JP2016504041A - 高解像能融解の較正の改善 - Google Patents

高解像能融解の較正の改善 Download PDF

Info

Publication number
JP2016504041A
JP2016504041A JP2015552042A JP2015552042A JP2016504041A JP 2016504041 A JP2016504041 A JP 2016504041A JP 2015552042 A JP2015552042 A JP 2015552042A JP 2015552042 A JP2015552042 A JP 2015552042A JP 2016504041 A JP2016504041 A JP 2016504041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
double
stranded oligonucleotide
strand
nucleic acid
chromophore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015552042A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6389473B2 (ja
JP2016504041A5 (ja
Inventor
ライザー,アストリト
ザグナー,グレゴール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F Hoffmann La Roche AG
Original Assignee
F Hoffmann La Roche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F Hoffmann La Roche AG filed Critical F Hoffmann La Roche AG
Publication of JP2016504041A publication Critical patent/JP2016504041A/ja
Publication of JP2016504041A5 publication Critical patent/JP2016504041A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6389473B2 publication Critical patent/JP6389473B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/6846Common amplification features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686Polymerase chain reaction [PCR]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本発明は高解像能融解PCR実験における温度較正を行うための方法及びキットに関する。本発明は、更に、標的及び較正物質に対して同一又は同様の融解温度の読み出しを可能にする最適な較正方法に関する。本明細書は、更に前記方法を行う装置及び前記方法を実行するコンピュータプログラムに関する。【選択図】なし

