JP2016123338A - マイクロrnaにおけるメチル化修飾部位を計測する方法 - Google Patents
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Abstract
マイクロRNAのメチル化修飾を網羅的にかつ高精度にプロファイリングするのに適した計測方法を提供する。
【解決手段】
マイクロRNAにおけるメチル化修飾部位を計測する方法であって、
(1)リボヌクレオチドのメチル化候補部位の一つに選択的に作用しうる修飾剤をマイクロRNAに作用させる工程;
(2)工程(1)で得られた修飾マイクロRNAに対して、質量分析により断片化測定を行う工程;及び
(3)工程(2)で得られた、それぞれのリボヌクレオチドについての質量数の検出値を、未修飾の対応するリボヌクレオチドの質量数と比較し、差がないときに前記メチル化候補部位がメチル化されていると判定する工程
を含む方法。
【選択図】なし
Description
項1.
マイクロRNAにおけるメチル化修飾部位を計測する方法であって、
(1)リボヌクレオチドのメチル化候補部位の一つに選択的に作用しうる修飾剤をマイクロRNAに作用させる工程;
(2)工程(1)で得られたマイクロRNAに対して、質量分析により断片化測定を行う工程;及び
(3)工程(2)で得られた、それぞれのリボヌクレオチドについての質量数の検出値を、未修飾の対応するリボヌクレオチドの質量数と比較し、差がないときに前記メチル化候補部位がメチル化されていると判定する工程
を含む方法。
項2.
前記工程(2)における断片化を、アンモニアによるアルカリ加水分解により行う、項1に記載の方法。
項3.
リボヌクレオチドを種類毎にスポット状に配置したプレート上において、前記工程(1)及び(2)を行う、項1又は2に記載の方法。
項4.
前記スポットを、前記プレート上に固定された捕捉用核酸に対して相補的な核酸配列を含むリボヌクレオチドを結合させることにより得る、項3に記載の方法。
項5.
1ミリ四方に、1000〜3000種の前記スポットを有する前記プレート上において、前記工程(1)及び(2)を行う、項3又は4に記載の方法。
項6.
前記工程(2)における質量分析により、リボヌクレオチドの量及び核酸配列情報も同時に計測する、項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
項7.
項5に記載のスポットを形成するための捕捉用核酸が表面に固定化されたチップ。
本発明の、マイクロRNAにおけるメチル化修飾部位を計測する方法は、
(1)リボヌクレオチドのメチル化候補部位の一つに選択的に作用しうる修飾剤をマイクロRNAに作用させる工程;
(2)工程(1)で得られたマイクロRNAに対して、質量分析により断片化測定を行う工程;及び
(3)工程(2)で得られた、それぞれのリボヌクレオチドについての質量数の検出値を、未修飾の対応するリボヌクレオチドの質量数と比較し、差がないときに前記メチル化候補部位がメチル化されていると判定する工程
を含む。
計測対象とするマイクロRNAは特に限定されず、目的に応じて適宜選択できる。マイクロRNAは、特に限定されないが、典型的には、塩基数20〜25である。
質量分析による核酸の断片化測定の方法は既に知られており、特に限定されないが、例えば、ブルカーダルトニクス社製ultraflex tof/tof等に代表されるような、MALDI型質量分析計を利用できる。
この段階においては、全マイクロRNAを、それぞれ特定の部分配列を共有するもの同士からなる集団に分類する。この際、同じ集団に属するマイクロRNA同士の間に、観測機器により判別可能な質量差があることが必要となる。この条件を満たす部分配列が、捕捉核酸の候補となる。
上記(1)により得られた捕捉核酸の候補の中には、捕捉しようとするマイクロRNAが互いに重複しているものがある場合がある。この場合、全マイクロRNAを漏れなく捕捉しつつ、捕捉核酸の総数が最小となるように捕捉核酸の集約を行う。
上記(2)により集約された捕捉核酸を、隣接する捕捉核酸により捕捉されるマイクロRNA同士の質量差が最大となるように、配置順を最適化する。この際に、必要に応じてモンテカルロ法等の数理的統計的手法を利用することができる。
工程(2)で得られた、それぞれのリボヌクレオチドについての質量数の検出値を、未修飾の対応するリボヌクレオチドの質量数と比較し、差がないときに前記メチル化候補部位がメチル化されていると判定する。このとき、修飾剤がその標的箇所を修飾できなかったことを意味している。すなわち、その標的箇所は、メチル化されているといえる。
本発明の計測用チップは、上記に記載のスポットを形成するための捕捉用核酸が表面に固定化されたチップである。
