JP2010273568A - 核酸アレイ及び核酸アレイの識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の反応場に点着した各サンプルを容易に識別できる核酸アレイを提供する。
【解決手段】核酸アレイ１０は、サンプルを点着する第１、第２の反応場１３，１４を備えた基板１１において、基板１１に第１、第２の反応場１３，１４の識別を可能とする第１、第２の識別手段１６，１７を備えている。よって、第１、第２の反応場１３，１４とサンプルとを予め識別対応させることができる。これにより、第１、第２の反応場１３，１４にサンプルを点着するときにサンプルの点着エラーを回避でき、さらに、データを解析するときに第１、第２反応場１３，１４とサンプルとの対応を容易に識別できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、核酸アレイ及び核酸アレイの識別方法に関する。

ＤＮＡマイクロアレイは、略矩形状に形成された基板の表面に多数のＤＮＡ断片をプローブとして高密度に配置し、固定化した器具である。
このＤＮＡマイクロアレイに蛍光色素等を結合した核酸試料を含む検体を反応させることによって、プローブ配列と相補的な標的配列をもつ核酸を検出することができる。近年では、ＣＧＨ解析や転写因子解析等の分野で核酸アレイの利用が拡大している。

この核酸アレイとしては、１つの基板上に、同種のプローブを含むスポットが同様に配置された反応場を１つ備えたものが一般的であるが、複数の反応場を備えたものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。基板上に複数の反応場を備えることで、それぞれの反応場にサンプルを効率よく点着することが可能である。そして、この核酸アレイを用いることにより、例えば、複数のサンプルを扱う臨床検査（陽性、陰性検査）を効率よくおこなうことが可能である。

特表２００１ー５２６９０４号公報

しかし、特許文献１の核酸アレイでは、複数の反応場で検査をおこなう場合、検査後のデータ解析時に、複数の反応場に点着した各サンプルの識別を記憶に頼ったり、メモを見返したりといった方法で対処しており、ヒューマンエラーを招きやすいことが考えられる。
特に、複数のサンプルを扱う臨床検査時などの場合には、各サンプルの識別を一層確実におこなう必要があり、検査をおこなう実験者の負担が大きいとされていた。

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の反応場に点着した各サンプルを容易に識別できる核酸アレイを提供することを課題とする。

上記課題は、以下の手段により解決することが可能である。
（１）基板上に、プローブ核酸が固定化された多数のスポットからなる反応場を複数備えた核酸アレイであって、前記複数の反応場の識別を可能とする識別手段を備えた、核酸アレイ。
（２）前記識別手段が核酸を含み、前記核酸が検査対象となる核酸の配列と相補的でない配列からなる、上記（１）に記載の核酸アレイ。
（３）上記（２）に記載の核酸アレイの識別方法であって、
前記識別手段に含まれる核酸の配列と特異的に結合可能な配列を有するコントロール核酸を標識化合物によって標識する工程、
前記標識されたコントロール核酸を前記識別手段に付与する工程、
前記識別手段において、標識化合物による標識を確認する工程、を含む核酸アレイの識別方法。

本発明では、基板に複数の反応場の識別を可能とする識別手段を備えることで、複数の反応場とサンプルとを予め識別対応させることが可能となる。よって、複数の反応場に点着した各サンプルを容易に識別できる。
これにより、複数の反応場にサンプルを点着するときにサンプルの点着エラーを回避することができ、さらに、データを解析するときに反応場とサンプルとの対応を容易に識別でき、データ処理時の誤認、誤操作を回避できる。

また、基板上の各反応場にそれぞれ識別手段を付けることにより、各反応場のどの領域にサンプルを点着すればよいかを確認できる。
加えて、複数の反応場および識別手段を対応させたリストを予め作成しておくことで、それぞれの反応場に点着するサンプルを容易に把握できる。