Description

本明細書は、高解像能融解PCR実験における温度較正を行うための方法及びキットに関する。本明細書は、更に、標的及び較正物質に対して同一又は同様の融解温度の読み出しを可能にする最適な較正方法に関する。本明細書は、更に、前記方法を行う装置及び前記方法を実行するコンピュータプログラムに関する。
高解像能融解(high resolution melting:HRM)は、PCR増幅後の標的配列中の未知の核酸変異を検出する方法である。変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis:DGGE)等の従来の方法に比べ、HRMは、変異走査においていくつかの利点を有する。これらの利点としては、試薬及び試料消費量の削減、最適化工程の削減、並びに単一のリアルタイムPCR装置において閉鎖試験形式が実行可能であることが挙げられる。
二本鎖核酸に非共有結合することができる特別な蛍光性DNA結合色素(例えば、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dye、Roche Applied Science、カタログ番号04909640001)の存在下で、標的配列を約250塩基対の長さまでPCR増幅した後に、生成したアンプリコンのHRM工程が追加される。蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素はPCRを阻害しないので、飽和濃度で増幅反応に添加できる。HRM工程の間に、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素が放出され、野生型、ホモ接合変異体、及びヘテロ接合変異体間のアンプリコンの融解プロファイルに関する差異を検出することができる(Reed GH, Kent JO, Wittwer CT (2007), Pharmacogenomics 8(6): 597-608; Wittwer CT (2009), Hum. Mutat. 30(6): 857-859; Wittwer et al, 米国特許第7,582,429号)。
点変異の種類によっては観察される融解温度の差が非常に小さい場合がある。一塩基多型(SNP)では、典型的には、SNPのクラス1(C/T及びG/A塩基変化)及びSNPのクラス2(C/A及びG/T塩基変化)に対して約1.0℃、SNPのクラス3(C/G塩基変化)に対して約0.5℃、SNPのクラス4(A/T塩基変化)に対して約0.2℃程度の融解温度シフトとなる。ヘテロ接合変異は、典型的には、野生型とは異なる蛍光融解プロファイル(融解曲線形状)を示すが、ホモ接合変異は、多くの場合、野生型と非常に類似した融解プロファイルとなり、小さな温度シフトによってのみ識別される。
HRMに関する最新技術は、本明細書で以下に記載するようないくつかの欠点を有する。融解温度のわずかな差異を検出するためには、測定システムの非常に高い温度精度が要求される。リアルタイムPCR機器は、典型的には、正確な温度制御のためにペルチェ素子を使用したブロックに基づくシステムとして設計される。しかしながら、温度制御は、温度センサの較正、ペルチェ素子の制御、及び個々のマイクロウェルプレートの熱ブロックの取り付け部への形状的な適合性等に起因する物理的な制約を受ける。これらの制約により、典型的には、熱ブロック内の最も熱い位置と最も冷たい位置間の観察温度の差は0.5〜1.0℃の範囲となる。従って、反応体積内の温度制御ではホモ接合変異体の融点プロファイル特性が野生型に非常に類似しているHRM実験におけるわずかな温度シフトを識別することは不可能である。
ブロックに基づくサーモサイクラーの全ての位置での不均一な温度分布を補正するために、2つの異なる方法が現在確立されている。
HRM実験を特定の機器で実行する前に別個の温度較正を特別な較正板によって実行する。全ての位置でのブロックに特有の温度データを機器のソフトウェアに保存し、その後、全ての位置の温度差を補正するためにHRM実験に使用する。この方法は、例えば、Applied Biosystems 7500及び7900HTリアルタイムPCRシステム(例えば、MeltDoctor(登録商標)HRM較正板、カタログ番号PN4425618)、及びBiorad CFXリアルタイムPCRシステム(例えば、融解較正キット、カタログ番号184-5020)に対して確立されている。
前記較正方法の欠点は、別々に温度較正が実行される場合、温度不均一性に対する実験特有の原因を補正することができないことである。これらの原因には、個々のマイクロウェルプレートの熱ブロック取り付け部への嵌合の変動及びそれと関連する取り付け部からプレート及び反応体積への温度伝達の差異が含まれる。更には、例えば、イオン強度の変動(精製法或いは試料物質に起因)等に伴う反応条件の変動は観察融解温度に確実に影響を及ぼす。その上、ペルチェブロックの熱劣化をこの方法で補償することはできない。
HRM実験の間に内部温度較正物質を各々の反応に追加する。温度較正物質は、標的配列の予測融解温度の下及び上の融解温度を採用し、反応中に存在する蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素によって検出される非標識二本鎖オリゴヌクレオチドから成る。較正物質のウェル間の温度差の測定値に基づいて検出された標的温度を補正する。この方法は、例えば、Idaho Technology社製のLightScanner(登録商標)装置(高感度Master Mix、カタログ番号HRLS-ASY-0008)に対して確立されている。
温度較正物質法の欠点:非標識内部温度較正物質の検出は、標的変異検出に使用するのと同じ蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の放出に基づいている。従って、標的融解温度は較正物質の融解温度と重なり合ってはならない。このために、アンプリコンのサイズは約40〜120塩基対の範囲に制限される。更に、標的のG/C含有量に応じて、アンプリコンの長さを許容融解温度範囲に適合するように最適化することが必要である。しかもアンプリコン融解の蛍光輝度が内部較正物質の信号を上回り、結果的に内部較正物質の信号を隠してはならない。蛍光輝度は生成されたPCR産物の量に強く依存する。そのため、出発核酸物質の量及びプライマーの濃度は、HRM実験を実行する前に各標的に対して最適化しなければならない。
本明細書の目的は、上記の欠点を示さないHRM法を提供することである。
本明細書の第1の側面は、PCR実験における温度較正の方法に関し、前記方法は、以下の工程を含む:a)マルチウェルプレートの各ウェルに、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素を含む試料中の特定の標的核酸を増幅するための反応混合物を供給する工程、b)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルに供給する工程、c)特定の標的核酸を各ウェルで増幅させる工程、d)増幅された特定の標的核酸を各ウェルで融解し、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出を減少させ、二本鎖オリゴヌクレオチドを融解し、ドナー発色団とアクセプター発色団とを空間的に分離することによって、ドナー発色団からの光の放出を増加させる、又はアクセプター発色団からの光の放出を減少させる工程、e)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出の減少を検出することによって増幅された特定の標的核酸の融解温度値を各ウェルで監視し、ドナー発色団からの光の放出の増加又はアクセプター発色団からの光の放出の減少を検出することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度の値を各ウェルで別々に監視する工程、及びf)二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値のウェル間差に基づいて、増幅された特定の標的核酸に対する融解温度値を各ウェルで補正する工程。
本明細書の第2の側面は、上述したようにPCR実験における温度較正を行うためのキットに関し、前記キットは、a)試料中の特定の標的核酸配列を増幅するために必要な全ての試薬、b)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素、c)二本鎖オリゴヌクレオチドを含み、ドナー発色団が前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する。
本明細書の第3の側面は、上述したようにPCR実験における温度較正を行うための反応混合物に関し、前記反応混合物は、a)標的核酸配列、b)特定の標的核酸配列を増幅するために必要な全ての試薬、c)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素、及びd)二本鎖オリゴヌクレオチドを含み、ドナー発色団は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する。
本明細書の第4の側面は、上述したようにPCR実験における温度較正を行うための装置に関する。
本明細書の第5の側面は、上述したようにPCR実験における温度較正を行うための方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。
図1は、実施例1に記載したように、較正物質を“使用しない”、32個の野生型、32個のヘテロ接合変異体、及び32個のホモ接合変異体の正規化融解曲線を示す。実験は、“熱較正していない”PCRブロックを有する機器で行った。 図2は、実施例1に記載したように、較正物質を“使用している”、32個の野生型、32個のヘテロ接合変異体、及び32個のホモ接合変異体の正規化融解曲線を示す。実験は、“熱較正していない”PCRブロックを有する機器で行った。 図3は、実施例1に記載したように、較正物質を“使用しない”、6個の遺伝子型変異体の正規化融解曲線を示す。実験は、“事前に熱較正した”PCRブロックを有する機器で行った。 図4は、実施例1に記載したように、較正物質を“使用している”、6個の遺伝子型変異体の正規化融解曲線を示す。実験は、“事前に熱較正した”PCRブロックを有する機器で行った。
