JP2013000093A - Identification method of bacterium or virus belonging to same genus - Google Patents

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昭徳 小鮒
Takaya Tawarada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for quickly, highly sensitively and specifically identifying two or more kinds of bacteria or viruses belonging to the same genus.SOLUTION: There is provided a method for identifying n (n≥2) kinds of bacteria or viruses belonging to the same genus by using n kinds of oligonucleotide probes that can form double strands each complemental to a part of a sequence in a specific nucleic acid derived from n kinds of bacteria or viruses belonging to the same genus, wherein the sequence of the specific nucleic acid is a sequence having high homology between the bacteria or the viruses to be identified, the oligonucleotide probes are probes changing the fluorescence properties compared with those before formation when forming a complemental double strand to a part of the sequence in the specific nucleic acid, and the changing amount of the fluorescence properties with the oligonucleotide probes is different by bacteria or viruses to be identified with the oligonucleotide probes.

Description

本発明は、迅速、高感度かつ特異的に、同じ属に属する2種類以上の菌またはウイルスを同定する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for identifying two or more types of bacteria or viruses belonging to the same genus rapidly, sensitively and specifically.

マイコバクテリウム(Mycobacterium)属細菌は、抗酸性の性質を持つグラム陽性桿菌であり、抗酸菌とも呼ばれる。抗酸菌には重篤な病変を引き起こす病原菌が多く、その中でもMycobacterium tuberculosis(結核菌)はヒトに結核を引き起こす病原体であり、その検査は臨床上極めて重要である。また結核菌の他にも、Mycobacterium avium、Mycobacterium intracellulare、Mycobacterium kansasiiなどの非結核性抗酸菌が、ヒトに病原性を示すことが知られている。   Mycobacterium is a gram-positive gonococcus having acid-fast properties and is also called acid-fast bacterium. There are many pathogenic bacteria that cause severe lesions in mycobacteria, and among them, Mycobacterium tuberculosis is a pathogen that causes tuberculosis in humans, and its examination is extremely important clinically. In addition to Mycobacterium tuberculosis, nontuberculous mycobacteria such as Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare and Mycobacterium kansasii are known to be pathogenic to humans.

非結核性抗酸菌は結核菌と同様、ヒトの肺、リンパ節、皮膚などを冒し、特に肺に感染する症例が多い。非結核性抗酸菌は、結核菌のようにヒトからヒトへの感染は起こらないが、結核菌に対する薬剤に耐性を有しており、有効な薬剤はほとんどない。このように抗酸菌感染に対する治療法は菌種の違いにより異なることから、抗酸菌の検査では菌種を迅速に同定することが不可欠となる。   Nontuberculous mycobacteria, like M. tuberculosis, affect human lungs, lymph nodes, skin, etc., and in particular, many cases infect the lungs. Nontuberculous mycobacteria do not cause human-to-human infection like tuberculosis, but are resistant to drugs against M. tuberculosis and there are few effective drugs. Thus, since the treatment method for acid-fast bacilli varies depending on the species, it is indispensable to quickly identify the species in acid-fast bacilli.

特許2985446号公報Japanese Patent No. 2998546 特開2000−014400号公報JP 2000-014400 A 特開2005−218317号公報JP 2005-218317 A 米国特許5925517号公報US Pat. No. 5,925,517 米国特許6103476号公報US Pat. No. 6,103,476 米国特許5210015号公報US Patent 5210015 米国特許5487972号公報US Pat. No. 5,487,972 特許3437816号公報Japanese Patent No. 3437816 米国特許5011769号公報US Pat. No. 5,011,769 米国特許5403711号公報US Pat. No. 5,403,711

Ishiguro T.et al.,Anal.Biochem.,314,77−86(2003)Ishiguro T. et al. , Anal. Biochem. , 314, 77-86 (2003)

前述したように、抗酸菌の検査では、感染した抗酸菌の菌種により治療法が異なるため、菌種を迅速に同定することが不可欠である。抗酸菌の検査において、ヒトに結核を引き起こすMycobacterium tuberculosis(結核菌)の同定が重要なのはいうまでもないが、非結核性抗酸菌の中でも、出現頻度の高いMycobacterium avium、Mycobacterium intracellulare、Mycobacterium kansasiiの同定は重要であり、特に出現頻度の高いMycobacterium aviumとMycobacterium intracellulareの同定が重要である。   As described above, in the mycobacterial test, it is indispensable to quickly identify the bacterial species because the treatment method differs depending on the bacterial species of the infected acid-fast bacterium. In mycobacteria testing, it is needless to say that identification of Mycobacterium tuberculosis causing tuberculosis in humans is important, but among non-tuberculous mycobacteria, Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare, Mycobacterium intracellulare, In particular, it is important to identify Mycobacterium avium and Mycobacterium intracellulare, which frequently appear.

感染した抗酸菌の菌種を同定する際、臨床症状から同定するのは極めて困難である。また一般に抗酸菌は発育が遅く、培養を用いた検査法ではかなりの時間を要する。したがって抗酸菌の菌種を迅速に同定するには、抗酸菌に由来する特定領域の核酸(特定核酸)を増幅させて検出する方法が有効である。   When identifying the species of infected acid-fast bacilli, it is extremely difficult to identify from the clinical symptoms. In general, mycobacteria grow slowly, and it takes a considerable amount of time to test using culture. Therefore, a method for amplifying and detecting a nucleic acid (specific nucleic acid) in a specific region derived from acid-fast bacteria is effective for rapidly identifying the species of acid-fast bacteria.

本出願人は以前、試料に含まれる特定領域の核酸(特定核酸)を、核酸と反応することにより蛍光特性が変化する蛍光色素の存在下で、PCR法による増幅を行ない、前記蛍光特性の変化を測定することで、試料中の核酸を検出する方法を発明している(特許文献1)。また本出願人は以前、標的RNAに対して、プライマーセット(そのうちの一方はプロモーター配列を含む)、逆転写酵素および必要に応じてリボヌクレアーゼH(RNase H)により、プロモーター配列を含む2本鎖DNAを合成し、RNAポリメラーゼによって標的となるRNAの特定塩基配列を含むRNAを合成し、当該RNAを引き続きプロモーター配列を含む2本鎖DNA合成の鋳型とする連鎖反応により、簡便にRNAを増幅する方法を発明している(特許文献2および非特許文献1)。さらに、特許文献2および非特許文献1では、前述の方法で増幅したRNAの検出に、インターカレーター性蛍光色素で標識され、かつ標的RNAと相補的2本鎖を形成すると、当該相補的2本鎖部分に前記蛍光色素がインターカレートして蛍光特性が変化(蛍光強度が増加)するよう設計されたオリゴヌクレオチドプローブ(以下、INAFプローブとする)を用いており、前述したRNA増幅方法および前記プローブにより、簡便、一定温度、かつ一段階でのRNA増幅および検出を可能にしている。   The present applicant has previously amplified a nucleic acid (specific nucleic acid) in a specific region contained in a sample by PCR in the presence of a fluorescent dye whose fluorescent property changes by reacting with the nucleic acid. Has been invented a method for detecting nucleic acid in a sample by measuring (Patent Document 1). In addition, the present applicant has previously described a double-stranded DNA containing a promoter sequence by using a primer set (one of which contains a promoter sequence), reverse transcriptase and, if necessary, ribonuclease H (RNase H) against a target RNA. A method for amplifying RNA simply by a chain reaction using RNA polymerase to synthesize RNA containing a specific base sequence of RNA to be targeted and subsequently using the RNA as a template for double-stranded DNA synthesis containing a promoter sequence (Patent Document 2 and Non-Patent Document 1). Further, in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, when RNA amplified by the above-described method is detected and labeled with an intercalating fluorescent dye and forms a complementary double strand with a target RNA, the complementary two An oligonucleotide probe (hereinafter referred to as an INAF probe) designed so that the fluorescent dye is intercalated into the chain portion to change the fluorescence characteristics (fluorescence intensity increases) is used. The probe enables RNA amplification and detection in a simple, constant temperature and one step.

特許文献2および非特許文献1で開示のRNA増幅検出法のうち、増幅したRNAの検出に用いるINAFプローブは、標識するインターカレーター性蛍光色素が同じであっても、標的RNAが異なると、その蛍光特性(蛍光強度の増加率)は異なる(特許文献3)。したがって、特許文献2および非特許文献1で開示のRNA増幅検出法を用いて菌またはウイルスの同定を行なおうとした場合、同定対象の菌またはウイルス由来の標的RNAがそれぞれ異なる(例えば、一方がrRNAで他方がmRNA)のであれば、前記プローブの蛍光特性の違いから同定が可能といえる。しかしながら、リボソームRNA(rRNA)またはリボソームDNA(rDNA)を用いたマイコバクテリウム(Mycobacterium)属菌間の同定、rRNAまたはrDNAを用いたレジオネラ(Legionella)属菌間の同定、構造蛋白領域のRNAを用いたノロウイルス(Norovirus)各遺伝子型間の同定等のように、同じ属に属する菌間またはウイルス間で塩基配列の相同性が極めて高い標的RNA(または標的DNA)を用いた、菌またはウイルスの同定の場合、標的RNA(または標的DNA)の検出に用いるオリゴヌクレオチドプローブの塩基配列も互いに極めて近い配列となるため、前記プローブの蛍光特性の違いによる菌またはウイルスの同定が可能か、不明であった。   Among the RNA amplification detection methods disclosed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, the INAF probe used for detection of amplified RNA has the same intercalator fluorescent dye to be labeled. The fluorescence characteristics (fluorescence intensity increase rate) are different (Patent Document 3). Therefore, when trying to identify bacteria or viruses using the RNA amplification detection methods disclosed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, target RNAs derived from the bacteria or viruses to be identified are different from each other (for example, one is If rRNA and the other is mRNA), it can be identified from the difference in fluorescence characteristics of the probe. However, identification between genus Mycobacterium using ribosomal RNA (rRNA) or ribosomal DNA (rDNA), identification between Legionella genus using rRNA or rDNA, RNA of structural protein region Using a target RNA (or target DNA) having a very high base sequence homology between bacteria belonging to the same genus or between viruses, such as identification between the genotypes of Norovirus used, etc. In the case of identification, since the nucleotide sequences of oligonucleotide probes used for detection of target RNA (or target DNA) are also very close to each other, it is unclear whether bacteria or viruses can be identified due to differences in the fluorescence characteristics of the probes. It was.

