the second primer set.

さらに、第4プライマーセットを含む場合も同様である。第4プライマーセットは、例えば、第4フォワードプライマー(以下、「F4プライマー」という)と第4リバースプライマー(以下、「R4プライマー」という)とを含む。第4プライマーセットのF4プライマーは、前記アンチセンス鎖において、前記F3プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側にハイブリダイズ可能であり、前記F4プライマーのTm値は、前記F3プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。また、第4プライマーセットのR4プライマーは、前記センス鎖において、前記R3プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも3’側にハイブリダイズ可能であり、前記R4プライマーのTm値は、前記R3プライマーのTm値よりも低いことが好ましい。前記F4プライマーおよびR4プライマーは、それぞれ、前述の第4プライマーに相当する。鋳型核酸に対するハイブリダイズ領域の関係から、第4プライマーセットは、第3プライマーセットに対して、さらに外側のプライマーセットということもできる。このように、本発明のプライマー試薬に含まれるプライマーセットの種類は、特に制限されないが、鋳型核酸(センス鎖およびアンチセンス鎖)において、より3’側(より外側)にハイブリダイズ可能なプライマーセットのフォワードプライマーおよびリバースプライマーのTm値が、それぞれ、より5’側にハイブリダイズ可能なプライマーセットのフォワードプライマーおよびリバースプライマーのTm値よりも、低いことが好ましい。   Further, the same applies when the fourth primer set is included. The fourth primer set includes, for example, a fourth forward primer (hereinafter referred to as “F4 primer”) and a fourth reverse primer (hereinafter referred to as “R4 primer”). The F4 primer of the fourth primer set can hybridize 3 ′ to the region where the F3 primer can hybridize in the antisense strand, and the Tm value of the F4 primer is the Tm value of the F3 primer. Is preferably lower. In addition, the R4 primer of the fourth primer set can hybridize 3 ′ to the region where the R3 primer can hybridize in the sense strand, and the Tm value of the R4 primer is the Tm value of the R3 primer. Preferably it is lower than the value. Each of the F4 primer and the R4 primer corresponds to the aforementioned fourth primer. From the relationship of the hybridizing region with the template nucleic acid, the fourth primer set can also be referred to as an outer primer set with respect to the third primer set. As described above, the kind of the primer set included in the primer reagent of the present invention is not particularly limited, but the primer set capable of hybridizing to the 3 ′ side (more outside) in the template nucleic acid (sense strand and antisense strand). The Tm values of the forward primer and the reverse primer are preferably lower than the Tm values of the forward primer and the reverse primer of the primer set capable of hybridizing to the 5 ′ side, respectively.

本発明において、各プライマーの構成成分は、特に制限されないが、例えば、DNA、RNA、RNAアナログであるLNA等の核酸、ペプチド核酸であるPNA、架橋化核酸であるBNA等の人工核酸等があげられる。   In the present invention, the constituent components of each primer are not particularly limited, and examples thereof include DNA, RNA, nucleic acids such as LNA that is an RNA analog, PNA that is a peptide nucleic acid, and artificial nucleic acids such as BNA that is a cross-linked nucleic acid. It is done.

Tm値について説明する。二本鎖核酸(例えば、二本鎖DNA)を含む溶液を加熱していくと、260nmにおける吸光度が上昇する。これは、二本鎖核酸における両鎖間の水素結合が加熱によってほどけ、一本鎖核酸(例えば、一本鎖DNA)に解離(融解)することが原因である。そして、全ての二本鎖核酸が解離して一本鎖核酸になると、その吸光度は加熱開始時の吸光度(二本鎖核酸のみの吸光度)の約1.5倍程度を示し、これによって融解が完了したと判断できる。この現象に基づき、融解温度Tmとは、一般に、吸光度が、吸光度全上昇分の50%に達した時の温度と定義される。   The Tm value will be described. When a solution containing a double-stranded nucleic acid (for example, double-stranded DNA) is heated, the absorbance at 260 nm increases. This is because hydrogen bonds between both strands in the double-stranded nucleic acid are unwound by heating and dissociated (melted) into single-stranded nucleic acid (for example, single-stranded DNA). When all the double-stranded nucleic acids are dissociated into single-stranded nucleic acids, the absorbance is about 1.5 times the absorbance at the start of heating (absorbance of only double-stranded nucleic acids), thereby melting. It can be judged that it has been completed. Based on this phenomenon, the melting temperature Tm is generally defined as the temperature at which the absorbance reaches 50% of the total increase in absorbance.

プライマーのTm値の設定方法は、特に制限されず、従来公知の方法が採用できる。具体例としては、例えば、各プライマーの長さや、GC含量によって調節できる。長さにより調節する場合、一般的に、プライマーが相対的に短い程、Tm値を相対的に低く設定することができる。例えば、前述のような第1プライマーと第2プライマーとを使用する場合は、第2プライマーの長さを、第1プライマーよりも短く設定することが好ましい。これによって、第2プライマーのTm値を、第1プライマーのTm値よりも相対的に低い値に設定することができる。また、GC含量によって調節する場合、例えば、GC含量が相対的に低い程、Tm値を相対的に低く設定することができる。例えば、前述のような第1プライマーと第2プライマーとを使用する場合は、前記第2プライマーのGC含量を、第1プライマーよりも低く設定することが好ましい。また、プライマーの長さとGC含量との両方によって、Tm値を設定することもできる。これらの他にも、例えば、第1プライマーを、前述したLNA、PNA、BNA等の人工核酸を含む配列、または、第2プライマーよりも含有個数が多い配列とし、第2プライマーを、これらの人工核酸を含まない配列、または、第1プライマーよりも含有個数が少ない配列とすることで、第1プライマーのTm値を相対的に高く、第2プライマーのTm値を相対的に低く設定することができる。   The method for setting the Tm value of the primer is not particularly limited, and a conventionally known method can be adopted. As a specific example, it can adjust with the length of each primer, and GC content, for example. When adjusting by length, generally, the shorter the primer, the lower the Tm value can be set. For example, when using the first primer and the second primer as described above, it is preferable to set the length of the second primer to be shorter than the first primer. Thereby, the Tm value of the second primer can be set to a value relatively lower than the Tm value of the first primer. Moreover, when adjusting with GC content, for example, Tm value can be set relatively low, so that GC content is relatively low. For example, when using the first primer and the second primer as described above, it is preferable to set the GC content of the second primer lower than that of the first primer. Moreover, Tm value can also be set with both the length of a primer, and GC content. In addition to these, for example, the first primer is a sequence containing an artificial nucleic acid such as LNA, PNA, or BNA described above, or a sequence containing a larger number than the second primer. By using a sequence that does not contain a nucleic acid or a sequence that contains less than the first primer, the Tm value of the first primer can be set relatively high and the Tm value of the second primer can be set relatively low. it can.

また、Tm値を考慮したプライマー配列の設計は、例えば、従来公知のMELTCALCソフトウエア(http://www.meltcalc.com/)や最近接塩基対法(Nearest Neighbor Method)等により行うこともできる。このようなソフトウエア等を用いて設計したプライマーについては、例えば、実際に行うPCRの条件下で、Tm値を確認することが好ましい。   In addition, the primer sequence can be designed in consideration of the Tm value by, for example, the conventionally known MELTCALC software (http://www.meltcalc.com/) or the nearest base pair method (Nearest Neighbor Method). . For primers designed using such software or the like, for example, it is preferable to confirm the Tm value under the conditions of PCR actually performed.

プライマー間のTm値の差は、特に制限されないが、鋳型核酸におけるハイブリダイズ領域が隣接するプライマー間のTm値の差(例えば、第1プライマーと第2プライマーとのTm値の差、第2プライマーと第3プライマーとのTm値との差)は、0.1〜20℃であることが好ましく、より好ましくは1〜15℃であり、特に好ましくは5〜10℃である。   The difference in Tm value between primers is not particularly limited, but the difference in Tm value between primers adjacent to the hybridizing region in the template nucleic acid (for example, the difference in Tm value between the first primer and the second primer, the second primer) The difference between the Tm value and the third primer is preferably 0.1 to 20 ° C., more preferably 1 to 15 ° C., and particularly preferably 5 to 10 ° C.