メチル化アデニンとメチル化シトシンを含むように合成したマイクロRNA200−c−5p(ヒト配列/1本鎖)を分け取り、RNase-Free超純水に溶解し吸光度測定により濃度を確認した後、濃度を1pmole/μLに調整した。あらかじめMALDI用マトリクス(イオン化助剤)として、10mg/mL 3−HPA(3-ヒドロキシピコリン酸)、10mg/mL DHC(クエン酸二アンモニウム)水溶液1μLをターゲットプレートに塗布し乾燥させた。この同じ位置に先のマイクロRNA水溶液1μLを重層して乾燥した。完全な乾燥を確認した後、MALDI型質量分析計にて質量分析を行い、プリカーサーイオンの観察により全体の質量を確認するとともに、該プリカーサーイオンに対して、in source decay(インソース分解、ISD)を用いた測定を実施することによりメチル化塩基を含めた内部配列を確認した。図に示さないが濃度を増減させることである程度の定量性が確保されることもあわせて確認した(図1)。
先述のメチル化塩基を含む合成したマイクロRNA200−c−5p(ヒト配列/1本鎖)水溶液に、0.1 N アンモニア水を等量加え、60℃、30分反応させた後、遠心乾燥によりアンモニアを除去した後、先述のとおりマトリクスとともにターゲットプレート上に塗布・乾燥させ、MALDI型質量分析計にて質量分析を行い、アルカリ加水分解が5’末端側から進行すること、並びにアルカリ加水分解が内部塩基配列の確認にきわめて有効であることを確認した(図2)。
合成したマイクロRNA369−3p(ヒト配列/1本鎖)とその相補配列を有する合成DNA(ヒト配列の369−3pの相補鎖/1本鎖)を同じモル数ずつ混合し、いったん加熱させた後に、徐冷することでアニールさせ、RNA−DNAキメラ2本鎖を形成し、濃度を1pmole/μLに調整した。このRNA−DNAキメラ2本鎖を先述のとおりマトリクスとともにターゲットプレート上に塗布・乾燥させ、MALDI型質量分析計にて質量分析を行い、DNA、RNAそれぞれについてプリカーサーイオンの観察により全体の質量を確認するとともに、ISDによりDNA、RNAそれぞれの鎖の識別および配列決定が可能であることを確認した(図3)。
ヒト培養細胞を開始材料として抽出・精製して得られた小分子RNA画分をRNase-Free超純水に溶解して、吸光度測定により濃度を確認した後、濃度を100pmole/μLに調整した。あらかじめMALDI用マトリクス(イオン化助剤)として、10mg/mL 3−HPA(3-ヒドロキシピコリン酸)、10mg/mL DHC(クエン酸二アンモニウム)水溶液1μLをターゲットプレートに塗布し乾燥させた。ターゲットプレート上に塗布・乾燥させ、MALDI型質量分析計にて質量分析を行い、プリカーサーイオンの観察によりマイクロRNA369−3p(ヒト)に相当する質量数の親イオンを見いだし、該プリカーサーイオンに対してISDを用いた測定を実施することによりメチル化塩基を含めた内部配列を確認し、マイクロRNA369−3pであることを確認した(図5)。
図5に模式的に示したとおり、アデニン、1−メチルアデニン、N6−メチルアデニンについて、硫酸ジメチル処理によるメチル化処理においては、アデニン、N6−メチルアデニンの2種の分子では1位の窒素メチル化を受けることが期待されるが、すでにメチル化を受けている1−メチルアデニンについてはさらなるメチル化は生じず、質量数は変化しない。
図6に模式的に示したとおり、シトシン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシンについて、クロロアセトアルデヒド処理によるメチル化処理においては、シトシン、5−メチルシトシンの2種の分子では3位窒素原子とN4位窒素原子による環状化が期待されるが、3位窒素原子がメチル化を受けている3−メチルシトシンについてはさらなるメチル化は生じず、質量数の変化は生じない。
Claims (7)
- マイクロRNAにおけるメチル化修飾部位を計測する方法であって、
(1)リボヌクレオチドのメチル化候補部位の一つに選択的に作用しうる修飾剤をマイクロRNAに作用させる工程;
(2)工程(1)で得られたマイクロRNAに対して、質量分析により断片化測定を行う工程;及び
(3)工程(2)で得られた、それぞれのリボヌクレオチドについての質量数の検出値を、未修飾の対応するリボヌクレオチドの質量数と比較し、差がないときに前記メチル化候補部位がメチル化されていると判定する工程
を含む方法。 - 前記工程(2)における断片化を、アンモニアによるアルカリ加水分解により行う、請求項1に記載の方法。
- リボヌクレオチドを種類毎にスポット状に配置したプレート上において、前記工程(1)及び(2)を行う、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記スポットを、前記プレート上に固定された捕捉用核酸に対して相補的な核酸配列を含むリボヌクレオチドを結合させることにより得る、請求項3に記載の方法。
- 1ミリ四方に、1000〜3000種の前記スポットを有する前記プレート上において、前記工程(1)及び(2)を行う、請求項3又は4に記載の方法。
- 前記工程(2)における質量分析により、リボヌクレオチドの量及び核酸配列情報も同時に計測する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項5に記載のスポットを形成するための捕捉用核酸が表面に固定化されたチップ。
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