そこで本発明の目的は、菌またはウイルスの同定に用いる標的核酸の塩基配列が、同定する菌またはウイルス間で相同性が極めて高い場合でも、菌またはウイルスの同定が可能な方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of identifying a bacterium or virus even when the base sequence of a target nucleic acid used for the identification of the bacterium or virus has extremely high homology between the identified bacterium or virus. is there.

本発明者らは、上記目的に鑑みて鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies in view of the above object, the present inventors have completed the present invention.

すなわち本発明の第一の態様は、
同じ属に属するn種類(nは2以上)の菌またはウイルスに由来する特定核酸のそれぞれ一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成可能なn種類のオリゴヌクレオチドプローブを用いて、同じ属に属するn種類の菌またはウイルスを同定する方法であって、
前記特定核酸の塩基配列は、同定する菌またはウイルス間で相同性の高い配列であり、
前記オリゴヌクレオチドプローブは、前記特定核酸の一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブであり、
前記オリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量は、前記オリゴヌクレオチドプローブで同定する菌またはウイルスにより異なる、
前記方法である。
That is, the first aspect of the present invention is:
Using n types of oligonucleotide probes capable of forming a complementary double strand with a part of the base sequence of specific nucleic acids derived from n types (n is 2 or more) of bacteria or viruses belonging to the same genus, the same genus A method for identifying n types of fungi or viruses belonging to
The base sequence of the specific nucleic acid is a sequence having high homology among the bacteria or viruses to be identified,
The oligonucleotide probe is a probe whose fluorescence characteristics change when it forms a complementary double strand with a part of the base sequence of the specific nucleic acid, compared to before formation,
The amount of change in fluorescence characteristics by the oligonucleotide probe varies depending on the bacteria or virus identified by the oligonucleotide probe.
Said method.

また本発明の第二の態様は、
マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類(nは2以上)の菌に由来する特定核酸のそれぞれ一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成可能なn種類のオリゴヌクレオチドプローブを用いて、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類の菌を同定する方法であって、
前記特定核酸はリボソームRNAまたはリボソームDNAであり、
前記オリゴヌクレオチドプローブは、前記リボソームRNAまたはリボソームDNAの一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブであり、
前記オリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量は、前記オリゴヌクレオチドプローブで同定する菌により異なる、
前記方法である。
The second aspect of the present invention is as follows.
Using n types of oligonucleotide probes capable of forming a complementary double strand with a partial base sequence of a specific nucleic acid derived from n types (n is 2 or more) belonging to the genus Mycobacterium , A method for identifying n types of fungi belonging to the genus Mycobacterium,
The specific nucleic acid is ribosomal RNA or ribosomal DNA,
The oligonucleotide probe is a probe whose fluorescence characteristics change when it forms a complementary double strand with a part of the base sequence of the ribosomal RNA or ribosomal DNA, compared to before formation,
The amount of change in fluorescence characteristics due to the oligonucleotide probe varies depending on the bacteria identified by the oligonucleotide probe.
Said method.

また本発明の第三の態様は、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類の菌が、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、マイコバクテリウム・アビウム(Mycobacterium avium)およびマイコバクテリウム・イントラセルラー(Mycobacterium intracellulare)から選ばれるn種類の菌である、前記第二の態様に記載の方法である。   In the third aspect of the present invention, n types of bacteria belonging to the genus Mycobacterium are Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, and Mycobacterium intracellulare. The method according to the second aspect, which is n types of bacteria selected from intracellulare).

また本発明の第四の態様は、n種類のオリゴヌクレオチドプローブが、共通のインターカレーター性蛍光色素で標識され、かつ特定核酸の一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると、形成した相補的2本鎖部分に前記蛍光色素がインターカレートすることで、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブである、前記第一から第三の態様のいずれかに記載の方法である。   The fourth aspect of the present invention is formed when n kinds of oligonucleotide probes are labeled with a common intercalating fluorescent dye and form a complementary double strand with a part of the base sequence of a specific nucleic acid. 4. The method according to any one of the first to third aspects, wherein the fluorescent dye is a probe whose fluorescence characteristics change as compared to before formation by intercalating the fluorescent dye into a complementary double-stranded portion.

また本発明の第五の態様は、特定核酸がRNAであり、前記RNAは、
(1)RNAを鋳型とする、RNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による特定核酸の塩基配列に相補的なcDNAを合成する工程、
(2)リボヌクレアーゼH(RNase H)活性を有する酵素によるRNA−DNA2本鎖のRNAを分解する工程(1本鎖DNAの生成)、
(3)1本鎖DNAを鋳型とする、DNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による、特定核酸の塩基配列、または特定核酸の塩基配列に相補的な配列のRNAを転写可能なプロモーター配列を有する2本鎖DNAを生成する工程、
(4)RNAポリメラーゼ活性を有する酵素による前記2本鎖DNAを鋳型とするRNA転写産物を生成する工程、および、
(5)当該RNA転写産物が、前記RNA−DNA2本鎖を生成する工程におけるcDNA合成の鋳型となることで、連鎖的にRNA転写産物を生成する工程、
により増幅されたRNAである、前記第一から第四の態様のいずれかに記載の方法である。
In the fifth aspect of the present invention, the specific nucleic acid is RNA,
(1) a step of synthesizing cDNA complementary to a base sequence of a specific nucleic acid by an enzyme having RNA-dependent DNA polymerase activity using RNA as a template;
(2) a step of degrading RNA-DNA double-stranded RNA by an enzyme having ribonuclease H (RNase H) activity (generation of single-stranded DNA),
(3) having a promoter sequence capable of transcribing a base sequence of a specific nucleic acid or a sequence complementary to the base sequence of the specific nucleic acid by an enzyme having DNA-dependent DNA polymerase activity using a single-stranded DNA as a template Generating double-stranded DNA;
(4) generating an RNA transcript using the double-stranded DNA as a template by an enzyme having RNA polymerase activity; and
(5) a step of generating an RNA transcript in a chain by using the RNA transcript as a template for cDNA synthesis in the step of generating the RNA-DNA duplex;
5. The method according to any one of the first to fourth aspects, which is RNA amplified by the above.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の同定方法で同定するn種類(nは2以上)の菌またはウイルスは、同じ属に属していればよく、一例として、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類の菌、レジオネラ(Legionella)属に属するn種類の菌、ノロウイルス(Norovirus)属に属する遺伝子群/遺伝子型の異なるn種類のウイルス、サポウイルス(Sapovirus)属に属する遺伝子群/遺伝子型の異なるn種類のウイルス、ロタウイルス(Rotavirus)属に属する遺伝子型の異なるn種類のウイルス、パピローマウイルス(Papillomavirus)属に属する遺伝子型の異なるn種類のウイルスがあげられる。   The n types of bacteria or viruses identified by the identification method of the present invention only need to belong to the same genus. As an example, n types of bacteria belonging to the genus Mycobacterium, Legionella ( N types of bacteria belonging to the genus Legionella, n types of viruses belonging to the genus Norovirus / nenotypes having different genotypes, n types of viruses belonging to the genus Sapovirus having different genotypes, rota Examples include n types of viruses having different genotypes belonging to the genus Rotavirus and n types of viruses having different genotypes belonging to the genus Papillomavirus.

本発明の同定方法において、オリゴヌクレオチドプローブを用いて検出(同定)する特定核酸は、その塩基配列の相同性が、同定するn種類の菌またはウイルス間で高いことを特徴としている。本発明において相同性が高いとは、同定するn種類の菌またはウイルス間における特定核酸の塩基配列の相同性が80%以上のことをいい、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。なお、同定するn種類の菌またはウイルス間における特定核酸の塩基配列の相同性が100%、すなわち完全一致の場合は、オリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量が各菌またはウイルス間で同等となることが予想されるため、好ましくないといえる。同定対象が同じ属に属する菌の場合における好ましい特定核酸の一例として、同定する菌間で相同性が高い、リボソームRNA(5SrRNA、5.8SrRNA、16SrRNA、18SrRNA、23SrRNA、28SrRNA)またはその遺伝子(リボソームDNA)の全領域または部分領域があげられる。なおリボソームRNAは1菌あたりの発現コピー数も多いことから、高感度に菌を同定する点でも、好ましいといえる。同定対象がノロウイルス属に属するウイルスの場合の一例として、ORF1のRNAポリメラーゼ領域の全領域または部分領域、ORF2である構造蛋白(capsid)領域の全領域または部分領域、RNAポリメラーゼ領域と構造蛋白領域とのジャンクション(junction)領域があげられる。同定対象がサポウイルス属に属するウイルスの場合の特定核酸の一例として、構造蛋白領域の全領域または部分領域があげられる。同定対象がロタウイルス属に属するウイルスの場合の特定核酸の一例として、P(protease−cleaved protein)領域の全領域または一部領域があげられる。同定対象がパピローマウイルス属に属するウイルスの場合の特定核酸の一例として、L1遺伝子領域の全領域または一部領域があげられる。   In the identification method of the present invention, a specific nucleic acid to be detected (identified) using an oligonucleotide probe is characterized in that the homology of its base sequence is high among n types of bacteria or viruses to be identified. In the present invention, high homology means that the homology of the base sequence of a specific nucleic acid among n types of bacteria or viruses to be identified is 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more. is there. In addition, when the homology of the base sequence of a specific nucleic acid among n types of bacteria or viruses to be identified is 100%, that is, when they completely match, the amount of change in fluorescence characteristics by the oligonucleotide probe is equivalent between the bacteria or viruses. Therefore, it is not preferable. As an example of a preferable specific nucleic acid in the case where the identification target is a bacterium belonging to the same genus, a ribosomal RNA (5SrRNA, 5.8SrRNA, 16SrRNA, 18SrRNA, 23SrRNA, 28SrRNA) or a gene thereof (ribosome) having high homology among the bacteria to be identified (DNA) all or a partial region. Since ribosomal RNA has a large number of expression copies per bacterium, it can be said to be preferable in terms of identifying the bacterium with high sensitivity. As an example of the case where the identification target is a virus belonging to the genus Norovirus, the entire region or partial region of the RNA polymerase region of ORF1, the entire region or partial region of the structural protein (capsid) region that is ORF2, the RNA polymerase region and the structural protein region The junction area is given. An example of the specific nucleic acid when the identification target is a virus belonging to the genus Sapovirus is the entire region or a partial region of the structural protein region. As an example of the specific nucleic acid when the identification target is a virus belonging to the genus Rotavirus, the entire region or a partial region of a P (protease-cleaved protein) region can be mentioned. An example of the specific nucleic acid when the identification target is a virus belonging to the genus Papillomavirus is the entire region or a partial region of the L1 gene region.