各プライマーの長さは、特に制限されないが、例えば、5〜50塩基であり、好ましくは10〜40塩基であり、より好ましくは15〜30塩基である。各プライマーは、鋳型核酸とハイブリダイズ可能とするために、前記鋳型核酸と相補的であることが好ましく、具体的には、プライマー配列の80%以上が相補的であることが好ましく、より好ましくは90%以上であり、特に好ましくは100%である。   Although the length in particular of each primer is not restrict | limited, For example, it is 5-50 bases, Preferably it is 10-40 bases, More preferably, it is 15-30 bases. Each primer is preferably complementary to the template nucleic acid so that it can hybridize with the template nucleic acid. Specifically, 80% or more of the primer sequence is preferably complementary, more preferably It is 90% or more, and particularly preferably 100%.

本発明のプライマー試薬において、各プライマーの割合は、特に制限されないが、例えば、相対的にTm値が高いプライマーと、相対的にTm値が低いプライマーとのモル比が、1:0.01〜1:100の範囲であることが好ましく、より好ましくは、1:0.1〜1:10の範囲であり、特に好ましくは、1:0.5〜1:2の範囲である。具体例として、前記第1プライマー(X)と前記第2プライマー(Y)とのモル比(X:Y)は、例えば、1:0.01〜1:100の範囲であることが好ましく、より好ましくは、1:0.1〜1:10の範囲であり、特に好ましくは、1:0.5〜1:2の範囲である。また、さらに、前記第3プライマーを含む場合、前記第1プライマー(X)と前記第3プライマー(Z)とのモル比(X:Z)は、例えば、1:0.01〜1:100の範囲であることが好ましく、より好ましくは、1:0.1〜1:10の範囲であり、特に好ましくは、1:0.5〜1:2の範囲である。また、フォワードプライマーとリバースプライマーとを含む場合、フォワードプライマー(F)とリバースプライマー(R)とのモル比(F:R)は、例えば、1:0.01〜1:100の範囲であることが好ましく、より好ましくは、1:0.1〜1:10の範囲であり、特に好ましくは、1:0.5〜1:2の範囲である。   In the primer reagent of the present invention, the ratio of each primer is not particularly limited. For example, the molar ratio of a primer having a relatively high Tm value and a primer having a relatively low Tm value is 1: 0.01 to A range of 1: 100 is preferable, a range of 1: 0.1 to 1:10 is more preferable, and a range of 1: 0.5 to 1: 2 is particularly preferable. As a specific example, the molar ratio (X: Y) between the first primer (X) and the second primer (Y) is preferably in the range of 1: 0.01 to 1: 100, for example. Preferably, it is in the range of 1: 0.1 to 1:10, and particularly preferably in the range of 1: 0.5 to 1: 2. Further, when the third primer is included, the molar ratio (X: Z) between the first primer (X) and the third primer (Z) is, for example, 1: 0.01 to 1: 100. It is preferably in the range, more preferably in the range of 1: 0.1 to 1:10, and particularly preferably in the range of 1: 0.5 to 1: 2. When the forward primer and the reverse primer are included, the molar ratio (F: R) of the forward primer (F) and the reverse primer (R) is, for example, in the range of 1: 0.01 to 1: 100. Is preferable, more preferably in the range of 1: 0.1 to 1:10, and particularly preferably in the range of 1: 0.5 to 1: 2.

本発明のプライマー試薬の形態は、特に制限されず、例えば、ドライ系(乾燥体)であってもウェット系(液体)であってもよい。本発明の核酸増幅用試薬において、各プライマーは、例えば、それぞれ別個で容器等に収納されてもよいが、同一反応系で使用することから、混合した状態で、同じ容器に収容されていることが好ましい。本発明のプライマーは、例えば、プライマーキットであってもよく、例えば、さらに、使用説明書、PCRに必要な後述する他の成分を、さらに含んでもよい。   The form of the primer reagent of the present invention is not particularly limited, and may be, for example, a dry system (dry body) or a wet system (liquid). In the reagent for nucleic acid amplification of the present invention, for example, each primer may be stored separately in a container or the like, but since it is used in the same reaction system, it must be stored in the same container in a mixed state. Is preferred. The primer of the present invention may be, for example, a primer kit, and may further include, for example, instructions for use and other components described later necessary for PCR.

<核酸増幅用試薬>
本発明の核酸増幅用試薬は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する核酸増幅方法に使用するための核酸増幅用試薬であって、本発明のプライマー試薬を含むことを特徴とする。本発明の核酸増幅用試薬は、本発明のプライマー試薬を含んでいればよく、その他の構成等は何ら制限されず、使用方法も同様である。
<Reagent for nucleic acid amplification>
The nucleic acid amplification reagent of the present invention is used in a nucleic acid amplification method in which a target sequence in a template nucleic acid is amplified by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. It is a nucleic acid amplification reagent for carrying out, It is characterized by including the primer reagent of this invention. The nucleic acid amplification reagent of the present invention only needs to contain the primer reagent of the present invention, and other configurations are not limited at all, and the usage method is also the same.

本発明の核酸増幅用試薬の形態は、例えば、本発明のプライマー試薬と同様に、特に制限されず、例えば、ドライ系(乾燥体)であってもウェット系(液体)であってもよい。本発明の核酸増幅用試薬がドライ系の場合、使用時に、適当な溶媒を添加して、核酸増幅反応に使用することが好ましい。また、本発明の核酸増幅用試薬が、例えば、ウェット系であって、プライマーの含有濃度が、後述するような使用時の反応系における濃度よりも高い場合は、適当な溶媒や、鋳型核酸を含有する溶媒等を添加して、核酸増幅反応に使用することが好ましい。また、本発明の核酸増幅用試薬において、各プライマーは、例えば、それぞれ別個で容器等に収納されてもよいが、同一反応系で使用することから、混合した状態で、同じ容器に収容されていることが好ましい。   The form of the reagent for nucleic acid amplification of the present invention is not particularly limited, for example, similarly to the primer reagent of the present invention, and may be, for example, a dry system (dry body) or a wet system (liquid). When the nucleic acid amplification reagent of the present invention is a dry system, it is preferable to add an appropriate solvent to the nucleic acid amplification reaction at the time of use. In addition, when the nucleic acid amplification reagent of the present invention is, for example, a wet system and the concentration of the primer is higher than the concentration in the reaction system at the time of use as described later, an appropriate solvent or template nucleic acid is used. It is preferable to use the nucleic acid amplification reaction after adding a solvent or the like. In the nucleic acid amplification reagent of the present invention, each primer may be stored separately in a container or the like, for example, but since it is used in the same reaction system, it is stored in the same container in a mixed state. Preferably it is.

本発明の核酸増幅用試薬は、例えば、前述のプライマーの他に、核酸増幅に必要な他の成分をさらに含んでもよい。前記他の成分としては、特に制限されず、従来公知の成分があげられ、その割合も特に制限されない。前記他の成分としては、例えば、ポリメラーゼ、ヌクレオシド三リン酸(dNTP)、緩衝剤、水や緩衝液等の溶媒等があげられる。この他にも、例えば、グリセロ−ル、ヘパリン、ベタイン、KCl、MgCl、MgSO、グリセロール等を含んでもよい。 The reagent for nucleic acid amplification of the present invention may further contain, for example, other components necessary for nucleic acid amplification in addition to the primers described above. The other components are not particularly limited and include conventionally known components, and the ratios thereof are not particularly limited. Examples of the other components include polymerases, nucleoside triphosphates (dNTPs), buffers, solvents such as water and buffer solutions, and the like. In addition, for example, glycerol, heparin, betaine, KCl, MgCl 2 , MgSO 4 , glycerol and the like may be included.

