JP2010104297A - METHOD FOR DETECTING RNA-CLEAVING REACTION BY siRNA - Google Patents

METHOD FOR DETECTING RNA-CLEAVING REACTION BY siRNA Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily and quickly detecting RNA-cleaving reaction with siRNA used in RNA interference by applying a single molecule fluorometry technique. <P>SOLUTION: The method for detecting the RNA-cleaving reaction with siRNA used in RNA interference is characterized by use of a fluorescent labeled single-strand RNA as a substrate RNA for the RNA-cleaving reaction and detection of whether the substrate RNA is cleaved by siRNA or not by the single molecule fluorometry. There are also provided the above detection method wherein the substrate RNA is a single-strand RNA labeled with a fluorescent material at 3' terminal and 5' terminal, either one of the above detection methods wherein the single molecule fluorometry is fluorescence intensity multiple distribution analysis, and either one of the above detection methods wherein the RNA-cleaving reaction with siRNA is carried out in a cell or in a reaction solution. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を、一分子蛍光分析法により検出する方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference by single molecule fluorescence analysis.

RNA干渉法は、線虫の体内に二本鎖RNAを導入した時に遺伝子特異的な抑制が引き起こされる現象として、1998年にFireらにより報告された(例えば、非特許文献1、特許文献1参照。)。その後、線虫のみならず、ハエ、植物、動物等といった広範囲の生物種にも存在する現象ということが明らかになった。但し、ヒト等の哺乳動物においては、30塩基対以上の二本鎖RNAを導入することにより、インターフェロン応答が引き起こされることも知られていた(例えば、非特許文献2、3参照。)。インターフェロン応答は、免疫応答に前もって働くことが知られている生体の防御機構であり、非特異的な一本鎖RNAの分解が引き起こされることが知られている。その後、21塩基対の二本鎖RNA(siRNA:short interfering RNA)を細胞に導入することにより、インターフェロン応答を回避し、配列特異的なRNA干渉が起こることが、Elbashirらによって示された(例えば、非特許文献4参照。)。この実験により、哺乳動物においても、RNA干渉の技術を応用する道が開けることになった。   The RNA interference method was reported by Fire et al. In 1998 as a phenomenon that causes gene-specific suppression when double-stranded RNA is introduced into the body of a nematode (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1). .) Later, it became clear that this phenomenon exists not only in nematodes but also in a wide range of species such as flies, plants and animals. However, in mammals such as humans, it has also been known that interferon responses are caused by introducing double-stranded RNA of 30 base pairs or more (see, for example, Non-Patent Documents 2 and 3). The interferon response is a defense mechanism of the living body that is known to work in advance on the immune response, and is known to cause nonspecific degradation of single-stranded RNA. Subsequently, Elbashir et al. Have shown that by introducing 21 base pair double stranded RNA (siRNA) into cells, the interferon response is avoided and sequence-specific RNA interference occurs (eg, Non-patent document 4). This experiment has opened the way to apply RNA interference technology even in mammals.

哺乳動物における成功をきっかけとして、RNA干渉の技術が核酸医薬として応用できるのではないかという期待が膨らんだ。核酸医薬は従来の低分子化合物医薬に比べて以下のような優位点が考えられる。   As a result of success in mammals, the expectation that RNA interference technology could be applied as a nucleic acid drug has grown. Nucleic acid drugs have the following advantages over conventional low molecular weight drug drugs.

(1)標的分子との関係が明確であるという点。ある医薬が、生体内において、標的物質以外の生体物質に対してどの程度作用するのかは、副作用等を検討する上で非常に重要である。しかしながら、主にタンパク質に作用すると考えられる従来の低分子化合物医薬は、あるタンパク質が、ある低分子化合物医薬の標的タンパク質であるのか否かの確認や、標的タンパク質以外のタンパク質に作用する副作用の検討が、非常に困難であり、基本的には、生体に直接低分子化合物医薬を投与し、副作用等を検討する以外には、確実な方法はあまりない。これは、生体内でのタンパク質の構造等を全て検討することは困難であるためと考えられる。これに対して、主に核酸に作用すると考えられる核酸医薬は、標的核酸の同定や、標的核酸以外の核酸に対する副作用の予測等が、タンパク質に作用する低分子化合物医薬に比べてはるかに簡便に精度よく行うことができる。核酸医薬においても、副作用として、遺伝子配列上の相同性等から、標的遺伝子以外の遺伝子に対する機能阻害等を引き起こすことが考えられるが、ヒトゲノムの遺伝子配列がほぼ完全に解読されているため、副作用の予見が高い精度で可能である。実際に、RNA干渉を利用した創薬では、標的ではない遺伝子に対する副作用を回避するための予測プログラム(RNAi社、siDirect(登録商標)等)が販売されている。   (1) The relationship with the target molecule is clear. The extent to which a certain drug acts on biological substances other than the target substance in the living body is very important in examining side effects and the like. However, conventional low-molecular-weight compound drugs that are thought to act mainly on proteins are used to confirm whether a protein is the target protein of a certain low-molecular-weight compound drug, and to investigate side effects that act on proteins other than the target protein. However, it is very difficult. Basically, there are not many reliable methods other than administering a low-molecular-weight compound drug directly to a living body and examining side effects and the like. This is thought to be because it is difficult to examine all the protein structures and the like in vivo. In contrast, nucleic acid drugs that are thought to act mainly on nucleic acids are much easier to identify target nucleic acids and predict side effects on nucleic acids other than target nucleic acids compared to low molecular weight compound drugs that act on proteins. It can be performed with high accuracy. Even in nucleic acid medicine, it can be considered that side effects such as homology on the gene sequence may cause functional inhibition of genes other than the target gene. However, since the gene sequence of the human genome is almost completely deciphered, Prediction is possible with high accuracy. In fact, in drug discovery using RNA interference, prediction programs (RNAi, siDirect (registered trademark), etc.) for avoiding side effects on genes that are not targets are on the market.

(2)創薬プロセスの標的同定からヒット・リード分子の取得へのプロセスが早いという点。低分子化合物医薬の製造においては、一般的に、標的タンパク質を決定した後、該標的タンパク質の発現系の構築、最適なアッセイ系の構築、数万以上の化合物ライブラリからのスクリーニング、というステップを踏む必要がある。タンパク質の発現系の構築工程や、最適なアッセイ系の構築工程は、タンパク質の種類ごとにその機能に沿った至適な条件を見つけ出す必要がある。このため、これらの工程は、熟練した技術者でも、数ヶ月から1年程度はかかる作業であり、非常に労力を要する。さらにその後、最低でも数万個の低分子化合物を有する化合物ライブラリから、標的タンパク質と結合し得るヒット・リード化合物をスクリーニングする必要がある。これに対して、核酸医薬では、標的遺伝子を決定した後、該遺伝子が有する塩基配列と相補的な塩基配列を元に、直接的に核酸医薬のヒット・リード分子を設計することができる。さらに、せいぜい数千種類の候補核酸医薬からスクリーニングを行うことによって、核酸医薬として十分な効果を有する分子を取得し得る。   (2) The rapid process from target identification in drug discovery process to acquisition of hit / lead molecules. In the manufacture of a low molecular weight compound pharmaceutical, generally, after determining a target protein, the steps of constructing an expression system for the target protein, constructing an optimal assay system, and screening from tens of thousands of compound libraries are taken. There is a need. In the process of constructing a protein expression system and the process of constructing an optimal assay system, it is necessary to find the optimum conditions according to the function of each protein type. For this reason, even these skilled engineers take several months to one year, which is very labor intensive. Further, after that, it is necessary to screen for a hit lead compound that can bind to the target protein from a compound library having at least tens of thousands of low molecular weight compounds. In contrast, in a nucleic acid drug, after determining a target gene, a hit / lead molecule of the nucleic acid drug can be designed directly based on a base sequence complementary to the base sequence of the gene. Furthermore, by performing screening from thousands of candidate nucleic acid drugs at most, molecules having sufficient effects as nucleic acid drugs can be obtained.

このような利点を有するため、現在、核酸医薬の開発が加速しつつある。一例を挙げると、2005年2月には、Acutiy Pharmaceuticals社の加齢性黄斑変性症を標的とした修飾siRNAが、臨床試験第一相に入ったという報告がある。この核酸医薬は、血管内皮増殖因子(VEGF)を標的として、疾患を引き起こす血管新生を阻害することが、ラットをモデルにした実験系で実証されている。   Because of these advantages, the development of nucleic acid drugs is currently accelerating. For example, in February 2005, there was a report that a modified siRNA targeting age-related macular degeneration from Actuy Pharmaceuticals entered the first phase of clinical trials. This nucleic acid drug targets vascular endothelial growth factor (VEGF) to inhibit disease-causing angiogenesis in an experimental system using rats as a model.