本発明の同定方法で用いるオリゴヌクレオチドプローブは、同定する菌またはウイルスに由来する特定核酸の一部の配列と相補的2本鎖を形成可能なプローブであり、同定する菌またはウイルスにそれぞれ対応したプローブを用意すればよい。なお、本発明の同定方法で使用するオリゴヌクレオチドプローブは、ストリンジェントな条件で相補的2本鎖を形成可能なプローブであると好ましい。ストリンジェントな条件の具体例としては、42℃において、50%(v/v)ホルムアミド、0.1%ウシ血清アルブミン、0.1%フィコール、0.1%ポリビニルピロリドン、50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6.5)、150mMの塩化ナトリウムまたは75mMクエン酸ナトリウムが共存する条件があげられる。本発明の同定方法で使用するオリゴヌクレオチドプローブの具体例として、同定する菌が、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属する主要な菌である、Mycobacterium tuberculosis(結核菌)、Mycobacterium aviumおよびMycobacterium intracellulareから選ばれるn種類(nは2以上)の菌である場合、配列番号1から7に記載の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプローブから選ばれるn種類のプローブがあげられる。   The oligonucleotide probe used in the identification method of the present invention is a probe capable of forming a double strand complementary to a partial sequence of a specific nucleic acid derived from a bacterium or virus to be identified, and corresponds to the bacterium or virus to be identified. What is necessary is just to prepare a probe. The oligonucleotide probe used in the identification method of the present invention is preferably a probe capable of forming a complementary double strand under stringent conditions. Specific examples of stringent conditions include: 50% (v / v) formamide, 0.1% bovine serum albumin, 0.1% ficoll, 0.1% polyvinylpyrrolidone, 50 mM sodium phosphate buffer at 42 ° C. (PH 6.5), 150 mM sodium chloride or 75 mM sodium citrate coexisting conditions. As specific examples of the oligonucleotide probe used in the identification method of the present invention, the bacteria to be identified are selected from Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, and Mycobacterium intracellulare, which are the main bacteria belonging to the genus Mycobacterium (Mycobacterium). In the case of n types of bacteria (n is 2 or more), there are n types of probes selected from oligonucleotide probes consisting of the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NOs: 1 to 7.

本発明の同定方法で使用するオリゴヌクレオチドプローブは、同定する菌またはウイルスに由来する特定核酸の一部の配列と相補的2本鎖を形成すると、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブである。蛍光特性が変化するプローブの一例として、モレキュラービーコン(Molecular beacon)プローブ(特許文献4および5)、TaqManプローブ(特許文献6および7)、Q−Probe(特許文献8)、サイクリングプローブ(特許文献9および10)、インターカレーター性蛍光色素で標識されたプローブ(INAFプローブ、特許文献2および非特許文献1)があげられる。特にINAFプローブは、特定核酸を増幅して菌またはウイルスの同定を行なう場合、当該特定核酸の増幅反応と同時並行で同定が行なえるため、好ましい。   The oligonucleotide probe used in the identification method of the present invention is a probe whose fluorescence characteristics change when it forms a complementary double strand with a partial sequence of a specific nucleic acid derived from the bacterium or virus to be identified. is there. As an example of a probe whose fluorescence characteristics change, a molecular beacon probe (Patent Documents 4 and 5), a TaqMan probe (Patent Documents 6 and 7), a Q-Probe (Patent Document 8), a cycling probe (Patent Document 9). And 10), and a probe labeled with an intercalating fluorescent dye (INAF probe, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1). In particular, the INAF probe is preferable when a specific nucleic acid is amplified to identify a bacterium or a virus because identification can be performed in parallel with the amplification reaction of the specific nucleic acid.

本発明の好ましい同定方法で使用するINAFプローブで標識するインターカレーター性蛍光色素は特に限定はなく、オキサゾールイエロー、チアゾールオレンジ、エチジウムブロマイドまたはこれらの誘導体を例示できる。一例として、オキサゾールイエローは、2本鎖核酸にインターカレートすることで510nmの蛍光(励起波長470nm)が顕著に増加する色素である。前記蛍光色素は、同定対象の菌またはウイルスに由来する特定核酸の一部の配列と相補的2本鎖を形成可能なオリゴヌクレオチドの5’末端側、3’末端側、リン酸ジエステル部分、塩基部分のいずれかに、適当なリンカーを介して導入すればよい。なお、特定核酸の増幅反応と同時並行でINAFプローブによる同定を行なう場合は、前記プローブの3’末端側水酸基に修飾処理を施すことで、3’末端側水酸基からの伸長を防止するのが好ましい。また、n種類のオリゴヌクレオチドプローブに導入したインターカレーター性蛍光色素を共通にすると、同一の励起/蛍光波長でn種類の菌またはウイルスを同時に同定でき、蛍光検出装置の装置構成も簡素化できるため好ましい。   The intercalating fluorescent dye labeled with the INAF probe used in the preferred identification method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include oxazole yellow, thiazole orange, ethidium bromide, and derivatives thereof. As an example, oxazole yellow is a dye that significantly increases fluorescence at 510 nm (excitation wavelength: 470 nm) when intercalated into a double-stranded nucleic acid. The fluorescent dye is composed of 5 ′ terminal side, 3 ′ terminal side, phosphodiester part, base of oligonucleotide capable of forming a double strand complementary to a partial sequence of a specific nucleic acid derived from a fungus or virus to be identified. It may be introduced into any part via an appropriate linker. In addition, when performing identification with an INAF probe in parallel with the amplification reaction of a specific nucleic acid, it is preferable to prevent the extension from the 3′-terminal side hydroxyl group by modifying the 3′-terminal side hydroxyl group of the probe. . In addition, if an intercalator fluorescent dye introduced into n types of oligonucleotide probes is used in common, n types of bacteria or viruses can be simultaneously identified with the same excitation / fluorescence wavelength, and the configuration of the fluorescence detection apparatus can be simplified. preferable.

本発明の同定方法は、n種類のオリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量の違いを検出することにより、菌またはウイルスを同定する方法である。蛍光特性の変化量の検出は、蛍光強度の絶対値で行なってもよいし、陰性試料での蛍光強度値に対する相対値(蛍光強度比)で行なってもよいし、特定核酸を増幅して菌またはウイルスの同定を行なう場合は特定核酸増幅前の試料での蛍光強度値に対する相対値(蛍光強度比)で行なってもよい。   The identification method of the present invention is a method for identifying a bacterium or a virus by detecting a difference in the amount of change in fluorescence characteristics by n kinds of oligonucleotide probes. Detection of the amount of change in fluorescence characteristics may be performed with the absolute value of the fluorescence intensity, or may be performed with a relative value (fluorescence intensity ratio) with respect to the fluorescence intensity value in a negative sample, or by amplifying a specific nucleic acid Or when identifying a virus, you may carry out by the relative value (fluorescence intensity ratio) with respect to the fluorescence intensity value in the sample before amplification of a specific nucleic acid.

本発明の同定方法では、喀痰、胃液、血液、尿、便、体腔液、組織、気管支洗浄液、気管支肺胞洗浄液等の生体由来の試料をそのまま特定核酸を含む試料として同定に用いてもよいし、前記生体由来の試料から公知の方法または公知の試薬を用いて核酸を抽出して得られた試料を、特定核酸を含む試料として同定に用いてもよい。なお、いずれの試料を用いた場合でも、特定核酸を適切な方法で増幅させると同時に、または増幅させてから、オリゴヌクレオチドプローブを用いて検出させると、菌またウイルスの同定をより高感度に行なえるため、好ましい。特定核酸を増幅させる方法としては、PCR法、LAMP(Loop−mediated isothermal AMPlification)法、TRC法(Transcription Reverse transcription Concerted Reaction、特許文献2)、NASBA(Nucleic Acid Sequence−Based Amplification)法、TMA(Transcripition Mediated Amplification)法等の公知の方法を例示できるが、一定温度(比較的低温)で簡便かつ迅速に特定核酸の増幅が可能なTRC法、NASBA法、TMA法が好ましい。また、特定核酸を増幅させる際は、増幅のための酵素の活性を妨害する物質等を、あらかじめ除去または不活化させると好ましい。   In the identification method of the present invention, biological samples such as sputum, gastric juice, blood, urine, feces, body cavity fluid, tissue, bronchial lavage fluid, bronchoalveolar lavage fluid may be used for identification as a sample containing a specific nucleic acid as it is. A sample obtained by extracting a nucleic acid from a sample derived from the living body using a known method or a known reagent may be used for identification as a sample containing a specific nucleic acid. Regardless of which sample is used, identification of bacteria and viruses can be performed with higher sensitivity by amplifying a specific nucleic acid by an appropriate method or detecting it using an oligonucleotide probe after amplification. Therefore, it is preferable. As a method for amplifying a specific nucleic acid, a PCR method, a LAMP (Loop-mediated isometric AMP qualification) method, a TRC method (Transcribation Reverse transcription transcribed reaction reaction, Patent Document 2), a NASBA (Nucleic Acetic Acid Method). Although known methods such as the Mediated Amplification method can be exemplified, the TRC method, the NASBA method, and the TMA method that can amplify a specific nucleic acid easily and quickly at a constant temperature (relatively low temperature) are preferable. Further, when amplifying a specific nucleic acid, it is preferable to remove or inactivate a substance that interferes with the activity of the enzyme for amplification in advance.