前記ポリメラーゼとしては、特に制限されず、例えば、従来からPCR等に使用されているポリメラーゼがあげられる。前記ポリメラーゼとしては、例えば、耐熱性細菌由来のポリメラーゼが好ましく、具体例としては、テルムス・アクアティカス(Thermus aquaticus)由来DNAポリメラーゼ(米国特許第4,889,818号および同第5,079,352号)(商品名Taqポリメラーゼ)、テルムス・テルモフィラス(Thermus thermophilus)由来DNAポリメラーゼ(WO 91/09950)(rTth DNA polymerase)、ピロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)由来DNAポリメラーゼ(WO 92/9689)(Pfu DNA polymerase:Stratagenes社製)、テルモコッカス・リトラリス(Thermococcus litoralis)由来DNAポリメラーゼ(EP−A 455 430)(商標Vent:New England Biolabs社製)等があげられる。また、ポリメラーゼは、例えば、5’→3’エキソヌクレアーゼ活性を欠損するポリメラーゼが好ましい。このように5’→3’エキソヌクレアーゼ活性を欠損するポリメラーゼによれば、例えば、ポリメラーゼによるプライマーの切断を十分に回避できる。このように5’→3’エキソヌクレアーゼ活性を欠損するポリメラーゼとしては、例えば、市販品として、Gene Taq(ニッポンジーン)、TITANIUM Taq(クロンテック)、ΔTth(東洋紡)等があげられる。また、ポリメラーゼは、鎖置換活性を有するものが好ましい。 The polymerase is not particularly limited, and examples thereof include polymerases conventionally used for PCR and the like. As the polymerase, for example, a polymerase derived from a thermostable bacterium is preferable. Specific examples include DNA polymerases derived from Thermus aquaticus (US Pat. Nos. 4,889,818 and 5,079,352). No.) (trade name Taq polymerase), DNA polymerase derived from Thermus thermophilus (WO 91/09950) (rTth DNA polymerase), DNA polymerase derived from Pyrococcus furiosus (WO 92f / 89) polymerase: manufactured by Stratagenes, Thermococcus litoralis lis) -derived DNA polymerase (EP-A 455 430) (Trademark Vent: New England Biolabs). The polymerase is preferably, for example, a polymerase that lacks 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity. Thus, according to the polymerase lacking 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity, for example, cleavage of the primer by the polymerase can be sufficiently avoided. Examples of the polymerase lacking the 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity as described above include, for example, Gene Taq (Nippon Gene), TITANIUM Taq (Clontech), ΔTth (Toyobo) and the like. The polymerase preferably has a strand displacement activity.

ヌクレオシド三リン酸(dNTP)としては、例えば、dATP、dCTP、dGTP、dTTPおよびdUTPがあげられ、これらの混合物を使用することが好ましい。   Examples of the nucleoside triphosphate (dNTP) include dATP, dCTP, dGTP, dTTP, and dUTP, and it is preferable to use a mixture thereof.

前記緩衝剤としては、例えば、Tris−HCl、Tricine、MES、MOPS、HEPES、CAPS等の緩衝剤があげられる。前記溶媒としては、例えば、水、前記緩衝剤を含む緩衝液等があげられる。前記緩衝液において、例えば、pHや含有する緩衝剤の濃度等は、特に制限されず、従来公知の条件が適用できる。   Examples of the buffer include buffers such as Tris-HCl, Tricine, MES, MOPS, HEPES, and CAPS. Examples of the solvent include water, a buffer solution containing the buffer, and the like. In the buffer solution, for example, pH and the concentration of the buffering agent to be contained are not particularly limited, and conventionally known conditions can be applied.

本発明の核酸増幅用試薬は、例えば、核酸増幅用キットであってもよく、例えば、さらに、使用説明書を含んでもよい。   The nucleic acid amplification reagent of the present invention may be, for example, a nucleic acid amplification kit, and may further include instructions for use, for example.

<核酸増幅方法>
本発明の核酸増幅方法は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する核酸増幅方法であって、プライマーとして、本発明のプライマー試薬を使用することを特徴とする。本発明においては、プライマーとして、前述した本発明のプライマー試薬を使用することが特徴であって、それ以外の条件は、何ら制限されず、例えば、従来のPCRによって核酸を増幅することができる。
<Nucleic acid amplification method>
The nucleic acid amplification method of the present invention is a nucleic acid amplification method in which a target sequence in a template nucleic acid is amplified by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. The primer reagent of the present invention is used as a primer. In the present invention, the primer reagent of the present invention described above is used as a primer, and other conditions are not limited at all. For example, a nucleic acid can be amplified by conventional PCR.

本発明の核酸増幅方法は、例えば、下記(A)〜(C)工程を含むことが好ましい。
(A)前記鋳型核酸と前記プライマー試薬とを含む反応系を加熱し、前記鋳型核酸を一本鎖にする工程
(B)前記反応系の温度を降下させ、前記一本鎖の鋳型核酸へのプライマーのアニーリングおよび前記プライマーからの伸長反応を行う工程
(C)前記(A)工程および(B)工程を、繰り返し行う工程
The nucleic acid amplification method of the present invention preferably includes, for example, the following steps (A) to (C).
(A) heating the reaction system containing the template nucleic acid and the primer reagent to make the template nucleic acid single-stranded (B) lowering the temperature of the reaction system, Step of performing primer annealing and extension reaction from the primer (C) Step of repeating the steps (A) and (B)

本発明において、PCRの開始時の鋳型核酸、すなわち、一回目の前記(A)工程における鋳型核酸は、例えば、一本鎖核酸でも二本鎖核酸でもよい。前記一回目の(A)工程における鋳型核酸が二本鎖の場合、加熱で二本鎖が一本鎖に解離されるため、続く、(B)工程で、一本鎖へのプライマーのアニーリングが可能となる。また、PCR開始時の鋳型核酸が一本鎖の場合、一回目の(A)工程は、例えば、省略することもできるが、例えば、前記(A)工程によって、PCR開始前に、すでに一本鎖の鋳型核酸にアニーリングしたプライマーを、前記鋳型核酸から解離させておくことが好ましい。   In the present invention, the template nucleic acid at the start of PCR, that is, the template nucleic acid in the first step (A) may be, for example, a single-stranded nucleic acid or a double-stranded nucleic acid. When the template nucleic acid in the first step (A) is double stranded, the double strand is dissociated into single strands by heating. Therefore, in step (B), primer annealing to the single strand is performed. It becomes possible. In addition, when the template nucleic acid at the start of PCR is single-stranded, the first step (A) can be omitted, for example. It is preferable to dissociate the primer annealed to the template nucleic acid of the strand from the template nucleic acid.

一方、前記(C)工程の二回目以降の(A)工程において、加熱前の鋳型核酸は、通常、二本鎖核酸である。これは、一回目の前記(A)工程における鋳型核酸が一本鎖核酸であるか二本鎖核酸であるかにかかわらず、(B)工程により、一本鎖の鋳型核酸と、それにアニーリングしたプライマーの伸長鎖とから、二本鎖核酸が形成されるためである。前記(B)工程で形成された二本鎖核酸は、引き続き、(A)工程における鋳型核酸となり、加熱処理によって、一本鎖に解離される。   On the other hand, in step (A) after the second time of step (C), the template nucleic acid before heating is usually a double-stranded nucleic acid. Regardless of whether the template nucleic acid in the first step (A) is a single-stranded nucleic acid or a double-stranded nucleic acid, the single-stranded template nucleic acid was annealed to the single-stranded template nucleic acid by the step (B). This is because a double-stranded nucleic acid is formed from the extended strand of the primer. The double-stranded nucleic acid formed in the step (B) subsequently becomes a template nucleic acid in the step (A), and is dissociated into single strands by heat treatment.

前記(B)工程では、前記反応系の温度を降下させ、解離した前記一本鎖の鋳型核酸へのプライマーのアニーリングおよび前記プライマーからの伸長反応を行う。本発明における各種プライマーは、相対的に高いTm値を有するプライマーから順に、優先的にアニーリングならびに伸長反応が起こる。具体的なメカニズムについては後述する。   In the step (B), the temperature of the reaction system is lowered, and annealing of the primer to the dissociated single-stranded template nucleic acid and extension reaction from the primer are performed. Various primers in the present invention undergo annealing and extension reactions preferentially in the order of primers having relatively high Tm values. A specific mechanism will be described later.

前記(C)工程において、前記(A)工程および(B)工程の繰り返し回数は特に制限されないが、(A)工程および(B)工程を1サイクルとした場合、合計10〜100サイクルが好ましく、より好ましくは合計30〜50サイクルである。本発明の核酸増幅方法によれば、前述のように、増幅効率に優れることから、例えば、従来のサイクル数(例えば、37〜38サイクル)よりも格段に少ないサイクル数(例えば、28サイクル)で同程度の増幅が可能となる。   In the step (C), the number of repetitions of the step (A) and the step (B) is not particularly limited, but when the step (A) and the step (B) are 1 cycle, a total of 10 to 100 cycles is preferable. More preferably, the total is 30 to 50 cycles. According to the nucleic acid amplification method of the present invention, since the amplification efficiency is excellent as described above, for example, the number of cycles is significantly smaller (for example, 28 cycles) than the conventional cycle number (for example, 37 to 38 cycles). The same level of amplification is possible.

