JP2010284159A - Probe having high specificity, nucleic acid array using the same and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出対象となるターゲット核酸をより正確に検出するための核酸検出用プローブに関する。また、複数のターゲット核酸を同時により正確に検出するための核酸アレイ、及び核酸アレイの製造方法に関する。 The present invention relates to a nucleic acid detection probe for more accurately detecting a target nucleic acid to be detected. The present invention also relates to a nucleic acid array for simultaneously detecting a plurality of target nucleic acids more accurately and a method for producing the nucleic acid array.
核酸を検出・同定する方法として、現在までにさまざまな手法が開発されている。そのための基本技術として、ハイブリダイゼーション法が広く用いられている。 Various methods have been developed to date for detecting and identifying nucleic acids. As a basic technique for that purpose, a hybridization method is widely used.
ハイブリダイゼーションとは、核酸分子が相補的に複合体(2本鎖)を形成することである。これは、相補的な塩基間での水素結合の連続によるものである。
一般的に、2本鎖を構成する核酸の塩基長が長いほどハイブリダイゼーションの親和性が高く、短いほどハイブリダイゼーションの親和性が低くなる。また、ハイブリダイゼーションの親和性は、核酸を構成する塩基にも依存する。2本鎖を構成する核酸にG、Cが多い場合はハイブリダイゼーションの親和性が高くなり、A、Tが多い場合はハイブリダイゼーションの親和性が低くなる。これは、塩基が形成する水素結合の数の違い(前者が3個、後者が2個)によるものである。
Hybridization means that nucleic acid molecules complementarily form a complex (double strand). This is due to the continuation of hydrogen bonding between complementary bases.
In general, the longer the base length of the nucleic acid constituting the double strand, the higher the affinity for hybridization, and the shorter the base length, the lower the affinity for hybridization. The affinity of hybridization also depends on the bases constituting the nucleic acid. When there are many G and C in the nucleic acid which comprises a double strand, the affinity of hybridization becomes high, and when there are many A and T, the affinity of hybridization becomes low. This is due to the difference in the number of hydrogen bonds formed by the base (three for the former and two for the latter).
ハイブリダイゼーションを利用して特定の核酸を検出する方法としては、サザンハイブリダイゼーションやノーザンハイブリダイゼーションがある。これは、検出対象となる核酸(ターゲット核酸)を担体上に固定化し、その相補鎖である核酸(プローブ核酸)をこれに接触させ、形成されたハイブリダイゼーションを検出することにより、ターゲット核酸を検出する方法である。これらの手法では、一度に検出できる核酸の種類は少数である。 As a method for detecting a specific nucleic acid using hybridization, there are Southern hybridization and Northern hybridization. In this method, the target nucleic acid is detected by immobilizing the nucleic acid to be detected (target nucleic acid) on a carrier, bringing the complementary strand of the nucleic acid (probe nucleic acid) into contact therewith, and detecting the formed hybridization. It is a method to do. With these techniques, the number of nucleic acids that can be detected at one time is small.
一方、多種類の核酸を同時に検出する方法としては、核酸アレイ(DNAチップ)がある。近年では、多種類のプローブ核酸を高密度に配列した核酸アレイの開発が盛んに行われている。核酸アレイの基本的な検出原理は、上述の手法と同一である。核酸アレイを用いることで、遺伝子全体の動きを包括的に評価することが可能となってきている。 On the other hand, there is a nucleic acid array (DNA chip) as a method for simultaneously detecting many kinds of nucleic acids. In recent years, nucleic acid arrays in which many types of probe nucleic acids are arranged at high density have been actively developed. The basic detection principle of the nucleic acid array is the same as that described above. By using a nucleic acid array, it has become possible to comprehensively evaluate the movement of the entire gene.
しかしながら、ハイブリダイゼーションにおいては、完全に相補的な配列のみが2本鎖を形成するとは限らず、類似した塩基配列であれば2本鎖を形成することがある。このため、ハイブリダイゼーション法による核酸の検出には、検出目的ではない核酸をも検出してしまう、いわゆる「クロスハイブリダイゼーション」(本明細書において「クロスハイブリ」ともいう)の問題が生じる場合があった。
クロスハイブリダイゼーションを極力除去し、プローブ核酸とターゲット核酸とのハイブリダイゼーションの特異性を向上させるための方法は、これまでにも数多く考案されてきた。
However, in hybridization, not only a completely complementary sequence forms a double strand, but a similar base sequence may form a double strand. For this reason, detection of nucleic acids by a hybridization method may cause a problem of so-called “cross-hybridization” (also referred to as “cross-hybridization” in this specification), which detects nucleic acids that are not for detection purposes. It was.
Many methods have been devised so far to eliminate cross-hybridization as much as possible and improve the specificity of hybridization between the probe nucleic acid and the target nucleic acid.
例えば、ハイブリダイゼーションの条件を最適化することが挙げられる。条件としては、第一にハイブリダイゼーションの温度がある。核酸のハイブリダイゼーションは、水素結合によるものである。温度を上昇させると、ハイブリダイゼーションが起こりにくくなる。よって温度を上昇させることで、目的のハイブリダイゼーションは極力維持したまま、クロスハイブリダイゼーションのみを解離させることが可能である。 For example, optimization of hybridization conditions can be mentioned. The first condition is the hybridization temperature. Nucleic acid hybridization is due to hydrogen bonding. When the temperature is raised, hybridization becomes difficult to occur. Therefore, by raising the temperature, it is possible to dissociate only the cross-hybridization while maintaining the target hybridization as much as possible.
また、条件としては、第二にハイブリダイゼーション溶液の塩濃度がある。核酸は負の電荷を持つため、核酸同士は電気的に反発する。溶液の塩濃度を高くすると、核酸の負の電荷が相殺されることで、核酸同士の反発が弱まり、ハイブリダイゼーションが起こりやすくなる。よって、溶液の塩濃度を調整することで、目的のハイブリダイゼーションは維持しつつ、クロスハイブリダイゼーションを極力防ぐような条件を設定することが可能である。 The condition is secondly the salt concentration of the hybridization solution. Since nucleic acids have negative charges, the nucleic acids repel each other electrically. When the salt concentration of the solution is increased, the negative charge of the nucleic acid is offset, so that the repulsion between the nucleic acids is weakened and hybridization is likely to occur. Therefore, by adjusting the salt concentration of the solution, it is possible to set conditions that prevent cross hybridization as much as possible while maintaining the target hybridization.
ハイブリダイゼーション溶液に何らかの添加剤を加えることで特異性を向上させることも可能である。界面活性剤やベタイン、デンハルト溶液、ホルムアミドなどを添加することで、分子内での立体構造をとりにくくすることができる。これにより、ハイブリダイゼーションの特異性を向上させることが可能となる。 It is also possible to improve specificity by adding any additive to the hybridization solution. By adding a surfactant, betaine, Denhardt's solution, formamide, etc., it is possible to make it difficult to take a three-dimensional structure in the molecule. This makes it possible to improve the specificity of hybridization.
また、プローブ核酸として比較的長い鎖長のcDNAを用いる場合は、ハイブリダイゼーション溶液にCot−1やサケ精子DNAを添加することで、繰り返し配列に由来するようなクロスハイブリダイゼーションを防止することができる。これにより、ハイブリダイゼーションの特異性を向上させることが可能である。 When a relatively long chain cDNA is used as the probe nucleic acid, cross-hybridization derived from repetitive sequences can be prevented by adding Cot-1 or salmon sperm DNA to the hybridization solution. . Thereby, it is possible to improve the specificity of hybridization.
さらに、近年の膨大なゲノム情報の蓄積や、情報処理技術の発達により、クロスハイブリダイゼーションを最小限に抑えるようにプローブ核酸を設計するためのプログラムなどが開発されている。これらを使用することでハイブリダイゼーションの特異性を向上させることが可能となっている。 Furthermore, with the recent accumulation of a large amount of genome information and the development of information processing technology, programs for designing probe nucleic acids and the like have been developed so as to minimize cross hybridization. By using these, it is possible to improve the specificity of hybridization.
このような中で、「ブロッキング核酸」を用いて、ハイブリダイゼーションの特異性を向上させる方法も開発されている。
ブロッキング核酸とは、プローブ核酸の部分的な相補鎖により構成される核酸である。ブロッキング核酸には、クロスハイブリダイゼーションの要因となる核酸(クロスハイブリ核酸)に比較してプローブ核酸との親和性が高く、本来の検出対象となるターゲット核酸に比較してプローブ核酸との親和性が低い核酸が用いられる。
Under such circumstances, a method for improving the specificity of hybridization using “blocking nucleic acid” has also been developed.
A blocking nucleic acid is a nucleic acid composed of a partially complementary strand of a probe nucleic acid. A blocking nucleic acid has a higher affinity for a probe nucleic acid than a nucleic acid that causes cross-hybridization (cross-hybrid nucleic acid), and an affinity for a probe nucleic acid compared to the target nucleic acid that is the original detection target. Low nucleic acids are used.
このブロッキング核酸を、あらかじめプローブ核酸にハイブリダイズさせておく。すると、クロスハイブリ核酸がプローブ核酸にハイブリダイズすることを阻害できる。一方、ターゲット核酸はプローブ核酸にハイブリダイズする。この結果、ハイブリダイゼーションの特異性は向上する。 This blocking nucleic acid is previously hybridized to the probe nucleic acid. Then, it is possible to inhibit the cross hybrid nucleic acid from hybridizing to the probe nucleic acid. On the other hand, the target nucleic acid hybridizes to the probe nucleic acid. As a result, the specificity of hybridization is improved.
プローブ核酸による一塩基多型の検出に、ブロッキング核酸を使用する方法が知られている。プローブ核酸のうち、一塩基多型部分ではない不変の塩基配列部分に、ブロッキング核酸をハイブリダイズさせ、この部分をブロックしておく。他方、一塩基多型部分は露出させておく。すると、目的となる多型配列を有する核酸はプローブ核酸にハイブリダイズするが、異なる多型配列を有する核酸はプローブ核酸にはハイブリダイズしない。このようにして、ブロッキング核酸を用いて、一塩基の微細な違いを高感度に検出することが可能である(特許文献1)。 A method using a blocking nucleic acid is known for detection of a single nucleotide polymorphism using a probe nucleic acid. In the probe nucleic acid, a blocking nucleic acid is hybridized to an invariable base sequence portion that is not a single nucleotide polymorphism portion, and this portion is blocked. On the other hand, the single nucleotide polymorphism part is exposed. Then, the nucleic acid having the target polymorphic sequence hybridizes to the probe nucleic acid, but the nucleic acid having a different polymorphic sequence does not hybridize to the probe nucleic acid. In this way, it is possible to detect a minute difference of a single base with high sensitivity using a blocking nucleic acid (Patent Document 1).
ブロッキング核酸は、上記の条件を満たすものであれば、塩基配列や配列長は自由に設計することができる。 As long as the blocking nucleic acid satisfies the above conditions, the base sequence and sequence length can be designed freely.
しかし、ブロッキング核酸とプローブ核酸とのハイブリダイゼーションの親和性が低い場合(例えば、ブロッキング核酸の配列長を短く設定した場合)は、ブロッキング核酸がクロスハイブリを十分に阻害することができず、高い特異性が得られない場合がある。その一方で、ブロッキング核酸とプローブ核酸との親和性が高い場合(例えば、ブロッキング核酸の配列長を長く設定した場合)は、ターゲット核酸とプローブ核酸とのハイブリダイゼーションもが阻害され、結果的に検出感度の大幅な低下を招く場合がある。つまり、ブロッキング核酸を使用した核酸の検出においては、感度と特異性を両立させることは困難である。
そのため、ブロッキング核酸を用いたハイブリダイゼーションの特異性向上方法は、多型解析などの、ターゲット核酸が多量に存在する場合に主に適用可能であった。通常のmRNAの発現解析では、ターゲット核酸の絶対量が少ない場合が多い。このような場合は、検出感度が低下することにより、ターゲット核酸が検出できなくなる懸念があった。
However, when the affinity for hybridization between the blocking nucleic acid and the probe nucleic acid is low (for example, when the sequence length of the blocking nucleic acid is set short), the blocking nucleic acid cannot sufficiently inhibit cross-hybridization and has high specificity. Sexuality may not be obtained. On the other hand, when the affinity between the blocking nucleic acid and the probe nucleic acid is high (for example, when the sequence length of the blocking nucleic acid is set long), the hybridization between the target nucleic acid and the probe nucleic acid is also inhibited, resulting in detection. There may be a significant decrease in sensitivity. That is, it is difficult to achieve both sensitivity and specificity in detecting a nucleic acid using a blocking nucleic acid.