前述した好ましい特定核酸の増幅方法は、RNAを増幅する方法であり、下記の(1)から(5)に示す工程により特定核酸(RNA)の増幅を行なう。
(1)RNAを鋳型とする、RNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による特定核酸の塩基配列に相補的なcDNAを合成する工程、
(2)リボヌクレアーゼH(RNase H)活性を有する酵素によるRNA−DNA2本鎖のRNAを分解する工程(1本鎖DNAの生成)、
(3)1本鎖DNAを鋳型とする、DNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による、特定核酸の塩基配列、または特定核酸の塩基配列に相補的な配列のRNAを転写可能なプロモーター配列を有する2本鎖DNAを生成する工程、
(4)RNAポリメラーゼ活性を有する酵素による前記2本鎖DNAを鋳型とするRNA転写産物を生成する工程、および、
(5)当該RNA転写産物が、前記RNA−DNA2本鎖を生成する工程におけるcDNA合成の鋳型となることで、連鎖的にRNA転写産物を生成する工程。
The preferred specific nucleic acid amplification method described above is a method of amplifying RNA, and the specific nucleic acid (RNA) is amplified by the steps shown in the following (1) to (5).
(1) a step of synthesizing cDNA complementary to a base sequence of a specific nucleic acid by an enzyme having RNA-dependent DNA polymerase activity using RNA as a template;
(2) a step of degrading RNA-DNA double-stranded RNA by an enzyme having ribonuclease H (RNase H) activity (generation of single-stranded DNA),
(3) having a promoter sequence capable of transcribing a base sequence of a specific nucleic acid or a sequence complementary to the base sequence of the specific nucleic acid by an enzyme having DNA-dependent DNA polymerase activity using a single-stranded DNA as a template Generating double-stranded DNA;
(4) generating an RNA transcript using the double-stranded DNA as a template by an enzyme having RNA polymerase activity; and
(5) A step of generating RNA transcripts in a chain by using the RNA transcript as a template for cDNA synthesis in the step of generating the RNA-DNA duplex.

前記増幅において、RNAを鋳型とするRNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素(逆転写酵素)、RNase H活性を有する酵素、1本鎖DNAを鋳型とするDNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素およびRNAポリメラーゼ活性を有する酵素により進行する。これらの酵素は、いくつかの活性を合わせ持つ酵素を使用してもよく、それぞれの活性を持つ複数の酵素を使用してもよい。一例として、RNAを鋳型とするRNA依存性DNAポリメラーゼ活性、RNase H活性および1本鎖DNAを鋳型とするDNA依存性DNAポリメラーゼ活性の三つの活性を有する逆転写酵素と、RNAポリメラーゼ活性を有する酵素と、を組み合わせて使用することがあげられる。もっとも、前記逆転写酵素とRNAポリメラーゼ活性を有する酵素に、RNase H活性を有する酵素を必要に応じてさらに添加してもよい。前記逆転写酵素の一例として、AMV逆転写酵素、MMLV逆転写酵素、HIV逆転写酵素およびこれらの誘導体があげられ、中でもAMV逆転写酵素およびその誘導体が好ましい。RNAポリメラーゼ活性を有する酵素としては、分子生物学実験などで汎用されているバクテリオファージ由来のT7 RNAポリメラーゼ、SP6 RNAポリメラーゼ、T3 RNAポリメラーゼおよびこれらの誘導体を例示できる。   In the amplification, an enzyme having RNA-dependent DNA polymerase activity using RNA as a template (reverse transcriptase), an enzyme having RNase H activity, an enzyme having DNA-dependent DNA polymerase activity using single-stranded DNA as a template, and RNA It proceeds by an enzyme having polymerase activity. As these enzymes, enzymes having several activities may be used, or a plurality of enzymes having respective activities may be used. As an example, a reverse transcriptase having three activities of RNA-dependent DNA polymerase activity using RNA as a template, RNase H activity and DNA-dependent DNA polymerase activity using single-stranded DNA as a template, and an enzyme having RNA polymerase activity And can be used in combination. However, an enzyme having RNase H activity may be further added to the enzyme having reverse transcriptase and RNA polymerase activity as necessary. Examples of the reverse transcriptase include AMV reverse transcriptase, MMLV reverse transcriptase, HIV reverse transcriptase and derivatives thereof, among which AMV reverse transcriptase and derivatives thereof are preferable. Examples of enzymes having RNA polymerase activity include bacteriophage-derived T7 RNA polymerase, SP6 RNA polymerase, T3 RNA polymerase, and derivatives thereof widely used in molecular biology experiments and the like.

前記増幅では試料および前記酵素に加え、さらに、緩衝剤、マグネシウム塩、カリウム塩、ヌクレオシド三リン酸(NTP)およびデオキシリボヌクレオシド三リン酸(dNTP)を添加し、反応効率を調節するために必要に応じ、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジチオスレイトール(DTT)、ウシ血清アルブミン(BSA)および糖等を添加し、適切な温度条件下で前記酵素による反応を進行させる。適切な温度条件の一例として、AMV逆転写酵素とT7 RNAポリメラーゼとを用いた場合は、35℃から65℃までの範囲で行なえばよく、好ましくは40℃から50℃までの範囲である。   In the amplification, in addition to the sample and the enzyme, a buffer, a magnesium salt, a potassium salt, a nucleoside triphosphate (NTP) and a deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP) are added to adjust the reaction efficiency. Accordingly, dimethyl sulfoxide (DMSO), dithiothreitol (DTT), bovine serum albumin (BSA), sugar and the like are added, and the reaction with the enzyme proceeds under an appropriate temperature condition. As an example of appropriate temperature conditions, when AMV reverse transcriptase and T7 RNA polymerase are used, the temperature may be in the range of 35 ° C. to 65 ° C., and preferably in the range of 40 ° C. to 50 ° C.

前記増幅では、特定核酸の一部の塩基配列と相同的な配列を有する第一のプライマーと、特定核酸の一部の塩基配列と相補的な配列を有する第二のプライマーを使用する(ここで前記第一または第二のプライマーのいずれか一方はその5’末端にRNAポリメラーゼのプロモーター配列が付加されている)。第一のプライマーにプロモーター配列が付加されている場合は、特定核酸の塩基配列と相同のRNA転写産物が生成され、第二のプライマーにプロモーター配列が付加されている場合は、特定核酸の塩基配列と相補的なRNA転写産物が生成される。プライマーに付加するプロモーター配列は、前記増幅で使用するRNAポリメラーゼ活性を有する酵素に応じた公知のプロモーター配列を使用すればよく、RNAポリメラーゼ活性を有する酵素がT7 RNAポリメラーゼである場合はT7プロモーターを、RNAポリメラーゼ活性を有する酵素がSP6 RNAポリメラーゼである場合はSP6プロモーターを、RNAポリメラーゼ活性を有する酵素がT3 RNAポリメラーゼである場合はT3プロモーターを、それぞれ使用すればよい。なお前記プロモーター配列に加え、さらにエンハンサー配列等の転写効率に関わる付加配列を含んでいてもよい。   In the amplification, a first primer having a sequence homologous to a part of the base sequence of the specific nucleic acid and a second primer having a sequence complementary to the part of the base sequence of the specific nucleic acid are used (here, Either one of the first and second primers has an RNA polymerase promoter sequence added to its 5 ′ end). When a promoter sequence is added to the first primer, an RNA transcript homologous to the base sequence of the specific nucleic acid is generated, and when a promoter sequence is added to the second primer, the base sequence of the specific nucleic acid A complementary RNA transcript is produced. The promoter sequence added to the primer may be a known promoter sequence corresponding to the enzyme having RNA polymerase activity used in the amplification. When the enzyme having RNA polymerase activity is T7 RNA polymerase, the T7 promoter is used. The SP6 promoter may be used when the enzyme having RNA polymerase activity is SP6 RNA polymerase, and the T3 promoter may be used when the enzyme having RNA polymerase activity is T3 RNA polymerase. In addition to the promoter sequence, an additional sequence related to transcription efficiency such as an enhancer sequence may be included.

前述したプロモーター配列を付加した第一のプライマーと、第二のプライマーを使用して前記増幅を行なう場合は、RNAを鋳型とする、RNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による特定塩基配列に相補的なcDNAを合成する工程(前記(1)の工程)に先立ち、または前記(1)の工程と同時に、第一のプライマーの塩基配列と相同な領域のうち、その5’末端周辺で特定核酸(RNA)を切断するのが好ましい。当該切断により、cDNA合成後に、cDNAにハイブリダイズした第一のプライマーのプロモーター配列に相補的なDNA鎖を、cDNAの3’末端を伸長させることで効率的に合成でき、結果として機能的な2本鎖DNAプロモーター構造を効率的に形成することができるからである。特定核酸(RNA)の切断方法は、第一のプライマーの塩基配列と相同な領域のうち、その5’末端周辺を特異的に切断できる方法であれば特に限定されない。特定核酸(RNA)の切断方法の一例として、特定核酸(RNA)のうち第一のプライマーの塩基配列と相同な領域の5’末端に重複し、かつ特定核酸(RNA)の5’末端方向に隣接した領域の特定核酸(RNA)と相補的2本鎖を形成可能なオリゴヌクレオチド(以下、「切断用オリゴヌクレオチド」とする)を添加することで、RNA−DNA2本鎖を形成させ、当該2本鎖中のRNA部分をリボヌクレアーゼH(RNase H)活性を有する酵素等により切断する方法があげられ、当該切断方法は簡便に切断でき、かつ切断位置も特異性を有していることから好ましい方法といえる。ちなみに、前記切断用オリゴヌクレオチドの3’末端側水酸基は、伸長反応を防止するために、例えばアミノ化等、適当な修飾を行なうとよい。   When the amplification is performed using the first primer to which the promoter sequence described above is added and the second primer, it is complementary to a specific base sequence by an enzyme having RNA-dependent DNA polymerase activity using RNA as a template. Prior to or simultaneously with the step (1), a specific nucleic acid around the 5 ′ end of the region homologous to the base sequence of the first primer (step (1)). RNA) is preferably cleaved. By this cleavage, after cDNA synthesis, a DNA strand complementary to the promoter sequence of the first primer hybridized to cDNA can be efficiently synthesized by extending the 3 ′ end of the cDNA, resulting in functional 2 This is because a double-stranded DNA promoter structure can be formed efficiently. The method for cleaving the specific nucleic acid (RNA) is not particularly limited as long as it can specifically cleave the periphery of the 5 'end of the region homologous to the base sequence of the first primer. As an example of a method for cleaving a specific nucleic acid (RNA), it overlaps the 5 ′ end of the region homologous to the base sequence of the first primer of the specific nucleic acid (RNA) and in the 5 ′ end direction of the specific nucleic acid (RNA) By adding an oligonucleotide capable of forming a complementary double strand with a specific nucleic acid (RNA) in an adjacent region (hereinafter referred to as “cleaving oligonucleotide”), an RNA-DNA double strand is formed, and the 2 Examples include a method of cleaving an RNA portion in this strand with an enzyme having ribonuclease H (RNase H) activity, and the like. This cleaving method can be cleaved easily and has a specific cleavage position. It can be said. Incidentally, the 3′-terminal hydroxyl group of the cleaving oligonucleotide may be appropriately modified, for example, by amination, in order to prevent an extension reaction.