以下に、本発明の核酸増幅方法について、本発明のプライマー試薬として、前記第1プライマーセットおよび前記第2プライマーセットを含むプライマー試薬を使用し、二本鎖核酸を鋳型として、目的配列の増幅を行う一例をあげて説明する。なお、本発明で使用するプライマー試薬は、本発明のプライマー試薬であればよく、第1および第2プライマーセットを含むプライマー試薬には制限されない。また、本発明の核酸増幅方法は、この実施形態には制限されない。   For the nucleic acid amplification method of the present invention, a primer reagent comprising the first primer set and the second primer set is used as a primer reagent of the present invention, and amplification of a target sequence is performed using a double-stranded nucleic acid as a template. An example will be described. In addition, the primer reagent used by this invention should just be the primer reagent of this invention, and is not restrict | limited to the primer reagent containing a 1st and 2nd primer set. Further, the nucleic acid amplification method of the present invention is not limited to this embodiment.

まず、前述のF1プライマーおよびR1プライマーを含む第1プライマーセット、ならびに、F2プライマーおよびR2プライマーを含む第2プライマーセットを準備する。そして、これらのプライマーセットと二本鎖の鋳型核酸を溶媒に混合して、反応系を準備する。前記鋳型核酸としては、特に制限されないが、例えば、二本鎖DNAがあげられる。二本鎖DNAとしては、例えば、生体試料や環境試料等の試料に元来含まれている二本鎖DNAでもよいし、トータルRNAやmRNA等のRNAから、例えば、RT−PCR(Reverse Transcription PCR))等の逆転写反応により合成したcDNA等があげられる。   First, a first primer set including the aforementioned F1 primer and R1 primer and a second primer set including the F2 primer and R2 primer are prepared. Then, these primer set and double-stranded template nucleic acid are mixed in a solvent to prepare a reaction system. The template nucleic acid is not particularly limited, and examples thereof include double-stranded DNA. As the double-stranded DNA, for example, double-stranded DNA originally contained in a sample such as a biological sample or an environmental sample may be used, or from RNA such as total RNA or mRNA, for example, RT-PCR (Reverse Transcription PCR). )) And the like synthesized by reverse transcription reaction.

前記反応系は、前記第1および第2プライマーセットの他に、前述のように、ポリメラーゼ、dNTP等を含有することが好ましい。前記溶媒としては、前述のような、水、各種緩衝液、市販のPCR用緩衝液、市販のPCRキットの緩衝液等が使用できる。   In addition to the first and second primer sets, the reaction system preferably contains a polymerase, dNTP, etc. as described above. As the solvent, water, various buffer solutions, commercially available PCR buffer solutions, commercially available PCR kit buffer solutions and the like can be used as described above.

前記反応系における各プライマーセットの割合は、特に制限されないが、例えば、以下のような濃度があげられる。前記反応系において、前記F1プライマーの最終濃度は、例えば、0.1〜10μmol/Lであることが好ましく、より好ましくは0.25〜2μmol/Lであり、前記R1プライマーの最終濃度は、例えば、0.1〜10μmol/Lであることが好ましく、より好ましくは0.25〜2μmol/Lである。前記反応系において、前記F2プライマーの最終濃度は、例えば、0.1〜10μmol/Lであることが好ましく、より好ましくは0.25〜2μmol/Lであり、前記R2プライマーの最終濃度は、例えば、0.1〜10μmol/Lであることが好ましく、より好ましくは0.25〜2μmol/Lである。前記反応系において、前記F1プライマーと前記F2プライマーとのモル比、および、前記R1プライマーと前記R2プライマーとのモル比は、それぞれ、前述の第1プライマーと第2プライマーとのモル比と同様である。   The ratio of each primer set in the reaction system is not particularly limited, and examples thereof include the following concentrations. In the reaction system, the final concentration of the F1 primer is preferably, for example, 0.1 to 10 μmol / L, more preferably 0.25 to 2 μmol / L, and the final concentration of the R1 primer is, for example, 0.1 to 10 μmol / L, more preferably 0.25 to 2 μmol / L. In the reaction system, the final concentration of the F2 primer is, for example, preferably 0.1 to 10 μmol / L, more preferably 0.25 to 2 μmol / L, and the final concentration of the R2 primer is, for example, 0.1 to 10 μmol / L, more preferably 0.25 to 2 μmol / L. In the reaction system, the molar ratio between the F1 primer and the F2 primer and the molar ratio between the R1 primer and the R2 primer are the same as the molar ratio between the first primer and the second primer, respectively. is there.

前記反応系において、ポリメラーゼの添加割合は、特に制限されず、例えば、使用するポリメラーゼの種類等に応じて適宜決定できる。前記反応系におけるポリメラーゼの最終濃度は、例えば、5〜50U/mLであり、好ましくは1〜100U/mLであり、より好ましくは20〜30U/mLである。なお、ポリメラーゼの活性単位(U)は、一般に、活性化サケ精子DNAを鋳型プライマーとして、活性測定用反応液中、74℃で、30分間に10nmolの全ヌクレオチドを酸不溶性沈殿物に取り込む活性が1Uである。前記活性測定用反応液の組成は、例えば、25mM TAPS buffer(pH9.3、25℃)、50mM KCl、2mM MgCl、1mMメルカプトエタノール、200μM dATP、200μM dGTP、200μM dTTP、100μM「α−32P」dCTP、0.25mg/mL活性化サケ精子DNAである。 In the reaction system, the addition ratio of the polymerase is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on, for example, the type of polymerase used. The final concentration of the polymerase in the reaction system is, for example, 5 to 50 U / mL, preferably 1 to 100 U / mL, and more preferably 20 to 30 U / mL. The activity unit (U) of polymerase generally has an activity of incorporating 10 nmol of all nucleotides into an acid-insoluble precipitate in an activity measurement reaction solution at 74 ° C. for 30 minutes using activated salmon sperm DNA as a template primer. 1U. The composition of the reaction liquid for activity measurement is, for example, 25 mM TAPS buffer (pH 9.3, 25 ° C.), 50 mM KCl, 2 mM MgCl 2 , 1 mM mercaptoethanol, 200 μM dATP, 200 μM dGTP, 200 μM dTTP, 100 μM “α- 32 P”. DCTP, 0.25 mg / mL activated salmon sperm DNA.

前記反応系において、dNTPの添加割合は、特に制限されないが、例えば、0.01〜1mmol/Lであり、好ましくは0.05〜0.5mmol/Lであり、より好ましくは0.1〜0.3mmol/Lである。   In the reaction system, the addition rate of dNTP is not particularly limited, but is, for example, 0.01 to 1 mmol / L, preferably 0.05 to 0.5 mmol / L, more preferably 0.1 to 0. .3 mmol / L.

前記反応系において、鋳型核酸の添加割合は、特に制限されないが、例えば、1〜10copies/Lであり、好ましくは10〜10copies/Lであり、より好ましくは10〜10copies/Lである。 In the reaction system, the addition ratio of the template nucleic acid is not particularly limited, and is, for example, 1 to 10 8 copies / L, preferably 10 to 10 6 copies / L, and more preferably 10 2 to 10 4 copies. / L.

前記反応系の全体積は、特に制限されず、例えば、サーマルサイクラー等の使用する機器等に応じて適宜決定できる。具体例としては、例えば、1〜500μLであり、好ましくは10〜100μLである。   The total volume of the reaction system is not particularly limited, and can be appropriately determined according to, for example, equipment used such as a thermal cycler. As a specific example, it is 1-500 microliters, for example, Preferably it is 10-100 microliters.

続いて、前記(A)工程として、前記反応系を加熱処理する。これによって、前記反応系に含まれる二本鎖の鋳型核酸が一本鎖に解離される。   Subsequently, as the step (A), the reaction system is heat-treated. As a result, the double-stranded template nucleic acid contained in the reaction system is dissociated into single strands.

前記(A)工程における前記反応系の加熱条件は、特に制限されないが、二本鎖を一本鎖に解離できる温度であることが好ましい。具体例としては、加熱温度は、例えば、90〜99℃が好ましく、より好ましくは92〜95℃であり、処理時間は、例えば、1〜120秒が好ましく、より好ましくは1〜60秒である。   The heating condition of the reaction system in the step (A) is not particularly limited, but is preferably a temperature at which double strands can be dissociated into single strands. As a specific example, for example, the heating temperature is preferably 90 to 99 ° C., more preferably 92 to 95 ° C., and the treatment time is preferably 1 to 120 seconds, and more preferably 1 to 60 seconds, for example. .

