JP2016185119A - 核酸の検出方法 - Google Patents
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(1)試料中に含まれる標的核酸の増幅と、前記増幅した標的核酸と標識物質を結合した第1の結合因子との特異的結合を同時に行なう工程
(2)(1)の工程で得られた標的核酸と第1の結合因子との複合体と、メンブレンに結合した第2の結合因子とを、展開液を用いたクロマトグラフィーにより特異的に結合させる工程
(3)(2)の工程で得られた標的核酸と第1の結合因子と第2の結合因子との複合体を第1の結合因子に結合した標識物質で検出する工程
また本発明の第二の態様は、標識物質が可視光を吸収または反射する物質である、前記第一の態様に記載の検出方法である。
試料中に含まれる標的核酸を増幅するための酵素およびプライマーと、標識物質を結合した前記標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドと、非イオン性界面活性剤とを含む試薬と、
前記標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを結合したメンブレンと、
を含む、標的核酸の検出キットである。
第2の結合因子と直接または間接的に結合可能な物質であり、
前記(1)の工程で得られた、標的核酸と第1の結合因子との複合体を含む溶液から展開液を用いたクロマトグラフィーにより前記複合体を分離可能な物質であり、
かつ前記複合体と第2の結合因子とが結合した際、第1の結合因子に結合した標識物質を集積可能な物質、
であれば限定はなく、例えば、ニトロセルロース、ナイロンなどの多孔質メンブレンがあげられる。さらに第2の結合因子との結合を強固にするために、前記固相に適当な加工や官能基、結合因子の導入を行なってもよい。第2の結合因子と固相との結合は、結合因子の態様により適宜選択でき、例えば、共有結合、静電気力による結合、抗原−抗体結合、リガンド−レセプター結合、ビオチン−アビジン結合、ヌクレオチド間のハイブリダイズ、またそれらの組み合わせがあげられる。
後述の実施例で使用する、インフルエンザウイルスRNA(以下、標準RNAと表記)は、以下に示す方法で調製した。
(1)配列番号15(H1N1亜型A型インフルエンザウイルス、セグメント5、cDNA部分配列、GenBank No.FJ969536の410番目から930番目までの塩基配列)、配列番号16(H3N2亜型A型インフルエンザウイルス、セグメント5、cDNA部分配列、GenBank No.NC_007369の455番目から975番目までの塩基配列(ただし663番目のCはT))および配列番号17(B型インフルエンザウイルス、セグメント7、cDNA部分配列、GenBank No.CY115184の206番目から735番目までの塩基配列)に記載の塩基配列からなる2本鎖DNAを調製し、それぞれT−Vector pMD20(タカラバイオ製)へ挿入した(なお、当該cDNA配列の相補鎖の5’末端側にはSP6プロモーターを付加している)。
(2)(1)で調製したプラスミドDNAを、挿入したインフルエンザウイルスcDNA配列の5’末端側で制限酵素消化し、直鎖状のDNAを調製した。
(3)(2)で調製したDNAを鋳型として、SP6 RNAポリメラーゼによるインビトロ転写を行なった。その後、DNase I処理により前記鋳型DNAを完全消化し、精製することで標準RNAを調製した。調製したRNAは、260nmにおける吸光度を測定して定量した。
標識物質として、直径500nmのラテックス粒子Estapor(メルク製)を使用し、以下に示す方法で、当該標識物質をインフルエンザウイルスRNAとストリンジェントな条件でハイブリダイス可能なオリゴヌクレオチド(第1の結合因子)に結合させた。
(1)ラテックス粒子1.4×1010個に対し、3’末端側をアミノ基で修飾した配列番号10から12に記載の配列を含むオリゴヌクレオチドをそれぞれ150ng添加し、30分室温で静置した。なお配列番号10は配列番号15と、配列番号11は配列番号16と、配列番号12は配列番号17と、それぞれストリンジェントな条件でハイブリダイス可能な塩基配列である。
(2)さらに水溶性カルボジイミドを終濃度10mg/mLとなるよう添加し、室温で2時間反応させ、ラテックス粒子を当該オリゴヌクレオチドに結合させた。
(3)遠心により得られた沈殿(標識物質を結合した第1の結合因子)は、Tween 20およびSDSを含む溶液により洗浄し、バッファー(0.5mM EDTA、1M NaCl、および0.05% Tween 20を含む10mM Tris−HCl(pH7.4))中に保存した。
メンブレンとして、ニトロセルロースメンブレンHF120(メルク製)を台紙(メルク製)に結合させたものを使用し、以下に示す方法で当該メンブレンにインフルエンザウイルスRNAとストリンジェントな条件でハイブリダイス可能なオリゴヌクレオチド(第2の結合因子)を結合させた。