このように、RNA干渉技術を応用した核酸医薬を開発しようとする取組みが、世界中で活発に行われているが、この開発工程において、現時点ではいくつか問題点がある。
その1つは、RNA干渉技術の評価方法にある。従来の方法では、RNA干渉が起こっているかどうかの判断は、標的遺伝子の産物であるタンパク質の発現の有無を調べることにより間接的に検出されていた。この際の、タンパク質の発現の有無の判断においては、特に、GFP等の蛍光タンパク質や、ルシフェラーゼ(luciferase)等の発光反応を触媒するタンパク質が、多く利用されている(例えば、非特許文献4参照。)。しかしながら、この方法では、RNA干渉により標的遺伝子の転写産物たるmRNAが分解されたためにタンパク質の発現が抑制された場合と、RNA干渉における分解反応以外の原因によってタンパク質の合成が阻害されている場合とを、区別することができない。
In this way, efforts to develop nucleic acid drugs applying RNA interference technology are being actively carried out all over the world. However, there are several problems in this development process at present.
One of them is an evaluation method of RNA interference technology. In the conventional method, whether or not RNA interference has occurred is indirectly detected by examining the presence or absence of expression of a protein that is a product of the target gene. In this case, in the determination of the presence or absence of protein expression, in particular, fluorescent proteins such as GFP and proteins that catalyze a luminescent reaction such as luciferase are widely used (for example, see Non-Patent Document 4). .) However, in this method, the mRNA expression, which is the transcription product of the target gene, was degraded by RNA interference, and thus the expression of the protein was suppressed, and the case where protein synthesis was inhibited by a cause other than the degradation reaction in RNA interference. Cannot be distinguished.

その他にも、試験管内で、数千もの候補核酸医薬のスクリーニングする方法の効率が不十分であるという問題もある。従来のスクリーニング方法では、細胞アッセイや、計算機による予測等の方法が使われている。しかしながら、細胞アッセイでは、スクリーニングするためには細胞培養をしなければならず、労力と費用がかかってしまう。一方、計算機による予測では、確実に活性のあるものが選択できるという予測確度は未だ低い。その他、試験管内での検出方法は、一般的に、予め放射性同位体で標識した核酸を電気泳動することにより、RNA干渉による核酸分解が生じているか否かを調べるため、大量の候補核酸医薬に対して行われるスクリーニングには向いていない。   Another problem is that the efficiency of screening thousands of candidate nucleic acid drugs in a test tube is insufficient. In conventional screening methods, methods such as cell assay and computer prediction are used. However, in the cell assay, cell culture is required for screening, which is labor and costly. On the other hand, in the prediction by a computer, the prediction accuracy that an active one can be selected reliably is still low. In addition, in-vitro detection methods generally employ a large amount of candidate nucleic acid drugs in order to examine whether or not nucleic acid degradation due to RNA interference has occurred by electrophoresis of nucleic acid previously labeled with a radioisotope. Not suitable for screening performed against

上記の2つの問題点から、RNA干渉技術を応用した核酸医薬の開発促進のためには、RNA干渉における分解反応を、生体内もしくは生体外の溶液中において、直接検出することができる、効率的かつ簡便な方法の開発が重要であることが示唆される。   From the above two problems, in order to promote the development of nucleic acid medicine applying RNA interference technology, degradation reaction in RNA interference can be directly detected in a solution in vivo or in vitro. This suggests the importance of developing simple methods.

一方、近年の光計測技術の発展は目覚ましく、蛍光一分子からの蛍光を測定・解析することができる一分子蛍光分析技術が多くの分野で応用されつつある。一分子蛍光分析技術を応用することにより、例えば、分解反応において基質となる分子を蛍光標識し、この蛍光標識分子から検出される蛍光シグナルを解析することによって、分解反応やそれに伴う分子量変化を検出することができる。分解反応の検出に用いられる方法として、現在までに、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)、蛍光偏光(FP)、蛍光相関分光法(FCS)、蛍光相互相関分光法(FCCS)、蛍光強度分布解析法(FIDA)等が知られている。   On the other hand, the development of optical measurement technology in recent years is remarkable, and single molecule fluorescence analysis technology capable of measuring and analyzing fluorescence from a single fluorescent molecule is being applied in many fields. By applying single-molecule fluorescence analysis technology, for example, a molecule that becomes a substrate in a decomposition reaction is fluorescently labeled, and a fluorescent signal detected from the fluorescently labeled molecule is analyzed to detect a decomposition reaction and a change in molecular weight associated therewith. can do. To date, the methods used to detect decomposition reactions include fluorescence resonance energy transfer (FRET), fluorescence polarization (FP), fluorescence correlation spectroscopy (FCS), fluorescence cross correlation spectroscopy (FCCS), and fluorescence intensity distribution analysis. (FIDA) and the like are known.

蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)は、分子をそれぞれ分光特性の異なる複数の蛍光物質で標識し、蛍光分子同士の距離が非常に近づいたとき生じる蛍光分子間の蛍光エネルギーの移動を観測する手法である(例えば、非特許文献5参照。)。一般的には、FRETでは、蛍光エネルギーを与える蛍光物質(ドナー)とそのエネルギーを励起エネルギーとして受け取る蛍光物質(アクセプター)の、2種類の分光特性の異なる蛍光物質を用いる。蛍光共鳴エネルギー遷移は、2つの蛍光分子が互いに混合して相互作用し、1つの吸収波長が他方の放射波長と重複する場合に観測される。ここで、2つの蛍光分子間の平均間隔をrとした場合に、エネルギー遷移の効率は、r−6に比例する。このため、2つの分子間の相互作用や相互の親和性が増大すると、エネルギー遷移現象が増強され、その結果、アクセプターからの蛍光発光が増大することとなる。そこで、従来から、分解反応の基質となる分子をドナーとアクセプターで標識し、分解反応に伴うFRETを検出することにより、核酸やペプチドの分解を検出する方法は知られている。 Fluorescence resonance energy transfer (FRET) is a technique for observing the transfer of fluorescence energy between fluorescent molecules when the molecules are labeled with a plurality of fluorescent materials having different spectral characteristics and the distance between the fluorescent molecules is very close. (For example, refer nonpatent literature 5.). In general, FRET uses two types of fluorescent materials having different spectral characteristics, that is, a fluorescent material (donor) that gives fluorescent energy and a fluorescent material (acceptor) that receives the energy as excitation energy. A fluorescence resonance energy transition is observed when two fluorescent molecules mix and interact with each other and one absorption wavelength overlaps the other emission wavelength. Here, when the average interval between two fluorescent molecules is r, the energy transition efficiency is proportional to r −6 . For this reason, when the interaction between two molecules and the mutual affinity increase, the energy transition phenomenon is enhanced, and as a result, the fluorescence emission from the acceptor increases. Therefore, conventionally, a method for detecting nucleic acid or peptide degradation by labeling a molecule as a substrate for a degradation reaction with a donor and an acceptor and detecting FRET associated with the degradation reaction is known.

蛍光偏光法(FP)は、分子の体積及びミクロ粘度の高感度測定のために、研究及び臨床の両方の用途に用いられている。溶液中の分子はそれらの種々の軸の周りに“混転する(tumble)”傾向があり、FPは溶液中の分子の回転特性の変化に依存する。具体的には、大型分子ほど、例えば体積又は分子量がより大きいものほど、小型分子よりも緩慢に、より少ない軸に沿って混転する。したがって、励起と発光の間の運動がより少なく、このため発光光線は比較的高度の偏光を示す。逆に、励起と発光の間でより大きな混転を示す小型の蛍光性分子からの蛍光発光ほど、より多面性(multiplanar)であり、偏光度が低い。小型分子が、より大きい、又はより堅牢なコンホメーションをとると、その混転は低下し、発光蛍光は相対的により大きく偏光するようになる。この発光蛍光の偏光度の変化を測定して、蛍光分子の大きさや堅牢度の増大の指標として利用することができる。   Fluorescence polarization (FP) has been used in both research and clinical applications for sensitive measurements of molecular volume and microviscosity. Molecules in solution tend to “tumble” around their various axes, and FP depends on changes in the rotational properties of molecules in solution. Specifically, larger molecules, for example larger volumes or molecular weights, tumble along fewer axes more slowly than smaller molecules. Thus, there is less movement between excitation and emission, so that the emitted light exhibits a relatively high degree of polarization. Conversely, the fluorescence emission from small fluorescent molecules that exhibit greater tumbling between excitation and emission is more multiplanar and has a lower degree of polarization. As small molecules adopt a larger or more robust conformation, their tumbling is reduced and the emitted fluorescence becomes relatively more polarized. The change in the degree of polarization of the emitted fluorescence can be measured and used as an index for increasing the size and fastness of the fluorescent molecule.

蛍光相関分光法(FCS)は、蛍光ラベルした反応体と相互作用活性を持つ物質とを、透明な媒体中で自由に拡散させることにより、相互作用による分子量変化を検出する方法の1つである(例えば、特許文献3参照。)。媒体中を拡散している分子は、焦点(極微小空間)を通過する際に、共焦点光学系で検出可能な蛍光強度の変動を発生させる。そこで、この蛍光シグナルに対して自己相関解析を行うことにより、該相互作用により得られる反応体の分子量変化を解析又は定量することができる。なお、特許文献3は、RNA干渉反応におけるRNAの分解反応検出については開示していない。   Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is one method for detecting changes in molecular weight due to interaction by freely diffusing a fluorescently labeled reactant and a substance having interaction activity in a transparent medium. (For example, refer to Patent Document 3). Molecules diffusing in the medium generate fluctuations in fluorescence intensity that can be detected by the confocal optical system when passing through the focal point (very small space). Therefore, by performing autocorrelation analysis on this fluorescent signal, the molecular weight change of the reactant obtained by the interaction can be analyzed or quantified. Patent Document 3 does not disclose detection of RNA degradation reaction in RNA interference reaction.

