JP2011512821A - コールドショックタンパク質組成物、並びにその使用のための方法及びキット - Google Patents

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Abstract

本発明は、反応性が向上した、改善されたDNA合成反応のためのコールドショックタンパク質含有組成物、かかる組成物を用いてDNAを合成する方法、かかる方法に使用されるキット、及びかかる方法によって得られるDNA組成物を提供する。本発明は、エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用のコールドショックタンパク質含有組成物、かかる組成物を用いてエンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定する方法、及びかかる方法に使用されるキットをさらに提供する。

Description

優先権の主張
本願は2008年2月29日付けで出願された米国仮出願第61/067,596号明細書、2008年10月9日付けで出願された米国仮出願第61/195,747号明細書、及び2008年5月16日付けで出願された特願2008−129745号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に対する優先権を主張するものである。
配列リスト
書面及びコンピュータ可読形式の配列リストをここに提出する。コンピュータ可読形式で記録された情報は、書面の配列リストと同一である。
DNA合成は研究において様々な目的で使用される。そのうち、オリゴヌクレオチド等の短鎖DNAの化学合成を除く大抵のDNA合成は、DNAポリメラーゼを利用する酵素法によって行われる。in vitroで所望の核酸断片を容易に増幅することが可能なPCRは非常に有益であり、生物学、医学、農学、及び他の分野において必須のツールとなっている。PCRによるDNAの増幅においては、多くの場合、反応の高い特異性が必要とされる。非特異的増幅を低減するために新たなDNAポリメラーゼの開発及び反応混合物の組成の最適化がされているが、それでも依然としてPCR増幅特異性の向上が必要とされている。
DNAは、DNAを鋳型として用いる従来のPCRによる以外にも、RNA依存性DNAポリメラーゼ、即ち逆転写酵素を用いることにより合成することができる。生命現象を解明するためには、様々な遺伝子のmRNA分子の解析が非常に重要である。逆転写酵素によってRNAを鋳型にcDNAを合成する逆転写反応が可能となり、mRNA分子の解析法は長足の進歩を遂げた。逆転写酵素を用いたmRNA分子の解析法は現在、遺伝子に関する研究において必須の実験法となっている。更に該方法はクローニング技術やPCR技術にも応用され、遺伝子に関する研究のみならず、生物学、医学、農業等、幅広い分野において不可欠の技術となっている。
逆転写反応の反応性を改善するための取組みも行われている。例えば、逆転写反応を高温で行う方法、逆転写酵素及び3´−5´エキソヌクレアーゼ活性を有する酵素を用いるcDNAの合成方法(特許文献1)、並びにNcp7、recA、SSB、及びT4gp32のような核酸結合タンパク質を利用する方法(特許文献2)等が検討されてきた。逆転写反応は、その反応性について改善がなされてきたが、現在においても、十分な鎖長を持ったcDNAを合成できない場合や十分な量のcDNAを合成することができない場合がある。従って、逆転写反応の更なる反応性の改善が望まれている。
上記の2つのDNA合成方法の改善に加えて、科学分野においてはエンドリボヌクレアーゼの切断部位特異性を決定する技法も必要とされている。例えば、mRNAインターフェラーゼは、広範な細菌ゲノムに存在する毒素−抗毒素系によってコードされる配列特異的エンドリボヌクレアーゼである。これらのエンドリボヌクレアーゼは通常、一本鎖RNA内に特異的切断部位を有する。大腸菌(E. coli)のMazFはACA配列で、ChpBKはACY配列(YはU、A、又はGである)で、プラスミドR100に由来するPemKはUAH配列(HはC、A、又はUである)で、ヒト型結核菌(M. tuberculosis)に由来するMazF−mt1及びMazF−mt6はそれぞれUAC及びUリッチ領域で特異的に切断を行う。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)に由来するMazFホモローグが、VUUV’(V及びV’はA、C、又はGであり、同一であっても、又は同一でなくてもよい)で切断を行うことが近年見出されている。しかしながら、ヒト型結核菌の幾つかのMazFホモローグの切断特異性を決定する従来の試みは失敗に終わっている。特に3塩基より長い特異的配列が認識される場合の切断特異性の決定に関しては、考え得る標的配列の全てをカバーするほど十分に長いRNA基質を使用することが重要である。しかしながら、長いRNAを基質として用いる上で主要な問題は、それが一本鎖RNAではあるが、広範な安定した二次構造を形成することである。この又は任意の他の長いRNAをエンドリボヌクレアーゼに対する基質として使用するためには、その二次構造は折り畳まれていない必要がある。したがって、mRNAインターフェラーゼ等のエンドリボヌクレアーゼに関する切断部位特異性を決定する新たな技法を開発することが依然として必要とされている。
コールドショックタンパク質は、種々の微生物から見出されており、低温への生育温度シフトへの適応に関与するものと考えられている。このうち、Major Cold Shock Proteinとして知られるCspAは、その遺伝子が大腸菌(Escherichia coli)から単離され、組換え体が製造されている(特許文献3)。しかしながら、コールドショックタンパク質の用途として提案されているものは、農業分野において凍害や霜害を防ぐための抗凍結タンパク質としての利用に限られている。
本発明は、反応性が向上した、改善されたDNA合成反応のためのコールドショックタンパク質含有組成物、かかる組成物を用いてDNAを合成する方法、かかる方法に使用されるキット、及びかかる方法によって得られる合成DNA産物を提供する。本発明は、エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用のコールドショックタンパク質含有組成物、かかる組成物を用いてエンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定する方法、及びかかる方法に使用されるキットをさらに提供する。
特許3910015号公報 国際公開第00/55307号パンフレット 国際公開第90/09444号パンフレット
本発明によると、DNAポリメラーゼを用いるDNA合成に有用な組成物、かかる組成物を用いてDNAを合成する方法、かかる方法に使用されるDNA合成用のキット、及びかかる方法によって合成されるDNA組成物が提供される。反応の反応性が向上した、DNAポリメラーゼを用いるDNA合成を可能にすることが本発明の一目的である。
本発明の実施の形態は、コールドショックタンパク質及びDNAポリメラーゼを含むDNA合成用の組成物に関する。本発明の或る特定の実施の形態では、該組成物は、コールドショックタンパク質としての、CspA又はそのホモローグ、好ましくは大腸菌由来のCspA又はそのホモローグにより例示される。組成物は、組成物25μL当たり0.5μg超のCspAを含み得る。かかる実施の形態による組成物は、2種以上のDNAポリメラーゼを含み得る。さらに、かかる実施の形態による組成物は、少なくとも1種のプライマー及び少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチドを含み得る。かかる組成物は反応緩衝液等の液体媒体をさらに含み得る。
本発明のさらなる実施の形態は、A)コールドショックタンパク質、B)DNAポリメラーゼ、プライマー、デオキシリボヌクレオチド、及びDNAから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びにC)液体媒体を含む。
本発明のさらなる実施の形態は、DNAを合成する方法であって、A)コールドショックタンパク質、DNAポリメラーゼ、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド三リン酸、及びDNAを含む混合物を調製する工程、並びにB)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含む、方法に関する。
本発明の別の実施の形態は、コールドショックタンパク質及びDNAポリメラーゼを含むDNA合成用のキットに関する。かかる実施の形態によるキットは、液体媒体、又はキットの利用に関する紙若しくは電子形式の説明書をさらに含み得る。かかるキットのコンポーネントは、個別に又は単独で存在し得る。
本発明は、A)コールドショックタンパク質、DNAポリメラーゼ、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及びDNAを含む混合物を調製する工程、並びにB)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含むプロセスによって合成されるDNA組成物にも関する。
本発明は、逆転写反応に有利に使用される組成物、該組成物を用いたcDNA合成プロセス、逆転写反応に有利に使用されるキット、及びかかるプロセスによって合成されるcDNA組成物にも関する。本発明によると、特異性、合成される鎖の長さ、合成量等の観点から反応性の優れた、有利な逆転写反応を実現することができる。
本発明の実施の形態は、コールドショックタンパク質又はそのホモローグ、及び逆転写酵素を含む逆転写反応用の組成物に関する。本発明によるかかる実施の形態では、コールドショックタンパク質の一例はCspA又はそのホモローグであり、CspAの一例は大腸菌由来CspAである。幾つかの実施の形態では、CspAは、組成物20μL当たりCspA約0.5μg〜約20μgの量で存在し得る。逆転写酵素の例は、モロニーマウス白血病ウイルス由来逆転写酵素、及び/又はトリ骨髄芽球症ウイルス由来逆転写酵素、及び/又はそれらの組み合わせである。さらに、本発明によるこの実施の形態における組成物は、少なくとも1種のプライマー及び少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチドをさらに含み得る。組成物のさらなる実施の形態は、反応緩衝液等の液体媒体を含む。他の実施の形態はオリゴ(dT)プライマー、又はランダムな配列を有するオリゴヌクレオチドプライマー、又はそれらの組み合わせを含む。
本発明のさらなる実施の形態は、逆転写反応用の組成物であって、A)コールドショックタンパク質、B)逆転写酵素、プライマー、デオキシリボヌクレオチド、及びRNAから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びにC)液体媒体を含む、組成物を含む。
本発明のさらなる実施の形態は、(A)コールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及び鋳型となるRNAを含有する溶液を調製する工程、及び(B)(A)工程で調製した溶液をインキュベーションする工程を含む、cDNAの合成方法に関する。