本発明の同定方法の一例である、特定核酸の増幅反応と同時並行でINAFプローブによる検出を行なうことで菌またはウイルスの同定を行なう方法の場合、INAFプローブ、プライマーセット、酵素および酵素基質等を含む試薬類を投入した容器に、特定核酸を含む試料を分注し、適切な温度で反応させることで、特定核酸の増幅反応とINAFプローブによる検出(同定)を同時に行なうことができる。さらに、前記容器の少なくとも一部を透明な材料とし、INAFプローブに導入したインターカレーター性蛍光色素が発する蛍光を外部から検出できるようにすると、特定核酸を含む試料を分注した後は、容器を密閉した状態で特定核酸の増幅反応とINAFプローブによる検出(同定)とが行なえるため、試料間のコンタミネーションを防止することができる。   In the case of a method for identifying bacteria or viruses by performing detection with an INAF probe in parallel with an amplification reaction of a specific nucleic acid, which is an example of the identification method of the present invention, an INAF probe, a primer set, an enzyme, an enzyme substrate, etc. A sample containing a specific nucleic acid is dispensed into a container containing the reagents to be contained and reacted at an appropriate temperature, whereby the amplification reaction of the specific nucleic acid and the detection (identification) using the INAF probe can be performed simultaneously. Further, when at least a part of the container is made of a transparent material and fluorescence emitted from the intercalating fluorescent dye introduced into the INAF probe can be detected from the outside, after dispensing the sample containing the specific nucleic acid, Since the amplification reaction of the specific nucleic acid and the detection (identification) by the INAF probe can be performed in a sealed state, contamination between samples can be prevented.

本発明は、同じ属に属するn種類(nは2以上)の菌またはウイルスに由来する特定核酸のそれぞれ一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成可能なn種類のオリゴヌクレオチドプローブを用いて、同じ属に属するn種類の菌またはウイルスを同定する方法において、前記特定核酸の塩基配列が同定する菌またはウイルス間で相同性の高い配列であり、前記オリゴヌクレオチドプローブが前記特定核酸の一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブであり、前記オリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量が前記オリゴヌクレオチドプローブで同定する菌またはウイルスにより異なる、ことを特徴としている。   The present invention uses n types of oligonucleotide probes that can form complementary double strands with a partial base sequence of a specific nucleic acid derived from n types (n is 2 or more) of bacteria or viruses belonging to the same genus. Thus, in the method for identifying n types of bacteria or viruses belonging to the same genus, the nucleotide sequence of the specific nucleic acid is a sequence having high homology among the bacteria or viruses to be identified, and the oligonucleotide probe is one of the specific nucleic acids. When a complementary double strand is formed with the base sequence of the portion, the fluorescence characteristics change compared to before the formation, and the amount of change in the fluorescence characteristics due to the oligonucleotide probe differs depending on the bacteria or virus identified by the oligonucleotide probe It is characterized by that.

本発明の同定方法は、例えばリボソームRNA(rRNA)といった同じ属に属する菌間で相同性が高い特定核酸を用いても、同じ属に属する菌間の同定が可能となる。そのため、同定の必要性は高いものの、これまで迅速簡便な同定方法がなかった、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属する菌間の同定、特にrRNA塩基配列の相同性が極めて高いマイコバクテリウム・アビウム(Mycobacterium avium)とマイコバクテリウム・イントラセルラー(Mycobacterium intracellulare)との間の同定も、本発明の同定方法により迅速簡便に行なうことができる。   The identification method of the present invention enables identification between bacteria belonging to the same genus even when a specific nucleic acid having high homology among bacteria belonging to the same genus such as ribosomal RNA (rRNA) is used. Therefore, although there is a high necessity for identification, identification between bacteria belonging to the genus Mycobacterium (Mycobacterium), particularly mycobacterial abium having extremely high homology of rRNA base sequence, has not been available. Identification between Mycobacterium avium and Mycobacterium intracellulare can also be performed quickly and easily by the identification method of the present invention.

以下、特定核酸をリボソームRNA(rRNA)とし、同じ属に属する菌をマイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属する菌とした場合の例を用いて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail using an example in which a specific nucleic acid is ribosomal RNA (rRNA) and a bacterium belonging to the same genus is a bacterium belonging to the genus Mycobacterium. It is not limited by these examples.

実施例1 インターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドの調製
下記(A)から(G)に示す、インターカレーター性蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドプローブ(以下、INAFプローブとする)を非特許文献1に記載の方法を参照して作製した。
(A)配列番号1に記載の塩基配列のうち、5’末端から5番目のグアニンと6番目のアデニンとの間のリン酸ジエステル部分に、リンカーを介してオキサゾールイエローを標識して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。
(B)配列番号2に記載の塩基配列のうち、5’末端から14番目のチミンと15番目のアデニンとの間のリン酸ジエステル部分に、リンカーを介してオキサゾールイエローを標識して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。なお、配列番号2の5’末端から12番目のnは5−ニトロインドールヌクレオチドである。
(C)配列番号3に記載の配列のうち、5’末端から7番目のグアニンと8番目のシトシンとの間のリン酸ジエステル部分に、リンカーを介してオキサゾールイエローを標識して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。
(D)配列番号4に記載の配列のうち、5’末端から12番目のアデニンの位置に、市販の試薬(Label−ON Reagents、Clontech製)を用いてアミノ基を導入後、当該アミノ基にオキサゾールイエローを標識し、さらに3’末端をビオチンで修飾して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。
(E)配列番号5に記載の配列のうち、5’末端から13番目のアデニンの位置に、市販の試薬(Label−ON Reagents、Clontech製)を用いてアミノ基を導入後、当該アミノ基にオキサゾールイエローを標識し、さらに3’末端をビオチンで修飾して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。
(F)配列番号6に記載の配列のうち、5’末端から7番目のグアニンの位置に、市販の試薬(Label−ON Reagents、Clontech製)を用いてアミノ基を導入後、当該アミノ基にオキサゾールイエローを標識し、さらに3’末端をビオチンで修飾して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。
(G)配列番号7に記載の配列のうち、5’末端から7番目のアデニンの位置に、市販の試薬(Label−ON Reagents、Clontech製)を用いてアミノ基を導入後、当該アミノ基にオキサゾールイエローを標識し、さらに3’末端をビオチンで修飾して得られた、オリゴヌクレオチドプローブ。
Example 1 Preparation of Oligonucleotide Labeled with Intercalating Fluorescent Dye Oligonucleotide Probes Labeled with Intercalating Fluorescent Dye (hereinafter referred to as INAF Probe) shown in (A) to (G) below are non-patented. It was produced with reference to the method described in Document 1.
(A) It was obtained by labeling the phosphodiester part between the 5th guanine and the 6th adenine from the 5 ′ end in the base sequence described in SEQ ID NO: 1 with oxazole yellow through a linker. , Oligonucleotide probes.
(B) It was obtained by labeling the phosphodiester part between the 14th thymine and the 15th adenine from the 5 ′ end in the base sequence described in SEQ ID NO: 2 with oxazole yellow via a linker. , Oligonucleotide probes. The 12th n from the 5 ′ end of SEQ ID NO: 2 is a 5-nitroindole nucleotide.
(C) Obtained by labeling the phosphodiester moiety between the 7th guanine and the 8th cytosine from the 5 ′ end of the sequence described in SEQ ID NO: 3 with oxazole yellow via a linker, Oligonucleotide probe.
(D) After introducing an amino group using a commercially available reagent (Label-ON Reagents, manufactured by Clontech) at the position of the 12th adenine from the 5 ′ end in the sequence described in SEQ ID NO: 4, An oligonucleotide probe obtained by labeling oxazole yellow and further modifying the 3 ′ end with biotin.
(E) After introducing an amino group using a commercially available reagent (Label-ON Reagents, manufactured by Clontech) at the position of the 13th adenine from the 5 ′ end in the sequence described in SEQ ID NO: 5, An oligonucleotide probe obtained by labeling oxazole yellow and further modifying the 3 ′ end with biotin.
(F) After introducing an amino group using a commercially available reagent (Label-ON Reagents, manufactured by Clontech) at the 7th guanine position from the 5 ′ end in the sequence shown in SEQ ID NO: 6, An oligonucleotide probe obtained by labeling oxazole yellow and further modifying the 3 ′ end with biotin.
(G) After introducing an amino group using a commercially available reagent (Label-ON Reagents, manufactured by Clontech) at the position of the seventh adenine from the 5 ′ end in the sequence described in SEQ ID NO: 7, An oligonucleotide probe obtained by labeling oxazole yellow and further modifying the 3 ′ end with biotin.

実施例2 Mycobacterium aviumとMycobacterium intracellulareとの同時同定(その1)
実施例1で作製したINAFプローブのうち、(A)および(B)のプローブを用いて、Mycobacterium属に属する菌に由来するrRNAの検出を行ない、検出性能と特異性について評価した。
(1)評価に用いるRNA試料を以下の方法で調製した。
(1−1)M.tuberculosis 16SrRNA、M.avium 16SrRNA、M.intracellulare 16SrRNAおよびM.kansasii 16SrRNA
各16SrRNA遺伝子(16SrDNA)をクローニングし、インビトロ転写後、精製することで標準RNAを調製し、当該標準RNAをRNA希釈液(10mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)、1mM EDTA、0.25U/μL リボヌクレアーゼインヒビター、5.0mM DTT)を用いて一定の濃度に希釈することで、RNA試料を調製した。
(1−2)M.florentinum RNA
OD600nmが0.1のM.florentinum培養液を市販の抽出試薬(EXTRAGEN MB、東ソー製)で抽出することで、RNA試料を調製した。
(2)下記に示す組成の反応液20μLを市販の0.5mL容量PCR用チューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI製)に分注し、これに前記RNA試料5μL(RNA試料が1種類のとき)または各2.5μL(RNA試料が2種類混合のとき)を添加した。
Example 2 Simultaneous identification of Mycobacterium avium and Mycobacterium intracellulare (Part 1)
Among the INAF probes prepared in Example 1, (A) and (B) probes were used to detect rRNA derived from bacteria belonging to the genus Mycobacterium, and the detection performance and specificity were evaluated.
(1) The RNA sample used for evaluation was prepared by the following method.
(1-1) M.I. tuberculosis 16S rRNA, M. et al. avium 16S rRNA, M.I. intracellulare 16S rRNA and M. pneumoniae. kansasii 16S rRNA
Each 16S rRNA gene (16S rDNA) is cloned, and after in vitro transcription, purified, a standard RNA is prepared. The standard RNA is diluted with an RNA diluent (10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 1 mM EDTA, 0.25 U). RNA samples were prepared by diluting to a constant concentration using / μL ribonuclease inhibitor, 5.0 mM DTT).
(1-2) M.M. florentinum RNA
OD 600nm is 0.1. The RNA sample was prepared by extracting the florentinum culture solution with a commercially available extraction reagent (EXTRAGEN MB, manufactured by Tosoh Corporation).
(2) Dispense 20 μL of the reaction solution having the composition shown below into a commercially available 0.5 mL capacity PCR tube (Individual Dome Cap PCR Tube, manufactured by SSI), and add 5 μL of the RNA sample (when there is one RNA sample) ) Or 2.5 μL of each (when two types of RNA samples are mixed).