蛍光相互相関分光法(FCCS)は、それぞれ分光特性の異なる蛍光物質を用いて標識した分子同士の相互作用を解析する方法である。つまり、試料に対し、各蛍光物質に対応した励起光を同時に照射し、それぞれの分子から検出された蛍光シグナルの相互相関を解析することにより、異なる分子の動きに同時性があるかどうかを確認することができる。このように、FCCSは、FCSとは異なり、相互作用前後での分子サイズの変化に全く依存せずに分子間の相互作用を解析することが可能である。このため、相互作用前後での分子サイズの変化が小さい場合であっても好適に分子間相互作用を解析することができる。   Fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) is a method for analyzing the interaction between molecules labeled with fluorescent substances having different spectral characteristics. In other words, the sample is irradiated with excitation light corresponding to each fluorescent substance at the same time, and the cross-correlation of the fluorescence signals detected from each molecule is analyzed to confirm whether the movements of different molecules are synchronized. can do. Thus, unlike FCS, FCCS can analyze the interaction between molecules without depending on the change in molecular size before and after the interaction. For this reason, even when the change in the molecular size before and after the interaction is small, the intermolecular interaction can be suitably analyzed.

また、蛍光強度分布解析法(FIDA)は、溶液中の粒子の混合物の蛍光明度の分析のための方法である(例えば、特許文4参照。)。すなわち、FIDAは、FCS分析に用いられるものと同様の光学的かつ電子的構成に基づいているが、焦点から検出された蛍光シグナルの分析のために、FCSとは異なるアルゴリズムを利用するものである。具体的には、この方法は、光子カウント数のヒストグラムを測定し、かつ所定の粒子当たりの平均カウント率として表される比明度の関数として蛍光粒子の濃度を決定する。異種の試料における様々な蛍光種の濃度の測定に適用可能であり、様々な分野において有益なツールである。例えば、薬剤開発及び診断に対する基本的な研究等においても適用可能である。一例として、FIDAにより、フリーの蛍光ラベルされた抗原と、二価抗体分子等の多価レセプターに結合した蛍光ラベルされた抗原とを、区別することができる。なお、特許文献4は、RNA干渉反応におけるRNAの分解反応検出については開示していない。
特表2002−516062号公報 特開2005−337805号公報 特表平11−502608号公報 特表2002−543414号公報 ファイヤ(Fire)、外5名、ネイチャー(Nature)、1998年、第391巻、806〜811ページ。 ギル(Gil)、外1名、アポトーシス(Apoptsis)、2000年、第5巻、107〜114ページ。 ウイテイ(Ui-Tei)、外3名、フェブス・レター(FEBS letters)、2000年、第479巻、79〜82ページ。 エルバシール(Elbashir)、外5名、ネイチャー(Nature)、2001年、第411巻、494〜498ページ。 テオドラス(Theodorus)、外2名、ジャーナル・オブ・ザ・セル・バイオロジー(The Journal of Cell Biology)、1995年、第129巻、1543〜1558ページ。
The fluorescence intensity distribution analysis method (FIDA) is a method for analyzing the fluorescence brightness of a mixture of particles in a solution (see, for example, Patent Document 4). That is, FIDA is based on an optical and electronic configuration similar to that used for FCS analysis, but uses an algorithm different from FCS for analysis of the fluorescent signal detected from the focal point. . Specifically, this method measures a photon count histogram and determines the concentration of fluorescent particles as a function of specific brightness expressed as an average count rate per given particle. The present invention can be applied to the measurement of the concentration of various fluorescent species in different types of samples, and is a useful tool in various fields. For example, it can be applied to basic research for drug development and diagnosis. As an example, FIDA can distinguish between free fluorescently labeled antigens and fluorescently labeled antigens bound to multivalent receptors such as bivalent antibody molecules. Patent Document 4 does not disclose detection of RNA degradation reaction in RNA interference reaction.
Japanese translation of PCT publication No. 2002-516062 JP 2005-337805 A JP-T-11-502608 JP 2002-543414 A Fire, 5 others, Nature, 1998, 391, 806-811. Gil, 1 other, Apoptsis, 2000, Vol. 5, pp. 107-114. Ui-Tei, three others, FEBS letters, 2000, 479, 79-82. Elbashir, 5 people outside, Nature, 2001, 411, 494-498. Theodorus, two others, The Journal of Cell Biology, 1995, 129, 1543-1558.

本発明者は、従来、核酸やタンパク質等の分解反応や相互作用反応の解析に供されてきた上記のような一分子蛍光分析技術を応用することにより、RNA干渉におけるRNA分解反応を、直接的に効率よく検出することができるのではないか、と考えた。   The present inventor has directly applied the RNA degradation reaction in RNA interference by applying the above-described single-molecule fluorescence analysis technology that has been conventionally used for analysis of degradation reactions and interaction reactions of nucleic acids and proteins. I thought that it could be detected efficiently.

しかしながら、例えば、FRETを用いてRNA分解反応を検出しようとした場合には、FRET効率は分子距離に大きく依存するため、基質となるRNAの核酸長が長い場合には、FRET効率が悪く、切断反応の検出に用いることが困難な場合がある。また、FRETを測定するための装置が複雑である、という問題もある。   However, for example, when an RNA degradation reaction is to be detected using FRET, the FRET efficiency greatly depends on the molecular distance. Therefore, if the nucleic acid length of the RNA serving as the substrate is long, the FRET efficiency is poor and the cleavage occurs. It may be difficult to use for detecting the reaction. There is also a problem that the apparatus for measuring FRET is complicated.

また、FPは、基準となる偏光度の上昇が分子量30kDa程度で飽和してしまうことが知られている。このため、RNAの分子サイズを考慮した場合、分解前のRNAと分解後のRNAでは区別できない場合が多い、という問題がある。
一方、FCSでは、分子量に4倍程度の差がないと分子量変化を検出することができない。このため、RNA干渉によるRNAの切断部位によっては、分解前のRNAと分解後のRNAとを、区別できない可能性がある。このように、FCSにおいては、切断部位の違いは検出能に大きな影響を与えるため、特にスクリーニング等の、多種多様な候補siRNAを並列に比較する用途には、FCSは適当ではない。
In addition, it is known that FP is saturated with an increase in the standard polarization degree at a molecular weight of about 30 kDa. For this reason, when considering the molecular size of RNA, there is a problem that it is often impossible to distinguish between RNA before degradation and RNA after degradation.
On the other hand, in FCS, a change in molecular weight cannot be detected unless there is a difference of about 4 times in molecular weight. For this reason, there is a possibility that the RNA before degradation and the RNA after degradation cannot be distinguished depending on the RNA cleavage site due to RNA interference. As described above, in FCS, the difference in the cleavage site has a great influence on the detection ability. Therefore, FCS is not suitable for use in comparing various candidate siRNAs in parallel such as screening.

その他、FCCSでは、相互作用前後での分子サイズの変化が2倍程度しかないような場合にも解析は可能であるという利点がある。しかしながら、微小空間である一の観測領域に、波長の異なる励起光を照射して蛍光シグナルを検出するため、使用する対物レンズ等の軸上色収差により、それぞれの波長の励起光の共焦点領域は完全には一致せず、目的の分子間相互作用の検出感度や精度が低下してしまうという重大な課題がある。   In addition, FCCS has an advantage that analysis is possible even when the change in molecular size before and after the interaction is only about twice. However, since the fluorescence signal is detected by irradiating one observation region, which is a minute space, with excitation light having different wavelengths, the confocal region of the excitation light of each wavelength is due to axial chromatic aberration of the objective lens used. There is a serious problem that the detection sensitivity and accuracy of the target intermolecular interaction are not exactly matched and the detection sensitivity and accuracy of the target intermolecular interaction are lowered.