本発明のさらなる実施の形態は、逆転写反応用のキットであって、A)コールドショックタンパク質、B)逆転写酵素、プライマー、デオキシリボヌクレオチド、及びRNAから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びにC)液体媒体を含む、キットに関する。かかる実施の形態によるキットは、液体媒体、又はキットの利用に関する紙若しくは電子形式の説明書をさらに含み得る。かかるキットのコンポーネントは、個別に又は単独で存在し得る。かかる実施の形態のキットは、遺伝子増幅反応を行うための試薬をさらに含み得る。
本発明は、A)コールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及びRNAを含む溶液を調製する工程、並びにB)工程A)で調製した溶液をインキュベートする工程を含むプロセスによって合成されるcDNA組成物にさらに関する。
本発明は、エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用の組成物、かかる組成物を用いてエンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定する方法、及びかかる方法に使用されるキットにさらに関する。
本発明の実施の形態は、エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用の組成物であって、A)コールドショックタンパク質、並びにB)RNA基質及びエンドリボヌクレアーゼから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネントを含む、組成物に関する。本発明によるかかる実施の形態では、コールドショックタンパク質の一例はCspA又はそのホモローグであり、CspAの一例は大腸菌由来CspAである。好ましい実施の形態では、RNA基質は1024塩基より長く、ほぼ等しい数の各々の塩基を含有する。かかるRNA基質の一例は、バクテリオファージMS2のRNAである。かかる実施の形態の組成物は、液体媒体をさらに含み得る。
本発明の別の実施の形態は、エンドリボヌクレアーゼ切断部位を決定する方法であって、A)コールドショックタンパク質、RNA基質、及びエンドリボヌクレアーゼを含む混合物を調製する工程、並びにB)工程A)の混合物をインキュベートする工程を含む、方法に関する。かかる方法は混合物を電気泳動によって解析することをさらに含み得る。
本発明のさらなる実施の形態は、エンドリボヌクレアーゼ切断部位の決定用のキットであって、コールドショックタンパク質及びRNA基質を含む、キットに関する。かかる実施の形態のキットは、反応緩衝液等の液体媒体をさらに含み得る。かかる実施の形態は、かかるキットの利用に関する紙若しくは電子形式の説明書をさらに含み得る。かかる実施の形態では、コールドショックタンパク質及びRNA基質は、個別に又は組み合わせて存在し得る。
本明細書中で使用される場合、コールドショックタンパク質とは、生物、特に微生物においてその生育温度が正常の温度から低下した際、コールドショックにさらされた際に発現誘導されるタンパク質の総称である。大腸菌の培養温度を37℃から15℃に低下させると、CspAというコールドショックタンパク質が一過性に高レベルで発現される。大腸菌にはCspAとアミノ酸配列上の同一性があるCspB〜CspIの8種のタンパク質が知られているが、このうちのCspB、CspG、CspIがコールドショックタンパク質である。さらに、これらのコールドショックタンパク質のホモローグがBacillus subtilis(CspB)、Bacillus caldolyticus(CspB)、Thermotoga maritima(CspB、CspL)、Lactobacillus plantarum(CspL)等の微生物にも存在していることが知られている。なお、本発明においてCspAのホモローグとは、大腸菌由来CspAのアミノ酸配列に対して50%以上の相同性を示すアミノ酸配列を有するコールドショックタンパク質のことを言う。本発明には、これらのコールドショックタンパク質を使用することができる。本発明に使用されるコールドショックタンパク質としては、好ましくはCspAが、より好ましくはグラム陰性菌由来のCspAが、さらにより好ましくは大腸菌由来のCspAが使用される。また、本発明に用いるCspAは、DNA組換技術によって生成されたものであっても微生物から単離されたものであっても良い。
ホモローグとは、対象のタンパク質と配列相同性を有し、好ましくは別のポリペプチドのアミノ酸配列と少なくとも50%の配列同一性を示し、構造特性又は生物学的機能において類似点を有する実体を意味する。
本明細書中で使用される場合、デオキシリボヌクレオチドとは、有機塩基に結合されているデオキシリボースにホスホエステル結合によって結合されたリン酸基からなる。天然型DNAは、4つの異なるヌクレオチドを含有する。アデニン、グアニン、シトシン及びチミン塩基を有するヌクレオチドが天然型DNAに見られる。塩基のアデニン、グアニン、シトシン、及びチミンはそれぞれ、A、G、C、及びTと略される。デオキシリボヌクレオチドは、遊離の一リン酸型、二リン酸型及び三リン酸型(すなわち、リン酸基が、それぞれ、1つ、2つ又は3つのリン酸部分を有する)を含む。従って、デオキシリボヌクレオチドは、デオキシリボヌクレオシド三リン酸(例えば、dATP、dCTP、dITP、dGTP及びdTTP)並びにそれらの誘導体を含む。デオキシリボヌクレオチド誘導体は、[αS]dATP、7−デアザ−dGTP、7−デアザ−dATP及び核酸分解に抵抗性を示すデオキシヌクレオチド誘導体を含む。ヌクレオチド誘導体は、例えば、32P若しくは35Sなどの放射性同位体、蛍光部分、化学発光部分、生物発光部分又は酵素で検出できるように標識されているデオキシリボヌクレオチドを含む。
本明細書中で使用される場合、デオキシリボヌクレオチド三リン酸とは、その糖部分がデオキシリボースから成り、且つ三リン酸基を有するヌクレオチドのことを言う。天然型DNAは、各々が塩基部分としてアデニン、グアニン、シトシン、及びチミンを有する4つの異なるヌクレオチドを含む。本発明の組成物中に含有されるデオキシリボヌクレオチド三リン酸は、4つのデオキシリボヌクレオチド三リン酸(deoxyribonucleotides triphosphate)、dATP、dCTP、dGTP、及びdTTPの混合物である。本発明では、デオキシリボヌクレオチド三リン酸の誘導体も同様に使用することができる。デオキシリボヌクレオチド三リン酸誘導体は、[・S]dATP、7−デアザ−dGTP、7−デアザ−dATP、及び核酸の消化に対して抵抗性を示すデオキシヌクレオチド誘導体を含む。ヌクレオチド誘導体はまた、例えば32P若しくは35S等の放射性同位体、蛍光分子、化学発光分子、生物発光分子、又は酵素によって検出することができるように標識されているデオキシリボヌクレオチド三リン酸を含む。
本明細書中で使用される場合、反応緩衝液とは、緩衝剤又は緩衝剤混合物を含む溶液を意味し、二価陽イオン及び一価陽イオンをさらに含む場合もある。
「又は」という用語が本明細書中で使用される場合(例えばA又はB)、「A又はB又はその両方」を意味することが意図される。本明細書中で使用される場合、「a」又は「an」又は「the」という用語の使用は、量について限定することを意図しない。例えば、発明を実施するための形態における「コールドショックタンパク質」への言及は、「単一のコールドショックタンパク質」を意味することを意図せず、かかる言及は単一のコールドショックタンパク質又は複数のコールドショックタンパク質を包含し得る。
CspAの存在下又は非存在下で、Taq DNAポリメラーゼによって増幅したDNA断片のアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。HindIII消化λ DNAは「M」で印したレーンにおいて電気泳動されている。 CspAの存在下又は非存在下で、LA−PCR用のDNAポリメラーゼ混合物によって増幅したDNA断片のアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。HindIII消化λ DNAは「M」で印したレーンにおいて電気泳動されている。 CspAの存在下又は非存在下で、α型DNAポリメラーゼによって増幅したDNA断片のアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。HindIII消化λ DNAは「M」で印したレーンにおいて電気泳動されている。 CspAの存在下又は非存在下で、様々な標的配列から増幅したDNA断片のアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。100bpラダーマーカー(タカラバイオ社製)は「M」で印したレーンにおいて電気泳動されている。 熱処理CspA又は非熱処理CspAの存在下で、LA−PCR用のDNAポリメラーゼ混合物によって増幅したDNA断片のアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。100bpラダーマーカーは「M」で印したレーンにおいて電気泳動されている。 非特異的な伸長産物のCspAによる阻害効果を示す図である。 非特異的な伸長産物のCspAによる阻害効果を示す図である。 非特異的な伸長産物のCspAによる阻害効果を示す図である。 CspAによる逆転写反応の反応性の向上効果を示す図である。 CspAによる逆転写反応の反応性の向上効果を示す図である。 CspAによる逆転写反応の反応性の向上効果を示す図である。 CspAによる逆転写反応の反応性の向上効果を示す図である。なお、図6〜図12中のMは、λ−Hind III digest(タカラバイオ社)マーカー2.5μLの電気泳動を行ったレーンであることを示す。 CspAによる逆転写反応の反応性の向上効果を示す図である。なお、図13中のMは、λ−Hind III digest(タカラバイオ社)マーカー2.5μLの電気泳動を行ったレーンであることを示す。 MS2 RNAの二次構造及びCspAのMazF−mt3エンドリボヌクレアーゼ活性の増強を示す図である。図14Aは、MFOLD(http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/mfold-simple.html)によるMS2ssRNAの予測二次構造を示す。37℃での最小折り畳みエネルギーは−1460.69kcal/モルである。矢印はプライマー伸長解析によって同定されたMazF−mt3の切断部位を示し、青色の点線の矢印は、プライマー伸長解析によって検出されなかったMazF−mt3の予測切断部位を示す。図14Bは、RNAシャペロンCspAによるエンドリボヌクレアーゼ活性の増強を示す。完全長MS2 mRNAを、精製N末端Hisタグ付きMazF−mt3を用いて(レーン3、レーン4、レーン5、及びレーン6)又は用いずに(レーン1及びレーン2)、精製CspAタンパク質を用いて(レーン2及びレーン5、32μg;レーン4、16μg;レーン6、64μg)又は用いずに(レーン1及びレーン3)、37℃で部分的に消化した。消化反応混合物(10μl)は、10mM Tris−HCl(pH7.8)中、1.6μgのMS2 RNA基質、1.6μgのMazF−mt3(His)、16μg、32μg又は64μgのCspA、及び0.5μlのリボヌクレアーゼ阻害剤(Roche)から成っていた。反応産物は1.2%(1×TBE)アガロースゲル上に流した。 MazF−mt3がUUCCU部位で特異的に切断を行うことを実証する、(His)MazF−mt3によるMS2 RNAのin vitro切断を示す図である。