Therefore, the method for improving the specificity of hybridization using a blocking nucleic acid is mainly applicable when a large amount of target nucleic acid is present, such as polymorphism analysis. In normal mRNA expression analysis, the absolute amount of the target nucleic acid is often small. In such a case, there was a concern that the target nucleic acid could not be detected due to a decrease in detection sensitivity.
そこで、プローブ核酸とターゲット核酸との間のハイブリダイゼーションを阻害することなく、ハイブリダイゼーションの特異性を向上させる、効率的なブロッキング核酸が望まれていた。 Therefore, an efficient blocking nucleic acid that improves the specificity of hybridization without inhibiting the hybridization between the probe nucleic acid and the target nucleic acid has been desired.
本発明者らは、上記課題を解決するためにブロッキング核酸の設計方法に着目し、鋭意検討を行った。その結果、ブロッキング核酸の一部がプローブ核酸の一部に、また、ブロッキング核酸の他の一部が別のプローブ核酸の一部にハイブリダイズするようにブロッキング核酸を設計すると、効率的にハイブリダイゼーションの特異性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
(1)塩基配列A1とA2とが連結してなる核酸A、及び前記塩基配列A1及びA2にそれぞれ相補的である塩基配列A1’とA2’とが連結してなる核酸Bが混合された核酸組成物であって、前記塩基配列A1の3’末端に前記塩基配列A2の5’末端が連結し、前記塩基配列A2’の5’末端に前記塩基配列A1’の3’末端が連結されている、核酸組成物。
(2)前記(1)に記載の核酸組成物がアドレス可能に担体に配置された核酸アレイであって、核酸A及びBの何れか一方が担体上に固定化されている核酸アレイ。
(3)塩基配列A1とA2とが連結してなる核酸A、及び前記塩基配列A1及びA2にそれぞれ相補的である塩基配列A1’とA2’とが連結してなる核酸Bのいずれか一方の核酸を担体にアドレス可能に固定化させた後、他方の核酸を混合させる工程を含む、核酸アレイの製造方法であって、前記塩基配列A1の3’末端に前記塩基配列A2の5’末端が連結し、前記塩基配列A2’の5’末端に前記塩基配列A1’の3’末端が連結されている、核酸アレイの製造方法。
(4)前記(1)に記載の核酸組成物又は前記(2)に記載の核酸アレイとターゲット核酸とを接触させ、ターゲット核酸のシグナルを検出する工程を含む、ターゲット核酸の検出方法。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have paid attention to a method for designing a blocking nucleic acid and have conducted intensive studies. As a result, designing a blocking nucleic acid so that a portion of the blocking nucleic acid hybridizes to a portion of the probe nucleic acid and another portion of the blocking nucleic acid to a portion of another probe nucleic acid effectively hybridizes. The inventors have found that the specificity of can be improved, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
(1) Nucleic acid obtained by mixing nucleic acid A in which base sequences A1 and A2 are linked, and nucleic acid B in which base sequences A1 ′ and A2 ′ are complementary to base sequences A1 and A2, respectively. In the composition, the 5 ′ end of the base sequence A2 is linked to the 3 ′ end of the base sequence A1, and the 3 ′ end of the base sequence A1 ′ is linked to the 5 ′ end of the base sequence A2 ′. A nucleic acid composition.
(2) A nucleic acid array in which the nucleic acid composition according to (1) above is arranged on a carrier in an addressable manner, wherein either one of nucleic acids A and B is immobilized on the carrier.
(3) One of nucleic acid A formed by linking base sequences A1 and A2 and nucleic acid B formed by linking base sequences A1 ′ and A2 ′ that are complementary to base sequences A1 and A2, respectively. A method for producing a nucleic acid array comprising the step of immobilizing a nucleic acid on a carrier in an addressable manner and then mixing the other nucleic acid, wherein the 5 ′ end of the base sequence A2 is located at the 3 ′ end of the base sequence A1. A method for producing a nucleic acid array, wherein the 3 ′ end of the base sequence A1 ′ is linked to the 5 ′ end of the base sequence A2 ′.
(4) A method for detecting a target nucleic acid, comprising a step of contacting the nucleic acid composition according to (1) or the nucleic acid array according to (2) and a target nucleic acid, and detecting a signal of the target nucleic acid.
従来のブロッキング核酸は、プローブ核酸に十分な特異性を確保しようとする場合は、ハイブリダイゼーションのシグナル強度を低下させる。また、シグナル強度を維持しようとする場合は、プローブ核酸に十分な特異性を確保することが困難である。そのため、これを発現解析に適用することは困難であった。
しかしながら、本発明を適用することにより、従来のブロッキング核酸で生じるようなハイブリダイゼーション効率の低減を防ぎ、効率的にハイブリダイゼーションの特異性を向上させることが可能となった。その結果、ブロッキング核酸を用いた特異性向上方法を、多型解析だけでなく、発現解析に使用することも可能となった。
Conventional blocking nucleic acids reduce the signal strength of hybridization when trying to ensure sufficient specificity for the probe nucleic acid. In addition, when trying to maintain the signal intensity, it is difficult to ensure sufficient specificity for the probe nucleic acid. Therefore, it has been difficult to apply this to expression analysis.
However, by applying the present invention, it is possible to prevent a reduction in hybridization efficiency as occurs with conventional blocking nucleic acids and to improve the specificity of hybridization efficiently. As a result, it has become possible to use the method for improving specificity using a blocking nucleic acid not only for polymorphism analysis but also for expression analysis.
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施することができる。
本発明の第一は、塩基配列A1とA2とが連結してなる核酸A、及び前記塩基配列A1及びA2にそれぞれ相補的な塩基配列A1’とA2’とが連結してなる核酸Bが混合された核酸組成物である。核酸Aは、塩基配列A1の3’末端に塩基配列A2の5’末端が連結し、核酸Bは、A2’の5’末端にA1’の3’末端が連結された形態となっている(図1)。
ここで、塩基配列A1、塩基配列A2とは、任意の核酸塩基配列である。
塩基配列A1’とは、塩基配列A1の相補配列からなる塩基配列である。
塩基配列A2’とは、塩基配列A2の相補配列からなる塩基配列である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The scope of the present invention is not limited to these descriptions, and other than the following examples, the scope of the present invention can be appropriately changed and implemented without departing from the spirit of the present invention.
The first of the present invention is a mixture of nucleic acid A in which base sequences A1 and A2 are linked, and nucleic acid B in which base sequences A1 ′ and A2 ′ complementary to the base sequences A1 and A2 are linked, respectively. Nucleic acid composition. The nucleic acid A has a form in which the 5 ′ end of the base sequence A2 is linked to the 3 ′ end of the base sequence A1, and the nucleic acid B has a form in which the 3 ′ end of A1 ′ is linked to the 5 ′ end of A2 ′ ( FIG. 1).
Here, the base sequence A1 and the base sequence A2 are arbitrary nucleic acid base sequences.
The base sequence A1 ′ is a base sequence composed of a complementary sequence of the base sequence A1.
The base sequence A2 ′ is a base sequence composed of a complementary sequence of the base sequence A2.
従って、核酸Aと核酸Bとが一分子同士存在すると、核酸Aの3’側であるA2に核酸Bの3’側である配列(A2の相補配列であるA2’)がハイブリダイズした形態となることが可能である(図1上パネル)。あるいは、核酸Aの5’側(A1)に核酸Bの5’側(A1の相補配列であるA1’)がハイブリダイズした形態となることが可能である。核酸Aと核酸Bとを複数混合すると、核酸Aと核酸Bとが互い違いにハイブリダイズするようになる(図1下パネル)。本発明においては、このような核酸A及びBを含む核酸組成物のうち、いずれか一方をプローブ核酸として使用し、他方をブロッキング核酸として使用する。
核酸は、RNAであってもDNAであっても、PNAやLNAなどのアナログであっても、それらが混在するものであっても、相補鎖とのハイブリダイゼーションにより、二本鎖を形成できるものである限りはどのようなものであってもよい。
塩基配列は、完全にランダムなものであっても、何らかの遺伝子を検出するために、その遺伝子と全部又は一部が同一の配列であってもよく、その遺伝子と全部又は一部が相補配列であってもよい。塩基配列は、その配列が他の塩基配列と区別できるものである限り、どのような長さ及び構成であってもよい。ただし、連結した核酸A及び核酸Bがプローブ核酸として機能するためには、連結した核酸A及び核酸Bの配列長が10塩基から100塩基であることが好ましく、20塩基から70塩基であることがさらに好ましい。
塩基配列A1とA2との関係(A1’とA2’との関係)は、互いに塩基配列長が同程度であることが好ましい。具体的には、塩基配列A1とA2との(A1’とA2’との)配列長の差が5塩基以内であり、さらにその差が2塩基以内であることが望ましい。
また、塩基配列A1とA2とは、それぞれの相補配列(A1’とA2’)との2本鎖の形成のしやすさが同程度であることが望ましい。具体的には、塩基配列A1及びA2を形成する塩基のうち、AとT(もしくはU)を1、GとCを2として、それぞれの配列を構成する全塩基分の値を加算する。その際の塩基配列A1とA2との値の差が、0から5であることが望ましく、0から3であることがより望ましい。
相補配列とは、ある配列と対をなす配列である。核酸は、AとT(もしくはU)、GとCがそれぞれ水素結合することによって、2本鎖を形成し、対をなす。従って、例えば、ATGCの相補配列は、GCATであり、TACGの相補配列はCGTAとなる。但し、相補配列は上記塩基対のみに限定されるものではなく、所定の長さを有する塩基配列において、その配列中の一部の塩基が上記塩基対を形成しなくても、配列とその対をなす配列とがハイブリダイズすることができる限り、「相補配列」に含まれるものとする。
Therefore, when one molecule of the nucleic acid A and the nucleic acid B is present, a form in which the sequence on the 3 ′ side of the nucleic acid B (A2 ′ which is a complementary sequence of A2) is hybridized to the A2 on the 3 ′ side of the nucleic acid A (Fig. 1, upper panel). Alternatively, the 5 ′ side (A1) of the nucleic acid A can be hybridized with the 5 ′ side of the nucleic acid B (A1 ′ which is a complementary sequence of A1). When a plurality of nucleic acids A and B are mixed, the nucleic acids A and B hybridize alternately (lower panel in FIG. 1). In the present invention, one of the nucleic acid compositions containing such nucleic acids A and B is used as a probe nucleic acid, and the other is used as a blocking nucleic acid.
Nucleic acids are RNA, DNA, analogs such as PNA and LNA, and those that are mixed together, and can form double strands by hybridization with complementary strands As long as it is, it may be anything.
The base sequence may be completely random, or may be the same sequence in whole or in part as that gene in order to detect any gene, and the gene and all or part of it may be a complementary sequence. There may be. The base sequence may have any length and configuration as long as the sequence can be distinguished from other base sequences. However, in order for the linked nucleic acids A and B to function as probe nucleic acids, the sequence length of the linked nucleic acids A and B is preferably 10 to 100 bases, and preferably 20 to 70 bases. Further preferred.
Regarding the relationship between the base sequences A1 and A2 (the relationship between A1 ′ and A2 ′), the base sequence lengths are preferably similar to each other. Specifically, it is desirable that the difference in sequence length between the base sequences A1 and A2 (A1 ′ and A2 ′) is within 5 bases, and the difference is within 2 bases.
In addition, it is desirable that the base sequences A1 and A2 have the same degree of ease in forming a double strand with their complementary sequences (A1 ′ and A2 ′). Specifically, among the bases forming the base sequences A1 and A2, A and T (or U) are set to 1, G and C are set to 2, and the values of all bases constituting each sequence are added. In this case, the difference between the values of the base sequences A1 and A2 is preferably 0 to 5, and more preferably 0 to 3.
A complementary sequence is a sequence that is paired with a certain sequence. Nucleic acids form a pair by pairing A and T (or U) and G and C, respectively, by hydrogen bonding. Thus, for example, the complementary sequence of ATGC is GCAT, and the complementary sequence of TACG is CGTA. However, the complementary sequence is not limited only to the above base pair. In a base sequence having a predetermined length, even if some bases in the sequence do not form the above base pair, the sequence and its pair As long as it can hybridize with the sequence forming the sequence, it is included in the “complementary sequence”.