本発明は、一分子蛍光分析技術を応用することにより、RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を、簡便かつ迅速に検出する方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for easily and rapidly detecting an RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference by applying a single molecule fluorescence analysis technique.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、RNA切断反応の基質となるRNAとして、蛍光標識された一本鎖RNAを用いることにより、siRNAによって前記一本鎖RNAが切断されたか否かを、一分子蛍光分析法、特にFIDAを用いて検出することによって、直接的に効率よく検出することができることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has determined whether the single-stranded RNA has been cleaved by siRNA by using fluorescently labeled single-stranded RNA as RNA serving as a substrate for the RNA cleavage reaction. It has been found that it can be directly and efficiently detected by detecting whether or not by using a single molecule fluorescence analysis method, particularly FIDA, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、
(1) RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を検出する方法であって、RNA切断反応の基質RNAとして蛍光標識された一本鎖RNAを用いて、siRNAによって前記基質RNAが切断されたか否かを、一分子蛍光分析法により検出することを特徴とする、siRNAによるRNA切断反応の検出方法、
(2) 前記基質RNAが、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識された一本鎖RNAであることを特徴とする前記(1)記載のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法、
(3) 前記一分子蛍光分析法が、蛍光強度分布解析法(FIDA)であることを特徴とする前記(1)又は(2)記載のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法、
(4) RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を検出する方法であって、RNA切断反応の基質RNAとして、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識された一本鎖RNAを用いるものであり、RNAヘリカーゼ、及びRISC複合体を含む反応溶液に、siRNA及び前記基質RNAを添加し、反応させる反応工程と、前記反応工程後、前記反応溶液に、前記蛍光物質を励起し得る波長の光を照射し、当該蛍光物質から発生する蛍光を、蛍光シグナルとして検出する検出工程と、前記検出工程において検出された蛍光シグナルに基づいて蛍光強度分布解析を行い、RNA切断反応効率を測定する測定工程と、を有することを特徴とする、siRNAによるRNA切断反応の検出方法、
(5) siRNAによるRNA切断反応が、細胞内又は反応溶液内において行われることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか記載のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference, wherein whether or not the substrate RNA is cleaved by siRNA using fluorescently labeled single-stranded RNA as a substrate RNA for RNA cleavage reaction A method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA, characterized by detecting the above by single molecule fluorescence analysis,
(2) The method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA according to (1), wherein the substrate RNA is a single-stranded RNA having a 3 ′ end and a 5 ′ end labeled with a fluorescent substance,
(3) The method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA according to (1) or (2), wherein the single-molecule fluorescence analysis is fluorescence intensity distribution analysis (FIDA),
(4) A method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference, wherein a single-stranded RNA having a 3 ′ end and a 5 ′ end labeled with a fluorescent substance is used as a substrate RNA for the RNA cleavage reaction A reaction step of adding and reacting siRNA and the substrate RNA to a reaction solution containing an RNA helicase and a RISC complex, and a wavelength of a wavelength capable of exciting the fluorescent substance in the reaction solution after the reaction step. A measurement process that measures the RNA cleavage reaction efficiency by irradiating light and detecting the fluorescence generated from the fluorescent substance as a fluorescence signal, and analyzing the fluorescence intensity distribution based on the fluorescence signal detected in the detection process. A method for detecting an RNA cleavage reaction with siRNA, comprising the steps of:
(5) The method for detecting an RNA cleavage reaction with siRNA according to any one of (1) to (4) above, wherein the RNA cleavage reaction with siRNA is performed in a cell or in a reaction solution,
Is to provide.

本発明のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法を用いることにより、基質となるRNAの長さや分子の大きさ、siRNAによる切断部位等の条件を、個々のRNAに対して別個に検討することを要することなく、簡便かつ迅速にRNA切断反応を検出することができる。
特に、RNA干渉においては、標的遺伝子の機能を抑制・阻害する上で、20塩基対程度の短い二本鎖RNA(siRNA)の選択は非常に重要であるが、本発明のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法を用いることにより、多数のsiRNA候補分子の中から、実際に抑制効率の高いsiRNAを選択する上で、手間や時間の節約に資することが期待できる。
By using the method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA of the present invention, it is necessary to separately examine the conditions such as the length of RNA as a substrate, the size of the molecule, and the cleavage site by siRNA for each RNA. Therefore, the RNA cleavage reaction can be detected simply and rapidly.
In particular, in RNA interference, selection of a short double-stranded RNA (siRNA) of about 20 base pairs is very important for suppressing / inhibiting the function of a target gene, but the RNA cleavage reaction by the siRNA of the present invention. By using this detection method, it can be expected to save labor and time in selecting siRNA having actually high suppression efficiency from among a large number of siRNA candidate molecules.

本発明のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法(以下、本発明の検出方法、ということがある。)は、RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を検出する方法であって、RNA切断反応の基質RNAとして、蛍光標識された一本鎖RNAを用いて、siRNAによって前記基質RNAが切断されたか否かを、一分子蛍光分析法により検出することを特徴とする。標的遺伝子の発現産物であるタンパク質の発現効率や機能効率を指標としてsiRNAの抑制効率を測定する従来法(例えば、非特許文献4等参照。)と比較して、本発明の検出方法は、siRNAによる基質RNAの切断効率を直接測定しているため、より信頼性の高いデータを得ることができる。   The method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the detection method of the present invention) is a method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference, wherein Using single-stranded RNA labeled with fluorescence as the substrate RNA, whether or not the substrate RNA is cleaved by siRNA is detected by single molecule fluorescence analysis. Compared with the conventional method (for example, refer nonpatent literature 4 etc.) which measures the suppression efficiency of siRNA using the expression efficiency and functional efficiency of the protein which is an expression product of a target gene as a parameter | index, the detection method of this invention is siRNA. Since the cleavage efficiency of substrate RNA is directly measured, more reliable data can be obtained.

本発明における基質RNAは、RNA干渉の標的遺伝子(RNA干渉により、当該遺伝子又は当該遺伝子の発現産物の機能を抑制・阻害する対象である遺伝子)由来の一本鎖RNAであって、siRNAによるRNA切断反応における基質として機能するRNAである。標的遺伝子由来の一本鎖RNAは、標的遺伝子から転写された一本鎖RNAであれば特に限定されるものではなく、mRNA等が挙げられる。   The substrate RNA in the present invention is a single-stranded RNA derived from a target gene for RNA interference (a gene that is a target for suppressing or inhibiting the function of the gene or an expression product of the gene by RNA interference), and is RNA by siRNA RNA that functions as a substrate in the cleavage reaction. The single-stranded RNA derived from the target gene is not particularly limited as long as it is a single-stranded RNA transcribed from the target gene, and examples thereof include mRNA.

標的遺伝子は、構造遺伝子であってもよく、非構造遺伝子であってもよい。また、標的遺伝子の由来する生物種は特に限定されるものではなく、線虫、ハエ等の昆虫、植物、動物のいずれであってもよい。本発明においては、ヒトをはじめとする哺乳動物由来の遺伝子であることが好ましい。   The target gene may be a structural gene or a non-structural gene. In addition, the biological species from which the target gene is derived is not particularly limited, and may be any of insects such as nematodes and flies, plants, and animals. In the present invention, it is preferably a gene derived from mammals including humans.

本発明の検出方法において用いられる基質RNAは、蛍光標識された一本鎖RNAである。蛍光標識は、基質RNAが切断されたか否かを判別し得る部分、すなわち、蛍光標識から検出される蛍光シグナルを解析することにより、切断前の基質RNAと切断後の基質RNAとの識別が可能である位置であれば、特に限定されるものではなく、検出に用いられる一分子蛍光分析法の種類、基質RNAの種類、siRNAの種類等を考慮して、適宜決定することができる。   The substrate RNA used in the detection method of the present invention is a fluorescently labeled single-stranded RNA. Fluorescent label can distinguish between substrate RNA before cleavage and substrate RNA after cleavage by analyzing the fluorescence signal detected from fluorescent label, which can determine whether substrate RNA has been cleaved The position is not particularly limited, and can be appropriately determined in consideration of the type of single-molecule fluorescence analysis used for detection, the type of substrate RNA, the type of siRNA, and the like.

本発明の検出方法においては、基質RNAの3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識されていることが好ましい。基質RNAの両末端が蛍光標識されていることにより、siRNAによる基質RNAの切断部位を考慮することなく、基質RNAの切断の有無をFIDAにより簡便に検出することができるためである。例えば、基質RNAの3’末端と5’末端とに、同種の蛍光物質を結合させた場合には、理論的には、切断後の基質RNAの一分子当たりの蛍光強度は、切断前の基質RNAの一分子当たりの蛍光強度の半分になる。このため、一分子当たりの蛍光強度が異なる分子を区別して検出することが可能なFIDAにより、切断後の基質RNAと切断前の基質RNAとを識別して、切断反応効率を算出することができる。   In the detection method of the present invention, it is preferable that the 3 ′ end and 5 ′ end of the substrate RNA are labeled with a fluorescent substance. This is because the presence or absence of cleavage of the substrate RNA can be easily detected by FIDA without considering the cleavage site of the substrate RNA by siRNA because both ends of the substrate RNA are fluorescently labeled. For example, when the same kind of fluorescent substance is bound to the 3 ′ end and 5 ′ end of the substrate RNA, theoretically, the fluorescence intensity per molecule of the substrate RNA after cleavage is the substrate before cleavage. It becomes half of the fluorescence intensity per molecule of RNA. For this reason, by using FIDA that can distinguish and detect molecules having different fluorescence intensities per molecule, the cleavage reaction efficiency can be calculated by discriminating between the substrate RNA after cleavage and the substrate RNA before cleavage. .

基質RNAの蛍光標識に用いられる蛍光物質としては、特に限定されるものではなく、一般的に核酸の蛍光標識に用いられる蛍光物質の中から適宜決定することができる。このような蛍光物質としては、例えば、TAMRA、FITC(フルオレセインイソチオシアナート)、フルオレセイン、ローダミン、NBD、TMR(テトラメチルローダミン)、Alexa Fluor(登録商標)(インビトロジェン社製)、GFP(Green Fluorescent Protein)、YFP(Yellow Fluorescent Protein)等がある。RNA切断反応に対する影響を抑えることができるため、TAMRA、FITC、フルオレセイン、ローダミン、NBD、TMR、Alexa Fluor等の比較的分子量の小さい蛍光物質であることが好ましい。特に、TMR等のように、連続して光照射を行った場合でも比較的安定して蛍光を発する色素であることが好ましい。このように退色し難い蛍光物質を標識として用いることにより、光照射の時間や回数の影響を抑えて、計測値ごとのばらつきを防止し、より安定した解析結果を得ることができる。   The fluorescent substance used for fluorescent labeling of the substrate RNA is not particularly limited, and can be appropriately determined from fluorescent substances generally used for fluorescent labeling of nucleic acids. Examples of such fluorescent substances include TAMRA, FITC (fluorescein isothiocyanate), fluorescein, rhodamine, NBD, TMR (tetramethylrhodamine), Alexa Fluor (registered trademark) (manufactured by Invitrogen), GFP (Green Fluorescent Protein). ) And YFP (Yellow Fluorescent Protein). Since the influence on the RNA cleavage reaction can be suppressed, a fluorescent substance having a relatively small molecular weight such as TAMRA, FITC, fluorescein, rhodamine, NBD, TMR, Alexa Fluor, etc. is preferable. In particular, a dye that emits fluorescence relatively stably even when continuously irradiated with light, such as TMR, is preferable. In this way, by using a fluorescent material that is difficult to fade as a label, it is possible to suppress the influence of the time and number of times of light irradiation, prevent variation for each measurement value, and obtain a more stable analysis result.