次に、前記(B)工程として、前記反応系の温度を降下させる。これによって、前記反応系において、解離した一本鎖の鋳型核酸のそれぞれに、プライマーがアニーリングして、アニーリングした前記プライマーから前記鋳型核酸に相補的な伸長鎖が形成される。   Next, as the step (B), the temperature of the reaction system is lowered. Thus, in the reaction system, a primer is annealed to each of the dissociated single-stranded template nucleic acids, and an extended strand complementary to the template nucleic acid is formed from the annealed primers.

前記(B)工程において、前記反応系の温度の降下条件は、特に制限されず、使用する各プライマーのTm値に応じて適宜決定できる。前記(B)工程において、前記反応系の温度は、例えば、使用するプライマーのTm値のうち最も低いTm値よりも低い温度であることが好ましい。具体例としては、前記反応系の処理温度は、例えば、50〜80℃が好ましく、より好ましくは50〜70℃であり、処理時間は、例えば1〜300秒が好ましく、より好ましくは5〜60秒である。   In the step (B), the temperature drop condition of the reaction system is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the Tm value of each primer to be used. In the step (B), the temperature of the reaction system is preferably lower than, for example, the lowest Tm value among the Tm values of the primers used. As a specific example, the treatment temperature of the reaction system is, for example, preferably 50 to 80 ° C., more preferably 50 to 70 ° C., and the treatment time is preferably 1 to 300 seconds, and more preferably 5 to 60, for example. Seconds.

ここで、(B)工程における各種プライマーのアニーリングと伸長について、図1を用いて説明する。同図は、前記第1プライマーセットおよび第2プライマーセットを用いた、PCRの一回目のサイクルにおける、目的配列の増幅を模式的に示す概略図である。なお、同図において、矢印が核酸配列を示し、矢印の矢頭側の先端が3’末端、矢印の他端が5’末端を示す。同図において、F1は、第1プライマーセットのF1プライマー、R1は、第1プライマーセットのR1プライマー、F2は、第2プライマーセットのF2プライマー、R2は、第2プライマーセットのR2プライマーを示す。また、同図において、前記(A)工程の加熱処理によって解離した一本鎖核酸のうち、センス鎖を「S」、アンチセンス鎖を「AS」で表わし、また、F1プライマー、R1プライマー、F1プライマーおよびR2プライマーからの各伸長鎖を、それぞれ、「F1−e」、「R1−e」、「F2−e」および「F2−e」で表わす。   Here, annealing and extension of various primers in the step (B) will be described with reference to FIG. The figure is a schematic diagram schematically showing amplification of a target sequence in the first cycle of PCR using the first primer set and the second primer set. In the figure, the arrow indicates the nucleic acid sequence, the tip on the arrowhead side of the arrow indicates the 3 'end, and the other end of the arrow indicates the 5' end. In the figure, F1 is the F1 primer of the first primer set, R1 is the R1 primer of the first primer set, F2 is the F2 primer of the second primer set, and R2 is the R2 primer of the second primer set. In the same figure, among the single-stranded nucleic acids dissociated by the heat treatment in the step (A), the sense strand is represented by “S”, the antisense strand is represented by “AS”, and F1 primer, R1 primer, F1 Each extended strand from the primer and R2 primer is represented by “F1-e”, “R1-e”, “F2-e” and “F2-e”, respectively.

前記(A)工程の加熱処理によって解離した二本の一本鎖核酸と、F1プライマーおよびF2プライマーとを含む反応系の温度を降下させると、同図(a)〜(g)に示す反応が進行する。まず、同図(a)に示すように、アンチセンス鎖(AS)にF1プライマーが、センス鎖(S)にR1プライマーが、それぞれ、第2プライマーセットのF2プライマーおよびR2プライマーよりも優先的にアニーリングする。これは、F1プライマーは、F2プライマーよりもTm値が高く、R1プライマーは、R2プライマーよりもTm値が高いためである。続いて、同図(b)に示すように、アニーリングしたF1プライマーからアンチセンス鎖(AS)に相補的な伸長鎖(F1−e1)が、アニーリングしたR1プライマーからセンス鎖(S)に相補的な伸長鎖(R1−e1)が、それぞれ形成される。続いて、同図(c)に示すように、アンチセンス鎖(AS)において、F1プライマーのアニーリング領域よりも外側(3’側)にF2プライマーが、センス鎖(S)において、R1プライマーのアニーリング領域よりも外側(3’側)にR2プライマーが、それぞれアニーリングする。そして、同図(d)に示すように、アニーリングしたF2プライマーからアンチセンス鎖(AS)に相補的な伸長鎖(F2−e1)が、アニーリングしたR2プライマーから、センス鎖(S)に相補的な伸長鎖(R2−e1)が、それぞれ形成される。この際、F2プライマーおよびR2プライマーからの伸長鎖(F2−e1およびR2−e1)の形成により、鎖置換が生じ、同図(b)に示す先に形成されたF1プライマーおよびR1プライマーからの伸長鎖(F1−e1およびR1−e1)は、それぞれアンチセンス鎖(AS)およびセンス鎖(S)から解離して一本鎖となる。   When the temperature of the reaction system comprising the two single-stranded nucleic acids dissociated by the heat treatment in the step (A) and the F1 primer and the F2 primer is lowered, the reactions shown in FIGS. proceed. First, as shown in FIG. 5A, the F1 primer is preferentially placed on the antisense strand (AS) and the R1 primer is preferentially placed on the sense strand (S), respectively, over the F2 primer and R2 primer of the second primer set. Annealing. This is because the F1 primer has a higher Tm value than the F2 primer, and the R1 primer has a higher Tm value than the R2 primer. Subsequently, as shown in FIG. 5B, the extended strand (F1-e1) complementary to the antisense strand (AS) from the annealed F1 primer is complementary to the sense strand (S) from the annealed R1 primer. Each of the elongated chains (R1-e1) is formed. Subsequently, as shown in FIG. 3C, in the antisense strand (AS), the F2 primer is outside (3 ′ side) of the annealing region of the F1 primer, and the R1 primer is annealed in the sense strand (S). The R2 primer anneals to the outside (3 ′ side) of the region. Then, as shown in FIG. 4D, the extension strand (F2-e1) complementary to the antisense strand (AS) from the annealed F2 primer is complementary to the sense strand (S) from the annealed R2 primer. Each of the extended chains (R2-e1) is formed. At this time, formation of extended strands (F2-e1 and R2-e1) from the F2 primer and R2 primer resulted in strand displacement, and extension from the previously formed F1 primer and R1 primer shown in FIG. The strands (F1-e1 and R1-e1) are dissociated from the antisense strand (AS) and the sense strand (S), respectively, to become a single strand.