(1)配列番号13および/または14に記載の配列からなるオリゴヌクレオチド50μMを塗布機を用いて、メンブレンに塗布した。なお配列番号13は配列番号15および16と、配列番号14は配列番号17と、それぞれストリンジェントな条件でハイブリダイス可能な塩基配列である。
(2)UVを2分間照射後、37℃で2時間乾燥することで、前記オリゴヌクレオチドをメンブレンに結合させた。
Ishiguroらの方法(Ishiguro,T.et al,Nucleic Acids Res.,24,4992−4997(1996))により、配列番号7に記載の配列の5’末端から17番目のTと18番目のTの間、および配列番号8に記載の配列の5’末端から8番目のAと9番目のT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結合させ、インターカレーター性蛍光色素で標識された核酸プローブ(以下、INAFプローブと表記)を調製した(図1)。なお配列番号7は配列番号15および16と、配列番号8は配列番号17と、それぞれストリンジェントな条件でハイブリダイス可能な塩基配列である。
試料中に含まれる標的核酸の増幅および前記増幅した標的核酸と標識物質を結合した第1の結合因子との特異的結合を同時に行なう工程で用いる反応液に、界面活性剤を添加することでクロマトグラフィーが可能となるか検討した。
(1)調製したRegIV標準RNA(配列番号22)を、TEバッファーを用いて103コピー/5μLとなるように希釈し、これをRNA試料として用いた。
(2)以下の組成の反応液17μLを0.5mL容量PCRチューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI製)に分注した後、実施例2で作製した配列番号20に記載のオリゴヌクレオチドを結合したラテックス粒子を109個(2μL)添加し、種々の濃度および種類の界面活性剤をさらに3μL添加した。
60mM Tris−HCl緩衝液(pH8.6)
各0.25mM dATP、dCTP、dGTP、dTTP
各2.6mM ATP、CTP、GTP、TTP
3.06mM ITP
70mM トレハロース
0.2μM 第一のプライマー(配列番号18):当該プライマーには、各配列番号に記載の塩基配列の5’末端側にT7プロモーター配列(配列番号9)が付加されている
0.2μM 第二のプライマー(配列番号19)
6.4U AMV逆転写酵素(ライフサイエンス製)
142U T7 RNAポリメラーゼ
(3)上記の反応液を46℃で4分間保温後、以下の組成の開始液8μLを添加した。
21.2mM 塩化マグネシウム
102.7mM 塩化カリウム
1.2% グリセロール
11.5% DMSO
(4)上記の混合溶液に対し、実施例3で作製した配列番号21に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを結合したメンブレンを浸し、クロマトグラフィーを行なった。
試料中に含まれる標的核酸の増幅および前記増幅した標的核酸と標識物質を結合した第1の結合因子との特異的結合を同時に行なう工程で用いる反応液に、界面活性剤を添加することで前記標的核酸の増幅反応に影響をおよぼすか検討した。
(1)実施例1で調製したA型(H1N1亜型)インフルエンザウイルス標準RNA(配列番号15)を、TEバッファーを用いて103コピー/5μLとなるように希釈し、これをRNA試料として用いた。
(2)以下の組成の反応液14μLを0.5mL容量PCRチューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI製)に分注し、これに前記RNA試料5μLを添加した。さらに実施例2で作製した配列番号10に記載のオリゴヌクレオチドを結合したラテックス粒子109個(2μL)と、種々の濃度および種類の界面活性剤溶液3μLを添加した。
60mM Tris−HCl緩衝液(pH8.6)
各0.25mM dATP、dCTP、dGTP、dTTP
各2.6mM ATP、CTP、GTP、TTP
3.06mM ITP
70mM トレハロース
20nM INAFプローブ(配列番号7)(実施例4で調製)
0.2μM 第一のプライマー(配列番号1):当該プライマーには、各配列番号に記載の塩基配列の5’末端側にT7プロモーター配列(配列番号9)が付加されている
0.2μM 第二のプライマー(配列番号2)
6.4U AMV逆転写酵素(ライフサイエンス製)
(3)上記の反応液を46℃で4分間保温後、以下の組成の開始液8μLを添加した。
21.2mM 塩化マグネシウム
102.7mM 塩化カリウム
1.2% グリセロール
11.5% DMSO
(4)引き続きPCRチューブを直接測定可能な温調機能付き蛍光分光光度計(TRCRapid−160、東ソー製)を用い、46℃で反応させると同時に反応液の蛍光強度(励起波長470nm、蛍光波長520nm)を経時的に30分間測定した。開始液添加時を0分として、反応液の蛍光強度比(所定時間の蛍光強度値をバックグラウンドの蛍光強度比で割った値)が1.2を超えた場合を陽性判定とした。
(1)実施例6(2)で添加する界面活性剤を0.05%(w/v)のTween 20(商品名)とし、実施例6(4)の反応時間を10分間とした他は、実施例6と同様の操作を行なった。