基質RNAを蛍光標識する方法は、特に限定されるものではなく、核酸を蛍光標識する場合に通常行われている手法を使用して行うことができる。例えば、基質RNAに直接蛍光物質を結合させてもよく、蛍光物質と基質RNAとの相互作用を利用して間接的に結合させたものであってもよい。本発明の検出方法において基質RNAとして好適な3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識されている一本鎖RNAは、例えば、以下の手法(A)〜(C)により得ることができる。なお、本発明において用いられる基質RNAは、下記(A)〜(C)により合成されたものに限定されるものではない。   The method for fluorescently labeling the substrate RNA is not particularly limited, and can be performed using a technique that is usually used when fluorescently labeling a nucleic acid. For example, the fluorescent material may be directly bonded to the substrate RNA, or may be indirectly bonded using the interaction between the fluorescent material and the substrate RNA. In the detection method of the present invention, a single-stranded RNA having 3 ′ and 5 ′ ends that are suitable as substrate RNA labeled with a fluorescent substance can be obtained, for example, by the following methods (A) to (C). The substrate RNA used in the present invention is not limited to those synthesized by the following (A) to (C).

・手法(A)
まず、標的遺伝子(DNA)から、mRNAを調製する。例えば、RiboMAX System(Promega社製)等の市販のmRNA合成キットを用いることにより、試験管内等のin vitroにおいても、簡便にmRNAを調製することができる。
次に、5’末端が蛍光物質により標識されている10〜20塩基長程度の任意の塩基配列を持つ一本鎖RNA(5’末端標識RNA)、及び、3’末端が蛍光物質により標識されている10〜20塩基長程度の任意の塩基配列を持つ一本鎖RNA(3’末端標識RNA)を、それぞれ化学合成する。5’末端標識RNAと3’末端標識RNAの塩基配列は同一であってもよく、異なっていてもよい。また、化学合成は、当該技術分野において公知のいずれの手法により行ってもよく、シグマジェノシス社等の受託サービスを利用してもよい。
・ Method (A)
First, mRNA is prepared from a target gene (DNA). For example, by using a commercially available mRNA synthesis kit such as RiboMAX System (manufactured by Promega), mRNA can be easily prepared even in vitro such as in vitro.
Next, single-stranded RNA having an arbitrary base sequence of about 10 to 20 bases in which the 5 ′ end is labeled with a fluorescent substance (5 ′ end labeled RNA), and the 3 ′ end is labeled with a fluorescent substance. Each single-stranded RNA (3 ′ end-labeled RNA) having an arbitrary base sequence having a length of about 10 to 20 bases is chemically synthesized. The base sequences of 5 ′ end-labeled RNA and 3 ′ end-labeled RNA may be the same or different. Chemical synthesis may be performed by any method known in the art, and a contract service such as Sigma Genosys may be used.

さらに、標的遺伝子から調製したmRNAと5’末端標識RNAと3’末端標識RNAとを連結させて、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識されている基質RNAを得た後、分子量の差や親和性の差を利用して公知の手法により精製することができる。一例としては、図1に模式的に示すように、まず、mRNA(1)と5’末端標識RNA(2)とを、T4 RNA ligase等の酵素を用いて結合させて、5’末端標識済みmRNA(3)を得る。その後、ゲル濾過クロマトグラフィー法等により、分子サイズによる分画を行い、分子量が顕著に小さい5’末端標識RNA(2)を除去する。さらに、残ったmRNA(1)及び5’末端標識済みmRNA(3)の混合物を、5’末端標識RNA(2)と相補的な塩基配列を有する一本鎖RNAが固定された担体(4)を用いたアフィニティークロマトグラフィー法等により、親和性(アフィニティー)による分画を行い、mRNA(1)を除去して5’末端標識済みmRNA(3)を精製する。次に、この精製された5’末端標識済みmRNA(3)と3’末端標識RNA(5)とを、T4 RNA ligase等の酵素を用いて結合させて、両末端標識済みmRNA(6)を得る。その後、同様にして、分子サイズによる分画を行い、3’末端標識RNA(5)を除去した後、親和性(アフィニティー)による分画を行うことにより、精製された両末端標識済みmRNA(6)が得られる。   Furthermore, mRNA prepared from the target gene, 5 ′ end-labeled RNA and 3 ′ end-labeled RNA are linked to obtain a substrate RNA in which the 3 ′ end and the 5 ′ end are labeled with a fluorescent substance, It can refine | purify by a well-known method using a difference and a difference in affinity. As an example, as schematically shown in FIG. 1, first, mRNA (1) and 5 ′ end-labeled RNA (2) are bound using an enzyme such as T4 RNA ligase and labeled with 5 ′ end. mRNA (3) is obtained. Thereafter, fractionation by molecular size is performed by gel filtration chromatography or the like, and 5 'end-labeled RNA (2) having a remarkably small molecular weight is removed. Furthermore, the carrier (4) on which the mixture of the remaining mRNA (1) and the 5 ′ end labeled mRNA (3) is fixed with a single-stranded RNA having a base sequence complementary to the 5 ′ end labeled RNA (2) Fractionation by affinity (affinity) is performed by an affinity chromatography method using the method, mRNA (1) is removed, and 5′-end labeled mRNA (3) is purified. Next, the purified 5 ′ end labeled mRNA (3) and 3 ′ end labeled RNA (5) are combined using an enzyme such as T4 RNA ligase to thereby add both end labeled mRNA (6). obtain. Thereafter, similarly, fractionation by molecular size is performed, 3 ′ end-labeled RNA (5) is removed, and then fractionation by affinity (affinity) is performed, thereby purifying both end-labeled mRNA (6 ) Is obtained.

・手法(B)
まず、標的遺伝子の5’側領域及び3’側領域の両方に、蛍光物質と特異的に結合するRNAアプタマーを有するmRNAを合成するために、標的遺伝子(DNA)を組み換えた組み換え遺伝子を得る。この組み換え遺伝子(DNA)から、手法(A)と同様にしてmRNAを調製し、mRNA(1)の3’末端及び5’末端に、蛍光物質と特異的に結合するRNAアプタマー(7)を有するアプタマー付加mRNA(8)を得る。その後、図2に模式的に示すように、反応液に蛍光物質(F)を添加し、アプタマー(7)と蛍光物質(F)と結合させた後、分子サイズによる分画を行い、蛍光物質(F)と結合したアプタマー付加mRNA(8)を精製する。
・ Method (B)
First, in order to synthesize mRNA having an RNA aptamer that specifically binds to a fluorescent substance in both the 5 ′ side region and the 3 ′ side region of the target gene, a recombinant gene obtained by recombining the target gene (DNA) is obtained. MRNA is prepared from this recombinant gene (DNA) in the same manner as in method (A), and RNA aptamer (7) that specifically binds to a fluorescent substance is present at the 3 ′ end and 5 ′ end of mRNA (1). Aptamer-added mRNA (8) is obtained. Thereafter, as schematically shown in FIG. 2, the fluorescent substance (F) is added to the reaction solution, and after the aptamer (7) and the fluorescent substance (F) are combined, fractionation by molecular size is performed. The aptamer-added mRNA (8) bound to (F) is purified.

・手法(C)
まず、標的遺伝子の5’側領域及び3’側領域の両方に、10〜20塩基長程度の任意の塩基配列を有するmRNAを合成するために、標的遺伝子(DNA)を組み換えた組み換え遺伝子を得る。この組み換え遺伝子(DNA)から、手法(A)と同様にしてmRNAを調製し、mRNA(1)の3’末端及び5’末端に、10〜20塩基長程度の任意の塩基配列を有する一本鎖RNA(9)を有する配列付加mRNA(10)を得る。その後、図3に模式的に示すように、反応液に、塩基配列(9)と相補的な配列を有し、3’末端が蛍光物質(F)により標識されている一本鎖RNAである3’末端標識RNAプローブ(11)と、一本鎖RNA(9)と相補的な配列を有し、5’末端が蛍光物質により標識されている一本鎖RNAである5’末端標識RNAプローブ(12)とを添加し、配列付加mRNA(10)及び3’末端標識RNAプローブ(11)、並びに、配列付加mRNA(10)及び5’末端標識RNAプローブ(12)を、ハイブリダイズさせる。これにより形成された3者からなる複合体は、分子サイズによる分画を行い、精製することができる。
・ Method (C)
First, in order to synthesize mRNA having an arbitrary base sequence having a length of about 10 to 20 bases in both the 5 ′ side region and the 3 ′ side region of the target gene, a recombinant gene obtained by recombining the target gene (DNA) is obtained. . From this recombinant gene (DNA), mRNA is prepared in the same manner as in the method (A), and one having an arbitrary base sequence of about 10 to 20 bases at the 3 ′ end and 5 ′ end of mRNA (1). A sequence-added mRNA (10) having a strand RNA (9) is obtained. Thereafter, as schematically shown in FIG. 3, the reaction solution is a single-stranded RNA having a sequence complementary to the base sequence (9) and labeled at the 3 ′ end with a fluorescent substance (F). 3 ′ end-labeled RNA probe (11) and 5 ′ end-labeled RNA probe which is a single-stranded RNA having a sequence complementary to single-stranded RNA (9) and having a 5 ′ end labeled with a fluorescent substance (12) is added, and the sequence-added mRNA (10) and the 3 ′ end-labeled RNA probe (11), and the sequence-added mRNA (10) and the 5 ′ end-labeled RNA probe (12) are hybridized. The three-component complex thus formed can be purified by fractionation according to molecular size.