そして、同図(e)に示すように、解離した前記伸長鎖(F1−e1)には、さらに新たなR1プライマーおよびR2プライマーが、順次アニーリングし、解離した前記伸長鎖(R1−e1)には、さらに新たなF1プライマーおよびF2プライマーが、順次アニーリングする。そして、前記同図(b)〜(d)と同様の反応が起こる。つまり、同図(f)に示すように、前記伸長鎖(F1−e1)にアニーリングした新たなR1プライマーから形成された伸長鎖(R1−e2)は、続いて形成された新たなR2プライマーからの伸長鎖(R2−e2)によって、鋳型である前記伸長鎖(F1−e1)から解離して一本鎖となる。他方、前記伸長鎖(R1−e1)にアニーリングした新たなF1プライマーから形成された伸長鎖(F1−e2)は、続いて形成された新たなF2プライマーから形成された伸長鎖(F2−e2)によって、鋳型である前記伸長鎖(R1−e1)から解離して一本鎖となる。そして、同図(g)に示すように、解離した新たな伸長鎖(R1−e2)にF1プライマーが、伸長鎖(F1−e2)にR1プライマーが、それぞれアニーリングして、相補的な伸長鎖が形成される。前記伸長鎖(R1−e2)は、F1プライマーからの伸長鎖(F1−e1)を鋳型として形成されるため、F1プライマーよりも外側(つまり3’側)にハイブリダイズ可能なF2プライマーのアニーリング領域を有していない。このため、前記伸長鎖(R1−e2)には、F1プライマーのみがアニーリングし、伸長鎖(F1−e3)を形成するが、F2プライマーが結合できず、一本鎖を解離できないため、このサイクルでの増幅は終了する。また、前記伸長鎖(F1−e2)も同様に、R1プライマーからの伸長鎖(R1−e1)を鋳型として形成されるため、R1プライマーよりも外側(つまり3’側)にハイブリダイズ可能なR2プライマーのアニーリング領域を有していない。このため、前記伸長鎖(F1−e2)には、R1プライマーのみがアニーリングし、伸長鎖(R1−e3)を形成するが、R2プライマーが結合できず、一本鎖を解離できないため、このサイクルでの増幅は終了する。このように、本実施形態によれば、一回目のサイクルで、例えば、開始時の二本鎖核酸を含めて、最終的に、一本鎖として合計12本の増幅物を得ることができる。   Then, as shown in FIG. 4E, the dissociated extended strand (F1-e1) is further annealed with new R1 primer and R2 primer in order, and the dissociated extended strand (R1-e1) is dissociated. In addition, new F1 and F2 primers are annealed sequentially. And the reaction similar to the said figure (b)-(d) occurs. That is, as shown in FIG. 5 (f), the extended strand (R1-e2) formed from the new R1 primer annealed to the extended strand (F1-e1) By the extended chain (R2-e2), it is dissociated from the extended chain (F1-e1) as a template to become a single chain. On the other hand, the extended strand (F1-e2) formed from the new F1 primer annealed to the extended strand (R1-e1) is the extended strand (F2-e2) formed from the subsequently formed new F2 primer. To dissociate from the extended strand (R1-e1), which is a template, into a single strand. Then, as shown in FIG. 5G, the F1 primer anneals to the new dissociated extended strand (R1-e2), the R1 primer anneals to the extended strand (F1-e2), and the complementary extended strand. Is formed. Since the extension strand (R1-e2) is formed using the extension strand (F1-e1) from the F1 primer as a template, the annealing region of the F2 primer that can hybridize to the outside (that is, the 3 ′ side) of the F1 primer Does not have. For this reason, only the F1 primer anneals to the extended strand (R1-e2) to form the extended strand (F1-e3), but the F2 primer cannot bind and the single strand cannot be dissociated. The amplification at is finished. Similarly, since the extended strand (F1-e2) is also formed using the extended strand (R1-e1) from the R1 primer as a template, R2 capable of hybridizing to the outside (that is, the 3 ′ side) from the R1 primer. Does not have primer annealing region. For this reason, only the R1 primer anneals to the extended strand (F1-e2) to form the extended strand (R1-e3), but the R2 primer cannot bind and the single strand cannot be dissociated. The amplification at is finished. As described above, according to this embodiment, in the first cycle, for example, a total of 12 amplified products can be obtained as a single strand, including the double-stranded nucleic acid at the start.

そして、(C)工程として、前記(B)工程後の増幅物について、前記(A)工程および(B)工程を繰り返し行い、目的配列のさらなる増幅を行う。なお、(C)工程における2回目以降の(A)工程および(B)工程の条件は、特に制限されず、前述と同様である。   Then, as the step (C), with respect to the amplified product after the step (B), the steps (A) and (B) are repeated to further amplify the target sequence. The conditions for the second and subsequent steps (A) and (B) in step (C) are not particularly limited and are the same as described above.

前記(B)工程で得られた二本鎖の増幅物は、続く(A)工程の加熱処理で一本鎖に解離され、それぞれが(B)工程における鋳型核酸となる。なお、これらの鋳型核酸は、例えば、PCR開始時の鋳型の他に、F1プライマー、F2プライマー、R2プライマーおよびR2プライマーからの伸長鎖がそれぞれ含まれる。このため、鋳型となる伸長鎖は、その伸長鎖の形成に関与したプライマーの種類によって、(1)F1プライマーおよびF2プライマーの両方がアニーリング可能な伸長鎖、(2)R1プライマーおよびR2プライマーの両方がアニーリング可能な伸長鎖、(3)F1プライマーのみがアニーリング可能な伸長鎖、(4)R1プライマーのみがアニーリング可能な伸長鎖に分類できる。前記(1)および(2)の伸長鎖に対しては、第1プライマーおよび第2プライマーがアニーリングできるため、前記図1と同様に、第1プライマー(F1、R1)の伸長鎖が、第2プライマー(F2、R2)からの伸長によって、鋳型から解離され、さらなるプライマーのアニーリングによって引き続き増幅が起こる。他方、(3)および(4)の伸長鎖は、第2プライマー(F2、R2)のアニーリング領域を有していないため、第1プライマー(F1、F2)がアニーリングして、伸長鎖を形成し、鋳型と二本鎖を形成することで、そのサイクルにおける増幅は終了する。このように、伸長鎖の形成に関与したプライマーの種類によって、各伸長鎖を鋳型とする目的配列の増幅が行われる。本実施形態によれば、二回目のサイクルにおいて、図1(g)の6対の各二本鎖核酸から解離した計12本の一本鎖鋳型核酸から、最終的に、一本鎖として、合計44本の増幅物を得ることができる。さらなるサイクルによって、同様の増幅が行われる。   The double-stranded amplification product obtained in the step (B) is dissociated into single strands by the subsequent heat treatment in the step (A), and each becomes a template nucleic acid in the step (B). These template nucleic acids include, for example, extension strands from the F1 primer, F2 primer, R2 primer, and R2 primer, in addition to the template at the start of PCR. For this reason, the extension strand used as a template depends on the type of primer involved in the formation of the extension strand, (1) an extension strand that can be annealed by both F1 primer and F2 primer, and (2) both R1 primer and R2 primer Are extension strands that can be annealed, (3) extension strands that can be annealed only by F1 primer, and (4) extension strands that can be annealed only by R1 primer. Since the first primer and the second primer can be annealed with respect to the extended strands of (1) and (2), the extended strand of the first primer (F1, R1) is the second strand as in FIG. Extension from the primers (F2, R2) dissociates from the template and subsequent primer annealing results in subsequent amplification. On the other hand, since the extension strands of (3) and (4) do not have the annealing region of the second primer (F2, R2), the first primer (F1, F2) anneals to form an extension strand. By forming a double strand with the template, amplification in the cycle is completed. Thus, amplification of the target sequence using each extended chain as a template is performed depending on the type of primer involved in the formation of the extended chain. According to this embodiment, in the second cycle, from a total of 12 single-stranded template nucleic acids dissociated from each of the 6 pairs of double-stranded nucleic acids in FIG. A total of 44 amplification products can be obtained. A further cycle results in a similar amplification.

なお、2回目のサイクルにおける増幅の概略を図2に示す。同図は、前記図1で得られた増幅物を鋳型とする、PCRの2回目のサイクルにおける目的配列の増幅を、模式的に示す概略図である。同図においては、2回目のサイクルにおける初期段階の増幅のみを示す。   An outline of amplification in the second cycle is shown in FIG. This figure is a schematic diagram schematically showing amplification of a target sequence in the second cycle of PCR using the amplification product obtained in FIG. 1 as a template. In the figure, only the initial stage amplification in the second cycle is shown.

本発明の核酸増幅物の製造方法は、鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、PCRにより増幅する、核酸増幅物の製造方法であって、前記目的配列の増幅を、本発明の核酸増幅方法により行うことを特徴とする。本発明は、本発明のプライマー試薬を用いる核酸増幅方法により目的配列の増幅を行うことが特徴であり、その他の条件や工程等は何ら制限されない。なお、本発明の核酸増幅物の製造方法は、前述の本発明の核酸増幅方法と同様にして行うことができる。   In the method for producing a nucleic acid amplification product of the present invention, a target sequence in a template nucleic acid is amplified by PCR in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. A method for producing a product, wherein the amplification of the target sequence is performed by the nucleic acid amplification method of the present invention. The present invention is characterized in that the target sequence is amplified by the nucleic acid amplification method using the primer reagent of the present invention, and other conditions and steps are not limited at all. The method for producing the nucleic acid amplification product of the present invention can be performed in the same manner as the nucleic acid amplification method of the present invention described above.

つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、下記実施例により制限されない。   Next, examples of the present invention will be described. However, the present invention is not limited by the following examples.

ヒトビリルビンUDPグルクロン酸転移酵素遺伝子の増幅
ヒトビリルビンUDPグルクロン酸転移酵素(UGT1A)遺伝子における目的配列を、各種プライマーセットを用いたPCRにより増幅した。なお、UGT1A遺伝子の配列情報は、例えば、NCBIアクセッションNo.M84125に登録されている。
Amplification of human bilirubin UDP glucuronyltransferase gene The target sequence in the human bilirubin UDP glucuronyltransferase (UGT1A) gene was amplified by PCR using various primer sets. The UGT1A gene sequence information is, for example, NCBI Accession No. It is registered in M84125.