以下の定義は、本明細書に使用される種々の用語の意味及び範囲を例示し、定義するために記載される。
用語「a」、「an」、及び「the」は、一般に、文脈上明確に指示する場合を除き、複数形を含む。
用語「アンプリコン」は、一般に、例えば当技術分野で公知の増幅技術で生成されたもの等のフォワードプライマー及びリバースプライマーの特定の一対によって増幅される選択された増幅産物を指す。
用語「増幅」は、一般に、標的核酸からの複数の核酸分子の産生を指し、プライマーは、ポリメラーゼによる伸長のための開始部位を提供する目的で標的核酸分子の特定の部位にハイブリッド形成する。増幅は、一般的に、当技術分野で公知の任意の方法により行い、例えば、これらに限定されないが、標準PCR、ロングPCR、ホットスタートPCR、定量PCR、RT−PCR及び等温増幅等が挙げられる。
用語「較正物質」又は「温度較正物質」は、本明細書で使用され、FRET対を担持する二本鎖オリゴヌクレオチドを指し、その対の一方の発光波長を、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解時に検出することができる。較正物質は、マルチウェルプレートのウェル間の温度差(例えば、マルチウェルプレートを担持した熱ブロックのばらつき、或いは個々のマイクロウェルプレートの熱ブロックの取り付け部への形状的な適合性等に起因)を測定する目的で高解像能融解実験に使用される。温度差は、放出された光の変化に基づいて較正物質の融解温度を正確に測定することによって決定することができる。前記変化は強度の変化(増加又は減少)である。
用語「相補的」は、一般に、適切な温度及びイオン緩衝液条件で、2個のヌクレオチドの塩基間で有利な熱力学的安定性及び特定の対を形成する能力を指す。この対形成は、各ヌクレオチドの水素結合特性に依存する。これの最も基本的な例としては、チミン/アデニン及びシトシン/グアニンの塩基間の水素結合対が挙げられる。本明細書において、標的核酸の増幅のためのプライマーは、標的核酸分子と全長にわたって完全に相補的であっても、「半相補的」(プライマーが標的核酸に最小限のハイブリッド形成をすることができる又はハイブリッド形成ができない追加の非相補的な配列を含む)であってもよい。
用語「色素」は、全ての種類の光吸収分子を集約するために使用され、従って、蛍光色素、非蛍光色素、及び消光剤分子が含まれる。消光剤分子は、蛍光により励起可能であり、熱等によってエネルギーを分配するので、蛍光色素の蛍光を消光することができる。非蛍光色素は、従来の蛍光色素とは対照的に実質的に蛍光発光のない色素である。
用語「蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素」は、二本鎖DNAに結合でき、定量PCR実験におけるDNA形成の測定及び融解分析における解離を可能にする発色団を指す。蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素は、二本鎖DNAに結合する際に、特定の波長の光の形態で光を放出する。二本鎖DNAの2つの相補鎖が、例えば融解実験中に、解離する場合は光の放出は減少する。
用語「FRET」又は「蛍光共鳴エネルギー移動(fluorescent resonance energy transfer)」又は「フェルスター共鳴エネルギー移動」は、互換的に使用することができ、少なくとも2つの発色団、即ちドナー発色団及びアクセプター発色団、の間のエネルギー移動を指す。ドナーが適切な波長の光線によって励起された場合、典型的には、ドナーはアクセプターにエネルギーを移動する。アクセプターは、典型的には、移動したエネルギーを異なる波長の光線の形態で再放出する。アクセプターが「暗」消光剤である場合は、移動したエネルギーを光以外の形態、例えば、熱の形態で消散させる。一般的に使用される暗消光剤としては、BlackHole Quenchers(登録商標)(BHQ)(Biosearch Technologies社、カリフォルニア州ノバト)、Iowa Black(登録商標)(Integrated DNA Tech社、アイオワ州コーラルビル)、及びBlackBerry(登録商標)Quencher 650(BBQ-650)(Berry & Assoc.社、ミシガン州デクスター)が挙げられる。
用語「ハイブリッド形成する」は、一般に、それらのヌクレオチド配列と一致する別の核酸分子間の塩基対形成を指す。用語「ハイブリッド形成する」と用語「アニールする」は互換的に使用することができる。
用語「マルチウェルプレート」は本明細書で使用され、当業者の専門家に知られているように、1つ以上の試料を並行して行う物理的、化学的、又は生物学的特徴の分析に使用されるプレートを指す。マルチウェルプレートは、96、384、1536、又は3456個の個別のウェルが含まれる。この用語は、また8−ウェル列等の他の種類の反応装置も含む。
本明細書の文脈において、用語「変異体」は、対応する天然に存在する又は非修飾の核酸に対して1つ以上の塩基置換を含むポリヌクレオチドを意味する。
用語「核酸」又は「ポリヌクレオチド」は、互換的に使用でき、リボース核酸(ribose nucleic acid:RNA)又はデオキシリボース核酸(deoxyribose nucleic acid:DNA)重合体、又はそれらの類似体に相当する重合体を指す。これは、RNA及びDNA等のヌクレオチド、合成形態、及びそれらの修飾(例えば、化学的又は生化学的修飾)形態の重合体、並びに混合重合体(例えば、RNA及びDNAサブユニットを含む)を含む。修飾の例としては、メチル化、類似体による天然に存在する1個以上のヌクレオチドの置換、非荷電結合(メチルホスホン酸、リン酸トリエステル、アミドリン酸エステル、カルバミン酸エステル等)等のヌクレオチド間修飾、懸垂部分(ポリペプチド等)、挿入剤(例えば、アクリジン、ソラレン等)、キレート剤、アルキル化剤、並びに修飾結合(例えば、α―アノマー核酸等)を含む。また、水素結合及び他の化学的相互作用によって指定された配列に結合する能力においてポリヌクレオチドを模倣した合成分子も含まれる。典型的には、ヌクレオチド単量体はリン酸ジエステル結合を介して連結できるが、核酸の合成形態は他の結合を含むこともできる(例えば、ニールセン等、Science 254:1497-1500, 1991に記載のペプチド核酸)。核酸は、例えば、染色体若しくは染色体部分、ベクター(例えば、発現ベクター)、発現カセット、裸のDNA又はRNA重合体、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)産物、オリゴヌクレオチド、プローブ及びプライマーであるか、これらを含んでもよい。核酸は、例えば、一本鎖、二本鎖、又は三本鎖であってよく、特定の長さには限定されない。特に断らない限り、特定の核酸配列は明示された全ての配列に加えて相補配列を含む、又はそれらをコードする。
用語「オリゴヌクレオチド」は、少なくとも2個の核酸単量体単位(例えば、ヌクレオチド)を含む核酸を指す。オリゴヌクレオチドは、典型的には、約6〜約175個の核酸単量体単位を含み、より典型的には、約8〜約100個の核酸単量体単位、更により典型的には、約10〜約50個の核酸単量体単位(例えば、約15、約20、約25、約30、約35個以上の核酸単量体単位)を含む。オリゴヌクレオチドの正確なサイズは、オリゴヌクレオチドの最終的な機能又は用途を含む多くの因子に依存する。オリゴヌクレオチドは、所望により任意の適切な方法で調製され、その方法としては、限定されないが、既存の、或いは天然の配列の単離、DNA複製又は増幅、逆転写、適切な配列のクローニング及び制限消化、又はNarangらのリン酸トリエステル法(Meth. Enzymol. 68:90-99, 1979);Brownらのリン酸ジエステル法(Meth. Enzymol. 68:109-151, 1979);Beaucageらのジエチルホスホラミダイト法(Tetrahedron Lett. 22:1859-1862, 1981);Matteucciらのトリエステル法(J. Am. Chem. Soc. 103:3185-3191, 1981);自動化合成法;或いは米国特許第4,458,066号の固体支持体法による直接的化学合成、又は当業者に公知のその他の方法等が挙げられる。
用語「プライマー」は、一般に、核酸配列にアニーリング、即ちハイブリッド形成をして、十分な条件(緩衝液、dNTP、ポリメラーゼ、一価又は二価の塩、温度等)で、プライマーが相補的である核酸の伸長を可能にするオリゴヌクレオチドを指す。
用語「定量PCR」は、一般に、リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応、定量ポリメラーゼ連鎖反応、又はキネティックポリメラーゼ連鎖反応として知られているPCR技術を指す。この技術はPCRを用い、標的核酸の増幅と定量を同時に行い、この際、定量は標的核酸にハイブリッド形成した場合のみ検出可能となる蛍光レポーター分子を含む挿入蛍光色素又は配列特異的プローブによって行う。
用語「反応混合物」は、当技術分野の専門家に周知のように本明細書で使用され、1つ以上の標的核酸の増幅に使用される、酵素、緩衝水溶液、塩、プライマー、標的核酸及びヌクレオシド三リン酸等の種々の試薬を含む水溶液を指す。反応混合物は、完全又は不完全な増幅反応混合物のいずれであってもよい。
PCR実験における既知の温度較正法の限界を克服する温度較正の方法が本明細書に記載されている。本明細書に従う方法を用いるHRM実験においては、温度較正物質として二本鎖オリゴヌクレオチドが使用され、マルチウェルプレートの各反応に添加される。二本鎖オリゴヌクレオチド(本明細書では、「温度較正物質」又は「較正物質」とも呼ばれる)はFRET対を担持し、その一方の発光波長を、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解時に検出することができる。次いで、二本鎖オリゴヌクレオチドの検出された融解温度値は、マルチウェルプレートの各ウェルに対して、二本鎖オリゴヌクレオチドのウェル間の融解温度値の差異に基づいて、増幅された特定の標的核酸の融解温度値を補正するために使用される。