本発明において、siRNAとは、基質RNAの一部又は全部と相補的な配列を有するRNA鎖(アンチセンス鎖)と、それに相補的な配列を有するRNA鎖(センス鎖)とからなる二本鎖RNAである。該siRNAの塩基対長は、RNA干渉において有効な長さであれば特に限定されるものではなく、標的遺伝子の種類や塩基配列、標的遺伝子が由来する生物種、細胞等への導入方法等を考慮して、適宜決定することができる。ヒト等の哺乳動物に対するRNA干渉において用いられるsiRNAとしては、基質RNAと相補的な配列部分が15〜25塩基対長であることが好ましい。   In the present invention, siRNA is a double strand comprising an RNA strand (antisense strand) having a sequence complementary to part or all of the substrate RNA and an RNA strand (sense strand) having a sequence complementary thereto. RNA. The base pair length of the siRNA is not particularly limited as long as it is an effective length in RNA interference. The type and base sequence of the target gene, the biological species from which the target gene is derived, the method of introduction into cells, etc. It can be determined as appropriate in consideration. As siRNA used in RNA interference with mammals such as humans, the sequence portion complementary to the substrate RNA is preferably 15 to 25 base pairs in length.

本発明において用いられるsiRNAは、当該技術分野において公知のいずれの手法により設計し、合成してもよい。例えば、標的遺伝子由来のmRNAの塩基配列情報に基づき、siRNAの塩基配列を常法により設計した後、該設計に基づき、公知の核酸合成反応により合成することができる。siRNAの合成は、例えば、市販の合成機を用いて独自に合成してもよく、受託サービスを利用して合成することもできる。   The siRNA used in the present invention may be designed and synthesized by any method known in the art. For example, based on the base sequence information of mRNA derived from the target gene, the base sequence of siRNA can be designed by a conventional method, and then synthesized by a known nucleic acid synthesis reaction based on the design. For example, siRNA may be synthesized independently using a commercially available synthesizer or may be synthesized using a contract service.

なお、本発明において用いられるsiRNAは、基質RNAに対するRNA切断反応を阻害しない限り、基質RNAの一部又は全部と相補的な配列以外の付加的な塩基配列を有していてもよい。また、2’−O−メチル化等の修飾がなされた二本鎖RNAであってもよい。   The siRNA used in the present invention may have an additional base sequence other than a sequence complementary to a part or all of the substrate RNA as long as the RNA cleavage reaction against the substrate RNA is not inhibited. Alternatively, it may be a double-stranded RNA that has been modified such as 2'-O-methylation.

本発明の検出方法は、例えば、RNA切断反応の基質RNAとして、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識された一本鎖RNAを用いて、RNAヘリカーゼ、及びRISC複合体を含む反応溶液に、siRNA及び前記基質RNAを添加し、反応させる反応工程と、前記反応工程後、前記反応溶液に、前記蛍光物質を励起し得る波長の光を照射し、当該蛍光物質から発生する蛍光を、蛍光シグナルとして検出する検出工程と、前記検出工程において検出された蛍光シグナルに基づいて蛍光強度分布解析を行い、RNA切断反応効率を測定する測定工程と、を有していてもよい。   The detection method of the present invention uses, for example, a reaction solution containing RNA helicase and RISC complex using single-stranded RNA labeled with a fluorescent substance at the 3 ′ end and 5 ′ end as a substrate RNA for RNA cleavage reaction. In addition, a reaction step of adding and reacting siRNA and the substrate RNA, and after the reaction step, the reaction solution is irradiated with light having a wavelength that can excite the fluorescent material, and the fluorescence generated from the fluorescent material is You may have the detection process detected as a fluorescence signal, and the measurement process which performs fluorescence intensity distribution analysis based on the fluorescence signal detected in the said detection process, and measures RNA cleavage reaction efficiency.

まず、反応工程として、RNAヘリカーゼ及びRISC複合体を含む反応溶液に、siRNAと3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識されている基質RNAとを添加して反応させる。siRNAは、RNAヘリカーゼによる巻き戻しを受けて1本鎖RNAとなり、主にアンチセンス鎖と複数のタンパク質がRISC(RNA−induced silencing complex)複合体を形成する。このsiRNAのアンチセンス鎖が、基質RNA中の相補的な部位と結合することにより、RISCのリボヌクレアーゼ活性によって基質RNAが分解される。   First, as a reaction step, siRNA and a substrate RNA labeled with a fluorescent substance at the 3 'end and the 5' end are added to and reacted with a reaction solution containing an RNA helicase and a RISC complex. The siRNA undergoes unwinding by the RNA helicase to become single-stranded RNA, and the antisense strand and a plurality of proteins mainly form a RISC (RNA-induced silencing complex) complex. When the antisense strand of the siRNA binds to a complementary site in the substrate RNA, the substrate RNA is degraded by the ribonuclease activity of RISC.

この反応工程において用いられる反応溶液は、ヘリカーゼやRISC等のRNA切断反応に必要な分子を含有する溶液であれば、特に限定されるものではなく、RNA干渉を行う場合に一般的に用いられている試薬等を適宜用いて調製することができる。好ましくは、培養細胞等から調製した細胞抽出液である。元々RNA干渉は細胞内において生じる現象であり、よって、細胞抽出液には、RNA干渉に必要な分子が含有されているためである。なお、細胞抽出液は、Dignamらの方法(Nucleic Acids Research、1983年、第11巻、第1475〜1489ページ参照。)等の常法により調製することができる。   The reaction solution used in this reaction step is not particularly limited as long as it contains a molecule necessary for RNA cleavage reaction such as helicase or RISC, and is generally used for RNA interference. It can be prepared using the appropriate reagents and the like. A cell extract prepared from cultured cells or the like is preferable. This is because RNA interference is originally a phenomenon that occurs in a cell, and thus a cell extract contains molecules necessary for RNA interference. The cell extract can be prepared by a conventional method such as the method of Dynam et al. (See Nucleic Acids Research, 1983, Vol. 11, pp. 1475-1489).

また、該反応工程は、試験管内等のin vitroで行ってもよく、細胞内(in vivo)で行ってもよい。in vitroで行う場合には、例えば、反応溶液に、siRNAを添加して反応させた後、さらに基質RNAを添加して反応させることにより、siRNAにより基質RNAを切断することができる。一方、in vivoで行う場合には、例えば、細胞にsiRNAを導入して反応させた後、さらに基質RNAを導入して反応させることにより、siRNAにより基質RNAを切断することができる。なお、siRNAや基質RNAの細胞への導入は、当該技術分野において公知のいずれの手法により行ってもよい。例えば、lipofectamine 2000(Invtrogen社製)等の市販の核酸導入試薬を用いることにより、細胞内へのsiRNAや基質RNAの導入を簡便に行うことができる。   Moreover, this reaction process may be performed in vitro, such as in a test tube, and may be performed in a cell (in vivo). In the case of performing in vitro, for example, the substrate RNA can be cleaved by the siRNA by adding the substrate RNA to the reaction solution and then allowing the substrate RNA to react. On the other hand, in the case of performing in vivo, for example, after introducing siRNA into a cell and reacting, the substrate RNA can be further cleaved by introducing and reacting with the substrate RNA. In addition, siRNA or substrate RNA may be introduced into cells by any technique known in the art. For example, by using a commercially available nucleic acid introduction reagent such as lipofectamine 2000 (manufactured by Invtrogen), siRNA or substrate RNA can be easily introduced into cells.