連結とは、上述の塩基配列A1における3’末端の水酸基と塩基配列A2における5’末端のリン酸基、あるいは、塩基配列A1’における3’末端の水酸基と塩基配列A2’における5’末端のリン酸基がフォスフォジエステル結合していることを示す。
3’末端とはヌクレオチドの3’末端のことであり、ここには水酸基がついている。また、5’末端とはヌクレオチドの5’末端のことであり、ここにはリン酸基がついている。あるヌクレオチドの3’末端の水酸基と、異なるヌクレオチドの5’末端のリン酸基がフォスフォジエステル結合することで、核酸は鎖状の分子構造をとることができる。5’末端と3’末端は鎖状の核酸の向きを示すものである。
核酸Aとは、塩基配列A1の3’末端に塩基配列A2の5’末端が連結することによって形成される塩基配列からなる核酸である。
Ligation means the hydroxyl group at the 3 ′ end in the base sequence A1 and the phosphate group at the 5 ′ end in the base sequence A2, or the hydroxyl group at the 3 ′ end in the base sequence A1 ′ and the 5 ′ end in the base sequence A2 ′. It shows that the phosphate group is phosphodiester linked.
The 3 ′ end is the 3 ′ end of the nucleotide, which has a hydroxyl group. The 5 ′ end is the 5 ′ end of the nucleotide, and has a phosphate group. A nucleic acid can have a chain-like molecular structure by phosphodiester bonding between the hydroxyl group at the 3 ′ end of a certain nucleotide and the phosphate group at the 5 ′ end of a different nucleotide. The 5 ′ end and 3 ′ end indicate the direction of the chain nucleic acid.
The nucleic acid A is a nucleic acid having a base sequence formed by linking the 5 ′ end of the base sequence A2 to the 3 ′ end of the base sequence A1.
核酸Bとは、塩基配列A2’の5’末端に塩基配列A1’の3’末端が連結することによって形成される塩基配列からなる核酸である。 The nucleic acid B is a nucleic acid having a base sequence formed by linking the 3 'end of the base sequence A1' to the 5 'end of the base sequence A2'.
混合されているとは、混合されているもの同士が、接触している、または接触可能に近接している状態となっていることである。上述の核酸Aと核酸Bが混合されることにより、核酸Aと核酸Bとは、核酸Aの3’側の領域(A2)と核酸Bの3’側の領域(A2’)、あるいは、核酸Aの5’側の領域(A1)と核酸Bの5’側の領域(A1’)にてハイブリダイゼーションを形成する。このとき、核酸Aと核酸Bが一分子同士であれば、ハイブリダイゼーションに供されていない部分は、1本鎖のままであると考えられる(図1上パネルのA1とA1’)。
しかしながら、核酸A及び核酸Bが多量に存在する場合は、ハイブリダイゼーションが連続的に発生し、複数の核酸Aと複数の核酸Bとによる二本鎖構造をとることが推測される(図1下パネル)。
ターゲット核酸とは、検出対象となる標的核酸のことである。
“Mixed” means that the mixed materials are in contact with each other or in close contact with each other. By mixing the nucleic acid A and the nucleic acid B described above, the nucleic acid A and the nucleic acid B are converted into a 3 ′ side region (A2) of the nucleic acid A and a 3 ′ side region (A2 ′) of the nucleic acid B, or a nucleic acid. Hybridization is formed in the 5 ′ region (A1) of A and the 5 ′ region (A1 ′) of nucleic acid B. At this time, if the nucleic acid A and the nucleic acid B are one molecule, it is considered that the portion not subjected to hybridization remains a single strand (A1 and A1 ′ in the upper panel of FIG. 1).
However, when nucleic acid A and nucleic acid B are present in large quantities, it is presumed that hybridization occurs continuously and takes a double-stranded structure composed of a plurality of nucleic acids A and a plurality of nucleic acids B (bottom of FIG. 1). panel).
The target nucleic acid is a target nucleic acid to be detected.
プローブ核酸とは、ハイブリダイゼーションによって、ターゲット核酸をとらえるための核酸である。すなわち、プローブ核酸とは、ターゲット核酸の相補鎖である。
クロスハイブリ核酸とは、ターゲット核酸以外で、プローブ核酸にハイブリダイズしてしまう核酸である(クロスハイブリダイズ核酸ともいう)。
ブロッキング核酸とは、プローブ核酸の部分的な相補鎖により構成される核酸である。ブロッキング核酸は、プローブ核酸にクロスハイブリ核酸がハイブリダイズすることを防止する。
A probe nucleic acid is a nucleic acid for capturing a target nucleic acid by hybridization. That is, the probe nucleic acid is a complementary strand of the target nucleic acid.
A cross-hybrid nucleic acid is a nucleic acid that hybridizes to a probe nucleic acid other than the target nucleic acid (also referred to as a cross-hybridized nucleic acid).
A blocking nucleic acid is a nucleic acid composed of a partially complementary strand of a probe nucleic acid. The blocking nucleic acid prevents the cross-hybrid nucleic acid from hybridizing to the probe nucleic acid.
ここで、核酸Aをプローブ核酸として使用し、核酸Bをブロッキング核酸として使用する場合を考える。ターゲット核酸は、核酸Aの相補鎖である。ターゲット核酸以外で、核酸Aにハイブリダイズする核酸が、クロスハイブリ核酸である。
プローブ核酸Aの塩基配列A2とブロッキング核酸Bの塩基配列A2’はハイブリダイズすることから、塩基配列A2の一部の配列に相補的な配列を有するクロスハイブリ核酸は、ブロッキング核酸によってハイブリダイゼーションが阻害される。また、プローブ核酸Aの塩基配列A1は、上記とは別のブロッキング核酸Bの塩基配列A1’とハイブリダイズすることから、塩基配列A1の一部の配列に相補的な配列を有するクロスハイブリ核酸も、ブロッキング核酸によってハイブリダイゼーションが阻害される。一方、プローブ核酸とブロッキング核酸がこのように連続的にハイブリダイズしている状態では、ターゲット核酸とプローブ核酸とのハイブリダイゼーションは、ほとんど阻害されない。つまり、本手法によれば、クロスハイブリ核酸のプローブ核酸へのハイブリダイゼーションを抑制してノイズを低減しつつ、ターゲット核酸がプローブ核酸とハイブリダイズすることが可能であり、ターゲット核酸の検出感度(特異性)を高めることができる(図2)。
また、本発明の第二の態様は、前記記載の核酸組成物がアドレス可能に担体に配置された核酸アレイであって、核酸A及びBの何れか一方が担体上に固定化されている前記核酸アレイである。
Here, consider a case where nucleic acid A is used as a probe nucleic acid and nucleic acid B is used as a blocking nucleic acid. The target nucleic acid is a complementary strand of nucleic acid A. A nucleic acid that hybridizes to nucleic acid A other than the target nucleic acid is a cross-hybridized nucleic acid.
Since the base sequence A2 of the probe nucleic acid A and the base sequence A2 ′ of the blocking nucleic acid B hybridize, the hybridization of the cross-hybrid nucleic acid having a sequence complementary to a part of the base sequence A2 is inhibited by the blocking nucleic acid. Is done. Further, since the base sequence A1 of the probe nucleic acid A hybridizes with a base sequence A1 ′ of a blocking nucleic acid B different from the above, a cross-hybrid nucleic acid having a sequence complementary to a partial sequence of the base sequence A1 is also available. Hybridization is inhibited by the blocking nucleic acid. On the other hand, in the state where the probe nucleic acid and the blocking nucleic acid are continuously hybridized in this way, the hybridization between the target nucleic acid and the probe nucleic acid is hardly inhibited. That is, according to this method, the target nucleic acid can hybridize with the probe nucleic acid while suppressing the hybridization by suppressing the hybridization of the cross-hybrid nucleic acid to the probe nucleic acid, and the detection sensitivity (specificity of the target nucleic acid) Property) can be improved (FIG. 2).
The second aspect of the present invention is a nucleic acid array in which the nucleic acid composition described above is arranged on a carrier in an addressable manner, wherein either one of the nucleic acids A and B is immobilized on the carrier. It is a nucleic acid array.
すなわち、本発明の第二の態様は、前記核酸組成物が担体に配置され、かつ、その配置位置が規定された核酸アレイである。
また、本発明の第三の態様は、上記核酸アレイの製造方法であり、上記核酸A及び核酸Bのいずれか一方の核酸をあらかじめ担体に対してアドレス可能に固定化させた後、他方の核酸を混合させる工程を含む。
ここで、アドレス可能とは、相対的又は絶対的な位置が判別可能な状態であることを指す。具体的には、複数の核酸組成物が配置されている際に、担体上のどの位置にどの核酸組成物が配置されているのかが明らかとされている、あるいは、明らかにすることができる状態のことを指す。
That is, the second aspect of the present invention is a nucleic acid array in which the nucleic acid composition is arranged on a carrier and the arrangement position thereof is defined.
A third aspect of the present invention is a method for producing the nucleic acid array, wherein either one of the nucleic acids A and B is immobilized in advance so as to be addressable to a carrier, and then the other nucleic acid is prepared. Mixing.
Here, addressable means that the relative or absolute position can be discriminated. Specifically, when a plurality of nucleic acid compositions are arranged, it has been clarified or can be clarified which nucleic acid composition is arranged at which position on the carrier. Refers to that.
例えば、プローブ核酸の一端を、アレイ上の所定位置に固定して規則的に整列することにより、どの位置にどのプローブ核酸が固定されているかを知ることができる。図3は、核酸Aの一端が担体上に固定された状態を示す図である。
担体とは、プローブ核酸を固定化する物質であり、核酸組成物を配置する物質のことである。ガラスやシリコン、樹脂、ゲル、ビーズなどさまざまな物質を担体として使用することができる。
For example, by fixing one end of the probe nucleic acid at a predetermined position on the array and regularly arranging it, it is possible to know which probe nucleic acid is fixed at which position. FIG. 3 is a diagram showing a state in which one end of the nucleic acid A is fixed on a carrier.
The carrier is a substance that immobilizes the probe nucleic acid and a substance on which the nucleic acid composition is arranged. Various substances such as glass, silicon, resin, gel, and beads can be used as the carrier.
核酸アレイとは、プローブ核酸が、担体に複数アドレス可能に固定化されてなるものである。また、本発明でいう核酸アレイとは、担体に複数アドレス可能に固定化されたプローブ核酸に、さらにブロッキング核酸がハイブリダイズしているものである。 The nucleic acid array is formed by immobilizing probe nucleic acids on a carrier so that a plurality of addresses can be addressed. In addition, the nucleic acid array referred to in the present invention is one in which a blocking nucleic acid is further hybridized to a probe nucleic acid immobilized on a carrier so that a plurality of addresses can be addressed.
固定化とは、プローブ核酸が担体から離脱しないようにする処理のことである。例えば、プローブ核酸や担体自体に何らかの官能基を修飾し、化学的に結合させることにより、プローブ核酸を担体に固定化することが可能である。また、静電的な結合や、疎水的な結合によっても固定化が可能である。
本発明の核酸アレイは、核酸Aおよび核酸Bのうち、何れか一方のみを担体に固定化し、他方を固定化されている核酸にハイブリダイズさせることにより、製造することが可能である。この場合、はじめに固定化した核酸がプローブ核酸となり、後からハイブリダイズさせた核酸がブロッキング核酸となる。
また、本発明の核酸アレイは、あらかじめ核酸Aと核酸Bを混合しておき、その混合物を担体に配置することでも製造することが可能である。
さらに、本発明の第四の態様は、前記核酸アレイ又は核酸組成物にターゲット核酸を接触させ、ターゲット核酸のシグナルを検出する工程を含む、核酸の検出方法である。
接触とは、核酸アレイ又は核酸組成物とターゲット核酸とを同一の反応系に存在させることを意味する。さらに具体的には、核酸アレイ上にターゲット核酸を添加すること、核酸組成物とターゲット核酸とを混合することなどが挙げられる。
核酸Aをプローブ核酸として使用する態様の場合を考える(図2)。ブロッキング核酸によって、プローブ核酸とクロスハイブリ核酸とのハイブリダイゼーションは抑制されている。この状態でターゲット核酸を核酸組成物又は核酸アレイと接触させることにより、クロスハイブリ核酸のプローブ核酸へのハイブリダイゼーションを防止しつつ、ターゲット核酸をプローブ核酸とハイブリダイズさせることができる(図2)。
Immobilization refers to a process that prevents the probe nucleic acid from leaving the carrier. For example, it is possible to immobilize the probe nucleic acid on the carrier by modifying the probe nucleic acid or the carrier itself with some functional group and chemically bonding it. Also, immobilization is possible by electrostatic bonding or hydrophobic bonding.