反応液の組成:濃度は酵素液添加後(30μL中)の最終濃度
60mM Tris−HCl緩衝液(pH8.6)
17mM 塩化マグネシウム
100mM 塩化カリウム
1mM DTT
各0.25mM dATP、dCTP、dGTP、dTTP
各3mM ATP、CTP、UTP、GTP
3.6mM ITP
0.16μM 切断用オリゴヌクレオチドDNA(3’末端の水酸基をアミノ基で
修飾)
1μM 第一のプライマー(5’末端にT7プロモータ配列を付加)
1μM 第二のプライマー
5nM (A)のINAFプローブ
21nM (B)のINAFプローブ
10%から13% DMSO
(4)前記反応液を43℃で5分間保温後、予め43℃で2分間保温した酵素液(組成は下記参照)5μLを添加した。
Composition of reaction solution: concentration is final concentration after addition of enzyme solution (in 30 μL) 60 mM Tris-HCl buffer (pH 8.6)
17 mM magnesium chloride 100 mM potassium chloride 1 mM DTT
0.25 mM dATP, dCTP, dGTP, dTTP each
Each 3 mM ATP, CTP, UTP, GTP
3.6 mM ITP
0.16 μM Cleavage oligonucleotide DNA (3 ′ end hydroxyl group modified with amino group)
1 μM first primer (added T7 promoter sequence at 5 ′ end)
1 μM Second primer 5 nM (A) INAF probe 21 nM (B) INAF probe 10% to 13% DMSO
(4) After the reaction solution was kept at 43 ° C. for 5 minutes, 5 μL of an enzyme solution (see below for the composition) that was kept warm at 43 ° C. for 2 minutes was added.

酵素液の組成:反応時(30μL中)の最終濃度
2.0% ソルビトール
0.21U/μL AMV逆転写酵素(ライフサイエンス製)
2.37または4.73U/μL T7 RNAポリメラーゼ
0.12mg/mL 牛血清アルブミン
(5)引き続きPCRチューブを直接検出可能な温調機能付き蛍光分光光度計に供し、43℃から46℃の一定温度でRNA増幅反応させると同時に、反応溶液の蛍光強度(励起波長470nm、蛍光波長520nm)を30分間経時的に検出した。
Composition of enzyme solution: final concentration at the time of reaction (in 30 μL) 2.0% sorbitol 0.21 U / μL AMV reverse transcriptase (Life Science)
2.37 or 4.73 U / μL T7 RNA polymerase 0.12 mg / mL bovine serum albumin (5) Next, subject the PCR tube to a fluorescence spectrophotometer with a temperature control function that can directly detect the PCR tube, and a constant temperature of 43 ° C. to 46 ° C. Simultaneously with the RNA amplification reaction, the fluorescence intensity (excitation wavelength: 470 nm, fluorescence wavelength: 520 nm) of the reaction solution was detected over time for 30 minutes.

表1に、M.aviumとM.intracellulareに対する検出性能評価およびM.florentinumに対する特異性評価の結果を示す。なお、本実施例で使用したRNA試料は
(i)M.avium 16SrRNA 50コピー/テスト
(ii)M.avium 16SrRNA 5×10コピー/テスト
(iii)M.intracellulare 16SrRNA 100コピー/テスト
(iv)M.intracellulare 16SrRNA 5×10コピー/テスト
(v)M.avium 16SrRNA 50コピー/テストとM.intracellulare 16SrRNA 100コピー/テストとの混合試料
(vi)M.avium 16SrRNA 5×10コピー/テストとM.intracellulare 16SrRNA 5×10コピー/テストとの混合試料
(vii)M.florentinum培養液核酸抽出物
のいずれかであり、蛍光強度比は酵素添加30分後における反応液の蛍光強度値を、酵素添加直後(0分)における蛍光強度値(バックグラウンド)で割った値である。
In Table 1, M.M. avium and M.M. detection performance evaluation for intracellulare and M. The result of the specificity evaluation with respect to florentinum is shown. The RNA samples used in this example were (i) M.M. avium 16S rRNA 50 copies / test (ii) avium 16S rRNA 5 × 10 7 copies / test (iii) intracellulare 16S rRNA 100 copies / test (iv) intracellulare 16S rRNA 5 × 10 7 copies / test (v) avium 16S rRNA 50 copies / test mixed sample with intracellulare 16S rRNA 100 copies / test (vi) avium 16S rRNA 5 × 10 7 copies / test and Intracellulare 16S rRNA 5 × 10 7 copies / test mixed sample (vii) The fluorescence intensity ratio is a value obtained by dividing the fluorescence intensity value of the reaction solution 30 minutes after the addition of the enzyme by the fluorescence intensity value (background) immediately after the addition of the enzyme (0 minute). is there.

Figure 2013000093
Figure 2013000093

(A)および(B)のINAFプローブを用いて、増幅したRNAの検出を行なった結果、M.avium 16SrRNA試料((i)および(ii))はその量にかかわらず30分後の蛍光強度比が約1.9であり、M.intracellulare 16SrRNA試料((iii)および(iv))はその量にかかわらず30分後の蛍光強度比が約2.8であり、M.avium 16SrRNAとM.intracellulare 16S rRNAとの混合試料((v)および(vi))はその量にかかわらず30分後の蛍光強度比が約3.3以上であった。一方、M.avium 16SrRNAやM.intracellulare 16SrRNAと塩基配列の相同性が非常に高いM.florentinum試料(vii)は蛍光強度の増加はほとんどなく、(A)および(B)のINAFプローブはM.avium 16SrRNAおよびM.intracellulare 16SrRNAを特異的に検出することがわかる。   As a result of detecting amplified RNA using the INAF probe of (A) and (B), M.P. The Avium 16S rRNA sample ((i) and (ii)) has a fluorescence intensity ratio of about 1.9 after 30 minutes regardless of the amount thereof. Intracellulare 16S rRNA samples ((iii) and (iv)) had a fluorescence intensity ratio of about 2.8 after 30 minutes regardless of the amount of M. avium 16S rRNA and M. The mixed sample of intracellulare 16S rRNA ((v) and (vi)) had a fluorescence intensity ratio of about 3.3 or more after 30 minutes regardless of the amount. On the other hand, M.M. avium 16S rRNA and M. Intracellulare 16S rRNA has a very high nucleotide sequence homology. Fluorentinum sample (vii) has almost no increase in fluorescence intensity, and the INAF probes in (A) and (B) are M.P. avium 16S rRNA and M. It can be seen that intracellular 16S rRNA is specifically detected.

また表1の結果をまとめると、例えば、
(I)30分後の蛍光強度比が1.2以下の試料をM.aviumおよびM.intracellulare陰性、
(II)30分後の蛍光強度比が1.8から2.3の試料をM.avium陽性、
(III)30分後の蛍光強度比が2.7から3.0の試料をM.intracellulare陽性、
(IV)30分後の蛍光強度比が3.3以上の試料をM.aviumおよびM.intracellulare陽性、
という判定基準を設けることで、(A)および(B)のINAFプローブにより、M.aviumとM.intracellulareとを同時に同定することができることがわかる。また、(A)および(B)のINAFプローブを用いたRNA増幅検出法は、反応開始30分で結果が分かることから迅速性があり、RNA量50から100コピー/テストという低濃度であっても増幅検出可能であることから高感度であり、同属内の非常に相同性の高い菌に対しても蛍光強度がほとんど増加しないことから特異性が非常に高い方法といえる。
Also, the results of Table 1 can be summarized as follows:
(I) A sample having a fluorescence intensity ratio of 1.2 or less after 30 minutes avium and M.M. intracellulare negative,
(II) A sample having a fluorescence intensity ratio after 1.8 minutes of 1.8 to 2.3 avium positive,
(III) A sample having a fluorescence intensity ratio of 2.7 to 3.0 after 30 minutes was measured by M.C. intracellular positive,
(IV) A sample having a fluorescence intensity ratio of 3.3 or more after 30 minutes avium and M.M. intracellular positive,
By providing the determination criteria, the M.A. and B. avium and M.M. It can be seen that intracellare can be identified simultaneously. In addition, the RNA amplification detection method using the INAF probe of (A) and (B) is rapid because the result can be understood 30 minutes after the start of the reaction, and the RNA amount is as low as 50 to 100 copies / test. Since it can be amplified and detected, it is highly sensitive, and the fluorescence intensity hardly increases even for highly homologous bacteria in the same genus.