反応させる時間は、反応溶液の種類、反応溶液中のヘリカーゼやRISC等の活性、基質RNAやsiRNAの濃度等を考慮して適宜決定することができる。また、反応温度は、反応溶液中のヘリカーゼやRISC等の活性において好適な温度範囲で適宜設定することができる。例えば、反応溶液が、ヒト由来培養細胞から調製された細胞培養液に、基質RNAを添加した溶液である場合には、当該反応溶液にsiRNAを添加し、37℃で15分間以上反応させた後、さらに基質RNAを添加し、37℃で2〜6時間程度反応させることができる。一方、反応工程をヒト由来培養細胞内で行う場合には、例えば、37℃で培養している細胞培養に、核酸導入試薬を用いてsiRNAを導入し、導入後48〜96時間経過後に、核酸導入試薬を用いて基質RNAを導入し、さらに48〜96時間培養することができる。   The reaction time can be appropriately determined in consideration of the type of reaction solution, the activity of helicase, RISC, etc. in the reaction solution, the concentration of substrate RNA or siRNA, and the like. The reaction temperature can be appropriately set within a temperature range suitable for the activity of helicase, RISC, etc. in the reaction solution. For example, when the reaction solution is a solution obtained by adding substrate RNA to a cell culture solution prepared from human-derived cultured cells, after adding siRNA to the reaction solution and reacting at 37 ° C. for 15 minutes or more Furthermore, substrate RNA can be added and reacted at 37 ° C. for about 2 to 6 hours. On the other hand, when the reaction step is performed in human-derived cultured cells, for example, siRNA is introduced into a cell culture cultured at 37 ° C. using a nucleic acid introduction reagent, and after 48 to 96 hours have elapsed after introduction, Substrate RNA can be introduced using the introduction reagent and further cultured for 48 to 96 hours.

次に、反応工程後、検出工程として、反応溶液に、基質RNAの標識に用いた蛍光物質を励起し得る波長の光を照射し、当該蛍光物質から発生する蛍光を、蛍光シグナルとして検出する。具体的には、共焦点(コンフォーカル)光学系を有する蛍光光度計に、該反応溶液を設置し、常法により蛍光シグナルを検出することができる。また、反応工程を細胞内で行った場合には、該細胞を、共焦点光学系を有する蛍光顕微鏡に設置し、常法により蛍光シグナルを検出することができる。なお、FIDAをはじめとする一分子蛍光分析法は、一般的には、共焦点光学系を利用するものであるが、一分子由来の蛍光シグナルを取得して蛍光強度分布解析を行うことができる光学系であれば、特に限定されるものではなく、共焦点光学系以外の他の光学系を用いることも可能である。   Next, after the reaction step, as a detection step, the reaction solution is irradiated with light having a wavelength that can excite the fluorescent substance used for labeling the substrate RNA, and fluorescence generated from the fluorescent substance is detected as a fluorescent signal. Specifically, the reaction solution is placed in a fluorometer having a confocal optical system, and a fluorescent signal can be detected by a conventional method. In addition, when the reaction step is performed in a cell, the cell can be placed in a fluorescence microscope having a confocal optical system, and a fluorescence signal can be detected by a conventional method. Single molecule fluorescence analysis methods such as FIDA generally use a confocal optical system. However, fluorescence intensity distribution analysis can be performed by obtaining a fluorescence signal derived from a single molecule. The optical system is not particularly limited, and other optical systems other than the confocal optical system can be used.

蛍光シグナルの計測条件は、使用する蛍光光度計や蛍光顕微鏡の仕様により、適宜決定することができるが、例えば、1サンプル当たり、15秒間で5回程度行う。計測時間はこれ以上長くても良く、回数もこれ以上多くても良い。但し、検出に用いる装置の種類によっては、計測時間が10秒間以下等の短時間である場合や、測定回数が1回程度のみである場合には、データの再現性、信頼性が低下するおそれがある。また、蛍光シグナルを計測するサンプルに対して焦点位置を走査させることにより、より多数の分子から情報(蛍光シグナル)を取得することができ、統計的な精度を高めることも可能である。   The measurement condition of the fluorescence signal can be appropriately determined according to the specifications of the fluorometer and the fluorescence microscope to be used. For example, it is performed about 5 times in 15 seconds per sample. The measurement time may be longer, and the number of times may be longer. However, depending on the type of apparatus used for detection, if the measurement time is as short as 10 seconds or less, or if the number of measurements is only about once, the reproducibility and reliability of data may be reduced. There is. Further, by scanning the focal position with respect to the sample for measuring the fluorescence signal, information (fluorescence signal) can be obtained from a larger number of molecules, and statistical accuracy can be improved.

その後、測定工程として、検出された蛍光シグナルに基づいて蛍光強度分布解析を行い、RNA切断反応効率を測定する。すなわち、検出された蛍光シグナルのデータに対して蛍光強度分布解析を行うことにより、蛍光分子の蛍光強度や、検出領域中の濃度を算出することができる。具体的には、一分子当たりの蛍光強度から、該蛍光分子が切断された基質RNAか、未切断の基質RNAかを判別し、これらの分子数の割合を算出する。   Thereafter, as a measurement step, fluorescence intensity distribution analysis is performed based on the detected fluorescence signal, and the RNA cleavage reaction efficiency is measured. That is, the fluorescence intensity distribution analysis is performed on the detected fluorescence signal data, whereby the fluorescence intensity of the fluorescent molecule and the concentration in the detection region can be calculated. Specifically, from the fluorescence intensity per molecule, it is determined whether the fluorescent molecule is a cleaved substrate RNA or an uncleaved substrate RNA, and the ratio of the number of these molecules is calculated.

RNA切断反応の効率は、蛍光強度の減少や、蛍光強度の小さい分子の濃度の増加から判断することが可能である。図4(B)は、RNA切断反応前と反応後のフォトンの数(Number of photons)とその確率(Probability)の変化を示した図である。図4(A)に示すように、理論的には、切断された基質RNAの蛍光強度は、未切断の基質RNAの蛍光強度のおよそ半分となる。さらに、RNA切断により、蛍光分子数は2倍となる。つまり、切断反応により、蛍光強度の小さい分子数の割合が多いほど、siRNAによるRNA切断反応の反応効率が高いことを示す。   The efficiency of the RNA cleavage reaction can be judged from a decrease in fluorescence intensity or an increase in the concentration of molecules with low fluorescence intensity. FIG. 4B is a graph showing changes in the number of photons (Number of photons) and the probability (Probability) before and after the RNA cleavage reaction. As shown in FIG. 4 (A), theoretically, the fluorescence intensity of the cleaved substrate RNA is approximately half the fluorescence intensity of the uncleaved substrate RNA. Furthermore, the number of fluorescent molecules is doubled by RNA cleavage. That is, the higher the ratio of the number of molecules with low fluorescence intensity, the higher the reaction efficiency of the RNA cleavage reaction with siRNA.

以下、反応工程を細胞内において行う場合と、細胞外において行う場合の、それぞれにおける本発明の一実施態様を示す。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。   Hereinafter, one embodiment of the present invention in each of the case where the reaction step is performed inside the cell and the case where the reaction step is performed outside the cell will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiments.

[細胞内において反応工程を行う場合]
1.RNA干渉の効率を検出したい標的遺伝子(DNA)を用意する。RiboMAX System(Promega社製)等を用いることにより、試験管内で標的遺伝子(DNA)からmRNAを発現させる。
2.上記の手法(A)、(B)、(C)のいずれかの手法により、mRNAの両末端を蛍光標識する。
3.培養細胞に、lipofectamine 2000(Invtrogen社製)等の核酸導入試薬を用いて、当該標的遺伝子を標的とする20塩基対前後の長さのsiRNAを導入し、RNA干渉を引き起こす。siRNA導入後、48〜96時間培養した後の培養細胞に対して、核酸導入試薬を用いて、上記2で合成した蛍光標識mRNAを導入し、さらに48〜96時間培養する。
4.導入後48〜96時間培養した培養細胞から、直接、コンフォーカル(共焦点)光学系を用いた蛍光光度計を用いて、蛍光パターンを検出し、記録部等に記録する。蛍光パターンの検出に際し、培養細胞(サンプル)に対して焦点位置を走査させることにより、より多数の分子から情報(蛍光シグナル)を取得して統計的な精度を高めると同時に、空間的な分解効率の情報を取得することも可能である。
5.記録された蛍光パターンのデータに対してFIDAを行い、蛍光分子の並進時間を求め、測定された各蛍光分子の蛍光強度及び濃度を算出する。RNA切断反応の効率は、蛍光強度の減少や、蛍光分子の濃度の増加から判断することが可能である。
[When reaction process is performed in cells]
1. A target gene (DNA) for which the efficiency of RNA interference is to be detected is prepared. By using RiboMAX System (manufactured by Promega) or the like, mRNA is expressed from the target gene (DNA) in a test tube.
2. Both ends of mRNA are fluorescently labeled by any one of the above methods (A), (B), and (C).
3. Using a nucleic acid introduction reagent such as lipofectamine 2000 (manufactured by Invtrogen), a siRNA having a length of about 20 base pairs targeting the target gene is introduced into the cultured cells to cause RNA interference. After introduction of siRNA, the fluorescence-labeled mRNA synthesized in 2 above is introduced into the cultured cells after culturing for 48 to 96 hours using a nucleic acid introduction reagent, and further cultured for 48 to 96 hours.
4). A fluorescence pattern is directly detected from the cultured cells cultured for 48 to 96 hours after introduction using a fluorometer using a confocal optical system and recorded in a recording unit or the like. When detecting the fluorescence pattern, the focal position of the cultured cell (sample) is scanned to obtain information (fluorescence signal) from a larger number of molecules to improve statistical accuracy and at the same time spatial resolution efficiency It is also possible to acquire the information.
5). FIDA is performed on the recorded fluorescence pattern data, the translation time of the fluorescent molecule is obtained, and the fluorescence intensity and concentration of each measured fluorescent molecule are calculated. The efficiency of the RNA cleavage reaction can be judged from a decrease in fluorescence intensity or an increase in the concentration of fluorescent molecules.