The nucleic acid array of the present invention can be produced by immobilizing only one of nucleic acid A and nucleic acid B on a carrier and hybridizing the other to the immobilized nucleic acid. In this case, the nucleic acid immobilized first becomes the probe nucleic acid, and the nucleic acid hybridized later becomes the blocking nucleic acid.
The nucleic acid array of the present invention can also be produced by mixing nucleic acid A and nucleic acid B in advance and placing the mixture on a carrier.
Furthermore, the fourth aspect of the present invention is a method for detecting a nucleic acid, comprising a step of contacting a target nucleic acid with the nucleic acid array or nucleic acid composition and detecting a signal of the target nucleic acid.
Contact means that the nucleic acid array or nucleic acid composition and the target nucleic acid are present in the same reaction system. More specifically, adding a target nucleic acid on a nucleic acid array, mixing a nucleic acid composition and a target nucleic acid, etc. are mentioned.
Consider a case where nucleic acid A is used as a probe nucleic acid (FIG. 2). Hybridization between the probe nucleic acid and the cross-hybrid nucleic acid is suppressed by the blocking nucleic acid. By contacting the target nucleic acid with the nucleic acid composition or the nucleic acid array in this state, the target nucleic acid can be hybridized with the probe nucleic acid while preventing hybridization of the cross-hybrid nucleic acid to the probe nucleic acid (FIG. 2).
図4は、プローブ核酸が担体上にアドレス可能に固定化されたとき、すなわち核酸アレイにおけるターゲット核酸の検出の態様を示す図である。ブロッキング核酸によって、担体に固定化されたプローブ核酸Aとクロスハイブリ核酸とのハイブリダイゼーションは抑制されている。この状態でターゲット核酸を核酸アレイと接触させることにより、プローブ核酸とターゲット核酸とはハイブリダイズする。ターゲット核酸が存在しなければ、プローブ核酸Aの塩基配列A2には、ブロッキング核酸Bの塩基配列A2’がハイブリダイズしている。また、プローブ核酸Aの塩基配列A1には、別のプローブ核酸Aにハイブリダイズしているブロッキング核酸Bの塩基配列A1’がハイブリダイズしている(図3)。ターゲット核酸を存在させると、先にハイブリダイズしていた塩基配列A1と塩基配列A1’および塩基配列A2と塩基配列A2’のハイブリダイズが解かれる。この結果、クロスハイブリ核酸のハイブリダイゼーションを防止しつつ、ターゲット核酸がプローブ核酸とハイブリダイズすることができる(図4)。 FIG. 4 is a diagram showing an aspect of detection of a target nucleic acid in a nucleic acid array when a probe nucleic acid is immobilized on a carrier in an addressable manner. Hybridization between the probe nucleic acid A immobilized on the carrier and the cross-hybrid nucleic acid is suppressed by the blocking nucleic acid. By bringing the target nucleic acid into contact with the nucleic acid array in this state, the probe nucleic acid and the target nucleic acid are hybridized. If the target nucleic acid does not exist, the base sequence A2 'of the blocking nucleic acid B is hybridized to the base sequence A2 of the probe nucleic acid A. Further, the base sequence A1 of the probe nucleic acid A is hybridized with the base sequence A1 'of the blocking nucleic acid B that is hybridized to another probe nucleic acid A (FIG. 3). When the target nucleic acid is present, the hybridization between the base sequence A1 and the base sequence A1 'and the base sequence A2 and the base sequence A2' that have been previously hybridized is released. As a result, the target nucleic acid can hybridize with the probe nucleic acid while preventing the hybridization of the cross-hybrid nucleic acid (FIG. 4).
ターゲット核酸の検出は、ターゲット核酸を蛍光ラベル、放射標識等により標識し、検出装置でシグナルを検出すればよい。プローブ核酸とターゲット核酸とのハイブリッド形成を、蛍光、化学発光、ラジオアイソトープなど、あらかじめターゲット核酸に標識された物質に由来するシグナルにより定量化又は定性化することにより、プローブ核酸に対応するターゲット核酸の存在を確認することができる。また、検出の方法は上記に限定されない。例えば、ブロッキング核酸の方を標識しておき、ターゲット核酸がハイブリすることによるブロッキング核酸の脱落をシグナルの低下で確認することも可能である。
上記、「標識」方法は、核酸のハイブリダイゼーションを検出することができる限り特に限定されるものではない。標識に使用される標識物質としては、例えばCy3、Cy5、Alexa Fluorなどの蛍光物質、アルカリフォスファターゼやホースラディッシュペルオキシターゼを使用した基質分解にともなう化学発光を利用するための酵素又はタンパク質、γ−32Pやα−32P等のラジオアイソトープなどが挙げられるが、蛍光物質を使用することが簡便である点で好ましい。
The target nucleic acid can be detected by labeling the target nucleic acid with a fluorescent label, a radiolabel or the like and detecting the signal with a detection device. By quantifying or qualifying the hybridization between the probe nucleic acid and the target nucleic acid using a signal derived from a substance previously labeled with the target nucleic acid, such as fluorescence, chemiluminescence, or radioisotope, the target nucleic acid corresponding to the probe nucleic acid The existence can be confirmed. Further, the detection method is not limited to the above. For example, it is possible to label the blocking nucleic acid and confirm the loss of the blocking nucleic acid due to the hybridization of the target nucleic acid with a decrease in signal.
The above “labeling” method is not particularly limited as long as hybridization of nucleic acid can be detected. Examples of the labeling substance used for labeling include fluorescent substances such as Cy3, Cy5, and Alexa Fluor, enzymes or proteins for utilizing chemiluminescence accompanying substrate degradation using alkaline phosphatase and horseradish peroxidase, γ-32P, A radioisotope such as α-32P can be used, but it is preferable to use a fluorescent substance because it is simple.
これらの標識物質を核酸分子に取り込ませる際には、標識方法が安定であり、プローブ核酸との特異的なハイブリダイゼーションを阻害しない限りにおいては、直接的、間接的または物理的、化学的結合に関わらずどのような方法であっても使用可能である。化学的な修飾を行う方法として、あらかじめ蛍光物質で標識された塩基を反応時に取り込ませる方法や、ビオチンやアミノアリル基によって修飾されたアナログ塩基を反応時に取り込ませ、それを介して標識物質を取り込ませる方法が挙げられる。また、SYBR Green、アクリジンオレンジ、SYBR Goldなどを用いて標識物質を相補核酸分子にインターカレートさせる方法、ULYSISのように標識物質を相補核酸分子に対して白金を介して結合させる方法などを採用することもできる。 When incorporating these labeling substances into nucleic acid molecules, direct, indirect, physical, or chemical binding is possible as long as the labeling method is stable and does not inhibit specific hybridization with the probe nucleic acid. Regardless, any method can be used. As chemical modification methods, a base previously labeled with a fluorescent substance is incorporated during the reaction, or an analog base modified with biotin or an aminoallyl group is incorporated during the reaction, and the labeled substance is incorporated via the base. A method is mentioned. In addition, a method of intercalating a labeling substance to a complementary nucleic acid molecule using SYBR Green, acridine orange, SYBR Gold, etc., a method of binding a labeling substance to a complementary nucleic acid molecule via platinum, such as ULYSIS, etc. You can also
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
核酸アレイの作製
核酸アレイを作製するために、表1に示す配列番号1番および2番で示されるオリゴヌクレオチド(60塩基長)を合成した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Example 1
Preparation of Nucleic Acid Array In order to prepare a nucleic acid array, oligonucleotides (60 base length) represented by SEQ ID NO: 1 and 2 shown in Table 1 were synthesized.
合成の際、最終段階で、アミノリンクTM(PEバイオシステムズ社製)を該オリゴヌクレオチドに反応させ、次いで脱保護操作を行うことにより、各オリゴヌクレオチドの末端にアミノヘキシル基が導入された5’−O−アミノヘキシルオリゴヌクレオチドを調製した。 In the final stage of synthesis, aminolink TM (manufactured by PE Biosystems) was reacted with the oligonucleotide, followed by deprotection, whereby an aminohexyl group was introduced at the end of each oligonucleotide. -O-aminohexyl oligonucleotide was prepared.
次いで、それらオリゴヌクレオチドに、無水メタクリル酸を反応させ、5’末端ビニル化オリゴヌクレオチドを調製し、これをプローブ核酸とした。 Subsequently, these oligonucleotides were reacted with methacrylic anhydride to prepare 5'-terminal vinylated oligonucleotides, which were used as probe nucleic acids.
プローブXの1〜30番目及び31〜60番目の塩基は、それぞれ、図1において塩基配列A1、塩基配列A2に相当する。プローブYについても同様である。 The 1st to 30th and 31st to 60th bases of the probe X correspond to the base sequence A1 and the base sequence A2 in FIG. 1, respectively. The same applies to the probe Y.
次に、図5に示す配列固定器具を利用して中空繊維束を製造した。なお、図5中のx、y、zは直交の3次元軸であり、x軸は繊維の長手方向と一致する。 Next, a hollow fiber bundle was manufactured using the array fixing device shown in FIG. Note that x, y, and z in FIG. 5 are orthogonal three-dimensional axes, and the x-axis coincides with the longitudinal direction of the fiber.
まず、直径0.32mmの孔(11)が、孔の中心間距離を0.42mmとして、縦12列、横各19列で合計228個設けられた厚さ0.1mmの多孔板(21)を2枚準備した。これらの多孔板を重ね合わせて、そのすべての孔に、ポリカーボネート中空繊維(31)(三菱エンジニアリングプラスチック社製 カーボンブラック1質量%添加)を1本ずつ、通過させた。 First, a perforated plate (21) having a thickness of 0.12 provided with a total of 228 holes (11) having a diameter of 0.32 mm and having a center-to-center distance of 0.42 mm in 12 rows and 19 rows each. Two sheets were prepared. These perforated plates were overlapped, and polycarbonate hollow fibers (31) (added by 1% by mass of carbon black manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics) were passed through all of the holes one by one.
X軸方向に各繊維に0.1Nの張力をかけた状態で2枚の多孔板の位置を移動させて、中空繊維の一方の端部から20mmの位置と100mmの位置の2ヶ所に固定した。即ち、2枚の多孔板の間隔を80mmとした。 The position of the two perforated plates was moved in a state in which a tension of 0.1 N was applied to each fiber in the X-axis direction, and was fixed at two positions of 20 mm and 100 mm from one end of the hollow fiber. . That is, the interval between the two perforated plates was 80 mm.
次いで、多孔板間の空間の周囲3面を板状物(41)で囲った。このようにして上部のみが開口状態にある容器を得た。 Next, the three surrounding surfaces of the space between the perforated plates were surrounded by a plate-like object (41). In this way, a container having an open top only was obtained.
この容器の上部から容器内に樹脂原料を流し込んだ。樹脂としては、ポリウレタン樹脂接着剤(日本ポリウレタン工業(株)ニッポラン4276、コロネート4403)の総重量に対し、2.5質量%のカーボンブラックを添加したものを使用した。25℃で1週間静置して樹脂を硬化させた。次いで多孔板と板状物を取り除き、中空繊維束を得た。 The resin raw material was poured into the container from the upper part of the container. As resin, what added 2.5 mass% carbon black was used with respect to the total weight of a polyurethane resin adhesive (Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. Nippon Run 4276, Coronate 4403). The resin was cured by standing at 25 ° C. for 1 week. Next, the porous plate and the plate-like material were removed to obtain a hollow fiber bundle.
次に、表2に示す質量比で混合した単量体及び開始剤を含むゲル前駆体重合性溶液をアレイに固定するプローブ核酸毎にそれぞれ調製した。 Next, a gel precursor polymerizable solution containing a monomer and an initiator mixed at a mass ratio shown in Table 2 was prepared for each probe nucleic acid to be immobilized on the array.
次に、図6に示した配置になるように、中空繊維束の対応する中空繊維の中空部に上記で作製したゲル前駆体重合性溶液を充填するために、該重合性溶液の入った容器及び上記で作製した中空繊維束をデシケーター内に設置した。デシケーター内を減圧状態にしたのち、中空繊維束の各糸の封しされていない端部を所定の前記重合性溶液の入った容器に浸漬した。デシケーター内に窒素ガスを封入し、中空繊維の中空部にプローブ核酸を含むゲル前駆体重合性溶液を導入した。次いで、容器内を70℃とし、3時間かけて重合反応を行った。 Next, in order to fill the hollow portion of the corresponding hollow fiber of the hollow fiber bundle with the gel precursor polymerizable solution prepared above so as to have the arrangement shown in FIG. And the hollow fiber bundle produced above was installed in a desiccator. After reducing the pressure in the desiccator, the unsealed end of each yarn of the hollow fiber bundle was immersed in a container containing the predetermined polymerizable solution. Nitrogen gas was sealed in the desiccator, and a gel precursor polymerizable solution containing the probe nucleic acid was introduced into the hollow part of the hollow fiber. Subsequently, the inside of a container was 70 degreeC and the polymerization reaction was performed over 3 hours.