使用した各種プライマー、ならびに、後述する増幅物の検出に使用する検出用プローブの配列を下記表1に示す。下記表1における「Tm(℃)」は、下記表の配列と完全に相補的な配列とがハイブリッドした場合のTm(℃)であり、MELTCALCソフトウエア(http://www.meltcalc.com/)により、パラメーターをオリゴヌクレオチド濃度0.2μM、ナトリウム当量(Na eq.)50mMとして算出した値である。なお、下記表において、各プライマーおよび検出用プライマーのUGT1A遺伝子に対するアニーリング領域は、NCBIアクセッションNo.M84125の配列に基づいて記載した。

Figure 2010088355
Table 1 below shows the various primers used and the sequences of detection probes used for detection of amplified products described later. “Tm (° C.)” in Table 1 below is a Tm (° C.) when a sequence shown in the following table and a completely complementary sequence are hybridized, and MELTCALC software (http://www.meltcalc.com/ ), The parameters were calculated with the oligonucleotide concentration 0.2 μM and sodium equivalent (Na eq.) 50 mM. In the table below, the annealing region of each primer and detection primer for the UGT1A gene is NCBI Accession No. Described based on the sequence of M84125.

Figure 2010088355

前記各種プライマーのうち、F1プライマーおよびR1プライマーが、UGT1A遺伝子において、最も内側にアニーリングする第1プライマーセットであり、F2プライマーおよびR2プライマーは、前記第1プライマーセットの外側にアニーリングする第2プライマーセットであり、F3プライマーおよびR3プライマーは、前記第2プライマーセットの外側にアニーリングする第3プライマーセットである。そして、各プライマーのTm値は、F1プライマー>F2プライマー>F3プライマー、および、R1プライマー>R2プライマー>R3プライマーに設定されている。   Among the various primers, the F1 primer and the R1 primer are the first primer set that anneals to the innermost side in the UGT1A gene, and the F2 primer and the R2 primer are the second primer set that anneals to the outside of the first primer set. And the F3 primer and the R3 primer are a third primer set that anneals outside the second primer set. And the Tm value of each primer is set to F1 primer> F2 primer> F3 primer and R1 primer> R2 primer> R3 primer.

前記検出用プローブは、UGT1A1遺伝子のセンス鎖に相補的なプローブであり、その3’末端のシトシン塩基に蛍光物質(TAMRA)を結合させたグアニン消光プローブである。このグアニン消光プローブは、単独で蛍光を発し、相補鎖とハイブリダイズすることで、蛍光を消失する性質を持つ。このため、後述するPCRにおいてRT−PCRを行い、経時的な蛍光強度変化(蛍光強度の低下)を測定することにより、UGT1A1遺伝子の目的配列の増幅量を測定できる。   The detection probe is a probe complementary to the sense strand of the UGT1A1 gene, and is a guanine quenching probe in which a fluorescent substance (TAMRA) is bound to the cytosine base at the 3 'end. This guanine quenching probe emits fluorescence independently and has a property of disappearing fluorescence by hybridizing with a complementary strand. For this reason, the amount of amplification of the target sequence of the UGT1A1 gene can be measured by performing RT-PCR in PCR described later and measuring the change in fluorescence intensity over time (decrease in fluorescence intensity).

ヒト血液から、GFX Genomic Blood DNA Purification Kit(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を用いて、所定の方法により、ゲノムDNAを調製した。調製したゲノムDNA0.1μLを添加した、下記表2に示すPCR反応液25μLにより、PCRを行った。なお、各反応液サンプルにおいて、添加されたプライマーの組み合わせは、以下の通りである。サンプルAは、第1プライマーセットのみを使用していることから、比較例に該当し、サンプルB〜Dは、前記条件(I)を満たすプライマーセットを二種類または三種類使用していることから、実施例に該当する。
(サンプルA)F1+R1
(サンプルB)F1+R1+F2+R2
(サンプルC)F1+R1+F3+R3
(サンプルD)F1+R1+F2+R2+F3+R3
Genomic DNA was prepared from human blood by a predetermined method using GFX Genomic Blood DNA Purification Kit (manufactured by GE Healthcare Bioscience). PCR was performed with 25 μL of the PCR reaction solution shown in Table 2 below, to which 0.1 μL of the prepared genomic DNA was added. In addition, in each reaction liquid sample, the combination of the added primer is as follows. Since sample A uses only the first primer set, it corresponds to the comparative example, and samples B to D use two or three types of primer sets that satisfy the condition (I). This corresponds to the embodiment.
(Sample A) F1 + R1
(Sample B) F1 + R1 + F2 + R2
(Sample C) F1 + R1 + F3 + R3
(Sample D) F1 + R1 + F2 + R2 + F3 + R3

Figure 2010088355
Figure 2010088355

PCR反応は、iCyclerサーマルサイクラー(Bio-Rad Laboratories社製)を用いて行った。反応条件は、前記反応液サンプルA〜Dをそれぞれ、95℃で60秒処理した後、95℃5秒および50℃30秒を1サイクルとして50サイクル繰り返した。そして、20サイクルから40サイクルの間、各反応液サンプルについて、経時的な蛍光強度変化を測定した(波長585〜700nm)。   The PCR reaction was performed using an iCycler thermal cycler (Bio-Rad Laboratories). The reaction conditions were that each of the reaction liquid samples A to D was treated at 95 ° C. for 60 seconds and then repeated 50 cycles, with 95 ° C. for 5 seconds and 50 ° C. for 30 seconds as one cycle. And between 20 cycles and 40 cycles, the fluorescence intensity change with time was measured about each reaction liquid sample (wavelength 585-700 nm).

これらの結果を図3に示す。図3は、経時的な相対蛍光単位の変化、すなわち、経時的な目的配列の増加量の変化を示すグラフである。同図において、横軸は、PCRのサイクル数、縦軸は、相対蛍光単位(RFU:relative fluorescence units)である。縦軸のRFU値は、測定したRFU値を、増幅の検出前における各反応液サンプルのRFU値をバックグラウンドとして除いた値である。同図に示すように、比較例にあたる、一種類のプライマーセットのみを用いたサンプルAは、約37サイクル付近から、緩やかな蛍光強度の低下、すなわち増幅物の緩やかな増加が確認された。これに対して、実施例にあたる、二種類のプライマーセットを用いたサンプルBは、約32サイクル付近から、サンプルCは、約31サイクル付近から、三種類のプライマーセットを用いたサンプルDは、約28サイクル付近から、急激な蛍光強度の低下、すなわち増幅物の急激な増加が確認された。以上の結果から、前述の条件(I)を満たす二種類以上のプライマーを使用することによって、従来のPCRよりも、優れた効率で目的配列を増幅できることがわかった。   These results are shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing changes in relative fluorescence units over time, that is, changes in the amount of increase in target sequence over time. In the figure, the horizontal axis represents the number of PCR cycles, and the vertical axis represents relative fluorescence units (RFU). The RFU value on the vertical axis is a value obtained by removing the measured RFU value from the RFU value of each reaction solution sample before detection of amplification as a background. As shown in the figure, the sample A using only one kind of primer set, which is a comparative example, confirmed a gradual decrease in fluorescence intensity, that is, a gradual increase in amplified product, from about 37 cycles. On the other hand, sample B using the two types of primer sets in the example is from about 32 cycles, sample C is from about 31 cycles, and sample D using the three types of primer sets is about From around 28 cycles, a rapid decrease in fluorescence intensity, that is, a rapid increase in amplified products was confirmed. From the above results, it was found that the target sequence can be amplified with higher efficiency than conventional PCR by using two or more kinds of primers that satisfy the above-mentioned condition (I).

以上のように、本発明のプライマー試薬によれば、前述のようなプライマーを二種類以上使用することで、同一反応系において、従来のPCRよりも各段に効率良く、目的配列の増幅を行うことが可能である。また、本発明のプライマー試薬における各種プライマーは、Tm値を前記条件(I)を満たすように設計すればたりることから、例えば、プライマーの調製自体を、極めて簡便に行うことができる。   As described above, according to the primer reagent of the present invention, by using two or more kinds of primers as described above, the target sequence is amplified in each stage more efficiently than conventional PCR in the same reaction system. It is possible. In addition, since various primers in the primer reagent of the present invention can be designed so that the Tm value satisfies the above condition (I), for example, the primer preparation itself can be performed very simply.

図1は、本発明の核酸増幅方法の一実施形態において、PCRの一回目のサイクルにおける増幅の概略を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of amplification in the first cycle of PCR in one embodiment of the nucleic acid amplification method of the present invention. 図2は、前記実施形態において、PCRの二回目のサイクルにおける増幅の概略を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of amplification in the second cycle of PCR in the embodiment. 図3は、本発明の実施例1における、経時的な相対的蛍光単位の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in relative fluorescence units over time in Example 1 of the present invention.