[細胞外において反応工程を行う場合]
直接核酸医薬候補となる配列を有するsiRNAを用いることにより、候補核酸医薬のスクリーニング等に好適な方法である。
1.RNA干渉の効率を検出したい標的遺伝子(DNA)を用意する。RiboMAX System(Promega社製)等を用いることにより、試験管内で標的遺伝子(DNA)からmRNAを発現させる。
2.上記の手法(A)、(B)、(C)のいずれかの手法により、mRNAの両末端を蛍光標識する。
3.培養細胞から常法により細胞抽出液を調製する。
4.上記3で調製した細胞抽出液に、当該標的遺伝子を標的とする20塩基対前後の長さのsiRNAを添加して混合し、37℃で約15分間以上インキュベーションする。
5.下記の試薬を所定の濃度になるように添加して混合する;10mM HEPES−KOH(pH7.9)、0.5mM DTT、1.5mM MgCl、100mM KCl、1mM ATP、0.2mM GTP、10U/ml Rnasin(Promega社製)、1nM〜10nMの濃度に調製した上記2で合成した蛍光標識mRNA、全体の50%の容量になるように調製した上記4の細胞抽出液。
6.上記5で調製した反応溶液を、37℃で2〜6時間程度インキュベーションする。
7.反応後、該反応溶液を、コンフォーカル(共焦点)光学系を用いた蛍光光度計に設置し、蛍光パターンを検出し、記録部等に記録する。蛍光パターンの検出に際し、サンプル(反応溶液)に対して焦点位置を走査させることにより、より多数の分子から情報(蛍光シグナル)を取得して統計的な精度を高めると同時に、空間的な分解効率の情報を取得することも可能である。
8.記録された蛍光パターンのデータに対してFIDAを行い、蛍光分子の並進時間を求め、測定された各蛍光分子の蛍光強度及び濃度を算出する。RNA切断反応の効率は、蛍光強度の減少や、蛍光分子の濃度の増加から判断することが可能である。
[When reaction process is performed outside the cell]
By using siRNA having a sequence that directly becomes a nucleic acid drug candidate, this is a suitable method for screening candidate nucleic acid drugs.
1. A target gene (DNA) for which the efficiency of RNA interference is to be detected is prepared. By using RiboMAX System (manufactured by Promega) or the like, mRNA is expressed from the target gene (DNA) in a test tube.
2. Both ends of mRNA are fluorescently labeled by any one of the above methods (A), (B), and (C).
3. A cell extract is prepared from cultured cells by a conventional method.
4). To the cell extract prepared in 3 above, siRNA having a length of about 20 base pairs targeting the target gene is added and mixed, and incubated at 37 ° C. for about 15 minutes or longer.
5). The following reagents are added and mixed to a predetermined concentration: 10 mM HEPES-KOH (pH 7.9), 0.5 mM DTT, 1.5 mM MgCl 2 , 100 mM KCl, 1 mM ATP, 0.2 mM GTP, 10 U / Ml Rnasin (manufactured by Promega), the fluorescently labeled mRNA synthesized in the above 2 prepared to a concentration of 1 nM to 10 nM, the cell extract of the above 4 prepared to a volume of 50% of the total.
6). The reaction solution prepared in 5 above is incubated at 37 ° C. for about 2 to 6 hours.
7). After the reaction, the reaction solution is placed in a fluorimeter using a confocal optical system, and a fluorescence pattern is detected and recorded in a recording unit or the like. When detecting the fluorescence pattern, the focal position of the sample (reaction solution) is scanned to obtain information (fluorescence signal) from a larger number of molecules to improve statistical accuracy and at the same time spatial resolution efficiency It is also possible to acquire the information.
8). FIDA is performed on the recorded fluorescence pattern data, the translation time of the fluorescent molecule is obtained, and the fluorescence intensity and concentration of each measured fluorescent molecule are calculated. The efficiency of the RNA cleavage reaction can be judged from a decrease in fluorescence intensity or an increase in the concentration of fluorescent molecules.

本発明のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法を用いることにより、簡便かつ迅速にRNA切断反応を検出することができるため、多数の候補分子の中から、RNA干渉効果の高いsiRNAを簡便にスクリーニングすることも可能であり、学術研究分野のみならず、siRNAを応用した核酸医薬の開発の分野においても利用が可能である。   By using the method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA of the present invention, an RNA cleavage reaction can be detected easily and rapidly. Therefore, siRNA having a high RNA interference effect can be easily screened from a large number of candidate molecules. It can be used not only in the field of academic research, but also in the field of development of nucleic acid drugs applying siRNA.

蛍光標識した基質RNAを製造する手法(A)を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the method (A) which manufactures fluorescent-labeled substrate RNA. 蛍光標識した基質RNAを製造する手法(B)を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the method (B) which manufactures fluorescence-labeled substrate RNA. 蛍光標識した基質RNAを製造する手法(C)を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the method (C) which manufactures the fluorescently labeled substrate RNA. 図4(A)は、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識された基質RNA(両末端標識済みmRNA(6))が、RNA切断反応により切断される反応を模式的に示した図である。また、図4(B)は、RNA切断反応前と反応後のフォトンの数(Number of photons)とその確率(Probability)の変化を示した図である。FIG. 4A schematically shows a reaction in which the substrate RNA (both end-labeled mRNA (6)) labeled with a fluorescent substance at the 3 ′ end and the 5 ′ end is cleaved by the RNA cleaving reaction. It is. FIG. 4B shows changes in the number of photons (Number of photons) and the probability (Probability) before and after the RNA cleavage reaction.

符号の説明Explanation of symbols

1…mRNA、2…5’末端標識RNA、3…5’末端標識済みmRNA、4…担体、5…3’末端標識RNA、6…両末端標識済みmRNA、7…蛍光物質と特異的に結合するRNAアプタマー、8…アプタマー付加mRNA、9…一本鎖RNA、10…配列付加mRNA、11…3’末端標識RNAプローブ、12…5’末端標識RNAプローブ。   1 ... mRNA, 2 ... 5 'end labeled RNA, 3 ... 5' end labeled mRNA, 4 ... carrier, 5 ... 3 'end labeled RNA, 6 ... both ends labeled mRNA, 7 ... specific binding to fluorescent substance RNA aptamer, 8 ... aptamer added mRNA, 9 ... single stranded RNA, 10 ... sequence added mRNA, 11 ... 3 'end labeled RNA probe, 12 ... 5' end labeled RNA probe.

Claims (5)

RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を検出する方法であって、
RNA切断反応の基質RNAとして蛍光標識された一本鎖RNAを用いて、siRNAによって前記基質RNAが切断されたか否かを、一分子蛍光分析法により検出することを特徴とする、siRNAによるRNA切断反応の検出方法。
A method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference,
RNA cleavage by siRNA, wherein single-stranded RNA fluorescently labeled as a substrate RNA for RNA cleavage reaction is used to detect whether or not the substrate RNA has been cleaved by siRNA by single molecule fluorescence analysis Reaction detection method.
前記基質RNAが、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識された一本鎖RNAであることを特徴とする請求項1記載のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法。   2. The method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA according to claim 1, wherein the substrate RNA is a single-stranded RNA having a 3 'end and a 5' end labeled with a fluorescent substance. 前記一分子蛍光分析法が、蛍光強度分布解析法(FIDA)であることを特徴とする請求項1又は2記載のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法。   The method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA according to claim 1 or 2, wherein the single molecule fluorescence analysis method is a fluorescence intensity distribution analysis method (FIDA). RNA干渉において用いられるsiRNAによるRNA切断反応を検出する方法であって、
RNA切断反応の基質RNAとして、3’末端及び5’末端が蛍光物質により標識された一本鎖RNAを用いるものであり、
RNAヘリカーゼ、及びRISC複合体を含む反応溶液に、siRNA及び前記基質RNAを添加し、反応させる反応工程と、
前記反応工程後、前記反応溶液に、前記蛍光物質を励起し得る波長の光を照射し、当該蛍光物質から発生する蛍光を、蛍光シグナルとして検出する検出工程と、
前記検出工程において検出された蛍光シグナルに基づいて蛍光強度分布解析を行い、RNA切断反応効率を測定する測定工程と、
を有することを特徴とする、siRNAによるRNA切断反応の検出方法。
A method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA used in RNA interference,
As the substrate RNA for the RNA cleavage reaction, single-stranded RNA having 3 ′ end and 5 ′ end labeled with a fluorescent substance is used,
A reaction step of adding and reacting siRNA and the substrate RNA to a reaction solution containing RNA helicase and RISC complex;
After the reaction step, the reaction solution is irradiated with light having a wavelength that can excite the fluorescent substance, and the fluorescence generated from the fluorescent substance is detected as a fluorescent signal;
A measurement step of performing fluorescence intensity distribution analysis based on the fluorescence signal detected in the detection step, and measuring RNA cleavage reaction efficiency;
A method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA, comprising:
siRNAによるRNA切断反応が、細胞内又は反応溶液内において行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載のsiRNAによるRNA切断反応の検出方法。   The method for detecting an RNA cleavage reaction by siRNA according to any one of claims 1 to 4, wherein the RNA cleavage reaction by siRNA is carried out in a cell or in a reaction solution.
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