本明細書は、PCR実験における温度較正の方法に関し、前記方法は、以下の工程を含む:a)マルチウェルプレートの各ウェルに、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素を含む試料中の特定の標的核酸を増幅するための反応混合物を供給する工程、b)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルに供給する工程、c)特定の標的核酸を各ウェルで増幅させる工程、d)増幅された特定の標的核酸を各ウェルで融解し、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出を減少させ、二本鎖オリゴヌクレオチドを融解し、ドナー発色団とアクセプター発色団とを空間的に分離することによって、ドナー発色団からの光の放出を増加させる、又はアクセプター発色団からの光の放出を減少させる工程、e)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出の減少を検出することによって増幅された特定の標的核酸の融解温度値を各ウェルで監視し、ドナー発色団からの光の放出の増加又はアクセプター発色団からの光の放出の減少を検出することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度の値を各ウェルで別々に監視する工程、及びf)二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値のウェル間差に基づいて、増幅された特定の標的核酸に対する融解温度値を各ウェルで補正する工程。
一態様では、特定の標的核酸は一塩基多型(SNP)を含む。別の態様では、特定の標的核酸は2つ以上のSNPを含む。SNPは、異なる試料中の対応する核酸断片間の点変異である。このようなSNPは、同じSNPを示さない別の試料(例えば、参照試料)の対応する断片と比較して、試料に含まれる規定値によって核酸断片の融解温度を変化させる。SNPの有無で、対応する断片間の融解温度の差は一般に非常に小さく、点変異の種類に依存する。SNPにより、典型的には、対応する断片間で0.2℃〜1.0℃の融解温度のシフトが起こる。融解温度のシフトは、i)SNPのクラス1(C/T及びG/A塩基変化)及びSNPのクラス2(C/A及びG/T塩基変化)に対して約1.0℃、ii)SNPのクラス3(C/G塩基変化)に対して約0.5℃、及びiii)SNPのクラス4(A/T塩基変化)に対して約0.2℃程度である。温度のシフトは、本明細書では、別の試料(例えば、参照試料)中の対応する標的核酸と比較して特定の標的核酸中のSNPの存在を決定するために使用される。
ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内の位置で共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内の位置で共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに近接している。ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内の位置で共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内の位置で共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに反対の位置にある。ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖の3’末端に共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖の5’末端に共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに反対の配置にある。ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖の5’末端に共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖の3’末端に共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに反対の配置にある。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは2つ以下の塩基対によって互いに分離されている。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは相補的な塩基対を形成する。
特定の態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖の5’末端に共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖の3’末端に共有結合しているか、又はドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖の3’末端に共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖の5’末端に共有結合している。
蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素は当技術分野において周知である。このような蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素としては、例えば、LC Green(登録商標)(Idaho Technology)、EvaGreen(登録商標)(BioRad)がある。特定の態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素は、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeである。
一態様では、ドナー発色団は、VIC、Hex、Yellow555、Red610、Red640、Texas Red、Rox、Cy5、又はCy5.5等の蛍光色素である。特定の態様では、ドナー発色団はCy5である。
特定の態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の光の波長及びドナー発色団又はアクセプター発色団の光の波長は互いに分離され、それらの融解温度とは無関係に両方の融解事象の検出が可能となる。このことによる利点は、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の発光波長及びドナー発色団又はアクセプター発色団の発光波長を、標的核酸及び二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度が同一又は少なくとも非常に近い場合でも識別できるということである。
一態様では、アクセプター発色団は消光剤分子であり、例えば、BlackHole Quenchers(登録商標)(BHQ)(Biosearch Technologies社、カリフォルニア州ノバト)、Iowa Black(登録商標)(Integrated DNA Tech社、アイオワ州コーラルビル)、及びBlackBerry(登録商標)Quencher 650(BBQ-650)(Berry & Assoc.社、ミシガン州デクスター)等が挙げられる。特定の態様では、消光剤分子は、BHQ-1、BHQ-2、BHQ-3、及びBHQ-4からなる群から選択される暗消光剤である。より特定の態様では、消光剤分子はBHQ-3である。
一態様では、ドナー発色団は共有結合した蛍光色素であり、アクセプター発色団は共有結合した消光剤分子である。二本鎖オリゴヌクレオチドの2つの相補鎖が互いにハイブリッド形成し、蛍光色素及び消光剤は互いに近接している場合には、蛍光色素に特定の波長を照射すると、蛍光色素から放出されたエネルギー(光)は消光剤分子に移動し、消光剤分子はエネルギーを熱に変換し、蛍光色素から放出される光は全く又はほとんど測定されない。二本鎖オリゴヌクレオチドの2つの相補鎖が融解時に互いに分離されている場合、蛍光色素及び消光剤は互いに空間的に分離されている。この場合、蛍光色素に特定の波長を照射しても、蛍光色素から放出された光は消光剤分子に移動できず、蛍光色素から放出される光の増加を測定することができる。従って、二本鎖オリゴヌクレオチドの2つの相補鎖の融解温度は、蛍光色素から放出された光の増加を測定することによって正確に決定できる。
別の態様では、ドナー発色団は第1の共有結合した蛍光色素及びアクセプター発色団は第2の共有結合した蛍光色素である。二本鎖オリゴヌクレオチドの2つの相補鎖が互いにハイブリッド形成し、第1の共有結合した蛍光色素及び第2の共有結合した蛍光色素が近接している場合には、第1の共有結合した蛍光色素に特定の波長を照射すると、第1の共有結合した蛍光色素から放出されたエネルギー(光)は第2の共有結合した蛍光色素に移動し、蛍光色素はエネルギーを変換し、特定の波長の光が第2の共有結合した蛍光色素から放出される。二本鎖オリゴヌクレオチドの2つの相補鎖が融解する場合は、第1の共有結合した蛍光色素及び第2の共有結合した蛍光色素は互いに空間的に分離されている。この場合には、第1の共有結合した蛍光色素に特定の波長を照射しても、第1の共有結合した蛍光色素から放出される光は第2の共有結合した蛍光色素にもはや移動することはできず、第1の共有結合した蛍光色素から放出される光の増加量及び第2の共有結合した蛍光色素から放出される光の減少量を測定することができる。このように、第1の共有結合した蛍光色素から放出される光の増加量及び/又は第2の共有結合した蛍光色素から放出される光の減少量を測定することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの2つの相補鎖の融解温度を正確に決定することができる。