このようにしてプローブ核酸がゲル状物を介して中空繊維の中空部に保持された中空繊維束を得た。 In this way, a hollow fiber bundle in which the probe nucleic acid was held in the hollow portion of the hollow fiber via a gel-like material was obtained.
次に得られた中空繊維束を、ミクロトームを用いて繊維の長手方向と直交する方向でスライスし、厚さ0.25mmの薄片シート(核酸アレイ)を300枚得た。 Next, the obtained hollow fiber bundle was sliced in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the fiber using a microtome to obtain 300 thin sheet (nucleic acid array) having a thickness of 0.25 mm.
核酸アレイは、図6に示すプローブ位置で作製した。なお、図6中の数字1及び2は、プローブ核酸の配列番号を示し(それぞれ配列番号1、配列番号2)、核酸アレイには、それぞれの配列番号に示す塩基配列を有するプローブ核酸が配置されている。Bは、プローブ核酸の入っていないスポットを示す。
ブロッキング核酸混合済み核酸アレイの作製
次に、ブロッキング核酸であるオリゴヌクレオチドを設計し、上記で作製した核酸アレイに混合して、ブロッキング核酸混合済み核酸アレイを作製することとした。
The nucleic acid array was prepared at the probe position shown in FIG. The numbers 1 and 2 in FIG. 6 indicate the probe nucleic acid sequence numbers (SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 respectively), and probe nucleic acids having the base sequences indicated by the respective sequence numbers are arranged in the nucleic acid array. ing. B shows a spot without probe nucleic acid.
Preparation of Blocking Nucleic Acid Mixed Nucleic Acid Array Next, an oligonucleotide that is a blocking nucleic acid was designed and mixed with the nucleic acid array prepared above to prepare a blocking nucleic acid mixed nucleic acid array.
まず、表3に示す配列番号3および配列番号4で示されるオリゴヌクレオチドを合成し、これらをブロッキング核酸とした。 First, oligonucleotides represented by SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 shown in Table 3 were synthesized and used as blocking nucleic acids.
配列番号3で示されるオリゴヌクレオチドは、配列番号1の完全相補鎖(60塩基)のうち、5末端側の30塩基と、3末端側の30塩基を入れ替えた構造から構成される。また、配列番号4で示されるオリゴヌクレオチドは、配列番号2の完全相補鎖(60塩基)のうち、5末端側の30塩基と、3末端側の30塩基を入れ替えた構造から構成される。 The oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 3 is composed of a structure in which 30 bases on the 5 terminal side and 30 bases on the 3 terminal side are replaced in the completely complementary strand (60 bases) of SEQ ID NO: 1. In addition, the oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 4 has a structure in which 30 bases on the 5 terminal side and 30 bases on the 3 terminal side are replaced in the completely complementary strand (60 bases) of SEQ ID NO: 2.
配列番号3については、配列番号1のプローブ核酸に対するブロッキング核酸となり、配列番号4については、配列番号2のプローブ核酸に対するブロッキング核酸となる。すなわち、X−60T及びY−60Tにおいて、第1〜30番目の塩基は、図1の核酸Aをプローブ核酸、核酸Bをブロッキング核酸とした場合の塩基配列A1’に相当し、31〜60番目の塩基は塩基配列A2’に相当する。作製したブロッキング核酸を、核酸アレイに既に固定化されているプローブ核酸と混合するために、表4に記載の溶液を作製し、核酸アレイと共に密封した状態で60℃、16時間接触させた。 SEQ ID NO: 3 is a blocking nucleic acid for the probe nucleic acid of SEQ ID NO: 1, and SEQ ID NO: 4 is a blocking nucleic acid for the probe nucleic acid of SEQ ID NO: 2. That is, in X-60T and Y-60T, the 1st to 30th bases correspond to the base sequence A1 ′ when the nucleic acid A of FIG. 1 is a probe nucleic acid and the nucleic acid B is a blocking nucleic acid, and the 31st to 60th bases. This base corresponds to the base sequence A2 ′. In order to mix the prepared blocking nucleic acid with the probe nucleic acid already immobilized on the nucleic acid array, the solutions shown in Table 4 were prepared and contacted at 60 ° C. for 16 hours in a sealed state with the nucleic acid array.
接触後の核酸アレイは、0.12M TNTバッファー(0.12M Tris−HCl,0.12M NaCl, 0.05%Tween20 水溶液)、0.12M TNバッファー(0.12M Tris−HCl,0.12M NaCl水溶液)でそれぞれ洗浄し、その後、0.12M TNバッファーに浸漬した状態で、4℃、遮光で保管した。 The nucleic acid array after contact was prepared with 0.12 M TNT buffer (0.12 M Tris-HCl, 0.12 M NaCl, 0.05% Tween 20 aqueous solution), 0.12 M TN buffer (0.12 M Tris-HCl, 0.12 M NaCl). Each solution was washed with an aqueous solution, and then stored in a light-shielded state at 4 ° C. while immersed in a 0.12 M TN buffer.
以上により、ブロッキング核酸が所定のプローブ核酸に対して混合されてなる「ブロッキング核酸混合済みプローブ核酸」が搭載された「ブロッキング核酸混合済み核酸アレイ」が完成した。
モデル検体の作製とハイブリダイゼーション
ブロッキング核酸混合済み核酸アレイの特異性評価に使用するモデル検体を作製した。
Thus, a “blocking nucleic acid mixed nucleic acid array” equipped with a “blocking nucleic acid mixed probe nucleic acid” obtained by mixing a blocking nucleic acid with a predetermined probe nucleic acid was completed.
Model specimen preparation and hybridization A model specimen used for evaluating the specificity of a nucleic acid array mixed with blocking nucleic acids was prepared.
プローブ核酸の検出対象(ターゲットモデル検体)としては、2種類のプローブ核酸に対して完全相補配列である、表5に記載の配列番号5及び配列番号6のオリゴヌクレオチドを使用した。 As the probe nucleic acid detection target (target model sample), oligonucleotides of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 described in Table 5, which are completely complementary sequences to two types of probe nucleic acids, were used.
また、プローブ核酸の非検出対象(クロスハイブリモデル検体)としては、配列番号5及び配列番号6で示される60塩基のターゲットモデル検体を、20塩基ずつ3等分した、表5に記載のオリゴDNA(配列番号7から12)を使用した。 In addition, as a probe nucleic acid non-detection target (cross-hybrid model sample), the 60-base target model sample represented by SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 was divided into 20 equal bases and divided into 3 equal parts, as shown in Table 5. (SEQ ID NOs: 7 to 12) were used.
ターゲットモデル検体(配列番号5及び6)については、ULYSIS−Alexa Fluor 647(インビトロジェン社製)を使用して標識を行い、クロスハイブリモデル検体(配列番号7から12)については、ULYSIS−Alexa Fluor 546(インビトロジェン社製)を使用して標識した。すなわち、ターゲットモデル検体とクロスハイブリモデル検体を異なる標識物質にて標識し、ターゲットモデル検体とクロスハイブリモデル検体の混合物を核酸アレイにハイブリダイゼーションした場合においても、同一のプローブ核酸位置においてそれぞれを同時に独立に検出できるようにした。 For the target model sample (SEQ ID NOs: 5 and 6), labeling is performed using ULYSIS-Alexa Fluor 647 (manufactured by Invitrogen), and for the cross-hybrid model sample (SEQ ID NOs: 7 to 12), ULYSIS-Alexa Fluor 546 is used. (Invitrogen) was used for labeling. That is, even when the target model sample and the cross-hybrid model sample are labeled with different labeling substances and the mixture of the target model sample and the cross-hybrid model sample is hybridized to the nucleic acid array, each is independently independent at the same probe nucleic acid position. Detectable.
標識を行ったそれぞれのターゲットモデル検体及びクロスハイブリモデル検体について、表6の組成となるようにハイブリダイゼーション溶液を調製した。このハイブリダイゼーション溶液を、上記で作製したブロッキング核酸混合済み核酸アレイに対してハイブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーションは核酸アレイとハイブリダイゼーション溶液を密封した状態で60℃、16時間接触させることで実施した。 For each target model specimen and cross-hybrid model specimen that had been labeled, a hybridization solution was prepared so as to have the composition shown in Table 6. This hybridization solution was hybridized to the blocking nucleic acid mixed nucleic acid array prepared above. Hybridization was performed by contacting the nucleic acid array and the hybridization solution in a sealed state at 60 ° C. for 16 hours.
検出操作は、冷却CCDカメラ方式の核酸アレイ自動検出装置を用いて、核酸アレイを0.12MのTNバッファー中に浸漬し、カバーガラスをかぶせた後に、標識核酸試料分子の蛍光シグナル強度を測定した。 The detection operation was performed by immersing the nucleic acid array in 0.12M TN buffer using a cooled CCD camera type nucleic acid array automatic detection device, and covering the cover glass, and then measuring the fluorescence signal intensity of the labeled nucleic acid sample molecule. .
データは、プローブX、プローブYのシグナル共に、核酸アレイ上に搭載されている10箇所のスポットで検出された、AlexaFluor 647に由来する蛍光シグナルおよびAlexaFluor 546に由来する蛍光シグナルの値を平均して示した。 The data is obtained by averaging the fluorescent signal derived from AlexaFluor 647 and the fluorescent signal derived from AlexaFluor 546 detected at 10 spots mounted on the nucleic acid array for both the signals of probe X and probe Y. Indicated.
その結果を図7に示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は20590、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は4であり、ターゲット/クロスハイブリ比は5147であった。 The result is shown in FIG. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 20590, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 4, and the target / cross hybrid ratio is 5147. there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は8408、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は4であり、ターゲット/クロスハイブリ比は2102であった。
比較例1
ブロッキング核酸を混合しない核酸アレイを用い、それ以外は実施例1と同様の手順にて実施した。
For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 8408, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 4, and the target / cross-hybrid ratio was 2102.
Comparative Example 1
The procedure was the same as in Example 1 except that a nucleic acid array not mixed with blocking nucleic acid was used.
その結果を図8Aに示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は35818、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は9074であり、ターゲット/クロスハイブリ比は4であった。 The result is shown in FIG. 8A. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 35818, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 9074, and the target / cross hybrid ratio is 4. there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は16853、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は3871であり、ターゲット/クロスハイブリ比は4であった。 For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 16853, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 3871, and the target / cross hybrid ratio is 4. there were.
ターゲットモデル検体のシグナル強度は、実施例1に比較して高かったが、クロスハイブリモデル検体由来のシグナル強度がそれ以上の割合で高く、ターゲット/クロスハイブリ比としては、実施例に比較して極めて低い値となった。これは、ブロッキング核酸を使用しない状態では、多くのクロスハイブリ核酸がプローブ核酸とハイブリダイゼーションを形成してしまい、高い特異性が得られないことを示している。
比較例2
ブロッキング核酸として、表5に記載の配列番号5及び配列番号6で示される、プローブ核酸の完全相補配列からなる60塩基のものを使用した。それ以外は実施例1と同様の手順にて実施した。
The signal intensity of the target model sample was higher than that of Example 1, but the signal intensity derived from the cross-hybrid model sample was higher at a higher rate, and the target / cross-hybrid ratio was extremely higher than that of Example. The value was low. This indicates that in the state where no blocking nucleic acid is used, many cross-hybrid nucleic acids form hybridization with probe nucleic acids, and high specificity cannot be obtained.
Comparative Example 2
As the blocking nucleic acid, one having 60 bases consisting of the complete complementary sequence of the probe nucleic acid represented by SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 shown in Table 5 was used. Other than that was carried out in the same procedure as in Example 1.
その結果を図8Bに示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は3585、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は4であり、ターゲット/クロスハイブリ比は896であった。 The result is shown in FIG. 8B. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 3585, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 4, and the target / cross hybrid ratio is 896. there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は1488、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は4であり、ターゲット/クロスハイブリ比は372であった。
For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 1488, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 4, and the target / cross hybrid ratio was 372.