本発明に係る核酸アレイの第１実施形態を示す模式図である。 本発明に係る核酸アレイの第２実施形態を示す模式図である。 （Ａ）は本発明に係る核酸アレイの第３実施形態を示す模式平面図、（Ｂ）はその模式裏面図である。 本発明に係る核酸アレイの第４実施形態を示す模式図である。

本発明の実施形態を添付図に基づいて以下に説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る核酸アレイ１０について説明する。
図１に示すように、核酸アレイ１０は、略矩形状に形成された基板１１と、基板１１の表面１１ａに設けられた複数の反応場（第１、第２の反応場）１３，１４と、複数の反応場１３，１４の識別をそれぞれ可能とする識別手段（第１、第２の識別手段）１６，１７とを備えている。

基板１１は、一例として、ガラス板を略矩形状に形成したものを例示するが、これに限るものではなく、固体板、プラスチック板、または硬膜剤がコーティングされた表面を持つ基板等を用いることが可能である。

第１、第２の反応場１３，１４は、基板１１の表面１１ａに略矩形状に形成され、サンプル溶液を点着することで核酸溶液の検査をおこなう領域である。第１、第２の反応場１３，１４はそれぞれプローブ核酸が固定化された多数のスポットから構成されている。プローブ核酸は、BAC(Bacterial Artificial Chromosomes)クローン、YAC(Yeast Artificial Chromosomes)クローン、PAC(P1-derived Artificial Chromosomes)、人工合成されたオリゴヌクレオチド等を使用することができる。

第１、第２の識別手段１６，１７は、基板１１に備えられた第１、第２の反応場１３，１４にそれぞれ対応させて、基板１１の表面１１ａに設けられている。
具体的には、第１識別手段１６は第１反応場１３に対応し、第２識別手段１７は第２反応場１４に対応している。
第１、第２の識別手段１６，１７は、バーコード１８，１９を印字した第１、第２のシール（以下、「第１、第２のバーコードシール」という）である。バーコード１８，１９によりそれぞれの反応場（第１、第２反応場１３，１４）のＩＤ番号を記録しておくことができる。

なお、本実施形態では、識別手段としてバーコードシールを例示したが、これに限るものではなく他の識別手段を用いることが可能である。
他の識別手段としては、ＩＣチップ、２次元バーコード、ホログラム、点字、さらにはサンプル中の核酸と特異的に反応する核酸、タンパク質、ペプチド、抗体等が挙げられる。ＩＣチップ、２次元バーコードを用いれば、識別手段を設ける領域を小さくすることができる。
他に、シールの色や形状等を変更することによって反応場を識別可能とした識別手段を使用することも可能である。

第１実施形態の核酸アレイ１０によれば、基板１１に第１、第２の反応場１３，１４の識別を可能とする第１、第２のバーコードシール１６，１７を備えることで、第１、第２の反応場１３，１４とサンプルとを予め識別対応させることが可能となる。
これにより、第１、第２の反応場１３，１４にサンプル溶液を点着するときに点着エラーを回避することができ、さらに、データを解析するときに第１、第２の反応場１３，１４とサンプルとの対応を容易に識別でき、データ処理時の誤認、誤操作を回避できる。

また、第１、第２の反応場１３，１４に第１、第２のバーコードシール１６，１７をそれぞれ付けることにより、第１、第２の反応場１３，１４のどの領域にサンプル溶液を点着すればよいかを容易に確認できる。

加えて、複数の反応場１３，１４およびそれぞれバーコードシール１６，１７を対応させたリストを予め作成しておくことで、第１、第２の反応場１３，１４に点着するサンプル溶液を容易に把握できる。

さらに、第１、第２の反応場１３，１４を識別する識別手段に第１、第２のバーコードシール１６，１７を用いることで、データ検出時に光学検出機器が第１、第２のバーコードシール１６，１７のバーコード１８，１９を認識することを可能にする。
これにより、データファイル名を自動登録することができ、結果時にヒューマンエラーを防ぐことが可能となる。
また、予め、各反応場に関する情報（プローブ核酸の配列情報、スポットの配置情報、核酸アレイの使用期限等）についてデータベースを作成しておき、第１、第２のバーコードシール１６，１７のＩＤ番号から、データベースにアクセスすることによって、各反応場に関する情報を容易に取得することができる。