一態様では、二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度の値の少なくとも一部が、増幅された特定の標的核酸の融解温度の値の少なくとも一部と同一であるように設計される。別の態様では、二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度が増幅された特定の標的核酸の融解温度と同一であるように設計される。別の態様では、二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度と増幅された特定の標的核酸の融解温度との差が10℃以下であるように設計される。特定の態様では、二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度と増幅された特定の標的核酸の融解温度との差が5℃以下であるように設計される。別の特定の態様では、二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度と増幅された特定の標的核酸の融解温度との差が2℃以下であるように設計される。蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素及びドナー発色団を、それらが異なる波長の光を放出するように選択することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドを、標的核酸及び二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度が同一又は少なくとも非常に近くなるように設計することができる。従って、一態様では、二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度と増幅された特定の標的核酸の融解温度が同一であるように設計される。
二本鎖オリゴヌクレオチドのドナー発色団(Cy5等)の励起波長及び発光波長は、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素(LightCycler(登録商標)480 Resolight Dye等)の励起波長及び発光波長とは異なる。二本鎖オリゴヌクレオチドの融解は、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の検出波長とは別の波長範囲で検出することができる。従って、較正物質の融解温度は、標的の融解温度と重なっていてもよい。これにより、両者の融解温度を互いに近接して設計が可能となり、正確に適切な温度に較正することができる。マルチウェルプレートの位置間の温度差はHRMに用いる温度範囲の全域で一定ではないので、二本鎖オリゴヌクレオチド及び標的核酸の同一融解温度の測定値を可能にする較正方法を提供することは特別な利点である。その上、標的核酸の融解温度及び蛍光強度は二本鎖オリゴヌクレオチドから検出される信号に影響しないので、二本鎖オリゴヌクレオチドの信号を隠さない限定された量を生成するために標的核酸の量又はプライマー濃度を最適化する必要がない。
二本鎖オリゴヌクレオチドは、2つの相補鎖、二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖及び二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖から成る。一態様では、第1鎖及び第2鎖の各々が10〜40個のヌクレオチドを含む。特定の態様では、第1鎖及び第2鎖の各々が20〜30個のヌクレオチドを含む。更に特定の態様では、第1鎖及び第2鎖の各々が25個のヌクレオチドを含む。
一態様では、第1鎖の5’末端はドナー発色団(Cy5等)に共有結合し、第1鎖の3’末端はリン酸化されている。第2鎖の3’末端は暗消光剤(BHQ-3等)に共有結合している。別の態様では、第2鎖の5’末端はドナー発色団(Cy5等)に共有結合し、第2鎖の3’末端はリン酸化されている。第1鎖の3’末端は暗消光剤(BHQ-3等)に共有結合している。
特定の一態様では、第1鎖(配列番号01)及び相補的な第2鎖(配列番号02)は、以下の配列と標識を含む:
配列番号01 5’-Cy5-TGG GGG TGG GGG TGG GGG TGG GGG T-P-3’
配列番号02 5’-ACC ACC CCC CCC ACC ACC CCC CCC A-BHQ-3-3’
既に述べたように、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度の値の少なくとも一部が、増幅された特定の標的核酸の融解温度値の少なくとも一部と同じになるように、二本鎖オリゴヌクレオチド(較正物質)を設計するのが有利である。従って、較正物質は、増幅されて分析される標的核酸に依存する任意の配列を含むことができる。配列番号01及び配列番号02は、本実施例1〜3の較正物質として適しているとわかっている1つの可能性と考えなければならない。
特定の態様では、PCR実験における温度較正方法は、a)マルチウェルプレートの各ウェルに、試料中の特定の標的核酸を増幅するための反応混合物を供給する工程であって、前記特定の標的核酸は一塩基多型及びLightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeを含む工程、b)二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルに供給する工程であって、前記蛍光色素Cy5は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、暗消光剤BHQ-3鎖は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合し、前記蛍光色素Cy5は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、暗消光剤BHQ-3鎖が前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは相補的塩基対を形成する工程、c)特定の標的核酸を各ウェルで増幅させる工程、d)増幅された特定の標的核酸を各ウェルで融解し、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeからの光の放出を減少させ、二本鎖オリゴヌクレオチドを融解し、蛍光色素Cy5と暗消光剤BHQ-3とを空間的に分離することによって、Cy5からの光の放出を増加させる工程、e)LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeからの光の放出の減少を検出することによって増幅された特定の標的核酸の融解温度値を各ウェルで監視し、前記蛍光色素Cy5からの光の放出の増加を検出することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値を各ウェルで別々に監視する工程、及びf)二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値のウェル間差に基づいて、増幅された特定の標的核酸に対する融解温度値を各ウェルで補正する工程を含む。
本明細書は更に、上述のPCR実験における温度較正を行うためのキットに関し、前記キットは、a)試料中の特定の標的核酸配列を増幅するために必要な全ての試薬、b)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素、c)二本鎖オリゴヌクレオチドを含み、ドナー発色団が前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する。一態様では、前記特定の標的核酸は一塩基多型を含む。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内の位置で共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内の位置で共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに近接している。特定の態様では、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置は、二本鎖オリゴヌクレオチドの互いに反対の位置にある。
特定の態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは2つ以下の塩基対によって互いに分離されている。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは相補的な塩基対を形成する。
一態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の発光波長及びドナー発色団の発光波長は互いに分離される。
特定の態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素は、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeである。一態様では、ドナー発色団はCy5である。一態様では、アクセプター色素は消光剤分子である。特定の態様では、消光剤分子は、BHQ-1、BHQ-2、BHQ-3、及びBHQ-4からなる群から選択される暗消光剤である。より特定の態様では、消光剤分子はBHQ-3である。
本明細書は、上述したようにPCR実験における温度較正を行うための反応混合物に関し、前記反応混合物は、a)標的核酸配列、b)特定の標的核酸配列を増幅するために必要な全ての試薬、c)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素、及びd)二本鎖オリゴヌクレオチドを含み、ドナー発色団は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団は前記二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する。一態様では、標的核酸は一塩基多型を含む。
一態様では、標的核酸配列を増殖するために必要な試薬は、緩衝液、dNTP、ポリメラーゼ、一価及び二価の塩、フォワードプライマー及びリバースプライマーを含む。
一態様で、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内の位置で共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内の位置で共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに近接している。特定の態様では、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置は、二本鎖オリゴヌクレオチドの互いに反対の位置にある。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは2つ以下の塩基対によって互いに分離されている。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは相補的な塩基対を形成する。