本比較例においては、使用したブロッキング核酸の長さがプローブ核酸と同一であるため、ハイブリダイゼーションの効率が、ターゲットモデル検体と変わらない。そのため、ブロッキング核酸が、ターゲットモデル検体とプローブ核酸とのハイブリダイゼーション形成をも競合阻害してしまい、ターゲットモデル検体由来のシグナル強度が極めて低くなる。クロスハイブリモデル検体由来のシグナル強度についてはほとんど検出されないが、ターゲットモデル検体のシグナル強度が大幅に低くなる分、実施例1と比較して、ターゲット/クロスハイブリ比が低くなった。
比較例3
ブロッキング核酸として、表7に記載の50塩基長のもの(配列番号13、14)を使用した。これらの配列は、配列番号5、配列番号6それぞれの6塩基目から、55塩基目までの配列で構成されている。ブロッキング核酸以外は、実施例1と同様の手順にて実施した。
In this comparative example, since the length of the blocking nucleic acid used is the same as that of the probe nucleic acid, the efficiency of hybridization is not different from that of the target model sample. Therefore, the blocking nucleic acid also competitively inhibits the formation of hybridization between the target model sample and the probe nucleic acid, and the signal intensity derived from the target model sample becomes extremely low. Although the signal intensity derived from the cross-hybrid model specimen was hardly detected, the target / cross-hybrid ratio was lower than that of Example 1 because the signal intensity of the target model specimen was significantly reduced.
Comparative Example 3
As the blocking nucleic acid, one having a length of 50 bases (SEQ ID NOs: 13 and 14) shown in Table 7 was used. These sequences are composed of sequences from the 6th base to the 55th base of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6, respectively. The same procedure as in Example 1 was performed except for the blocking nucleic acid.
その結果を図8Cに示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は10932、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は4であり、ターゲット/クロスハイブリ比は2733であった。 The result is shown in FIG. 8C. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 10932, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa Fluor 546) is 4, and the target / cross hybrid ratio is 2733 there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は3474、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は4であり、ターゲット/クロスハイブリ比は869であった。
For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 3474, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 4, and the target / cross hybrid ratio was 869.
本比較例においては、使用したブロッキング核酸の長さがプローブ核酸よりも10塩基短い(ブロッキング核酸とプローブ核酸の長さが均等ではない)ため、先の比較例2に比較してターゲットモデル検体とプローブ核酸とのハイブリダイゼーション形成はしやすい。しかしながら、実施例1で使用したブロッキング核酸に比較して、ターゲットモデル検体由来のシグナル強度は低く、そのため、ターゲット/クロスハイブリ比も低い値となった。 In this comparative example, since the length of the blocking nucleic acid used was 10 bases shorter than the probe nucleic acid (the lengths of the blocking nucleic acid and the probe nucleic acid are not equal), the target model sample and Hybridization with a probe nucleic acid is easy. However, compared with the blocking nucleic acid used in Example 1, the signal intensity derived from the target model sample was low, and thus the target / cross-hybrid ratio was also low.
比較例4
ブロッキング核酸として、表8に記載の40塩基長のもの(配列番号15、16)を使用した。これらの配列は、配列番号5、配列番号6それぞれの11塩基目から、50塩基目までの配列で構成されている。ブロッキング核酸以外は、実施例1と同様の手順にて実施した。
Comparative Example 4
As the blocking nucleic acid, those having a length of 40 bases (SEQ ID NOs: 15 and 16) shown in Table 8 were used. These sequences are composed of sequences from the 11th base to the 50th base of each of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6. The same procedure as in Example 1 was performed except for the blocking nucleic acid.
その結果を図8Dに示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は25202、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は263であり、ターゲット/クロスハイブリ比は96であった。 The result is shown in FIG. 8D. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 25202, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 263, and the target / cross hybrid ratio is 96. there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は12416、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は26であり、ターゲット/クロスハイブリ比は471であった。 For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 12416, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa Fluor 546) is 26, and the target / cross hybrid ratio is 471. there were.
用いたブロッキング核酸の鎖長は40塩基であるが、本条件においては、クロスハイブリ検体由来のシグナルが検出されるため、ターゲット/クロスハイブリ比の値が低下する。 The chain length of the blocking nucleic acid used is 40 bases. However, under this condition, a signal derived from a cross-hybrid sample is detected, so that the value of the target / cross-hybrid ratio decreases.
比較例5
ブロッキング核酸として、表9に記載された30塩基長のもの(配列番号17、18)を使用した。これらの配列は、配列番号5、配列番号6それぞれの16塩基目から、45塩基目までの配列で構成されている。ブロッキング核酸以外は、実施例1と同様の手順にて実施した。
Comparative Example 5
As the blocking nucleic acid, those having a length of 30 bases (SEQ ID NOs: 17 and 18) described in Table 9 were used. These sequences are composed of sequences from the 16th base to the 45th base of each of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6. The same procedure as in Example 1 was performed except for the blocking nucleic acid.
その結果を図9Aに示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は35037、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は3459であり、ターゲット/クロスハイブリ比は10であった。 The result is shown in FIG. 9A. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 35037, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 3459, and the target / cross hybrid ratio is 10. there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は16641、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は946であり、ターゲット/クロスハイブリ比は18であった。 For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 16641, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 946, and the target / cross hybrid ratio is 18. there were.
この結果は、比較例4と同様に、ターゲットモデル検体由来のシグナル強度に比較して、クロスハイブリ検体由来のシグナルが多く検出されるため、ターゲット/クロスハイブリ比の値が低下する。 As in the case of Comparative Example 4, since the signal derived from the cross-hybrid sample is detected more in comparison with the signal intensity derived from the target model sample, the target / cross-hybrid ratio value decreases.
比較例6
ブロッキング核酸として、表10に記載の30塩基長のもの(配列番号19、20、21、22)を使用した。これらの配列は、配列番号5、配列番号6それぞれの1塩基目から、30塩基目まで及び、31塩基目から60塩基目の配列で構成されている。使用したブロッキング核酸以外は実施例1と同様の手順にて実施した。
Comparative Example 6
As the blocking nucleic acid, those having a length of 30 bases (SEQ ID NOs: 19, 20, 21, and 22) shown in Table 10 were used. These sequences are composed of sequences from the first base to the 30th base and from the 31st base to the 60th base of each of SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6. Except for the blocking nucleic acid used, the procedure was the same as in Example 1.
その結果を図9Bに示す。プローブXについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は25712、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は179であり、ターゲット/クロスハイブリ比は144であった。 The result is shown in FIG. 9B. For probe X, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 25712, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 179, and the target / cross hybrid ratio is 144. there were.
プローブYについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は11439、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は44であり、ターゲット/クロスハイブリ比は260であった。 For probe Y, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 11439, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 44, and the target / cross hybrid ratio is 260. there were.
ここで用いたブロッキング核酸は、1本の60塩基長のプローブ核酸に対して、2本の30塩基長のブロッキング核酸を用い、プローブ核酸の全配列をブロッキングしている。プローブ核酸の全配列をブロッキングできるという点では、実施例1や、比較例2と同一であるが、実施例1に対してターゲット/クロスハイブリ比は低い値であった。 The blocking nucleic acid used here uses two 30-base long blocking nucleic acids for one 60-base long probe nucleic acid to block the entire sequence of the probe nucleic acid. Although it is the same as Example 1 and Comparative Example 2 in that the entire sequence of the probe nucleic acid can be blocked, the target / cross-hybrid ratio was lower than that of Example 1.
実施例1、比較例2〜6のまとめ
図10に、実施例と比較例を同一グラフ上にプロットした。図10において、パネルAはプローブX、パネルBはプローブYにおける結果をまとめた図である。その結果、実施例におけるターゲット/クロスハイブリ比が他の何れの比較例に比べても、きわめて高かった。以上により、本実施例におけるブロッキング核酸が、比較例にて使用したブロッキング核酸に比較してプローブ核酸の特異性を向上させることを証明した。
実施例2
核酸アレイの作製
核酸アレイを作製するために、表11に示す配列番号23番および24番で示されるオリゴヌクレオチド(30塩基長)を合成した。
Summary of Example 1 and Comparative Examples 2 to 6 In FIG. 10, Examples and Comparative Examples are plotted on the same graph. In FIG. 10, panel A is a summary of the results for probe X, and panel B is the summary for probe Y. As a result, the target / cross-hybrid ratio in the example was very high compared to any other comparative examples. From the above, it was proved that the blocking nucleic acid in this example improves the specificity of the probe nucleic acid as compared with the blocking nucleic acid used in the comparative example.
Example 2
Preparation of Nucleic Acid Array In order to prepare a nucleic acid array, oligonucleotides (30 base length) represented by SEQ ID NO: 23 and 24 shown in Table 11 were synthesized.
実施例1と同様にして5’末端ビニル化オリゴヌクレオチドを調製し、これをプローブ核酸とした。 In the same manner as in Example 1, a 5 'terminal vinylated oligonucleotide was prepared and used as a probe nucleic acid.
プローブAの1〜15番目及び16〜30番目の塩基は、それぞれ、図1において塩基配列A1、塩基配列A2に相当する。プローブBについても同様である。 The 1st to 15th and 16th to 30th bases of probe A correspond to base sequence A1 and base sequence A2 in FIG. 1, respectively. The same applies to the probe B.
そのほかは実施例1
と同様にして、核酸アレイを作製した。
ブロッキング核酸混合済み核酸アレイの作製
次に、ブロッキング核酸であるオリゴヌクレオチドを設計し、上記で作製した核酸アレイに混合して、ブロッキング核酸混合済み核酸アレイを作製することとした。
Other than that, Example 1
In the same manner as described above, a nucleic acid array was prepared.
Preparation of Blocking Nucleic Acid Mixed Nucleic Acid Array Next, an oligonucleotide that is a blocking nucleic acid was designed and mixed with the nucleic acid array prepared above to prepare a blocking nucleic acid mixed nucleic acid array.
まず、表11に示す配列番号27および配列番号28で示されるオリゴヌクレオチドを合成し、これらをブロッキング核酸とした。 First, oligonucleotides represented by SEQ ID NO: 27 and SEQ ID NO: 28 shown in Table 11 were synthesized and used as blocking nucleic acids.
配列番号27で示されるオリゴヌクレオチドは、配列番号23の完全相補鎖(30塩基)のうち、5末端側の15塩基と、3末端側の15塩基を入れ替えた構造から構成される。また、配列番号28で示されるオリゴヌクレオチドは、配列番号24の完全相補鎖(30塩基)のうち、5末端側の15塩基と、3末端側の15塩基を入れ替えた構造から構成される。 The oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 27 is composed of a structure in which 15 bases on the 5 terminal side and 15 bases on the 3 terminal side are replaced in the completely complementary strand (30 bases) of SEQ ID NO: 23. In addition, the oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 28 has a structure in which 15 bases on the 5 terminal side and 15 bases on the 3 terminal side are replaced in the completely complementary strand (30 bases) of SEQ ID NO: 24.
配列番号27については、配列番号23のプローブ核酸に対するブロッキング核酸となり、配列番号28については、配列番号24のプローブ核酸に対するブロッキング核酸となる。すなわち、A−30及びB−30において、第1〜15番目の塩基は、図1の核酸Aをプローブ核酸、核酸Bをブロッキング核酸とした場合の塩基配列A1’に相当し、16〜30番目の塩基は塩基配列A2’に相当する。作製したブロッキング核酸を、核酸アレイに既に固定化されているプローブ核酸と混合するために、表12に記載の溶液を作製し、核酸アレイと共に密封した状態で60℃、16時間接触させた。 SEQ ID NO: 27 is a blocking nucleic acid for the probe nucleic acid of SEQ ID NO: 23, and SEQ ID NO: 28 is a blocking nucleic acid for the probe nucleic acid of SEQ ID NO: 24. That is, in A-30 and B-30, the 1st to 15th bases correspond to the base sequence A1 ′ when the nucleic acid A of FIG. 1 is a probe nucleic acid and the nucleic acid B is a blocking nucleic acid, and the 16th to 30th bases. This base corresponds to the base sequence A2 ′. In order to mix the prepared blocking nucleic acid with the probe nucleic acid already immobilized on the nucleic acid array, the solutions shown in Table 12 were prepared and contacted at 60 ° C. for 16 hours in a sealed state with the nucleic acid array.