レーン1はタンパク質を全く添加しなかった対照反応であり、レーン2はCspAタンパク質のみを添加した対照反応であり、レーン3は(His)MazF−mt3のみと共にインキュベートしたMS2 RNAであり、レーン4は(His)MazF−mt3及びCspAタンパク質と共にインキュベートしたMS2 RNAである。切断部位をRNA配列上の矢印で示すが、これらは右側に示すRNAラダーを用いて決定した。図15Hでは、RNAラダーはC残基(塩基3390)とG残基(塩基3394)との間で圧縮されていたが、配列を標準配列との上流領域及び下流領域の比較によって解明した。 MazF−mt3がCUCCU部位で特異的に切断を行うことを実証する、(His)MazF−mt3を用いたMS2 RNAのin vitro切断を示す図である。レーン1は、タンパク質を全く添加しなかった対照反応であり、レーン2はCspAタンパク質のみを添加した対照反応であり、レーン3は(His)MazF−mt3のみと共にインキュベートしたMS2 RNAであり、レーン4は(His)MazF−mt3及びCspAタンパク質と共にインキュベートしたMS2 RNAである。強い切断部位及び弱い切断部位をRNA配列上の矢印で示すが、これらは右側に示すRNAラダーを用いて決定した。 (His)MazF−mt7を用いたMS2 RNAのin vitro切断を示す図である。レーン1は、酵素を全く添加しなかった対照反応であり、レーン2はCspAタンパク質のみを添加した対照反応であり、レーン3は(His)MazF−mt3のみと共にインキュベートしたMS2 RNAであり、レーン4は(His)MazF−mt3及びCspAタンパク質と共にインキュベートしたMS2 RNAである。強い切断部位及び弱い切断部位をRNA配列上の矢印で示すが、これらは右側に示すRNAラダーを用いて決定した。
(1)本発明によるDNAポリメラーゼを用いる改善されたDNA合成のための組成物
本発明の組成物は、コールドショックタンパク質又はそのホモローグ、及びDNAポリメラーゼを含む。驚くべきことに、コールドショックタンパク質及びDNAポリメラーゼを含む反応混合物を使用した場合に、コールドショックタンパク質の非存在下でのDNA合成反応と比較して、DNA合成反応の反応性は向上していた。
本発明では、上記のDNA合成の反応性の向上とは、特に限定されるものではないが、非特異的増幅の減少、標的配列に由来する増幅産物の量の増大等を意味する。かかる向上は、反応混合物において合成される産物を従来の方法、例えばアガロースゲル上での電気泳動によって解析することにより定量化することができる。
本発明のDNA合成方法によると、DNAの非特異的合成が抑制される。従来、DNA合成用の反応混合物は、非特異的反応の発生を防止するために反応開始まで低温下に維持しなければならないことが知られていた。本発明による組成物を使用することによって、室温に置いてある混合物を直接用いたDNA合成反応が可能となる。
本発明に使用することのできるDNAポリメラーゼは特に限定されないが、熱安定性DNAポリメラーゼが好ましい。本発明に利用可能なDNAポリメラーゼとしては、真正細菌、例えばサーマス属又はバシラス属に属する細菌に由来するDNAポリメラーゼ(サーマス・アクアチクス(Thermus aquaticus)、バシラス・カルドテナクス(Bacillus caldotenax)等に由来するDNAポリメラーゼ)、古細菌、例えばパイロコッカス属又はサーモコッカス属に属するものに由来するDNAポリメラーゼ(パイロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)、サーモコッカス・リトラリス(Thermococcus litralis)、サーモコッカス・コダカラエンシス(Thermococcus kodakaraensis)等に由来するDNAポリメラーゼ)により例示される。本発明のDNA合成方法では、PCRにおいて使用することのできる熱安定性DNAポリメラーゼが好ましい。
2種以上のDNAポリメラーゼが本発明の組成物に含まれる場合もある。例えば、3’→5’エキソヌクレアーゼ活性を有するDNAポリメラーゼと、3’→5’エキソヌクレアーゼ活性を実質的に有しない別のDNAポリメラーゼとの組み合わせを本発明において使用することができる。かかるDNAポリメラーゼの組み合わせを用いる技術は、LA−PCR(長く正確な(Long and accurate)PCR)として知られている。
本発明による組成物は、コールドショックタンパク質及びDNAポリメラーゼに加えて、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド三リン酸、及び/又は反応緩衝液をさらに含み得る。
プライマーは、鋳型DNAに相補的なヌクレオチド配列を有するオリゴヌクレオチドである。プライマーに関しては、本発明において使用される反応条件下で鋳型DNAに対してアニーリング可能であれば特に限定されない。
プライマーの長さは、特異的なアニーリングプロセスを行うため、少なくとも6ヌクレオチドであるのが好ましく、より好ましくは少なくとも10ヌクレオチドである。プライマーの長さは、オリゴヌクレオチド合成の観点から、好ましくは最大で100ヌクレオチドであり、より好ましくは最大で30ヌクレオチドである。オリゴヌクレオチドは既知の方法によって化学的に合成することができる。オリゴヌクレオチドは天然源に由来するオリゴヌクレオチドであってもよく、例えば天然源から調製されたDNAの制限エンドヌクレアーゼによる消化によって調製され得る。
本発明の組成物は、DNAポリメラーゼによるDNA合成のための混合物の調製に有用である。コールドショックタンパク質を含むDNA合成反応用の組成物、又はコールドショックタンパク質を含むDNA合成反応の促進剤も本発明の実施形態である。
(2)本発明によるDNAポリメラーゼを用いる改善されたDNA合成のための方法
本発明のDNAを合成する方法は、
A)コールドショックタンパク質又はそのホモローグ、DNAポリメラーゼ、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド三リン酸、及び鋳型としてのDNAを含む混合物を調製する工程、並びに
B)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含む。
本発明の方法によって、DNA合成反応の反応性が、コールドショックタンパク質の非存在下でのDNA合成反応と比較して向上した。
鋳型としてのDNAとは、プライマーがかかるDNAにアニールする場合にDNA伸長のための鋳型として働くことのできるDNAを意味する。本発明の方法のための混合物は単一の鋳型、又は異なる配列を有する複数の鋳型を含み得る。それぞれが特異的な鋳型に対するプライマー対を用いることで、各々の鋳型に対応する産物を同時に得ることができる。かかる複数の鋳型は、同じDNA分子に存在しても、又は異なるDNA分子中に存在してもよい。鋳型としてのDNAは、二本鎖DNA、一本鎖DNA、又はDNA−RNAハイブリッドであり得る。
本発明において使用されるコールドショックタンパク質の量は特に限定されず、反応混合物25μl当たり0.5μg超、好ましくは2μg〜15μg、より好ましくは5μg〜12μgであり得る。
本発明において使用されるDNAポリメラーゼの量は特に限定されない。例えば、従来のDNA合成において使用されるのと同じ量であり得る。PCRに好ましいDNAポリメラーゼの量は当業者に知られている。サーマス・アクアチクスに由来するDNAポリメラーゼを用いるPCRの場合、通常は反応混合物25μl当たり0.125U〜5UのDNAポリメラーゼが使用される。
本願において、市販のDNAポリメラーゼの活性は、各々のDNAポリメラーゼ製品に対する取扱説明書に示される単位に基づいて表される。例えば、DNAポリメラーゼの活性は、25mM TAPS(25℃でのpH9.3)、50mM 塩化カリウム、2mM 塩化マグネシウム、1mM β−メルカプトエタノール、各々200μMのdATP、dGTP及びdTTP、並びに100μM [α−32P]dCTPを含む50μlの最終容量を有する混合物を用いて決定される。1単位(以下「1U」と記載する)のDNAポリメラーゼ活性は、「74℃で30分間に酸不溶性物質中に10nmolのdNTPを取り込むことの可能な酵素の量」として規定される。
本発明の方法において使用される各々のプライマーの量は特に限定されず、0.05μM〜2μMであり得る。
本発明の好ましい実施形態では、DNA合成はPCR等のDNA増幅方法によって行われる。
(3)本発明によるDNAポリメラーゼを用いる改善されたDNA合成のためのキット
本発明によるキットは、コールドショックタンパク質及びDNAポリメラーゼを含む。本発明のキットに関しては、上記のDNA合成方法において使用可能であれば特に限定されない。本発明のキットは、核酸を標識化するためのキット、PCRのためのキット、核酸の評価のためのキット、部位特異的突然変異誘発のためのキット等であり得る。
本発明のキットは、コールドショックタンパク質及びDNAポリメラーゼに加えて、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド三リン酸、及び/又は反応緩衝液をさらに含み得る。キットのコンポーネント(コールドショックタンパク質、DNAポリメラーゼ、プライマー、デオキシリボヌクレオチド三リン酸、及び/又は反応緩衝液)としては、上記項目(1)に記載されるものを使用することができる。
キットは上記のコンポーネントを、各々のコンポーネントが独立したコンポーネントとして存在する状態、又は一部のコンポーネントが組み合わせられた状態で含み得る。一実施形態では、本発明のキットは上記(1)で記載される本発明の組成物を含む。
4)本発明による逆転写酵素を用いる改善されたcDNA合成のための組成物
本発明の組成物は、コールドショックタンパク質及び逆転写酵素を含む。驚くべきことに、コールドショックタンパク質及び逆転写酵素を含む反応組成物を利用することにより、逆転写酵素のみを用いた場合に比べて逆転写反応の反応性が向上した。
逆転写反応の反応性の向上とは、特に限定するものではないが、例えば反応特異性の向上、核酸合成量の増大、及び合成鎖長の増大から選択される効果のことを言う。
特に本発明は、長鎖のcDNAの合成を目的とした逆転写反応の際に有用であり、目的とするcDNAの合成量が増加する。また、非特異的なcDNAの合成を抑えることもできる。従来、長鎖のcDNA合成には、耐熱性の逆転写酵素を用いる高温での逆転写反応が効果的であると提唱されていた(例えば、国際公開第01/92500号パンフレット)が、本発明によれば、逆転写反応を高温で行うことなく、長鎖のcDNAの合成を効率よく行うことができる。さらに、本発明は、高温での逆転写反応にも適用可能であり、種々の酵素を用いた逆転写反応を改善することが可能である。
本発明の組成物におけるCspAの作用としては、低温時のミスプライミングの抑制による反応特異性の向上及び増幅量の増大や、RNAの2次構造の解消効果による伸長性の改善及び増幅量の増大が考えられる。
逆転写酵素は、逆転写活性、すなわちRNAを鋳型としてこれに相補的なDNAを合成する活性を有するものであれば本発明に使用でき、このような逆転写酵素としては、モロニーマウス白血病ウイルス由来逆転写酵素(MMLV由来逆転写酵素)やトリ骨髄芽球症ウイルス由来逆転写酵素(AMV由来逆転写酵素)等のウイルス由来の逆転写酵素、サーマス(Thermus)属細菌由来DNAポリメラーゼ(Tth DNAポリメラーゼ等)や好熱性バチルス(Bacillus)属細菌由来DNAポリメラーゼ(Bca DNAポリメラーゼ等)等の真正細菌由来の耐熱性の逆転写酵素が例示される。