つぎに、第２実施形態〜第４実施形態を図２〜図４に基づいて説明する。なお、第２実施形態〜第４実施形態において第１実施形態と同様の構成部材について同じ符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る核酸アレイ３０について説明する。
図２に示すように、核酸アレイ３０は、略矩形状に形成された基板３１と、基板３１の表面３１ａに設けられた複数の反応場（第１〜第３の反応場）３３，３４，３５と、第１〜第３の反応場３３，３４，３５の識別を可能とする識別手段（第１〜第３の識別手段）３６，３７，３８とを備えている。第１〜第３の識別手段３６，３７，３８は、それぞれバーコード４１，４２，４３を印字したバーコードシールである。

このように反応場が多数となった場合でも、第１〜第３の反応場３３，３４，３５の識別を可能とする第１〜第３の識別手段３６，３７，３８を備えているので、第１〜第３の反応場３３，３４，３５とサンプルとを予め識別対応させることが可能となる。
すなわち、第２実施形態の核酸アレイ３０によれば、第１実施形態の核酸アレイ１０と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る核酸アレイ５０について説明する。
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、核酸アレイ５０は、略矩形状に形成された基板５１と、基板５１の表面５１ａに設けられた複数の反応場（第１、第２の反応場）５３，５４と、第１、第２の反応場５３，５４の識別を可能とする識別手段（第１、第２の識別手段）５６，５７とを備えている。第１、第２の識別手段５６，５７は、それぞれバーコード５８，５９を印字したバーコードシールである。
第１、第２の識別手段５６，５７は、基板５１に備えられた第１、第２の反応場５３，５４に対応させて、基板５１の裏面５１ｂに設けられている。

第３実施形態の核酸アレイ５０によれば、第１、第２の反応場５３，５４の識別を可能とする第１、第２の識別手段５６，５７を備えているので、第１、第２の反応場５３，５４とサンプルとを予め識別対応させることが可能となる。すなわち、第１実施形態の核酸アレイ１０と同様の効果が得られる。
加えて、第１、第２の識別手段５６，５７は、第１、第２の反応場５３，５４が設けられている面とは反対側の面に設けられているので、核酸試料を反応場に付与する際、第１、第２の識別手段５６，５７に核酸試料が付着するのを防止することができる。
さらに、第３実施形態の核酸アレイ５０は、基板５１の裏面５１ａに第１、第２の識別手段５６，５７が設けられているので、第１、第２の反応場５３，５４を広く形成することができ、より多種のプローブ核酸を基板上に配置することが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る核酸アレイ６０について説明する。
図４に示すように、核酸アレイ６０は、略矩形状に形成された基板６１と、基板６１の表面６１ａに設けられた複数の反応場（第１、第２の反応場）６３，６４と、第１、第２の反応場６３，６４の識別を可能とする識別手段（第１、第２のコントロールスポット）６６，６７とを備えている。

第１、第２の反応場６３，６４は、基板６１の表面６１ａに略矩形状に形成され、サンプルを点着することで核酸溶液の検査をおこなう領域である。
第１、第２の反応場６３，６４には、それぞれの識別手段として第１、第２のコントロールスポット６６，６７が設けられている。

第１、第２のコントロールスポット６６，６７には、核酸が結合している。この第１、第２のコントロールスポット６６，６７に結合している核酸は、核酸試料に添加された蛍光標識されたコントロール核酸（後述）と結合することによって識別手段として機能することができる。第１、第２のコントロールスポット６６，６７に結合する核酸は、核酸アレイ６０による検査対象となる核酸と相補的でない配列からなることが好ましい。第１、第２のコントロールスポット６６，６７に含まれる核酸が、核酸試料（サンプル）に含まれている検査対象とすべき核酸と相補的な配列からなる場合、両者が結合することによって第１、第２の反応場６３，６４の識別をし難くする可能性があるからである。