接触後の核酸アレイは、0.24M TNTバッファー(0.24M Tris−HCl,0.24M NaCl, 0.05%Tween20 水溶液)、0.24M TNバッファー(0.24M Tris−HCl,0.24M NaCl水溶液)でそれぞれ洗浄し、その後、0.24M TNバッファーに浸漬した状態で、4℃、遮光で保管した。
以上により、ブロッキング核酸が所定のプローブ核酸に対して混合されてなる「ブロッキング核酸混合済みプローブ核酸」が搭載された「ブロッキング核酸混合済み核酸アレイ」が完成した。
モデル検体の作製とハイブリダイゼーション
ブロッキング核酸混合済み核酸アレイの特異性評価に使用するモデル検体を作製した。
The nucleic acid array after the contact was prepared using 0.24 M TNT buffer (0.24 M Tris-HCl, 0.24 M NaCl, 0.05% Tween 20 aqueous solution), 0.24 M TN buffer (0.24 M Tris-HCl, 0.24 M NaCl). Each solution was washed with an aqueous solution and then stored in a light-shielded state at 4 ° C. in a state immersed in a 0.24 M TN buffer.
Thus, a “blocking nucleic acid mixed nucleic acid array” on which a “blocking nucleic acid mixed probe nucleic acid” obtained by mixing a blocking nucleic acid with a predetermined probe nucleic acid was completed.
Model specimen preparation and hybridization A model specimen used for evaluating the specificity of a nucleic acid array mixed with blocking nucleic acids was prepared.
プローブ核酸の検出対象(ターゲットモデル検体)としては、2種類のプローブ核酸に対して完全相補配列である、表11に記載の配列番号25及び配列番号26のオリゴヌクレオチドを使用した。 As the probe nucleic acid detection target (target model sample), oligonucleotides of SEQ ID NO: 25 and SEQ ID NO: 26 shown in Table 11, which are completely complementary sequences to two types of probe nucleic acids, were used.
また、プローブ核酸の非検出対象(クロスハイブリモデル検体)としては、配列番号29及び配列番号30で示される15塩基のオリゴヌクレオチドを使用した。
ターゲットモデル検体(配列番号25及び26)については、ULYSIS−Alexa Fluor 647(インビトロジェン社製)を使用して標識を行い、クロスハイブリモデル検体(配列番号29及び30)については、ULYSIS−Alexa Fluor 546(インビトロジェン社製)を使用して標識した。すなわち、ターゲットモデル検体とクロスハイブリモデル検体を異なる標識物質にて標識し、ターゲットモデル検体とクロスハイブリモデル検体の混合物を核酸アレイにハイブリダイゼーションした場合においても、同一のプローブ核酸位置においてそれぞれを同時に独立に検出できるようにした。
In addition, as a probe nucleic acid non-detection target (cross-hybrid model sample), oligonucleotides having 15 bases represented by SEQ ID NO: 29 and SEQ ID NO: 30 were used.
For the target model samples (SEQ ID NOs: 25 and 26), labeling is performed using ULYSIS-Alexa Fluor 647 (manufactured by Invitrogen), and for the cross-hybrid model samples (SEQ ID NOs: 29 and 30), ULYSIS-Alexa Fluor 546 is used. (Invitrogen) was used for labeling. That is, even when the target model sample and the cross-hybrid model sample are labeled with different labeling substances and the mixture of the target model sample and the cross-hybrid model sample is hybridized to the nucleic acid array, each is independently independent at the same probe nucleic acid position. Detectable.
標識を行ったそれぞれのターゲットモデル検体及びクロスハイブリモデル検体について、表13の組成となるようにハイブリダイゼーション溶液を調製した。このハイブリダイゼーション溶液を、上記で作製したブロッキング核酸混合済み核酸アレイに対してハイブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーションは核酸アレイとハイブリダイゼーション溶液を密封した状態で60℃、16時間接触させることで実施した。洗浄はブロッキング核酸接触後と同様の方法にて実施した。 For each target model specimen and cross-hybrid model specimen that had been labeled, a hybridization solution was prepared so as to have the composition shown in Table 13. This hybridization solution was hybridized to the blocking nucleic acid mixed nucleic acid array prepared above. Hybridization was performed by contacting the nucleic acid array and the hybridization solution in a sealed state at 60 ° C. for 16 hours. Washing was performed by the same method as that after contact with the blocking nucleic acid.
検出操作は、冷却CCDカメラ方式の核酸アレイ自動検出装置を用いて、核酸アレイを0.24MのTNバッファー中に浸漬し、カバーガラスをかぶせた後に、標識核酸試料分子の蛍光シグナル強度を測定した。 The detection operation was performed by immersing the nucleic acid array in 0.24M TN buffer using a cooled CCD camera type nucleic acid array automatic detection apparatus, and covering the cover glass, and then measuring the fluorescence signal intensity of the labeled nucleic acid sample molecule. .
データは、プローブA、プローブBのシグナル共に、核酸アレイ上に搭載されているスポットで検出された、AlexaFluor 647に由来する蛍光シグナルおよびAlexaFluor 546に由来する蛍光シグナルの値を示した。 The data showed the value of the fluorescent signal derived from AlexaFluor 647 and the fluorescent signal derived from AlexaFluor 546, which was detected at the spot mounted on the nucleic acid array, together with the signals of probe A and probe B.
その結果を図11に示す。プローブAについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は166516、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は2964であり、ターゲット/クロスハイブリ比は56であった。 The result is shown in FIG. For probe A, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 166516, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 2964, and the target / cross hybrid ratio is 56. there were.
プローブBについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は89108、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は2054であり、ターゲット/クロスハイブリ比は43であった。
比較例7
ブロッキング核酸を混合しない核酸アレイを用い、それ以外は実施例2と同様の手順にて実施した。
For probe B, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 89108, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 2054, and the target / cross hybrid ratio was 43.
Comparative Example 7
The procedure was the same as in Example 2 except that a nucleic acid array not mixed with blocking nucleic acid was used.
その結果を図12Aに示す。プローブAについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は159204、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は10850であり、ターゲット/クロスハイブリ比は15であった。 The result is shown in FIG. 12A. For probe A, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 159204, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 10850, and the target / cross hybrid ratio is 15. there were.
プローブBについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor
647)のシグナル強度は85560、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は8484であり、ターゲット/クロスハイブリ比は10であった。
For probe B, fluorescence from the target model specimen (Alexa Fluor
647) had a signal intensity of 85560, the signal intensity of fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa Fluor 546) was 8484, and the target / cross-hybrid ratio was 10.
ターゲットモデル検体のシグナル強度は、実施例2と同程度であったが、クロスハイブリモデル検体由来のシグナル強度がそれ以上の割合で高く、ターゲット/クロスハイブリ比としては、実施例に比較して極めて低い値となった。これは、ブロッキング核酸を使用しない状態では、多くのクロスハイブリ核酸がプローブ核酸とハイブリダイゼーションを形成してしまい、高い特異性が得られないことを示している。
比較例8
ブロッキング核酸として、表11に記載の配列番号29及び配列番号30で示される、プローブ核酸の完全相補配列からなる15塩基のものを使用した。それ以外は実施例2と同様の手順にて実施した。
The signal intensity of the target model sample was about the same as that of Example 2, but the signal intensity derived from the cross-hybrid model sample was high at a higher rate, and the target / cross-hybrid ratio was much higher than that of Example. The value was low. This indicates that in the state where no blocking nucleic acid is used, many cross-hybrid nucleic acids form hybridization with probe nucleic acids, and high specificity cannot be obtained.
Comparative Example 8
As the blocking nucleic acid, a 15-base nucleic acid consisting of the complete complementary sequence of the probe nucleic acid shown in SEQ ID NO: 29 and SEQ ID NO: 30 shown in Table 11 was used. Other than that was carried out in the same procedure as in Example 2.
その結果を図12Bに示す。プローブAについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は166700、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は3476であり、ターゲット/クロスハイブリ比は48であった。 The result is shown in FIG. 12B. For probe A, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 166700, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 3476, and the target / cross hybrid ratio is 48. there were.
プローブBについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は94244、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は2900であり、ターゲット/クロスハイブリ比は32であった。
For probe B, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 94244, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 2900, and the target / cross hybrid ratio was 32.
用いたブロッキング核酸の鎖長は15塩基であった。本条件においては、クロスハイブリ検体由来のシグナルが実施例2に比較して高く検出された。
実施例2、比較例7、比較例8のまとめ
図13に、実施例2、比較例7、比較例8の結果をまとめた。図13において、パネルAはプローブA、パネルBはプローブBにおける結果をまとめた図である。30塩基長のプローブA、プローブBを用いた場合においても、実施例に記載の方法は比較例に記載の方法に比較して特異性の高いデータが得られることが明らかとなった。
実施例3
核酸アレイの作製
核酸アレイを作製するために、表14に示す配列番号31番および32番で示されるオリゴヌクレオチド(20塩基長)を合成した。
The chain length of the blocking nucleic acid used was 15 bases. Under these conditions, a signal derived from the cross-hybrid specimen was detected higher than that in Example 2.
Summary of Example 2, Comparative Example 7, and Comparative Example 8 The results of Example 2, Comparative Example 7, and Comparative Example 8 are summarized in FIG. In FIG. 13, panel A is a summary of the results for probe A, and panel B is the summary for probe B. Even in the case of using probes A and B having a length of 30 bases, it was revealed that the method described in the examples can obtain highly specific data as compared with the method described in the comparative example.
Example 3
Preparation of Nucleic Acid Array In order to prepare a nucleic acid array, oligonucleotides (20 base length) represented by SEQ ID NOs: 31 and 32 shown in Table 14 were synthesized.
実施例1と同様にして5’末端ビニル化オリゴヌクレオチドを調製し、これをプローブ核酸とした。 In the same manner as in Example 1, a 5 'terminal vinylated oligonucleotide was prepared and used as a probe nucleic acid.
プローブCの1〜10番目及び11〜20番目の塩基は、それぞれ、図1において塩基配列A1、塩基配列A2に相当する。プローブDについても同様である。 The 1st to 10th and 11th to 20th bases of the probe C correspond to the base sequence A1 and the base sequence A2 in FIG. 1, respectively. The same applies to the probe D.
そのほかは実施例1と同様にして、核酸アレイを作製した。
ブロッキング核酸混合済み核酸アレイの作製
次に、ブロッキング核酸であるオリゴヌクレオチドを設計し、上記で作製した核酸アレイに混合して、ブロッキング核酸混合済み核酸アレイを作製することとした。
Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the nucleic acid array.
Preparation of Blocking Nucleic Acid Mixed Nucleic Acid Array Next, an oligonucleotide that is a blocking nucleic acid was designed and mixed with the nucleic acid array prepared above to prepare a blocking nucleic acid mixed nucleic acid array.
まず、表14に示す配列番号33および配列番号34で示されるオリゴヌクレオチドを合成し、これらをブロッキング核酸とした。 First, oligonucleotides represented by SEQ ID NO: 33 and SEQ ID NO: 34 shown in Table 14 were synthesized and used as blocking nucleic acids.
配列番号33で示されるオリゴヌクレオチドは、配列番号31の完全相補鎖(20塩基)のうち、5末端側の10塩基と、3末端側の10塩基を入れ替えた構造から構成される。また、配列番号34で示されるオリゴヌクレオチドは、配列番号32の完全相補鎖(20塩基)のうち、5末端側の10塩基と、3末端側の10塩基を入れ替えた構造から構成される。
配列番号33については、配列番号31のプローブ核酸に対するブロッキング核酸となり、配列番号34については、配列番号32のプローブ核酸に対するブロッキング核酸となる。すなわち、C−20T及びD−20Tにおいて、第1〜10番目の塩基は、図1の核酸Aをプローブ核酸、核酸Bをブロッキング核酸とした場合の塩基配列A1’に相当し、11〜20番目の塩基は塩基配列A2’に相当する。作製したブロッキング核酸を、核酸アレイに既に固定化されているプローブ核酸と混合するために、表12に記載の溶液を作製し、核酸アレイと共に密封した状態で50℃、16時間接触させた。
接触後の核酸アレイは、0.24M TNTバッファー(0.24M Tris−HCl,0.24M NaCl, 0.05%Tween20 水溶液)、0.24M TNバッファー(0.24M Tris−HCl,0.24M NaCl水溶液)でそれぞれ洗浄し、その後、0.24M TNバッファーに浸漬した状態で、4℃、遮光で保管した。
The oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 33 has a structure in which 10 bases on the 5 terminal side and 10 bases on the 3 terminal side are replaced in the completely complementary strand (20 bases) of SEQ ID NO: 31. In addition, the oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 34 has a structure in which 10 bases on the 5 terminal side and 10 bases on the 3 terminal side are replaced in the completely complementary strand (20 bases) of SEQ ID NO: 32.