実施例3 Mycobacterium aviumとMycobacterium intracellulareの同時同定(その2)
実施例2に記載のRNA増幅検出法(条件[1])のうち、
INAFプローブおよびその濃度を、
(C)のINAFプローブ12.5nMおよび(D)のINAFプローブ12.5nM(条件[2])、
(D)のINAFプローブ12.5nMおよび(E)のINAFプローブ12.5nM(条件[3])、
(C)のINAFプローブ12.5nMのみ(条件[4])、または
(D)のINAFプローブ12.5nMのみ(条件[5])、
とした他は、実施例2と同様にRNA増幅検出反応を実施した。なお、(C)のINAFプローブはM.aviumおよびM.intracellulareを特異的に検出するプローブであり、(D)のINAFプローブはM.intracellulareを特異的に検出するプローブである。
Example 3 Simultaneous identification of Mycobacterium avium and Mycobacterium intracellulare (Part 2)
Among the RNA amplification detection methods (condition [1]) described in Example 2,
The INAF probe and its concentration,
(C) INAF probe 12.5 nM and (D) INAF probe 12.5 nM (condition [2]),
(D) INAF probe 12.5 nM and (E) INAF probe 12.5 nM (condition [3]),
(C) INAF probe 12.5 nM only (condition [4]) or (D) INAF probe 12.5 nM only (condition [5])
The RNA amplification detection reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that. Note that the INAF probe in (C) is M.M. avium and M.M. It is a probe that specifically detects intracellularis, and the INAF probe in (D) is M.I. It is a probe that specifically detects intracellularis.

表2に、M.aviumとM.intracellulareに対する検出性能評価およびM.tuberculosisに対する特異性評価の結果を示す。なお、本実施例で使用したRNA試料は
(viii)M.avium 16SrRNA 10コピー/テスト
(ix)M.intracellulare 16SrRNA 10コピー/テスト
(x)M.tuberculosis 10コピー/テスト
のいずれかであり、蛍光強度比は酵素添加30分後における反応液の蛍光強度値を、酵素添加直後(0分)における蛍光強度値(バックグラウンド)で割った値である。
In Table 2, M.M. avium and M.M. detection performance evaluation for intracellulare and M. The result of specificity evaluation with respect to tuberculosis is shown. The RNA sample used in this example was (viii) M.I. avium 16S rRNA 10 4 copies / test (ix) intracellulare 16S rRNA 10 4 copies / test (x) tuberculosis 10 8 copies / test, and the fluorescence intensity ratio is obtained by dividing the fluorescence intensity value of the reaction solution 30 minutes after the enzyme addition by the fluorescence intensity value (background) immediately after the enzyme addition (0 minutes). is there.

Figure 2013000093
Figure 2013000093

M.avium 16SrRNAやM.intracellulare 16SrRNAと塩基配列の相同性が非常に高いM.tuberculosis 16SrRNA試料(x)は蛍光強度の増加がほとんどなく、条件[2]および[3]は、M.avium 16SrRNAおよびM.intracellulare 16SrRNAを特異的に検出することがわかる。一方、M.avium 16SrRNAとM.intracellulare 16SrRNAとの同定については、条件[2]では前記(I)から(III)の判定基準で同時に同定できるものの、条件[3]ではM.avium 16SrRNA試料(viii)を測定したときの蛍光強度比とM.intracellulare 16SrRNA試料(ix)を測定したときの蛍光強度比がともに1.66であるため同時同定は困難なことがわかる。 M.M. avium 16S rRNA and M. Intracellulare 16S rRNA has a very high nucleotide sequence homology. The tuberculosis 16S rRNA sample (x) has little increase in fluorescence intensity, and conditions [2] and [3] avium 16S rRNA and M. It can be seen that intracellular 16S rRNA is specifically detected. On the other hand, M.M. avium 16S rRNA and M. Regarding the identification with intracellularella 16S rRNA, the condition [2] can be simultaneously identified by the criteria (I) to (III) above, but the condition [3] can be identified as M.I. Fluorescence intensity ratio and M. aurium 16S rRNA sample (viii) It can be seen that simultaneous identification is difficult because the fluorescence intensity ratio when measuring intracellulare 16S rRNA sample (ix) is 1.66.

なお、条件[2]で使用したINAFプローブをそれぞれ単独で使用すると(条件[4]および[5])、M.avium 16SrRNA試料(viii)を測定したときの蛍光強度比とM.intracellulare 16SrRNA試料(ix)を測定したときの蛍光強度比とにほとんど差が生じないことから、条件[2]は(C)のINAFプローブと(D)のINAFプローブとを組み合わせることで、はじめてM.avium 16SrRNAとM.intracellulare 16SrRNAとの同時同定を可能にしていることがわかる。   In addition, when the INAF probe used in the condition [2] is used alone (conditions [4] and [5]), the M.P. Fluorescence intensity ratio and M. aurium 16S rRNA sample (viii) Since there is almost no difference in the fluorescence intensity ratio when measuring intracellulare 16S rRNA sample (ix), condition [2] is the first time that the combination of the INAF probe in (C) and the INAF probe in (D) . avium 16S rRNA and M. It can be seen that simultaneous identification with intracellulare 16S rRNA is possible.

実施例4 Mycobacterium tuberculosisとMycobacterium intracellulareの同時同定
実施例2に記載のRNA増幅検出法(条件[1])のうち、INAFプローブおよびその濃度を、(D)のINAFプローブ25nMおよび(F)のINAFプローブ50nM(条件[6])、とした他は、実施例2と同様にRNA増幅検出反応を実施した。
Example 4 Simultaneous identification of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium intracellulare Among the RNA amplification detection methods described in Example 2 (condition [1]), the INAF probe and its concentration were determined using the INAF probe 25nM in (D) and the INAF in (F) An RNA amplification detection reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that the probe was set to 50 nM (condition [6]).

表3に、M.tuberculosisとM.intracellulareに対する検出性能評価およびM.aviumとに対する特異性評価の結果を示す。なお、本実施例で使用したRNA試料は
(xi)M.tuberculosis 16SrRNA 10コピー/テスト
(ix)M.intracellulare 16SrRNA 10コピー/テスト
(xii)M.avium 16SrRNA 10コピー/テスト
(xiii)M.kansasii 16SrRNA 10コピー/テスト
のいずれかであり、蛍光強度比は酵素添加30分後における反応液の蛍光強度値を、酵素添加直後(0分)における蛍光強度値(バックグラウンド)で割った値である。
In Table 3, M.M. tuberculosis and M. et al. detection performance evaluation for intracellulare and M. The result of specificity evaluation with respect to avium is shown. The RNA sample used in this example was (xi) M.I. tuberculosis 16S rRNA 10 4 copies / test (ix) intracellulare 16S rRNA 10 4 copies / test (xii) avium 16S rRNA 10 8 copies / test (xiii) kansasii 16SrRNA 10 8 copies / test, and the fluorescence intensity ratio is a value obtained by dividing the fluorescence intensity value of the reaction solution 30 minutes after the enzyme addition by the fluorescence intensity value (background) immediately after the enzyme addition (0 minute) It is.

Figure 2013000093
Figure 2013000093

(D)および(F)のINAFプローブを用いて、増幅したRNAの検出を行なった結果、M.tuberculosis 16SrRNA試料(xi)は30分後の蛍光強度比が約2.4であり、M.intracellulare 16SrRNA試料(ix)は30分後の蛍光強度比が約1.9である一方、M.tuberculosis 16SrRNAやM.intracellulare 16SrRNAと塩基配列の相同性が非常に高いM.avium 16SrRNA試料(xii)およびM.kansasii 16SrRNA試料(xiii)は蛍光強度の増加がほとんどないことから、(D)および(F)のINAFプローブはM.tuberculosis 16SrRNAおよびM.intracellulare 16SrRNAを特異的に検出することがわかる。 As a result of detection of amplified RNA using the INAF probe of (D) and (F), M.M. tuberculosis 16S rRNA sample (xi) has a fluorescence intensity ratio of about 2.4 after 30 minutes. Intracellulare 16S rRNA sample (ix) has a fluorescence intensity ratio of about 1.9 after 30 minutes, whereas M. tuberculosis 16S rRNA or M. tuberculosis. Intracellulare 16S rRNA has a very high nucleotide sequence homology. avium 16S rRNA sample (xii) and Since the Kansasii 16S rRNA sample (xiii) has almost no increase in fluorescence intensity, the INAF probes in (D) and (F) are M.P. tuberculosis 16S rRNA and M. coli. It can be seen that intracellular 16S rRNA is specifically detected.

また表3の結果をまとめると、例えば、
(V)30分後の蛍光強度比が1.2以下の試料をM.tuberculosisおよびM.intracellulare陰性、
(VI)30分後の蛍光強度比が1.9前後の試料をM.intracellulare陽性、
(VII)30分後の蛍光強度比が2.4前後の試料をM.tuberculosis陽性、
という判定基準を設けることで、(D)および(F)のINAFプローブにより、M.tuberculosisとM.intracellulareとを同時に同定することができることがわかる。
The results of Table 3 can be summarized as follows:
(V) A sample having a fluorescence intensity ratio of 1.2 or less after 30 minutes tuberculosis and M. et al. intracellulare negative,
(VI) A sample having a fluorescence intensity ratio after 30 minutes of about 1.9 intracellular positive,
(VII) A sample having a fluorescence intensity ratio of about 2.4 after 30 minutes was measured by M.C. tuberculosis positive,
By providing the determination criteria, the INA probes (D) and (F) tuberculosis and M. et al. It can be seen that intracellare can be identified simultaneously.

実施例5 Mycobacterium tuberculosisとMycobacterium aviumの同時同定
実施例2に記載のRNA増幅検出法(条件[1])のうち、INAFプローブおよびその濃度を、
(E)のINAFプローブ25nMおよび(G)のINAFプローブ10nM(条件[7])
(E)のINAFプローブ25nMのみ(条件[8])、または
(G)のINAFプローブ10nMのみ(条件[9])、
とした他は、実施例2と同様にRNA増幅検出反応を実施した。なお、(E)のINAFプローブはM.tuberculosisを特異的に検出するプローブであり、(G)のINAFプローブはM.aviumを特異的に検出するプローブである。
Example 5 Simultaneous identification of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium avium Among the RNA amplification detection methods described in Example 2 (condition [1]), the INAF probe and its concentration
(E) INAF probe 25 nM and (G) INAF probe 10 nM (condition [7])
(E) INAF probe 25 nM only (condition [8]), or (G) INAF probe 10 nM only (condition [9]),
The RNA amplification detection reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that. In addition, the INAF probe of (E) is M.M. a probe that specifically detects tuberculosis; It is a probe that specifically detects avium.