本発明には、ウイルス由来の逆転写酵素が好適に使用され、MMLV由来逆転写酵素がより好適に使用される。また、逆転写活性を有する範囲で天然由来のアミノ酸配列に改変が施された逆転写酵素も本発明に使用できる。
本発明の組成物には、コールドショックタンパク質及び逆転写酵素に加えて、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド及び/又は反応緩衝液が含まれていても良い。
プライマーは、鋳型RNAに相補的な塩基配列を有するオリゴヌクレオチドであり、使用される反応条件において鋳型となるRNAに対してアニールするものであれば特に限定されるものではない。該プライマーはオリゴ(dT)等のオリゴヌクレオチドやランダムな配列を有するオリゴヌクレオチド(ランダムプライマー)であっても良い。
プライマーの鎖長は、特異的なアニーリングを行う観点から、好ましくは6ヌクレオチド以上であり、更に好ましくは10ヌクレオチド以上であり、オリゴヌクレオチドの合成の観点から、好ましくは100ヌクレオチド以下であり、更に好ましくは30ヌクレオチド以下である。前記オリゴヌクレオチドは、例えばABI社(Applied Biosystem Inc.)のDNAシンセサイザー394型を用いて、ホスホアミダイト法により合成出来る。他にもリン酸トリエステル法、H−ホスホネート法、チオホスホネート法等いかなる方法で合成されたものであっても良い。また、生物試料由来のオリゴヌクレオチドであっても良く、例えば天然の試料より調製したDNAの制限エンドヌクレアーゼ消化物から単離して作製しても良い。
なお、コールドショックタンパク質を含む逆転写反応用の組成物又はコールドショックタンパク質を含む逆転写反応の反応性促進剤も、本発明の態様の一つである。
5)本発明による逆転写酵素を用いる改善されたcDNA合成の方法
本発明のcDNAの合成方法は、本発明の組成物を用いて、
A)コールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及び鋳型となるRNAを含有する溶液を調製する工程、及び
B)A)工程で調製した溶液をインキュベートする工程を含む。
本発明のcDNAの合成方法により、コールドショックタンパク質を含まない組成物を用いた場合と比較して、逆転写反応の反応性が向上する。
逆転写反応の反応性向上は、例えばcDNAの合成量や合成鎖長を確認することにより、評価することができる。
逆転写反応によって得られたcDNAの合成量は、例えば、逆転写反応後の反応液の一定量をリアルタイムPCRに供し、目的とする核酸配列の合成量を定量することにより確認することができる。本発明の組成物を用いて逆転写反応を行なった場合、コールドショックタンパク質を含まない組成物を用いて逆転写反応を行なった場合と比較してcDNAの合成量が増大する。
逆転写反応によって得られたcDNAの合成鎖長は、例えば、逆転写反応で用いたプライマーのプライミング領域下流近傍から増幅鎖長が異なる複数種類のプライマー対を設定し、各プライマー対を用いたPCRに逆転写反応後の反応液の一定量をそれぞれ供し、その増幅産物量より確認することができる。本発明の組成物を用いて逆転写反応を行なった場合、コールドショックタンパク質を含まない組成物を用いて逆転写反応を行なった場合と比較して長鎖のcDNAの合成量が増大する。
鋳型となるRNAは、プライマーがハイブリダイズした場合に、プライマーからの逆転写反応の鋳型として働くことができるRNAである。本発明の組成物には、1種類の鋳型を含んでも、又は異なるヌクレオチド配列を有する複数種の鋳型が含まれていてもよい。特定の鋳型に特異的なプライマーを使用することによって、核酸混合物中の複数種の鋳型についてプライマー伸長産物を作製することができる。複数の鋳型は、異なる核酸内に存在しても、同一の核酸内に存在してもよい。
本発明に適用することができる鋳型となるRNAとしては特に制限はなく、試料中の全RNA、mRNA、tRNA若しくはrRNA等のRNA分子群、又は特定のRNA分子群(例えば、共通の塩基配列モチーフを有するRNA分子群、RNAポリメラーゼによる転写物、サブトラクション法によって濃縮されたRNA分子群)が挙げられ、逆転写反応に使用されるプライマーが作製可能な任意のRNAが挙げられる。
本発明において、鋳型となるRNAは、例えば細胞、組織、血液のような生体由来試料、食品、土壌、排水のような生物を含有する可能性のある試料に含有されたものであっても良く、該試料等を公知の方法で処理することによって得られる核酸含有調製物に含有されたものであっても良い。該調製物としては、例えば細胞破砕物やそれを分画して得られる試料、該試料中の全RNA、あるいは特定のRNA分子群、例えば、mRNAを富化した試料等が挙げられる。
本発明の方法におけるコールドショックタンパク質の使用量は、特に限定はないが、反応液量20μLで逆転写反応を行う場合、好適には0.5〜20μgであり、より好適には1〜10μgであり、さらにより好適には2〜5μgである。
本発明の方法における逆転写酵素の使用量は、特に限定はないが、例えば従来の逆転写反応において使用されていた量を使用すれば良い。例えばMMLV由来逆転写酵素を用いて反応液量20μLで逆転写反応を行う場合、反応液中の該酵素量は10U以上であり、cDNA合成効率の観点から、好ましくは100U以上であり、更に好ましくは200U以上である。従来の方法では、過剰量の逆転写酵素による反応阻害を避けるために鋳型RNA量やcDNA合成鎖長に応じて酵素量を調節する必要があったが、本発明の方法においてはその必要はない。
なお、本明細書に記載の逆転写酵素の活性は市販の酵素の表示に基づくものであり、例えば、Poly(rA)・oligo(dT)12−18を鋳型/プライマーとし、37℃で10分間に1nmolの[H]dTTP を取り込む酵素活性を1Uとする。
本発明の方法におけるプライマーの濃度は、特に制限はないが、鋳型RNAからの最大限のcDNA合成の観点から、特異的プライマーで逆転写反応を行う場合、好ましくは0.1μM以上、Oligo dTプライマーで逆転写反応を行う場合、好ましくは2.5μM以上、ランダムプライマーで逆転写反応を行う場合、好ましくは5μM以上の十分量のプライマー濃度で行えばよい。従来の方法では、過剰量のプライマーによる反応阻害を避けるために鋳型RNA量やcDNA合成鎖長に応じてプライマー量を調節する必要があったが、本発明の方法においてはその必要はない。
本発明のcDNAの合成方法は、好適には
A)CspA、逆転写酵素、少なくとも一種のリボヌクレオチド、少なくとも1種のプライマー、及び鋳型となるRNAを混合し、反応組成物を調製する工程、及び
B)鋳型RNAに相補的なプライマー伸長鎖を合成するために十分な条件でA)工程で調製した反応組成物をインキュベートする工程を含む。
鋳型RNAに相補的なプライマー伸長鎖を合成するために十分な条件とは、特に限定するものではないが、温度条件としては30℃〜65℃が例示され、好適には37℃〜50℃であり、42℃〜45℃がより好適である。また、反応時間としては、5分〜120分が例示され、15分〜60分がより好適である。なお、本発明のcDNAの合成方法によれば、上記の温度条件に満たない温度に反応液を放置することに起因する、非特異的なプライマー伸長鎖の合成を抑制又は低減することができる。従って、本発明のcDNAの合成方法は、例えば、反応液の調製に長時間を要するような多検体を取り扱うcDNAの合成の際に、特に有用である。
なお、本発明の方法により得られたcDNAを鋳型として核酸増幅反応を実施することにより、cDNAを増幅することが出来る。核酸増幅反応としては、特に限定するものではないが、例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法が例示される。
6)本発明による逆転写酵素を用いる改善されたcDNA合成のためのキット
本発明のキットは、コールドショックタンパク質及び逆転写酵素を含む。本発明のキットにより、反応性が高い逆転写反応を行うことができる。本発明のキットとしては、逆転写反応に用いられるためのキットであれば特に限定されるものではなく、試験管内(in vitro)での逆転写反応を行なうためのキットが挙げられる。具体的には、例えば、核酸標識用キット、RT−PCR用キット、cDNA合成用キット、部位特異的変異導入用キット等が挙げられる。
本発明のキットには、コールドショックタンパク質及び逆転写酵素に加えて、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、鋳型となる核酸及び/又は反応緩衝液が含まれていても良い。
コールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、鋳型となる核酸及び/又は反応緩衝液は、これらのうち一部又は全部が混合された状態でキットに包含されていても、それぞれが単独のコンポーネントの状態でキットに包含されていてもよい。
また、本発明のキットには、逆転写反応によって得られるcDNAを鋳型とした遺伝子増幅反応、例えばPCRを行うための試薬がさらに含有されていても良い。このような試薬としては、耐熱性のDNAポリメラーゼ、反応緩衝液、少なくとも一種のデオキシリボヌクレオチド、及び少なくとも一対のプライマー対が挙げられる。
本発明のキットに含まれるコールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、鋳型となる核酸及び反応緩衝液としては、前記のものが例示される。
(7)本発明によるエンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用の組成物
本発明による組成物は、コールドショックタンパク質、RNA基質、及びエンドリボヌクレアーゼを含む。3塩基より長い特異的配列を認識するエンドリボヌクレアーゼの切断特異性を決定する際には、考え得る標的配列の全てをカバーするほど十分に長いRNA基質を使用することが重要である。例えば、RNAが等しい数の各々の塩基を含有すると仮定すれば、RNA基質は、考え得る5塩基切断部位の全てを含有するためには1024塩基(=4)より長くなくてはならない。好ましくは、3569塩基から成り、極めて均等な塩基含量(26%のG、23%のA、26%のC、及び25%のU)を有するバクテリオファージMS2 RNAが切断特異性を決定するための基質として使用され得る。
しかしながら、かかる長いRNAを基質として用いる上で主要な問題は、それが一本鎖RNAではあるが、切断を妨げる可能性のある広範な安定した二次構造を形成することである(図14Aを参照されたい)。したがって、かかる長いRNAを基質としてエンドリボヌクレアーゼに対して使用するためには、その二次構造は折り畳まれていない必要がある。
本発明は、これらの長いRNA基質の二次構造をほどくためにコールドショックタンパク質を利用する。コールドショックタンパク質は、これらの二次構造をほどくことによって切断が可能なRNAの量を増大させ、したがってエンドリボヌクレアーゼ切断部位の決定に役立つ。好ましくは、コールドショックタンパク質の濃度は少なくとも0.43mM、又はそうでなくともRNA基質を完全に飽和させるのに十分な濃度である。
mRNAインターフェラーゼは、本発明において利用することのできるエンドリボヌクレアーゼの一例であるが、かかるエンドリボヌクレアーゼは一本鎖RNAを切断することが可能であれば特に限定されない。
(8)本発明によるエンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定する方法