第１、第２のコントロールスポット６６，６７に結合している核酸は、具体的には、合成したオリゴヌクレオチド、ペプチド核酸、PCR産物、サンプルに用いない生物由来のゲノム、RNA等を使用することができる。また、用いる配列としては、特に制限はないが、好ましくは、ミスまたはクロスハイブリダイゼーションを防ぐため、ユニークな配列が好ましい。配列の長さは、配列の種類によって適宜設定することができるが、例えば20〜10,000ｂｐの範囲とすることができる。
さらに、第１、第２のコントロールスポット６６，６７における核酸の結合量は、特に制限はないが、例えば100 pg〜1 μgの範囲とすることができる。核酸の配列の一例としては、酵母ゲノム中にのみ存在する制限酵素I-SceIにより認識される配列、5’-AGTTACGCTAGGGATAACAGGGTAATATAG-3’やある任意の配列を一定に繰り返す5’-ATGCATGCATGCATGCATGC-3’等の配列を使用することができる。

この核酸アレイ６０を用いて核酸溶液の検査を行うには、まず、第１、第２の反応場６３，６４に添加すべき核酸溶液（第１、第２の核酸溶液）を用意し、それぞれに、第１、第２のコントロールスポット６６，６７に結合している核酸等の配列と特異的に結合可能な配列を有する核酸をコントロール核酸として添加する。この核酸溶液を通常の手順に従って蛍光標識した後、第１、第２の反応場６３，６４にそれぞれ添加し、ハイブリダイゼーションを行う。なお、第１、第２の核酸溶液の蛍光標識は、異なる発色の蛍光物質を用いることが好ましい。
ハイブリダイゼーションさせると、核酸溶液中に含まれるコントロール核酸が第１、第２のコントロールスポット６６，６７に含まれる核酸に結合するため、第１、第２のコントロールスポット６６，６７がそれぞれ核酸溶液に含まれる蛍光物質に応じて発色する。この発色を確認することによって第１、第２の反応場６３，６４とサンプルとの対応を容易に識別できる。
このように第１、第２のコントロールスポット６６，６７が核酸を含むことによって、第１、第２の反応場６３，６４とサンプルとの対応付けをより確実にすることができる。よって、データを解析するときなどに反応場とサンプルとの対応を容易に識別でき、データ処理時の誤認、誤操作を回避できる。

なお、本実施形態においては、核酸溶液の標識化合物として蛍光標識を例示しているが、これに限らず、無機化合物、酵素、放射性同位元素等を用いることができる。

また、本発明に係る核酸アレイ１０，３０，５０，６０は、前述した実施形態に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、第１実施形態〜第３実施形態で示した核酸アレイ１０，３０，５０，６０、基板１１，３１，５１，６１、反応場１３，１４，３３，３４，３５，５３，５４，６３，６４および識別手段１６，１７，３６，３７，３８，５６，５７，６６，６７などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

１０，３０，５０，６０ 核酸アレイ
１１，３１，５１，６１ 基板
１３，１４，３３，３４，３５，５３，５４，６３，６４ 反応場
１６，１７，３６，３７，３８，５６，５７，６６，６７ 識別手段

Claims (3)

1. 基板上に、プローブ核酸が固定化された多数のスポットからなる反応場を複数備えた核酸アレイであって、前記複数の反応場の識別を可能とする識別手段を備えた、核酸アレイ。
2. 前記識別手段が核酸を含み、前記核酸が検査対象となる核酸の配列と相補的でない配列からなる、請求項１に記載の核酸アレイ。
3. 請求項２に記載の核酸アレイの識別方法であって、
   前記識別手段に含まれる核酸の配列と特異的に結合可能な配列を有するコントロール核酸を標識化合物によって標識する工程、
   前記標識されたコントロール核酸を前記識別手段に付与する工程、
   前記識別手段において、標識化合物による標識を確認する工程、を含む核酸アレイの識別方法。

Images