表4に、M.tuberculosisとM.aviumに対する検出性能評価およびM.intracellulareとに対する特異性評価の結果を示す。なお、本実施例で使用したRNA試料は
(xi)M.tuberculosis 16SrRNA 10コピー/テスト
(viii)M.avium 16SrRNA 10コピー/テスト
(xiv)M.intracellulare 16SrRNA 10コピー/テスト
(xiii)M.kansasii 16SrRNA 10コピー/テスト
(xv)M.tuberculosis 16SrRNA 10コピー/テスト
のいずれかであり、蛍光強度比は酵素添加30分後における反応液の蛍光強度値を、酵素添加直後(0分)における蛍光強度値(バックグラウンド)で割った値である。
In Table 4, M.M. tuberculosis and M. et al. Detection performance evaluation for Avium and M. The result of specificity evaluation with respect to intracellare is shown. The RNA sample used in this example was (xi) M.I. tuberculosis 16S rRNA 10 4 copies / test (viii) avium 16S rRNA 10 4 copies / test (xiv) intracellulare 16S rRNA 10 8 copies / test (xiii) Kansasii 16S rRNA 10 8 copies / test (xv) tuberculosis 16S rRNA 10 3 copies / test, and the fluorescence intensity ratio is a value obtained by dividing the fluorescence intensity value of the reaction solution 30 minutes after the enzyme addition by the fluorescence intensity value (background) immediately after the enzyme addition (0 minutes). It is.

Figure 2013000093
Figure 2013000093

(E)および(G)のINAFプローブ(条件[7])を用いて、増幅したRNAの検出を行なった結果、M.tuberculosis 16SrRNA試料(xi)は30分後の蛍光強度比が約1.6であり、M.avium 16SrRNA試料(viii)は30分後の蛍光強度比が約2.0である一方、M.tuberculosis 16SrRNAやM.avium 16SrRNAと塩基配列の相同性が非常に高いM.intracellulare 16SrRNA試料(xiv)およびM.kansasii 16SrRNA試料(xiii)は蛍光強度の増加がほとんどないことから、(E)および(G)のINAFプローブはM.tuberculosis 16SrRNAおよびM.avium 16SrRNAを特異的に検出することがわかる。 As a result of detection of amplified RNA using the INAF probe (condition [7]) of (E) and (G), M.M. The tuberculosis 16S rRNA sample (xi) has a fluorescence intensity ratio of about 1.6 after 30 minutes. The Avium 16S rRNA sample (viii) has a fluorescence intensity ratio of about 2.0 after 30 minutes, while tuberculosis 16S rRNA or M. tuberculosis. M. avium 16S rRNA has very high nucleotide sequence homology. intracellulare 16S rRNA sample (xiv) and Since the Kansasii 16S rRNA sample (xiii) has almost no increase in fluorescence intensity, the INAF probes in (E) and (G) are M.P. tuberculosis 16S rRNA and M. coli. It can be seen that avium 16SrRNA is specifically detected.

また表4の結果をまとめると、例えば、
(VIII)30分後の蛍光強度比が1.2以下の試料をM.tuberculosisおよびM.avium陰性、
(IX)30分後の蛍光強度比が1.6前後の試料をM.tuberculosis陽性、
(X)30分後の蛍光強度比が2.0前後の試料をM.avium陽性、
という判定基準を設けることで、(E)および(G)のINAFプローブにより、M.tuberculosisとM.aviumとを同時同定することができることがわかる。
Also, the results of Table 4 can be summarized as follows:
(VIII) A sample having a fluorescence intensity ratio of 1.2 or less after 30 minutes was measured by M.C. tuberculosis and M. et al. avium negative,
(IX) A sample having a fluorescence intensity ratio of about 1.6 after 30 minutes was measured by M.C. tuberculosis positive,
(X) A sample having a fluorescence intensity ratio of about 2.0 after 30 minutes was measured by M.C. avium positive,
By providing the determination criterion, the M.I. tuberculosis and M. et al. It can be seen that avium can be identified simultaneously.

なお、条件[7]で使用したINAFプローブをそれぞれ単独で使用すると(条件[8]および[9])、M.tuberculosis 16SrRNA試料(xv)を測定したときの蛍光強度比とM.avium 16SrRNA試料(viii)を測定したときの蛍光強度比とにほとんど差が生じないことから、条件[7]は(E)のINAFプローブと(G)のINAFプローブとを組み合わせることで、はじめてM.tuberculosis 16SrRNAとM.avium 16SrRNAとの同時同定を可能にしていることがわかる。   When the INAF probe used in condition [7] is used alone (conditions [8] and [9]), M.I. tuberculosis 16S rRNA sample (xv) and fluorescence intensity ratio when measured. Since there is almost no difference in the fluorescence intensity ratio when measuring the Avium 16S rRNA sample (viii), the condition [7] is the first to combine M with the INAF probe in (E) and the INAF probe in (G). . tuberculosis 16S rRNA and M. tuberculosis 16S rRNA. It can be seen that simultaneous identification with avium 16S rRNA is possible.

以上、実施例2から5の結果より、(A)から(G)のINAFプローブの中から2種類以上組み合わせてRNA増幅検出反応を行なうことで、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属菌間の同時同定が可能なことがわかる。   As described above, based on the results of Examples 2 to 5, simultaneous identification between Mycobacterium species is performed by performing an RNA amplification detection reaction by combining two or more types of the INAF probes (A) to (G). It is understood that is possible.

Claims (5)

同じ属に属するn種類(nは2以上)の菌またはウイルスに由来する特定核酸のそれぞれ一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成可能なn種類のオリゴヌクレオチドプローブを用いて、同じ属に属するn種類の菌またはウイルスを同定する方法であって、
前記特定核酸の塩基配列は、同定する菌またはウイルス間で相同性の高い配列であり、
前記オリゴヌクレオチドプローブは、前記特定核酸の一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブであり、
前記オリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量は、前記オリゴヌクレオチドプローブで同定する菌またはウイルスにより異なる、
前記方法。
Using n types of oligonucleotide probes capable of forming a complementary double strand with a part of the base sequence of specific nucleic acids derived from n types (n is 2 or more) of bacteria or viruses belonging to the same genus, the same genus A method for identifying n types of fungi or viruses belonging to
The base sequence of the specific nucleic acid is a sequence having high homology among the bacteria or viruses to be identified,
The oligonucleotide probe is a probe whose fluorescence characteristics change when it forms a complementary double strand with a part of the base sequence of the specific nucleic acid, compared to before formation,
The amount of change in fluorescence characteristics by the oligonucleotide probe varies depending on the bacteria or virus identified by the oligonucleotide probe.
Said method.
マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類(nは2以上)の菌に由来する特定核酸のそれぞれ一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成可能なn種類のオリゴヌクレオチドプローブを用いて、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類の菌を同定する方法であって、
前記特定核酸はリボソームRNAまたはリボソームDNAであり、
前記オリゴヌクレオチドプローブは、前記リボソームRNAの一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブであり、
前記オリゴヌクレオチドプローブによる蛍光特性の変化量は、前記オリゴヌクレオチドプローブで同定する菌により異なる、
前記方法。
Using n types of oligonucleotide probes capable of forming a complementary double strand with a partial base sequence of a specific nucleic acid derived from n types (n is 2 or more) belonging to the genus Mycobacterium , A method for identifying n types of fungi belonging to the genus Mycobacterium,
The specific nucleic acid is ribosomal RNA or ribosomal DNA,
The oligonucleotide probe is a probe whose fluorescence characteristics change when it forms a complementary double strand with a part of the base sequence of the ribosomal RNA, compared to before formation,
The amount of change in fluorescence characteristics due to the oligonucleotide probe varies depending on the bacteria identified by the oligonucleotide probe.
Said method.
マイコバクテリウム(Mycobacterium)属に属するn種類の菌が、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、マイコバクテリウム・アビウム(Mycobacterium avium)およびマイコバクテリウム・イントラセルラー(Mycobacterium intracellulare)から選ばれるn種類の菌である、請求項2に記載の方法。 N types of bacteria belonging to the genus Mycobacterium are Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium and Mycobacterium intracellulare species selected from Mycobacterium intracellulare. The method of claim 2, wherein: n種類のオリゴヌクレオチドプローブが、共通のインターカレーター性蛍光色素で標識され、かつ特定核酸の一部の塩基配列と相補的2本鎖を形成すると、形成した相補的2本鎖部分に前記蛍光色素がインターカレートすることで、形成前と比較し蛍光特性が変化するプローブである、請求項1から3のいずれかに記載の方法。 When n kinds of oligonucleotide probes are labeled with a common intercalating fluorescent dye and form a complementary double strand with a part of the base sequence of the specific nucleic acid, the fluorescent dye is formed on the formed complementary double strand portion. The method according to any one of claims 1 to 3, which is a probe whose fluorescence characteristics change by intercalating as compared with before formation. 特定核酸がRNAであり、前記RNAは、
(1)RNAを鋳型とする、RNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による特定核酸の塩基配列に相補的なcDNAを合成する工程、
(2)リボヌクレアーゼH(RNase H)活性を有する酵素によるRNA−DNA2本鎖のRNAを分解する工程(1本鎖DNAの生成)、
(3)1本鎖DNAを鋳型とする、DNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有する酵素による、特定核酸の塩基配列、または特定核酸の塩基配列に相補的な配列のRNAを転写可能なプロモーター配列を有する2本鎖DNAを生成する工程、
(4)RNAポリメラーゼ活性を有する酵素による前記2本鎖DNAを鋳型とするRNA転写産物を生成する工程、および、
(5)当該RNA転写産物が、前記RNA−DNA2本鎖を生成する工程におけるcDNA合成の鋳型となることで、連鎖的にRNA転写産物を生成する工程、
により増幅されたRNAである、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
The specific nucleic acid is RNA, and the RNA is
(1) a step of synthesizing cDNA complementary to a base sequence of a specific nucleic acid by an enzyme having RNA-dependent DNA polymerase activity using RNA as a template;
(2) a step of degrading RNA-DNA double-stranded RNA by an enzyme having ribonuclease H (RNase H) activity (generation of single-stranded DNA),
(3) having a promoter sequence capable of transcribing a base sequence of a specific nucleic acid or a sequence complementary to the base sequence of the specific nucleic acid by an enzyme having DNA-dependent DNA polymerase activity using a single-stranded DNA as a template Generating double-stranded DNA;
(4) generating an RNA transcript using the double-stranded DNA as a template by an enzyme having RNA polymerase activity; and
(5) a step of generating an RNA transcript in a chain by using the RNA transcript as a template for cDNA synthesis in the step of generating the RNA-DNA duplex;
The method according to any one of claims 1 to 4, which is RNA amplified by the method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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