本発明によるエンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定する別の方法は、
A)コールドショックタンパク質、RNA基質、及びエンドリボヌクレアーゼを含む混合物を調製する工程、並びに
B)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含む。
この本発明の方法によって、エンドリボヌクレアーゼの切断特異性を決定することができる。コールドショックタンパク質は、RNAにおける二次構造の形成を防止することによって、エンドリボヌクレアーゼによるRNA基質の切断を増強する。
好ましくは、混合物を37℃で15分間インキュベートする。切断部位は、実施例17に記載されるようにプライマー伸長解析によってin vitroで解析してもよい。
(9)本発明によるエンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用のキット
本発明によるキットは、コールドショックタンパク質及びRNA基質を含む。本発明のキットによると、エンドリボヌクレアーゼの切断部位は、対象のエンドリボヌクレアーゼをキットのコンポーネントと共にインキュベートすることによって決定され得る。本発明によるキットは、エンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定するために使用されるように設計されていれば特に限定されない。
以下に実施例をもってさらに詳細に本発明を説明するが、本発明は実施例の範囲に限定されるものではない。なお、下記実施例において各逆転写酵素の活性は、各逆転写酵素に添付の説明書の表示に基づいて示した。
調製例
CspA溶液及び酵素保存バッファーの調製
CspAをS.Chatterjeeら[ジャーナル・オブ・バイオケミストリー(J. Biochem.), 1993, 114, 663−669]に記載の方法に従って発現、精製した後、2μg/μL CspA溶液(2μg/μL CspA、20mM Tris−HCl(pH7.8(4℃))、100mM NaCl、1mM EDTA、1mM DTT、50% Glycerol)、5μg/μL CspA溶液(5μg/μL CspA、20mM Tris−HCl(pH7.8(4℃))、100mM NaCl、1mM EDTA、1mM DTT、50% Glycerol)、及び14.8μg/μL CspA溶液(14.8μg/μL CspA、20mM Tris−HCl(pH7.8(4℃))、100mM NaCl、1mM EDTA、1mM DTT、50% Glycerol)を調製した。
また、CspAを含まない酵素保存バッファー(20mM Tris−HCl(pH7.8(4℃))、100mM NaCl、1mM EDTA、1mM DTT、50% Glycerol)についても調製した。
以下の実施例における酵素保存バッファーとしては、本調製例で調製したものを使用した。また、CspA溶液としては、実施例6〜11では本調製例において調製した2μg/μL CspA溶液を使用し、実施例12〜13では本調製例において調製した5μg/μL CspA溶液を使用し、実施例1〜5では本調製例において調製した14.8μg/μL CspA溶液を使用した。
菌株及びプラスミド
大腸菌BL21(DE3)株を組み換えタンパク質発現に使用した。プラスミドpET−28a−MazF−mt3及びpET−28a−MazF−mt7を、pET−28a(Novagen)からそれぞれ(His)MazF−mt3及び(His)MazF−mt7を発現するように構築した。
大腸菌における(His)タグ付きMazF−mt3及びMazF−mt7の精製
N末端に(His)タグを付けたMazF−mt3及びMazF−mt7を、pET−28a−MazF−mt3及びpET−28a−MazF−mt7を担持するBL21(DE3)株からNi−NTA樹脂(Qiagen)を用いて精製した。
実施例1
5ng又は50ngのヒトゲノムDNA(Clontech Laboratories, Inc.製)、p53遺伝子の2kbDNA断片の増幅用のフォワードプライマー(配列番号1)及びリバースプライマー(配列番号2)各々10pmol、0.625UのTaKaRa Taq(Tag DNAポリメラーゼ、タカラバイオ社製)を含む、25μlの最終容量を有するPCR混合物を、TaKaRa Taqに付属の反応バッファーを用いて、TaKaRa Taqの取扱説明書に従って氷上調製した。上記の混合物に2μg、4μg、6μg、8μg、10μg、12μg、又は14μgのCspAをそれぞれ添加した。また、CspAを含有しない混合物を対照として調製した。
このように調製した各々の混合物を25℃で30分間インキュベートした。次いで、PCRを30サイクル(1サイクルは98℃で10秒間、55℃で30秒間、72℃で2分間から成るプロセスを含む)で行った。反応終了後、各々3μlの試料を1%アガロースゲル上で電気泳動し、各々の混合物中の増幅産物の長さ及び量を決定した。
図1に示すように、CspAを含有しない混合物においては長さ2kbの産物は見られず、非特異的増幅による様々な長さの産物が観察された。これに対し、それぞれ4μg〜14μgのCspAを含有する各々の混合物において、2kbの産物がはっきりと観察された。6μg〜10μgのCspAを含有する混合物中の産物の量は、他の混合物より多かった。この結果により、CspAが、混合物をPCR前に室温に放置することによって起こる非特異的増幅を低減することが明らかとなった。
実施例2
さらに、DNAポリメラーゼをTaKaRa TaqからTaKaRa Ex Taq(LA−PCR用のDNAポリメラーゼ混合物、タカラバイオ社製)に変更した以外は、実施例1に記載されるものと同じ実験を行った。LA−PCR用のDNAポリメラーゼ混合物を用いても、本質的に同じ結果が得られた。6μg以上のCspAを含有する混合物において、産物量の増加が観察された(図2を参照されたい)。
実施例3
5ng又は50ngのヒトゲノムDNA(Clontech Laboratories, Inc.製)、p53遺伝子の2kbDNA断片の増幅用のフォワードプライマー(配列番号1)及びリバースプライマー(配列番号2)各々10pmol、0.625UのPyrobest DNAポリメラーゼ(α型DNAポリメラーゼ、タカラバイオ社製)を含む、25μlの最終容量を有するPCR混合物を、Pyrobest DNAポリメラーゼに付属の反応バッファーを用いて、Pyrobest DNAポリメラーゼの取扱説明書に従って氷上調製した。上記の混合物に0.5μg、1μg、2μg、4μg、6μg、8μg、10μg、12μg、又は14μgのCspAをそれぞれ添加した。また、CspAを含有しない混合物を対照として調製した。
このように調製した各々の混合物を25℃で30分間インキュベートした。次いで、PCRを30サイクル(1サイクルは98℃で10秒間、60℃で30秒間、72℃で2分間から成るプロセスを含む)で行った。反応終了後、各々3μgの試料を1%アガロースゲル上で電気泳動し、各々の混合物中の増幅産物の長さ及び量を決定した。結果を図3に示す。
CspAを含有しない混合物において、長さ2kbの産物に加えて、顕著な量の様々な長さの産物が観察された。CspAの非存在下で観察された非特異的増幅は減少し、2μg以上のCspAを含有する混合物における2kb産物の量は増加した。
この結果により、CspAが、α型DNAポリメラーゼを用いたPCRにおいても非特異的増幅を低減することが示された。
実施例4
50ngのヒトゲノムDNA、0.625UのTaKaRa ExTaq、10μgのCspA、及びTP53遺伝子の575bp断片(配列番号3及び配列番号4)、Bc 12遺伝子の591bp断片(配列番号5及び配列番号6)、EGFR遺伝子の521bp断片(配列番号7及び配列番号8)、CDK9遺伝子の380bp断片(配列番号9及び配列番号10)、FFAR2遺伝子の1010bp断片(配列番号11及び配列番号12)、IRS1遺伝子の520bp断片(配列番号13及び配列番号14)、又はGAP遺伝子の460bp断片(配列番号15及び配列番号16)の増幅用のプライマー対を含む、25μgの最終容量を有するPCR混合物をそれぞれ、TaKaRa ExTaqに付属の反応バッファーを用いて、TaKaRa ExTaqの取扱説明書に従って氷上調製した。CspAを含有しない混合物を同様に対照として調製した。
このように調製した各々の混合物を、2つの異なる条件下で30サイクルのPCRに供した。条件1では、1サイクルは98℃で10秒間、53℃で30秒間、72℃で30秒間から成るプロセスを含む。条件2では、1サイクルは98℃で10秒間、60℃で30秒間、72℃で30秒間から成るプロセスを含む。反応終了後、各々3μgの10個の混合物を1%アガロースゲル上で電気泳動し、混合物中の増幅産物を解析した。
上記の反応において使用した全てのプライマーは、70℃を超えるTm値を有する。したがって、非特異的増幅を引き起こす傾向がある。実際に、条件1下での増幅特異性は、CspAの非存在下で顕著に低かった。しかしながら、CspAの存在下では、条件1及び条件2下で増幅した各々の混合物において、予想される産物のみが観察された(図4を参照されたい)。
この結果により、CspAがPCR増幅の特異性を増大させる能力を有し、核酸の特異的増幅に対するアニーリング温度の範囲を広げることができることが示される。
実施例5
10μg/mlのCspAを含む溶液を2アリコート調製し、一方を98℃で5分間処理した。実施例4に示すものと同じ組成を有するが、このように調製した熱処理CspA又は非熱処理CspAを10μg含むPCR混合物を調製した。このように調製した各々の混合物を、条件1下で30サイクルのPCRに供した。反応終了後、各々の混合物中の増幅産物を検査したところ、熱処理CspAと非熱処理CspAとで違いは観察されなかった。結果は図5に示す。この結果により、CspAの高い熱安定性が示唆される。
実施例6
Oligo dTをプライマーとして用いた逆転写反応におけるPolyA以外からの非特異的伸長産物量(バックグランド)の確認
Human heart total RNA 1μg(クロンテック社)を鋳型とし、Oligo dT(終濃度2.5μM)によりcDNAを合成するための逆転写反応液20μLをPrimeScript(登録商標) RTase(タカラバイオ社)を用いて氷上調製した。その際、逆転写反応液の組成は、PrimeScript(登録商標) RTaseに添付の説明書に記載の逆転写反応液の組成に加えて2μg CspAを含むものとした。また、対照として、CspAの代わりに酵素保存バッファー1μLを加えたCspAを含まない逆転写反応液についても調製した。次に、氷上調製したこれらの逆転写反応液について、0〜20分間氷上放置した後、95℃まで加熱して逆転写酵素を失活させた。続いて、0〜20分間の氷上放置によりそれぞれの溶液に生成したcDNA量を確認するため、これらの反応液のうちそれぞれ2μLを、ディストロフィン遺伝子(GenBank Accession Number NM_004006)のPolyAから約7kb離れた領域の139塩基(6529−6667)、及びPolyAの近傍から6930塩基の鎖長(6529−13458)をターゲットとしたリアルタイムPCRに供した。