一態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の発光波長及びドナー発色団の発光波長は互いに分離される。
特定の態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素は、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeである。一態様では、ドナー発色団はCy5である。一態様では、アクセプター色素は消光剤分子である。特定の態様では、消光剤分子は、BHQ-1、BHQ-2、BHQ-3、及びBHQ-4からなる群から選択される暗消光剤である。より特定の態様では、消光剤分子はBHQ-3である。
本明細書は更に、上述のようにPCR実験で温度較正を行う装置について述べる。従って、本明細書は、PCR実験における温度較正の方法に関し、前記方法は、以下の工程を含む:a)マルチウェルプレートの各ウェルに、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素を含む試料中の特定の標的核酸を増幅するための反応混合物を供給する工程、b)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルに供給する工程、c)特定の標的核酸を各ウェルで増幅させる工程、d)増幅された特定の標的核酸を各ウェルで融解し、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出を減少させ、二本鎖オリゴヌクレオチドを融解し、ドナー発色団とアクセプター発色団とを空間的に分離することによって、ドナー発色団からの光の放出を増加させる、又はアクセプター発色団からの光の放出を減少させる工程、e)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出の減少を検出することによって増幅された特定の標的核酸の融解温度値を各ウェルで監視し、ドナー発色団からの光の放出の増加又はアクセプター発色団からの光の放出の減少を検出することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値を各ウェルで別々に監視する工程、及びf)二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値のウェル間差に基づいて、増幅された特定の標的核酸に対する融解温度値を各ウェルで補正する工程。一態様では、標的核酸は、一塩基多型を含む。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内の位置で共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内の位置で共有結合して、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置が互いに近接している。特定の態様では、第1鎖内の位置と第2鎖内の位置は、二本鎖オリゴヌクレオチドの互いに反対の位置にある。
特定の態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは2つ以下の塩基対によって互いに分離されている。
一態様では、ドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドは相補的な塩基対を形成する。
一態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の発光波長及びドナー発色団の発光波長は互いに分離される。
特定の態様では、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素は、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeである。一態様では、ドナー発色団はCy5である。一態様では、アクセプター色素は消光剤分子である。特定の態様では、消光剤分子は、BHQ-1、BHQ-2、BHQ-3、及びBHQ-4からなる群から選択される暗消光剤である。より特定の態様では、消光剤分子はBHQ-3である。
本明細書は、更に、上述のような方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。従って、本明細書は、PCR実験における温度較正の方法を実行するためのコンピュータプログラムに関し、本方法はa)マルチウェルプレートの各ウェルに、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素を含む試料中の特定の標的核酸を増幅するための反応混合物を供給する工程、b)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルに供給する工程、c)特定の標的核酸を各ウェルで増幅させる工程、d)増幅された特定の標的核酸を各ウェルで融解し、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出を減少させ、二本鎖オリゴヌクレオチドを融解し、ドナー発色団とアクセプター発色団とを空間的に分離することによって、ドナー発色団からの光の放出を増加させる、又はアクセプター発色団からの光の放出を減少させる工程、e)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出の減少を検出することによって増幅された特定の標的核酸の融解温度値を各ウェルで監視し、ドナー発色団からの光の放出の増加又はアクセプター発色団からの光の放出の減少を検出することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値を各ウェルで別々に監視する工程、及びf)二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値のウェル間差に基づいて、増幅された特定の標的核酸に対する融解温度値を各ウェルで補正する工程を含む。一態様では、特定の標的核酸は、一塩基多型を含む。
二本鎖オリゴヌクレオチド(較正物質)の最適設計、配列及び標識化を決定し、本明細書に記載の本発明の最大限の利点を達成すべきである。特に較正物質の次の特性は従来技術に比べて有利である。
a)位置間の温度差は分析する標的の温度に依存するので、較正物質のTmは典型的な標的核酸のTmと同程度である必要がある。
b)標的の増幅効率を阻害しない。これは較正物質の存在によって全く影響を受けないPCR解析から客観的な結果を得るために重要である。
c)標的核酸及び較正物質の融解曲線形状の干渉を低減させるために蛍光性非共有結合DNA結合色素と較正物質との発光波長の重なりを最小にする。
d)較正物質のTmの信頼できる読み出し値を得るのに十分な融解信号強度を発生する。
実施例1〜3は、本明細書の理解を助けるために提供され、その真の範囲は添付の特許請求の範囲に記載される。改良は本発明の精神から逸脱することなく記載された手順で行うことができる。
実施例1
較正物質の設計
較正物質は、2つの25量体の相補鎖で構成されている。一方の鎖の5’末端は蛍光色素Cy5で標識され、3’末端はリン酸化されている。他方の鎖の3’末端は暗消光剤BHQ-3(Biosearch Technologies社)で標識されている。
配列番号01 5’-Cy5-TGG GGG TGG GGG TGG GGG TGG GGG T-P-3’
配列番号02 5’-ACC ACC CCC CCC ACC ACC CCC CCC A-BHQ-3-3’
以下に示す実験は、各々、本明細書の較正物質を使用する場合と使用しない場合の両方で行われる。
実施例2
熱較正されていないPCRブロックでの較正物質使用による温度分解能の改善
2つの一塩基多型(SNP)領域を2ngヒトのゲノムDNA(異なるヒト血液試料から精製)から増幅した。
ADD1遺伝子領域を、以下のプライマー配列を用いて増幅した。
配列番号03 5’-GAT GGC TGA ACT CTG GC-3’
配列番号04 5’-CGA CTT GGG ACT GCT TC-3’
Cyp2C9遺伝子領域を、以下のプライマー配列を用いて増幅した。
配列番号05 5’-CGT TTC TCC CTC ATG ACG-3’
配列番号06 5’-TCA GTG ATA TGG AGT AGG GTC-3’
以下のPCR及び融解の手順をLightCycler(登録商標)96リアルタイムPCR機器(Roche Applied Science社の試作装置)を用いて実施した。
観察された結果:図1から明らかに分かるように、未較正PCRブロックで本明細書の較正物質を使用しない場合は、6種の異なる遺伝子型を識別することはできない。しかしながら、本明細書の較正物質を実験に導入した場合には、未較正PCRブロックでも6種の群の明確な識別が可能である(図2)。
実施例3
事前に熱較正したPCRブロックで較正物質の使用により改良された温度分解能
1つの一塩基多型(SNP)領域を88の異なるヒトのゲノムDNA(異なるヒト血液試料から精製)から増幅した。
TNFα遺伝子領域を、以下のプライマー配列を用いて増幅した。
配列番号07 5’-GGG CTA TGG AAG TCG AGT A-3’
配列番号08 5’-CGT CCC CTG TAT CCA TAC C-3’
以下のPCR及び融解の手順をLightCycler(登録商標)96リアルタイムPCR機器(Roche Applied Science社の試作装置)を用いて実施した。
観察された結果:図3から明らかに分かるように、事前較正済のPCRブロックで本明細書の較正物質を使用しない場合は、6種の異なる遺伝子型を明確には識別することはできない。しかしながら、本明細書の較正物質を実験に導入した場合には、事前較正済のPCRブロックで6種の群の明確な識別が可能である(図4)。事前較正済のPCRブロックを有する機器で実験を行った場合でも、本明細書の較正物質は異なった遺伝子型間の識別を改良することをこの実験は示している。