(2)実施例3で作製した配列番号13に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを結合させたメンブレンを(1)の操作後の反応液が入ったPCRチューブに入れ、クロマトグラフィーを行なった。
(1)実施例1で調製したA型(H1N1亜型)インフルエンザウイルス標準RNA(配列番号15)、A型(H3N2亜型)インフルエンザウイルス標準RNA(配列番号16)およびB型インフルエンザウイルス標準RNA(配列番号17)を、TEバッファーを用いてそれぞれ103コピー/5μLとなるように希釈し、これらをRNA試料として用いた。
(2)以下の組成の反応液14μLを0.5mL容量PCRチューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI製)に分注し、これに前記RNA試料のいずれかを5μL添加した。さらに実施例2で作製した配列番号10から12に記載のオリゴヌクレオチドを結合したラテックス粒子各109個(2μL)と、種々の濃度のTween 20(商品名)3μLを添加した。
60mM Tris−HCl緩衝液(pH8.6)
各0.25mM dATP、dCTP、dGTP、dTTP
各2.6mM ATP、CTP、GTP、TTP
3.06mM ITP
70mM トレハロース
20nM INAFプローブ(配列番号7および8)(実施例4で調製)
各0.2μM 第一のプライマー(配列番号1、3および5):当該プライマーには、各配列番号に記載の塩基配列の5’末端側にT7プロモーター配列(配列番号9)が付加されている
各0.2μM 第二のプライマー(配列番号2、4および6)
6.4U AMV逆転写酵素(ライフサイエンス製)
(3)上記の反応液を46℃で4分間保温後、以下の組成の開始液8μLを添加した。
21.2mM 塩化マグネシウム
102.7mM 塩化カリウム
1.2% グリセロール
11.5% DMSO
(4)引き続きPCRチューブを直接測定可能な温調機能付き蛍光分光光度計(TRCRapid−160、東ソー製)を用い、46℃で反応させると同時に反応液の蛍光強度(励起波長470nm、蛍光波長520nm)を経時的に30分間測定した。開始液添加時を0分として、反応液の蛍光強度比(所定時間の蛍光強度値をバックグラウンドの蛍光強度比で割った値)が1.2を超えた場合を陽性判定とした。
(5)(4)の反応後の溶液に、実施例3で作製した配列番号13および14に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを結合させたメンブレンを入れ、クロマトグラフィーを行なった。
Claims (9)
- 以下の(1)から(3)の工程を含む、試料中に含まれる標的核酸の検出方法。
(1)試料中に含まれる標的核酸の増幅と、前記増幅した標的核酸と標識物質を結合した第1の結合因子との特異的結合を同時に行なう工程
(2)(1)の工程で得られた標的核酸と第1の結合因子との複合体と、メンブレンに結合した第2の結合因子とを、展開液を用いたクロマトグラフィーにより特異的に結合させる工程
(3)(2)の工程で得られた標的核酸と第1の結合因子と第2の結合因子との複合体を第1の結合因子に結合した標識物質で検出する工程 - 標識物質が可視光を吸収または反射する物質である、請求項1に記載の検出方法。
- 第1の結合因子および第2の結合因子が、標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドである、請求項1または2に記載の検出方法。
- (1)の工程で増幅される標的核酸が複数種類あり、第1の結合因子および/または第2の結合因子が複数種類存在する、請求項1から3のいずれかに記載の検出方法。
- 展開液が陰イオン界面活性剤を少なくとも含む、請求項1から4のいずれかに記載の検出方法。
- 標的核酸の増幅をNASBA法、TMA法、TRC法のいずれかの方法で行なう、請求項1から5のいずれかに記載の検出方法。
- 試料中に含まれる標的核酸を増幅するための酵素およびプライマーと、標識物質を結合した前記標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドと、陰イオン界面活性剤とを含む試薬と、
前記標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを結合したメンブレンと、
を含む、標的核酸の検出キット。 - 標識物質を結合した標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを複数種類含んだ、請求項7に記載のキット。
- メンブレンが、標的核酸とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドを複数種類結合したメンブレンである、請求項7または8に記載の検出キット。
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