上記139塩基をターゲットとしたリアルタイムPCRは、プライマーとして配列番号17の塩基配列からなるプライマー及び配列番号18の塩基配列からなるプライマーを用い、SYBR(登録商標) Premix Ex Taq(タカラバイオ社)を用いて添付の説明書の推奨条件に従って行った。一方、上記6930塩基をターゲットとした長鎖のリアルタイムPCRは、プライマーとして配列番号17の塩基配列からなるプライマー及び配列番号19の塩基配列からなるプライマーを用い、PrimeSTAR(登録商標) GXL(タカラバイオ社)及びSYBR(登録商標) Green I(タカラバイオ社)を用いて行った。リアルタイムPCRの反応液は、最終濃度が×0.33となるようにSYBR(登録商標) Green Iを加えた点以外はPrimeSTAR(登録商標) GXLに添付の説明書に記載の高速PCRプロトコールの反応液組成に従って調製した。また、リアルタイムPCRは、98℃で10秒間のインキュベートの後、98℃で5秒〜68℃で2分を1サイクルとした40サイクルの条件で実施した。なお、本明細書に記載のいずれの逆転写の実施例においても、リアルタイムPCRにはThermal Cycler Dice(登録商標) Real Time Cystem TP800(タカラバイオ社)を使用した。また、検量線は、上記領域を含む13542塩基(173−13714)のcDNAをpUC118のHinc IIサイトにクローン化したプラスミドの希釈系列を用いて作成した。
その結果、PolyA近傍から6930塩基の長鎖のcDNA産物は、逆転写反応液中のCspAの有無にかかわらず検出されなかった。一方、PolyAから約7kb離れた領域の139bpのcDNA量は、逆転写反応液中にCspAが存在しない場合には氷上放置時間が長くなるに従い増加した。これに対し、逆転写反応液中にCspAが存在する場合は、同領域のcDNA量がほとんど増加せず、氷上放置20分のcDNA合成量は反応液中にCspAが存在しない場合の40分の1であった(図6)。PolyA近傍から6930塩基の長鎖のcDNA産物は検出されないことから、逆転写反応液調製時及び氷上放置で生じるPolyAから約7kb離れた領域の139bpのcDNA合成産物は、PolyAから伸長した産物ではなくPolyA以外からの非特異的な伸長産物であることが分かる。このような非特異的な伸長産物は、完全長のcDNAを得る目的においてはバックグランドとなる。また、この非特異的な伸長産物は、PolyAからRNAの5′端までの伸長反応を阻害し、不完全長のcDNA合成産物の増加をもたらす。
本実施例において、逆転写反応液中のCspAにより、逆転写反応液調製時及び氷上放置で生じるpolyA以外からの非特異的伸長産物(バックグランド)の生成がほぼ完全に抑制されることが示された。
実施例7
Oligo dTをプライマーとして用いた逆転写反応におけるPolyA以外からの非特異的伸長産物量(バックグランド)の確認
PrimeScript(登録商標) RTaseに代えてSuperScript III RTase(インビトロジェン)を用い、SuperScript III RTaseに添付の説明書に沿って2μg CspAを含む逆転写反応液20μL及び対照のCspAを含まない逆転写反応液20μLを調製する点以外は、実施例6と同様の方法で、CspAの効果を検討した。なお、SuperScript III RTaseはMMLV由来逆転写酵素の変異体である。
その結果、逆転写酵素にSuperScript III RTaseを用いた場合も、PolyA近傍から6930塩基の長鎖のcDNA産物は反応液中のCspAの有無にかかわらず検出されなかった。また、PolyAから約7kb離れた領域の139bpのcDNA産物量は、反応液中にCspAが存在しない場合は氷上放置時間が長くなるに従い増加するのに対し、反応液中にCspAが存在する場合はほとんど増加せず、氷上放置20分のcDNA合成量が反応液中にCspAが存在しない場合の87分の1であった(図2)。以上のことより、逆転写酵素にSuperScript III RTaseを用いても、逆転写反応液中のCspAにより、逆転写反応液調製時及び氷上放置で生じるPolyA以外からの非特異的伸長産物(バックグランド)の生成がほぼ完全に抑制されることが示された。
実施例8
Oligo dTをプライマーとして用いた逆転写反応におけるPolyA以外からの非特異的伸長産物量(バックグランド)の確認
PrimeScript(登録商標) RTaseに代えてReverse Transcriptase XL(AMV)(タカラバイオ社)を用い、1μg/μLのHuman heart total RNA(クロンテック社)1μL、50μMのOligo dT 1μL、各2.5mMのdNTP mixture 1.6μL、Reverse Transcriptase XL(AMV) Buffer 2μL、40U/μLのRibonuclease Inhibitor 0.5μL、25U/μLのReverse Transcriptase XL(AMV) 0.8μL、及び2μg/μLのCspA 1μLを含む逆転写反応液20μLを調製する点、並びにこの反応液の対照としてCspAを含まない逆転写反応液20μLを調製する点以外は、実施例6と同様の方法で、CspAの効果を検討した。なお、Reverse Transcriptase XL(AMV)は、AMV由来逆転写酵素である。
その結果、逆転写酵素にReverse Transcriptase XL(AMV)を用いた場合も、PolyA近傍から6930塩基の長鎖のcDNA産物は、反応液中のCspAの有無にかかわらず検出されなかった。また、PolyAから約7kb離れた領域の139bpのcDNA産物量は、反応液中にCspAが存在しない場合は氷上放置時間が長くなるに従い増加するのに対し、反応液中にCspAが存在する場合はほとんど増加せず、氷上放置20分のcDNA合成量は反応液中にCspAが存在しない場合の84分の1であった(図8)。以上のことから、AMV由来逆転写酵素を用いても、逆転写反応液中のCspAにより、逆転写反応液調製時及び氷上放置で生じるPolyA以外からの非特異的伸長産物(バックグランド)の生成がほぼ完全に抑制されることが示された。
実施例9
Oligo dTをプライマーとして用いた逆転写反応における長鎖cDNA合成反応の阻害
PrimeScript(登録商標) RTase(タカラバイオ社)を用いて、2μg CspAを含む逆転写反応液20μL、及びCspAを含まない対照の逆転写反応液20μLを、実施例1と同様の方法で調製した。氷上調製した反応液は、0〜20分間氷上放置した後、42℃で30分の条件で逆転写反応を行ない、95℃で5分間加熱し反応を中止した。この反応液のうち2μLについて、ディストロフィン遺伝子のPolyA近傍から6930塩基の長鎖をターゲットとしたリアルタイムPCRを実施例6と同様の方法で行い、逆転写反応により生成したcDNA量を定量した。
その結果、CspAを含まない反応液では、20分の氷上放置によりPolyA近傍からの6930塩基の長鎖の伸長産物量が氷上放置しない場合の52%に減少した。これに対し、CspAを含む反応液では20分氷上放置してもcDNA合成量は全く減少しなかった(図9)。このCspAの効果は、反応液中のCspAによりPolyA以外からの非特異的な伸長反応がほぼ完全に抑制され、PolyAからの伸長反応阻害が起こらなかったことに起因すると考えられる。
以上の結果から、反応液中のCspAにより、反応液調製後、逆転写反応するまでに要する時間を気にする必要がなく、PolyAからのcDNA合成において極めてバックグランドが少なく、完全長の割合が高い高品質なcDNA合成反応が可能であることが分かった。
実施例10
Oligo dTをプライマーとして用いた逆転写反応における長鎖cDNA合成反応の阻害2
PrimeScript(登録商標) RTaseに代えてSuperScript III RTase(インビトロジェン社)を用い、SuperScript III RTaseに添付の説明書に沿って2μg CspAを含む逆転写反応液20μL及び対照のCspAを含まない逆転写反応液20μLを調製する点、並びに50℃で30分の条件で逆転写反応を行い、70℃で15分間加熱し反応を中止する点以外は実施例9と同様の方法で試験を行い、逆転写反応により生成したcDNA量を定量し、CspAの効果を確認した。
その結果、CspAを含まない反応液では、20分の氷上放置によりPolyA近傍からの長鎖の伸長産物量が氷上放置しない場合の11%に減少した。これに対し、CspAを含む反応液では、20分氷上放置しても氷上放置しない場合と比較して80%のcDNA合成量を保った(図10)。本実施例により、逆転写酵素にSuperScript III RTaseを用いた場合であっても、CspAが逆転写反応液調製や氷上放置によるPolyAからの長鎖cDNA合成反応の阻害を抑制することが確認できた。
実施例11
Oligo dTをプライマーとして用いた逆転写反応における長鎖cDNA合成反応の阻害
PrimeScript(登録商標) RTaseに代えてReverse Transcriptase XL(AMV)(タカラバイオ社)を用い、1μg/μLのHuman heart total RNA(クロンテック社) 1μL、50μMのOligo dT 1μL、各2.5mMのdNTP mixture 1.6μL、Reverse Transcriptase XL(AMV) Buffer 2μL、40U/μLのRibonuclease Inhibitor 0.5μL、25U/μLのReverse Transcriptase XL(AMV) 0.8μL、及び2μg/μLのCspA 1μLを含む逆転写反応液20μL、並びにこの反応液の対照としてCspAを含まない逆転写反応液20μLを調製する点以外は実施例9と同様の方法で試験を行い、逆転写反応により生成したcDNA合成量を定量し、CspAの効果を確認した。
その結果、CspAを含まない反応液では、20分の氷上放置によりPolyA近傍からの長鎖の伸長産物量が氷上放置しない場合の33%に減少した。これに対し、CspAを含む反応液では、20分氷上放置しても氷上放置しない場合と比較して75%のcDNA合成量を保った(図11)。本実施例により、AMV由来逆転写酵素を用いた場合であっても、CspAが逆転写反応液調製や氷上放置によるPolyAからの長鎖cDNA合成反応の阻害を抑制することが確認できた。
実施例12
未変性RNAを鋳型とした逆転写反応に及ぼすCspAの効果
調製例で調製した5μg/μL CspA溶液を酵素保存バッファーで希釈し、0.2μg/μL CspA溶液、1μg/μL CspA溶液、及び2μg/μL CspA溶液を調製した。次に、1μg/μLのHuman heart total RNA(クロンテック社) 1μL、50μMのOligo dT 1μL、各10mMのdNTP mixture 1μL、及び滅菌蒸留水6μLに、酵素保存バッファーを1μL、及び0.2μg/μL CspA溶液、1μg/μL CspA溶液、2μg/μL CspA溶液、又は5μg/μL CspA溶液を1μL加えた計10μLの混合液をそれぞれ調製した。酵素保存バッファーを用いて調製したCspAを含まない混合液については、65℃で5分のRNA変性処理を行った場合と行わない場合の2種類の試料を調製し、CspAを含む各混合液についてはRNAの変性処理を行わなかった。