Claims (11)

鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、ポリメラーゼチェーンリアクションにより増幅する核酸増幅方法に使用するためのプライマー試薬であって、
少なくとも二種類のプライマーを含み、
前記プライマーのうち任意の二種類のプライマーが、下記条件(I)を満たすことを特徴とするプライマー試薬。
(I)一方のプライマーが、前記鋳型核酸における他方のプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記一方のプライマーのTm値が、前記他方のプライマーのTm値よりも低い
A primer reagent for use in a nucleic acid amplification method in which a target sequence in a template nucleic acid is amplified by polymerase chain reaction in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid. And
Including at least two types of primers,
Any two kinds of primers among the primers satisfy the following condition (I).
(I) One primer can hybridize to the 3 ′ side of the template nucleic acid relative to the region where the other primer of the template nucleic acid can hybridize, and the Tm value of the one primer Lower than the Tm value of the primer
第1プライマーおよび第2プライマーを含み、
前記第2プライマーが、前記鋳型核酸における前記第1プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、
前記第2プライマーのTm値が、前記第1プライマーのTm値よりも低い、請求項1記載のプライマー試薬。
Including a first primer and a second primer;
The second primer can hybridize to the 3 ′ side of the template nucleic acid with respect to the region where the first primer of the template nucleic acid can hybridize;
The primer reagent according to claim 1, wherein the Tm value of the second primer is lower than the Tm value of the first primer.
さらに、第3プライマーを含み、
前記第3プライマーが、前記鋳型核酸における前記第2プライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記鋳型核酸における3’側にハイブリダイズ可能であり、
前記第3プライマーのTm値が、前記第2プライマーのTm値よりも低い、請求項2記載のプライマー試薬。
In addition, including a third primer,
The third primer can hybridize to the 3 ′ side of the template nucleic acid with respect to the region where the second primer of the template nucleic acid can hybridize;
The primer reagent according to claim 2, wherein the Tm value of the third primer is lower than the Tm value of the second primer.
前記鋳型核酸が、センス鎖とアンチセンス鎖とからなる二本鎖核酸であり、
前記アンチセンス鎖にハイブリダイズ可能なフォワードプライマーと前記センス鎖にハイブリダイズ可能なリバースプライマーとを有するプライマーセットを、少なくとも二種類含み、
前記プライマーセットのうち任意の二種類のプライマーセットにおいて、各フォワードプライマーおよび各リバースプライマーが、それぞれ、前記条件(I)を満たすプライマーである、請求項1から3のいずれか一項に記載のプライマー試薬。
The template nucleic acid is a double-stranded nucleic acid comprising a sense strand and an antisense strand;
Including at least two kinds of primer sets each having a forward primer capable of hybridizing to the antisense strand and a reverse primer capable of hybridizing to the sense strand;
The primer according to any one of claims 1 to 3, wherein, in any two types of primer sets among the primer sets, each forward primer and each reverse primer are primers that satisfy the condition (I), respectively. reagent.
第1プライマーセットおよび第2プライマーセットを含み、
前記第2プライマーセットのフォワードプライマーが、前記アンチセンス鎖における前記第1プライマーセットのフォワードプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記アンチセンス鎖における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第2プライマーセットのフォワードプライマーのTm値が、前記第1プライマーセットのフォワードプライマーのTm値よりも低く、
前記第2プライマーセットのリバースプライマーが、前記センス鎖における前記第1プライマーセットのリバースプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記センス鎖における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第2プライマーセットのリバースプライマーのTm値が、前記第1プライマーセットのリバースプライマーのTm値よりも低い、請求項4記載のプライマー試薬。
Including a first primer set and a second primer set;
The forward primer of the second primer set can hybridize to the 3 ′ side of the antisense strand with respect to the region where the forward primer of the first primer set in the antisense strand can hybridize, and the second primer set The Tm value of the forward primer of the primer set is lower than the Tm value of the forward primer of the first primer set,
The reverse primer of the second primer set can hybridize to the 3 ′ side of the sense strand with respect to the region where the reverse primer of the first primer set of the sense strand can hybridize, and the second primer set The primer reagent according to claim 4, wherein the Tm value of the reverse primer is lower than the Tm value of the reverse primer of the first primer set.
さらに、第3プライマーセットを含み、
前記第3プライマーセットのフォワードプライマーが、前記アンチセンス鎖における前記第2プライマーセットのフォワードプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記アンチセンス鎖における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第3プライマーセットのフォワードプライマーのTm値が、前記第2プライマーセットのフォワードプライマーのTm値よりも低く、
前記第3プライマーセットのリバースプライマーが、前記センス鎖における前記第2プライマーセットのリバースプライマーがハイブリダイズ可能な領域よりも、前記センス鎖における3’側にハイブリダイズ可能であり、前記第3プライマーセットのリバースプライマーのTm値が、前記第2プライマーセットのリバースプライマーのTm値よりも低い、請求項5記載のプライマー試薬。
In addition, a third primer set is included,
The forward primer of the third primer set can hybridize to the 3 ′ side of the antisense strand with respect to the region where the forward primer of the second primer set in the antisense strand can hybridize, and the third primer set The Tm value of the forward primer of the primer set is lower than the Tm value of the forward primer of the second primer set,
The reverse primer of the third primer set can hybridize to the 3 ′ side of the sense strand with respect to the region where the reverse primer of the second primer set of the sense strand can hybridize, and the third primer set The primer reagent according to claim 5, wherein the reverse primer has a Tm value lower than that of the reverse primer of the second primer set.
鋳型核酸における目的配列を、前記鋳型核酸の同一鎖上にハイブリダイズ可能な複数のプライマーを使用して、同一反応系で、ポリメラーゼチェーンリアクションにより増幅する核酸増幅方法であって、
プライマーとして、請求項1から6のいずれか一項に記載のプライマー試薬を使用することを特徴とする核酸増幅方法。
A nucleic acid amplification method in which a target sequence in a template nucleic acid is amplified by polymerase chain reaction in the same reaction system using a plurality of primers capable of hybridizing on the same strand of the template nucleic acid,
A nucleic acid amplification method using the primer reagent according to any one of claims 1 to 6 as a primer.
前記ポリメラーゼチェーンリアクションに使用するポリメラーゼが、5’→3’エキソヌクレアーゼ活性を欠損するポリメラーゼである、請求項7記載の核酸増幅方法。   The nucleic acid amplification method according to claim 7, wherein the polymerase used for the polymerase chain reaction is a polymerase lacking 5 ′ → 3 ′ exonuclease activity. 前記反応系が、前記第1プライマーおよび第2プライマーを含み、
前記第1プライマー(X)と前記第2プライマー(Y)とのモル比(X:Y)が、1:0.1〜1:10の範囲である、請求項7または8記載の核酸増幅方法。
The reaction system includes the first primer and the second primer,
The nucleic acid amplification method according to claim 7 or 8, wherein a molar ratio (X: Y) of the first primer (X) to the second primer (Y) is in the range of 1: 0.1 to 1:10. .
前記反応系が、さらに、前記第3プライマーを含み、
前記第1プライマー(X)と前記第3プライマー(Z)とのモル比(X:Z)が、1:0.01〜1:100の範囲である、請求項9記載の核酸増幅方法。
The reaction system further includes the third primer,
The nucleic acid amplification method according to claim 9, wherein the molar ratio (X: Z) of the first primer (X) to the third primer (Z) is in the range of 1: 0.01 to 1: 100.
下記(A)〜(C)工程を含む、請求項7から10のいずれか一項に記載の核酸増幅方法。
(A)前記鋳型核酸と前記プライマー試薬とを含む反応系を加熱し、前記鋳型核酸を一本鎖にする工程
(B)前記反応系の温度を降下させ、前記一本鎖の鋳型核酸へのプライマーのアニーリングおよび前記プライマーからの伸長反応を行う工程
(C)前記(A)工程および(B)工程を、繰り返し行う工程
The nucleic acid amplification method according to any one of claims 7 to 10, comprising the following steps (A) to (C).
(A) heating the reaction system containing the template nucleic acid and the primer reagent to make the template nucleic acid single-stranded (B) lowering the temperature of the reaction system, Step of performing primer annealing and extension reaction from the primer (C) Step of repeating the steps (A) and (B)
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