SEQ ID NO: 33 is a blocking nucleic acid for the probe nucleic acid of SEQ ID NO: 31, and SEQ ID NO: 34 is a blocking nucleic acid for the probe nucleic acid of SEQ ID NO: 32. That is, in C-20T and D-20T, the 1st to 10th bases correspond to the base sequence A1 ′ when the nucleic acid A of FIG. 1 is a probe nucleic acid and the nucleic acid B is a blocking nucleic acid, and the 11th to 20th bases. This base corresponds to the base sequence A2 ′. In order to mix the prepared blocking nucleic acid with the probe nucleic acid already immobilized on the nucleic acid array, the solutions described in Table 12 were prepared and contacted at 50 ° C. for 16 hours in a sealed state with the nucleic acid array.
The nucleic acid array after the contact was prepared using 0.24 M TNT buffer (0.24 M Tris-HCl, 0.24 M NaCl, 0.05% Tween 20 aqueous solution), 0.24 M TN buffer (0.24 M Tris-HCl, 0.24 M NaCl). Each solution was washed with an aqueous solution and then stored in a light-shielded state at 4 ° C. in a state immersed in a 0.24 M TN buffer.
以上により、ブロッキング核酸が所定のプローブ核酸に対して混合されてなる「ブロッキング核酸混合済みプローブ核酸」が搭載された「ブロッキング核酸混合済み核酸アレイ」が完成した。
モデル検体の作製とハイブリダイゼーション
ブロッキング核酸混合済み核酸アレイの特異性評価に使用するモデル検体を作製した。
Thus, a “blocking nucleic acid mixed nucleic acid array” on which a “blocking nucleic acid mixed probe nucleic acid” obtained by mixing a blocking nucleic acid with a predetermined probe nucleic acid was completed.
Model specimen preparation and hybridization A model specimen used for evaluating the specificity of a nucleic acid array mixed with blocking nucleic acids was prepared.
プローブ核酸の検出対象(ターゲットモデル検体)としては、2種類のプローブ核酸に対して完全相補配列である、表14に記載の配列番号35及び配列番号36のオリゴヌクレオチドを使用した。 As the probe nucleic acid detection target (target model specimen), oligonucleotides of SEQ ID NO: 35 and SEQ ID NO: 36 described in Table 14, which are completely complementary sequences to two types of probe nucleic acids, were used.
また、プローブ核酸の非検出対象(クロスハイブリモデル検体)としては、配列番号37及び配列番号38で示される10塩基のオリゴヌクレオチドを使用した。
ターゲットモデル検体(配列番号35及び36)については、ULYSIS−Alexa Fluor 647(インビトロジェン社製)を使用して標識を行い、クロスハイブリモデル検体(配列番号37及び38)については、ULYSIS−Alexa Fluor 546(インビトロジェン社製)を使用して標識した。すなわち、ターゲットモデル検体とクロスハイブリモデル検体を異なる標識物質にて標識し、ターゲットモデル検体とクロスハイブリモデル検体の混合物を核酸アレイにハイブリダイゼーションした場合においても、同一のプローブ核酸位置においてそれぞれを同時に独立に検出できるようにした。
In addition, as a probe nucleic acid non-detection target (cross-hybrid model sample), a 10-base oligonucleotide represented by SEQ ID NO: 37 and SEQ ID NO: 38 was used.
The target model sample (SEQ ID NOs: 35 and 36) is labeled using ULYSIS-Alexa Fluor 647 (manufactured by Invitrogen), and the cross-hybrid model sample (SEQ ID NOs: 37 and 38) is labeled with ULYSIS-Alexa Fluor 546. (Invitrogen) was used for labeling. That is, even when the target model sample and the cross-hybrid model sample are labeled with different labeling substances and the mixture of the target model sample and the cross-hybrid model sample is hybridized to the nucleic acid array, each is independently independent at the same probe nucleic acid position. Detectable.
標識を行ったそれぞれのターゲットモデル検体及びクロスハイブリモデル検体について、表13の組成となるようにハイブリダイゼーション溶液を調製した。このハイブリダイゼーション溶液を、上記で作製したブロッキング核酸混合済み核酸アレイに対してハイブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーションは核酸アレイとハイブリダイゼーション溶液を密封した状態で50℃、16時間接触させることで実施した。洗浄はブロッキング核酸接触後と同様の方法にて実施した。
検出操作は、冷却CCDカメラ方式の核酸アレイ自動検出装置を用いて、核酸アレイを0.24MのTNバッファー中に浸漬し、カバーガラスをかぶせた後に、標識核酸試料分子の蛍光シグナル強度を測定した。
For each target model specimen and cross-hybrid model specimen that had been labeled, a hybridization solution was prepared so as to have the composition shown in Table 13. This hybridization solution was hybridized to the blocking nucleic acid mixed nucleic acid array prepared above. Hybridization was carried out by contacting the nucleic acid array and the hybridization solution in a sealed state at 50 ° C. for 16 hours. Washing was performed by the same method as that after contact with the blocking nucleic acid.
The detection operation was performed by immersing the nucleic acid array in 0.24M TN buffer using a cooled CCD camera type nucleic acid array automatic detection apparatus, and covering the cover glass, and then measuring the fluorescence signal intensity of the labeled nucleic acid sample molecule. .
データは、プローブC、プローブDのシグナル共に、核酸アレイ上に搭載されているスポットで検出された、AlexaFluor 647に由来する蛍光シグナルおよびAlexaFluor 546に由来する蛍光シグナルの値を示した。 The data showed the value of the fluorescent signal derived from Alexa Fluor 647 and the fluorescent signal derived from Alexa Fluor 546, which was detected at the spot mounted on the nucleic acid array, together with the signals of probe C and probe D.
その結果を図14に示す。プローブCについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は23456、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は558であり、ターゲット/クロスハイブリ比は42であった。 The result is shown in FIG. For probe C, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 23456, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 558, and the target / cross hybrid ratio is 42. there were.
プローブDについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は1728、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は156であり、ターゲット/クロスハイブリ比は11であった。
For probe D, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 1728, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 156 and the target / cross hybrid ratio was 11.
比較例9
ブロッキング核酸を混合しない核酸アレイを用い、それ以外は実施例2と同様の手順にて実施した。
Comparative Example 9
The procedure was the same as in Example 2 except that a nucleic acid array not mixed with blocking nucleic acid was used.
その結果を図15Aに示す。プローブCについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は21712、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は6751であり、ターゲット/クロスハイブリ比は3であった。 The result is shown in FIG. 15A. For probe C, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 21712, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 6751, and the target / cross hybrid ratio is 3. there were.
プローブDについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は1432、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は1045であり、ターゲット/クロスハイブリ比は1であった。 For probe D, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 1432, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 1045, and the target / cross hybrid ratio is 1. there were.
ターゲットモデル検体のシグナル強度は、実施例3と同程度であったが、クロスハイブリモデル検体由来のシグナル強度は実施例3に比較して高いため、ターゲット/クロスハイブリ比としては、実施例3に比較して極めて低い値となった。
比較例10
ブロッキング核酸として、表14に記載の配列番号37及び配列番号38で示される、プローブ核酸の相補配列からなる10塩基のものを使用した。それ以外は実施例2と同様の手順にて実施した。
The signal intensity of the target model sample was about the same as that of Example 3, but the signal intensity derived from the cross-hybrid model sample was higher than that of Example 3, so that the target / cross-hybrid ratio was as in Example 3. The value was extremely low compared.
Comparative Example 10
As the blocking nucleic acid, a 10-base nucleic acid consisting of a complementary sequence of the probe nucleic acid shown in SEQ ID NO: 37 and SEQ ID NO: 38 shown in Table 14 was used. Other than that was carried out in the same procedure as in Example 2.
その結果を図15Bに示す。プローブCについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は19480、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は521であり、ターゲット/クロスハイブリ比は37であった。 The result is shown in FIG. 15B. For probe C, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 19480, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 521, and the target / cross hybrid ratio is 37. there were.
プローブDについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は1380、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は213であり、ターゲット/クロスハイブリ比は6であった。
For probe D, the signal intensity of the target model specimen-derived fluorescence (Alexa Fluor 647) is 1380, and the cross-hybrid model specimen-derived fluorescence (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 213 and the target / cross hybrid ratio was 6.
用いたブロッキング核酸の鎖長は10塩基であるが、本条件においては、クロスハイブリ検体由来のシグナルが検出されるため、ターゲット/クロスハイブリ比の値が低下する。
比較例11
ブロッキング核酸として、表14に記載の配列番号35及び配列番号36で示される、プローブ核酸の完全相補配列からなる20塩基のものを使用した。それ以外は実施例2と同様の手順にて実施した。
The blocking nucleic acid used has a chain length of 10 bases, but under these conditions, a signal derived from a cross-hybrid specimen is detected, so that the value of the target / cross-hybrid ratio decreases.
Comparative Example 11
As the blocking nucleic acid, a 20-base nucleic acid consisting of a completely complementary sequence of the probe nucleic acid represented by SEQ ID NO: 35 and SEQ ID NO: 36 shown in Table 14 was used. Other than that was carried out in the same procedure as in Example 2.
その結果を図15Cに示す。プローブCについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は3656、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 546)のシグナル強度は386であり、ターゲット/クロスハイブリ比は9であった。 The result is shown in FIG. 15C. For probe C, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model specimen (Alexa Fluor 647) is 3656, the signal intensity of the fluorescence derived from the cross-hybrid model specimen (Alexa Fluor 546) is 386, and the target / cross hybrid ratio is 9. there were.
プローブDについては、ターゲットモデル検体由来の蛍光(Alexa Fluor 647)のシグナル強度は752、クロスハイブリモデル検体由来の蛍光(Alexa
Fluor 546)のシグナル強度は122であり、ターゲット/クロスハイブリ比は6であった。
For probe D, the signal intensity of the fluorescence derived from the target model sample (Alexa Fluor 647) is 752, and the fluorescence derived from the cross-hybrid model sample (Alexa
The signal intensity of Fluor 546) was 122 and the target / cross hybrid ratio was 6.
用いたブロッキング核酸の鎖長は20塩基であるが、本条件においては、ターゲットモデル検体の鎖長と同一であるため、ターゲットモデル検体のハイブリダイゼーションの効率が著しく低下し、シグナル強度が大幅に低下する。その結果、ターゲット/クロスハイブリ比の値が低下する。
実施例3、比較例9、比較例10、比較例11のまとめ
図16に、実施例3、比較例9、比較例10、比較例11の結果をまとめた。図16において、パネルAはプローブC、パネルBはプローブDにおける結果をまとめた図である。20塩基長のプローブC、プローブDを用いた場合においても、実施例に記載の方法は比較例に記載の方法に比較して特異性の高いデータが得られることが明らかとなった。
The chain length of the blocking nucleic acid used is 20 bases. However, under this condition, the chain length of the target model sample is the same as that of the target model sample, so that the efficiency of hybridization of the target model sample is significantly reduced and the signal intensity is greatly reduced. To do. As a result, the value of the target / cross hybrid ratio decreases.
Summary of Example 3, Comparative Example 9, Comparative Example 10, and Comparative Example 11 FIG. 16 summarizes the results of Example 3, Comparative Example 9, Comparative Example 10, and Comparative Example 11. In FIG. 16, panel A is a summary of the results for probe C, and panel B is the summary for probe D. Even in the case of using probes C and D having a length of 20 bases, it was revealed that the method described in the examples can obtain highly specific data as compared with the method described in the comparative example.
本発明により、ハイブリダイゼーション効率の低減を防ぎ、多型解析だけでなく、発現解析に使用することも可能な核酸組成物及び核酸アレイが提供される。 The present invention provides a nucleic acid composition and a nucleic acid array that can be used not only for polymorphism analysis but also for expression analysis, preventing reduction in hybridization efficiency.
11・・・・孔
21・・・・多孔板
31・・・・中空繊維
41・・・・板状物
11... Hole 21... Perforated plate 31... Hollow fiber 41.
配列番号1〜38:合成DNA SEQ ID NOs: 1-38: Synthetic DNA
Claims (4)
A method for detecting a target nucleic acid, comprising the step of bringing the nucleic acid composition according to claim 1 or the nucleic acid array according to claim 2 into contact with a target nucleic acid, and detecting a signal of the target nucleic acid.
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JP2015180193A (en) * | 2014-01-29 | 2015-10-15 | アジレント・テクノロジーズ・インクAgilent Technologies, Inc. | Fast hybridization for next generation sequencing target enrichment |
-
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- 2010-05-12 JP JP2010110539A patent/JP2010284159A/en active Pending
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