これらの混合液各10μLに対し、PrimeScript 1st strand cDNA Synthesis Kit(タカラバイオ社)に含まれる5×PrimeScript Buffer 4μL、40U/μLのRibonuclease Inhibitor 0.5μL、200U/μLのPrimeScript RTase 0.5μL、及び滅菌蒸留水5μLを添加して計20μLの反応液を調製した後、42℃で30分の逆転写反応を行い、95℃で5分の加熱により反応を中止した。次に、これらの反応液各2.5μLを、ディストロフィン遺伝子の約8kbの領域をターゲットとするPCRに供した。PCRは、TaKaRa LA Taq(登録商標) Hot Start Version(タカラバイオ社)を用いて添付の説明書記載の反応組成により行った。プライマーとしては、配列番号20の塩基配列からなるプライマーと配列番号21の塩基配列からなるプライマーを用い、PCR反応液中の各プライマーの濃度は、200nMとした。また、PCRは、98℃で10秒〜68℃で8分を1サイクルとする30サイクルのPCR条件で、TaKaRa PCR Thermal Cycler Dice(登録商標)(タカラバイオ社)を用いて実施した。PCR反応終了後、反応液のうち3μLをアガロースゲル電気泳動に供して増幅鎖長と増幅量を確認し、各逆転写反応におけるcDNA合成量と反応特異性を評価した(図12)。
その結果、未変性のRNAを鋳型とした逆転写反応において、反応液中にCspAを添加することで、その後のPCRにより確認できる約8kbの長鎖のcDNAの増幅量が大きく増加するとともにターゲット以外のDNAの増幅量が減少した(図12)。以上のことより、RNAの変性操作を行わなくても反応液中にCspAを加えることで効率よく、かつ高い特異性でcDNA合成されることが示された。
実施例13
1 step RT−PCRに及ぼすCspAの効果
5ng又は50ngのHuman heart total RNA(クロンテック社)を鋳型として用い、ディストロフィン遺伝子の約2kbの領域をターゲットとする1 step RT−PCRについて、PrimeScript(登録商標) One Step RT−PCR Kit(タカラバイオ社)を用いて行った。プライマーとしては、配列番号21の塩基配列を有するプライマー及び配列番号22の塩基配列を有するプライマーを用いた。1 step RT−PCRの反応液の組成は、PrimeScript(登録商標) One Step RT−PCR Kitに添付の説明書に記載の組成に加えて、5μgのCspAを25μLの反応液に加えた。また、対照として、5μg CspAの代わりに酵素保存バッファー1μLを加えたCspAを含まない反応液と、Single−Stranded DNA Binding Protein(SSB)溶液(USB社)(5μg/μL SSB、50mM Tris−HCl(pH7.5)、200mM NaCl、0.1mM EDTA、1mM DTT、50% Glycerol)を1μL加えた反応液についても調製した。それぞれの反応液について、42℃で30分の逆転写反応、94℃で2分の熱処理を行った後、94℃で30秒〜55℃で30秒〜72℃で2分を1サイクルとする30サイクルのPCR反応をTaKaRa PCR Thermal Cycler Dice(登録商標)で行った。反応終了後、反応液のうち3μLを1%アガロースゲル電気泳動に供して、反応産物を解析した(図13)。
その結果、CspAを添加することにより約2kbの目的サイズ以外の非特異的な増幅産物が著しく減少した。一方、SSBを添加した場合、目的サイズの増幅産物は得られなかった。
実施例14
RT−PCR反応における、反応の収率及び特異性を向上するCspAの効果
ヒト心臓RNAを反応の鋳型として使用し、RT−PCRの標的はジストロフィン2とした。反応はPrimeScript RTase、リボヌクレアーゼ阻害剤、ExTaq HS又はPrimeStar Max、オリゴヌクレオチドの存在下で行った。CspAを用いて又は用いずに複製反応を行った。42℃又は50℃といった異なる温度でも試験した。CspAの存在下で非特異的産物が減少すると共に、CspA量の増加(10μlの反応物当たり最大で2.5μgのCspA)に伴って産物の収率が向上することが観察された。CspAは42℃及び50℃といったより高い温度でも活性であった。CspAを用いた結果は、RNA中の二次構造を熱処理によって不安定化した反応と同等であることが見出された。
実施例15
pET−28a−MazF−mt3によって発現された(His)MazF−mt3タンパク質を、Ni−ニトリロ三酢酸樹脂を用いて精製した。精製MazF−mt3をCspAの非存在下でMS2 RNAと共にインキュベートしたところ、RNAの部分的な切断が観察された(レーン3)(図14B)。反応混合物に添加したCspAタンパク質の量の増加に伴い、MS2 RNA基質の切断が増強した(レーン4〜レーン6)。最高濃度のCspAでは、完全長MS2 RNAは検出されなかった(レーン6)。この濃度(0.86mM)は、RNA結合に対するCspAのKd値よりも(that)32倍高く、6塩基毎にRNAに結合するCspAによってMS2 RNAがほぼ完全に飽和したことを示している。これらの結果により、MazF−mt3が、CspAがMS2の二次構造をほどく際に生成する一本鎖RNAを切断可能なmRNAインターフェラーゼであることも実証される。
実施例15
MazF−−mt3はRNAをCUCCU及びUUCCUで特異的に切断する
MS2 RNAにおけるMazF−mt3の切断部位を決定するために、0.43mM CspAの存在下で反応混合物を用いてプライマー伸長実験を行った。全MS2 RNA配列をカバーするために、合計で22種のプライマーをプライマー伸長実験のために合成した。図15A〜図15Hに示すように、CspAの添加はほとんどの場合、RNA切断を有意に増強した。特に、図15Fに示す切断部位に関しては、RNA切断はCspAの存在下でしか検出可能でなかった。塩基1028(図15B)でのRNA切断はCspAの存在下で減少するようであるが、これはプライマー結合部位と上流の切断部位との間に位置する、塩基1028にある切断部位のすぐ下流の塩基1078にある部位の切断が増強したためである。このCspAの存在下で高度に増強された塩基1078にある切断部位を、図15Cに示す。これらの実験によって、表2に挙げるように8つの切断部位が同定された。これらの切断部位によるコンセンサス配列はCUCCUであり、ここでMazF−mt3は2番目のU残基と3番目のC残基との間で切断を行う。8つのMazF−mt3切断部位を同定したが、公開されたMS2配列(NCBIのウェブサイト)によると、MS2 RNAには9つのCUCCU配列がある。したがって9番目のCUCCU配列を含有する領域のリシークエンシングを行い、該領域中にCUCCU配列がないことを見出した。これらの実験において使用したMS2 RNA(Roche)は、CUCCUの代わりにCCUCU(塩基2158〜塩基2162)を含有していた。したがって、MS2 RNA中の全てのCUCCU配列はMazF−mt3によって切断されていた。
図16A〜図16Dに示されるように、図15に見られるものとは異なる他の4つの切断部位が検出された。これらのプライマー伸長実験によるコンセンサス配列はUUCCUであり、ここでMazF−mt3は2番目のU残基と3番目のC残基との間で切断を行う。MS2 RNAには5つのUUCCU配列があり、その全てがRNAシークエンシングによって確認された。MazF−mt3に関する全ての切断部位を図1Aに矢印で示す。
実施例16
MazF−mt7も配列特異的mRNAインターフェラーゼである
本明細書中に記載されるMS2 RNA−CspA系を使用して、MazF−mt7の特異的切断部位を同定した。精製N末端Hisタグ付きMazF−mt7を用いて、プライマー伸長実験を行ったが、その結果を図17A〜図17Rに示し、表3に要約する。大半の切断部位がUCGCU配列を含有しており(図17A〜図17K)、ここでMazF−mt7は1番目のUと2番目のCとの間で切断を行う。一部の切断部位はコンセンサスUCGCUとの1塩基ミスマッチを有し(図17C、図17D、図17H、及び図17L〜図17P)、幾つかの切断部位は2塩基ミスマッチを有する(図17G、図17N、図17Q、図17R)。しかしながら、これらの切断部位は全て、中央のG残基を共通して有し、その大半が中央のG残基に続くC残基も有している。したがって、MazF−mt7は、5塩基U・CGCU配列を認識するmRNAインターフェラーゼであることが判明したが、MazF−mt3よりも厳密ではないようである。
実施例17
in vitroでのプライマー伸長解析
in vitroでのmRNA切断部位のプライマー伸長解析のために、完全長MS2 mRNAを精製毒素タンパク質(MazF−mt3又はMazF−mt7)を用いて又は用いずに、また、精製CspAタンパク質を用いて又は用いずに、37℃で15分部分的に消化した。消化反応混合物(10μl)は、10mM Tris−HCl(pH7.8)中、0.8μgのMS2 RNA基質、0.0625μgのMazF−mt3(His)又はMazF−mt7(His)、321μgのCspA、及び0.5μlのリボヌクレアーゼ阻害剤(Roche)から成るものであった。プライマー伸長を20μlの反応混合物中、47℃で1時間行った。12μlのシークエンシングローディングバッファー(95%ホルムアミド、20mM EDTA、0.05%ブロモフェノールブルー、及び0.05%キシレンシアノールEF)を添加することによって反応を停止した。試料を90℃で5分間インキュベートした後、6%ポリアクリルアミド及び36%尿素ゲル上で電気泳動を行った。MS2 mRNAのプライマー伸長解析に使用したプライマーを表1に挙げる。プライマーは、T4ポリヌクレオチドキナーゼを用いて[・−32P]ATPで5’標識した。

Claims (57)

  1. コールドショックタンパク質又はそのホモローグ、及びDNAポリメラーゼを含む、DNA合成用の組成物。
  2. コールドショックタンパク質はCspA又はそのホモローグを含む、請求項1に記載の組成物。
  3. CspA又はそのホモローグは大腸菌由来である、請求項1に記載の組成物。
  4. 少なくとも1つのさらなるDNAポリメラーゼをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  5. 少なくとも1つのDNAポリメラーゼは3’→5’エキソヌクレアーゼ活性を有し、且つ少なくとも1つのDNAポリメラーゼは3’→5’エキソヌクレアーゼ活性を実質的に有しない、請求項4に記載の組成物。
  6. 少なくとも1種のプライマー及び少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチドをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  7. デオキシリボヌクレオチドはデオキシリボヌクレオチド三リン酸を含む、請求項6に記載の組成物。
  8. 液体媒体をさらに含む、請求項6に記載の組成物。
  9. 液体媒体は反応緩衝液を含む、請求項8に記載の組成物。
  10. 組成物25μL当たり0.5μg超のCspAを含む、請求項2に記載の組成物。
  11. DNA合成用の組成物であって、
    A)コールドショックタンパク質、
    B)DNAポリメラーゼ、プライマー、デオキシリボヌクレオチド、及びDNAから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びに
    C)液体媒体を含む、組成物。
  12. DNAを合成する方法であって、
    A)コールドショックタンパク質、DNAポリメラーゼ、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド三リン酸、及びDNAを含む混合物を調製する工程、並びに
    B)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含む、方法。