Claims (15)

  1. PCR実験における温度較正方法であって、下記工程を含む前記方法:
    a)マルチウェルプレートの各ウェルに、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素を含む試料中の特定の標的核酸を増幅するための反応混合物を供給する工程、
    b)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルに供給する工程、
    c)特定の標的核酸を各ウェルで増幅させる工程、
    d)増幅された特定の標的核酸を各ウェルで融解し、蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出を減少させ、二本鎖オリゴヌクレオチドを各ウェルで融解し、ドナー発色団とアクセプター発色団とを空間的に分離することによって、ドナー発色団からの光の放出を増加させ、又はアクセプター発色団からの光の放出を減少させる工程、
    e)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素からの光の放出の減少を検出することによって増幅された特定の標的核酸の融解温度値を各ウェルで監視し、ドナー発色団からの光の放出の増加又はアクセプター発色団からの光の放出の減少を検出することによって、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値を各ウェルで別々に監視する工程、及び、
    f)二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度値のウェル間差に基づいて、増幅された特定の標的核酸に対する融解温度値を各ウェルで補正する工程。
  2. 特定の標的核酸が一塩基多型を含む、請求項1の方法。
  3. ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖内のヌクレオチドに共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖内のヌクレオチドに共有結合し、第1鎖内のヌクレオチド及び第2鎖内のヌクレオチドが相補的な塩基対を形成する、請求項1又は2の方法。
  4. ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖の5’末端に共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖の3’末端に共有結合しているか、又はドナー発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖の3’末端に共有結合し、アクセプター発色団は二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖の5’末端に共有結合している、請求項3の方法。
  5. 蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素の光の波長及びドナー発色団の光の波長が互いに分離されている、請求項1〜4の方法。
  6. 蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素が、LightCycler(登録商標)480 Resolight Dyeである、請求項1〜5の方法。
  7. ドナー発色団がCy5である、請求項1〜6の方法。
  8. アクセプター発色団が消光剤分子である、請求項1〜7の方法。
  9. 消光剤分子は、BHQ-1、BHQ-2、BHQ-3、及びBHQ-4からなる群から選択される暗消光剤である、請求項8の方法。
  10. 二本鎖オリゴヌクレオチドは、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度と増幅された特定の標的核酸の融解温度との差が5℃以下であるように設計される、請求項1〜9の方法。
  11. 二本鎖オリゴヌクレオチドが、二本鎖オリゴヌクレオチドの融解温度と増幅された特定の標的核酸の融解温度が同一であるように設計される、請求項1〜9の方法。
  12. 請求項1〜11のPCR実験における温度較正を行うためのキットであって、下記を含む前記キット:
    a)試料中の特定の標的核酸配列を増幅するために必要な全ての試薬、
    b)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素、及び、
    c)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチド。
  13. 請求項1〜11のPCR実験における温度較正を行うための反応混合物であって、下記を含む前記反応混合物:
    a)標的核酸配列、
    b)特定の標的核酸配列を増幅するために必要な全ての試薬、
    c)蛍光性非共有結合二本鎖DNA結合色素、及び、
    d)ドナー発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第1鎖に共有結合し、アクセプター発色団が二本鎖オリゴヌクレオチドの第2鎖に共有結合する二本鎖オリゴヌクレオチド。
  14. 請求項1〜11のPCR実験における温度較正を行うための装置。
  15. 請求項1〜11の方法を実行するコンピュータプログラム。
JP2015552042A 2013-01-10 2014-01-08 高解像能融解の較正の改善 Expired - Fee Related JP6389473B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13150790.7 2013-01-10
EP13150790 2013-01-10
PCT/EP2014/050243 WO2014108446A1 (en) 2013-01-10 2014-01-08 Improved calibration of high resolution melting