  13. DNAの合成はPCRによって行われる、請求項12に記載の方法。
  14. 室温に置いてある混合物を直接工程B)に供する、請求項13に記載の方法。
  15. DNA合成用のキットであって、
    A)コールドショックタンパク質、
    B)DNAポリメラーゼ、プライマー、及びデオキシリボヌクレオチドから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びに
    C)液体媒体を含む、キット。
  16. 液体媒体は反応緩衝液を含む、請求項15に記載のキット。
  17. DNA合成用のキットの利用に関する説明書をさらに含む、請求項15に記載のキット。
  18. 説明書は紙又は電子形式である、請求項17に記載のキット。
  19. 各々のコンポーネントは個別に存在する、請求項15に記載のキット。
  20. 少なくとも2つのコンポーネントが組み合わせてある、請求項15に記載のキット。
  21. A)コールドショックタンパク質、DNAポリメラーゼ、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及びDNAを含む混合物を調製する工程、並びに
    B)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含むプロセスによって合成されるDNA組成物。
  22. 逆転写反応用の組成物であって、コールドショックタンパク質又はそのホモローグ、及び逆転写酵素を含む、組成物。
  23. コールドショックタンパク質はCspA又はそのホモローグである、請求項22に記載の組成物。
  24. CspA又はそのホモローグは、大腸菌由来CspAである、請求項23に記載の組成物。
  25. 逆転写酵素はモロニーマウス白血病ウイルス由来逆転写酵素、若しくはトリ骨髄芽球症ウイルス由来逆転写酵素、又はそれらの組み合わせである、請求項22に記載の組成物。
  26. 少なくとも1種のプライマー及び少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチドをさらに含む、請求項22に記載の組成物。
  27. 液体媒体をさらに含む、請求項26に記載の組成物。
  28. 液体媒体は反応緩衝液を含む、請求項27に記載の組成物。
  29. 組成物20μL当たり約0.5μg〜約20μgのCspAを含む、請求項23に記載の組成物。
  30. オリゴ(dT)プライマー、若しくはランダムな配列を有するオリゴヌクレオチドプライマー、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項26に記載の組成物。
  31. 逆転写反応用の組成物であって、
    A)コールドショックタンパク質、
    B)逆転写酵素、プライマー、デオキシリボヌクレオチド、及びRNAから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びに
    C)液体媒体を含む、組成物。
  32. cDNAを合成する方法であって、
    A)コールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及びRNAを含む混合物を調製する工程、並びに
    B)工程A)で調製した混合物をインキュベートする工程を含む、方法。
  33. 混合物を30℃〜65℃で5分〜120分間インキュベートする、請求項32に記載の方法。
  34. 混合物を37℃〜50℃でインキュベートする、請求項32に記載の方法。
  35. 逆転写反応用のキットであって、
    A)コールドショックタンパク質、
    B)逆転写酵素、プライマー、及びデオキシリボヌクレオチドから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネント、並びに
    C)液体媒体を含む、キット。
  36. 液体媒体は反応緩衝液を含む、請求項35に記載のキット。
  37. 遺伝子増幅反応を行うための試薬をさらに含む、請求項35に記載のキット。
  38. 試薬は耐熱性のDNAポリメラーゼ、反応緩衝液、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及び少なくとも一対のプライマーを含む、請求項37に記載のキット。
  39. 逆転写反応用のキットの利用に関する説明書をさらに含む、請求項35に記載のキット。
  40. 説明書は紙又は電子形式である、請求項39に記載のキット。
  41. 各々のコンポーネントは個別に存在する、請求項35に記載のキット。
  42. 少なくとも2つのコンポーネントが組み合わせてある、請求項35に記載のキット。
  43. A)コールドショックタンパク質、逆転写酵素、少なくとも1種のプライマー、少なくとも1種のデオキシリボヌクレオチド、及びRNAを含む溶液を調製する工程、並びに
    B)工程A)で調製した溶液をインキュベートする工程を含むプロセスによって合成されるcDNA組成物。
  44. 混合物を30℃〜65℃で5分〜120分間インキュベートする、請求項43に記載のcDNA組成物。
  45. 混合物を37℃〜50℃でインキュベートする、請求項44に記載のcDNA組成物。
  46. エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用の組成物であって、
    A)コールドショックタンパク質、並びに
    B)RNA基質及びエンドリボヌクレアーゼから成る群から選択される少なくとも1つのコンポーネントを含む、組成物。
  47. コールドショックタンパク質及びRNA基質を含む、請求項46に記載の組成物。
  48. 液体媒体をさらに含む、請求項46に記載の組成物。
  49. エンドリボヌクレアーゼ切断部位を同定する方法であって、
    A)コールドショックタンパク質、RNA基質、及びエンドリボヌクレアーゼを含む混合物を調製する工程、並びに
    B)工程A)の混合物をインキュベートする工程を含む、方法。
  50. 混合物を電気泳動によって解析する工程をさらに含む、請求項49に記載の方法。
  51. エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用のキットであって、コールドショックタンパク質及びRNA基質を含む、キット。
  52. 液体媒体をさらに含む、請求項51に記載のキット。
  53. 液体媒体は反応緩衝液を含む、請求項52に記載のキット。
  54. エンドリボヌクレアーゼ切断部位の同定用のキットの利用に関する説明書をさらに含む、請求項51に記載のキット。
  55. 説明書は紙又は電子形式である、請求項54に記載のキット。
  56. コールドショックタンパク質及びRNA基質は個別に存在する、請求項51に記載のキット。
  57. コールドショックタンパク質及びRNA基質は組み合わせてある、請求項51に記載のキット。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018225772A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 タカラバイオ株式会社 オリゴヌクレオチドの保存方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10234389A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Becton Dickinson & Co 一本鎖dna結合タンパク質を使用する核酸の複製
JP2002153280A (ja) * 2000-11-22 2002-05-28 Kirin Brewery Co Ltd Dnaとdna結合因子との結合を促進するタンパク質およびそのタンパク質をコードする遺伝子
JP2003519482A (ja) * 2000-01-10 2003-06-24 ワットマン インコーポレイテッド 核酸を保存および合成する方法
WO2005017144A1 (ja) * 2003-08-14 2005-02-24 Takara Bio Inc. dsRNA分解およびRNA合成方法
JP2007507229A (ja) * 2003-09-29 2007-03-29 モンサント テクノロジー エルエルシー 植物においてストレス耐性を高める方法およびその方法
JP2008048746A (ja) * 1997-11-20 2008-03-06 Takara Bio Inc Dna及びかかるdnaを用いた低温での目的蛋白質の発現方法
JP2009273432A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Takara Bio Inc 逆転写反応用組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10234389A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Becton Dickinson & Co 一本鎖dna結合タンパク質を使用する核酸の複製
JP2008048746A (ja) * 1997-11-20 2008-03-06 Takara Bio Inc Dna及びかかるdnaを用いた低温での目的蛋白質の発現方法
JP2003519482A (ja) * 2000-01-10 2003-06-24 ワットマン インコーポレイテッド 核酸を保存および合成する方法
JP2002153280A (ja) * 2000-11-22 2002-05-28 Kirin Brewery Co Ltd Dnaとdna結合因子との結合を促進するタンパク質およびそのタンパク質をコードする遺伝子
WO2005017144A1 (ja) * 2003-08-14 2005-02-24 Takara Bio Inc. dsRNA分解およびRNA合成方法
JP2007507229A (ja) * 2003-09-29 2007-03-29 モンサント テクノロジー エルエルシー 植物においてストレス耐性を高める方法およびその方法
JP2009273432A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Takara Bio Inc 逆転写反応用組成物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013056069; Huang and Keohavong: DNA and Cell Biology Vol.15,No.7, p.589-594,1996 *
JPN6013056071; Jiang et al: The Journal of Biological Chemistry Vol.273,No.1, p.196-202,1997.1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018225772A1 (ja) * 2017-06-07 2018-12-13 タカラバイオ株式会社 オリゴヌクレオチドの保存方法
US11572580B2 (en) 2017-06-07 2023-02-07 Takara Bio Inc. Oligonucleotide preservation method

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