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016504041A true JP2016504041A (ja) 2016-02-12
JP2016504041A5 JP2016504041A5 (ja) 2016-09-23
JP6389473B2 JP6389473B2 (ja) 2018-09-12

Family

ID=47561350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015552042A Expired - Fee Related JP6389473B2 (ja) 2013-01-10 2014-01-08 高解像能融解の較正の改善

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150315634A1 (ja)
EP (1) EP2943587A1 (ja)
JP (1) JP6389473B2 (ja)
CN (1) CN104838017B (ja)
CA (1) CA2896616C (ja)
WO (1) WO2014108446A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654571C2 (ru) * 2016-02-25 2018-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма ДНК-Технология" (ООО "НПФ ДНК-Технология") Способ оптической и температурной валидации приборов для ПЦР-исследований в режиме реального времени

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11155598A (ja) * 1997-09-23 1999-06-15 Becton Dickinson & Co 蛍光消光による核酸の検出
JP2010504745A (ja) * 2006-09-28 2010-02-18 ビオメリュー 新規な標識化オリゴヌクレオチド
JP2011519570A (ja) * 2008-05-06 2011-07-14 キアゲン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 反応における複数の核酸配列の同時検出

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458066A (en) 1980-02-29 1984-07-03 University Patents, Inc. Process for preparing polynucleotides
EP0232967B1 (en) * 1986-01-10 1993-04-28 Amoco Corporation Competitive homogeneous assay
US20040022764A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Hanan Polansky Inhibition of microcompetition with a foreign polynucleotide as treatment of chronic disease
EP2772552B1 (en) 2002-10-23 2018-10-10 University of Utah Research Foundation Amplicon melting analysis with saturation dyes
US7785786B2 (en) * 2006-01-23 2010-08-31 Quest Diagnostics Investments Incorporated Methods for detecting nucleic acids using multiple signals
US9542526B2 (en) * 2009-03-10 2017-01-10 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Method and system for temperature correction in thermal melt analysis
JP6357098B2 (ja) * 2011-06-06 2018-07-11 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 試料中の標的分析物を定量化するための組成物、方法およびキット
US20130157376A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Idaho Technology, Inc. Thermal Cycler Calibration Device and Related Methods
EP2722399A1 (en) * 2012-10-18 2014-04-23 Roche Diagniostics GmbH Method for preventing high molecular weight products during amplification

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11155598A (ja) * 1997-09-23 1999-06-15 Becton Dickinson & Co 蛍光消光による核酸の検出
JP2010504745A (ja) * 2006-09-28 2010-02-18 ビオメリュー 新規な標識化オリゴヌクレオチド
JP2011519570A (ja) * 2008-05-06 2011-07-14 キアゲン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 反応における複数の核酸配列の同時検出

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUNDRY CN ET AL: "Base-pair neutral homozygotes can be discriminated by calibrated high-resolution melting of small am", NUCLEIC ACIDS RESEARCH, vol. 36, no. 10, JPN6017025441, 2008, pages 3401 - 3408, XP055059069, ISSN: 0003735949, DOI: 10.1093/nar/gkn204 *
IDAHO TECHNOLOGY INC: "Small amplicon gentyping using internal temperature calibration and high-resolution melting", BIOTECHNIQUES, vol. 44, no. 4, JPN6017025443, 2008, pages 577 - 578, XP002695209, ISSN: 0003735950, DOI: 10.2144/000112882 *
MARRAS SAE: "Selection of fluorophore and quencher pairs for fluorescent nucleic acid hybridization probes", METHODS IN MOLECULAR BIOLOGY: FLUORESCENT ENERGY TRANSFER NUCLEIC ACID PROBES: DESIGNS AND PROTOCOLS, vol. 335, JPN6017025444, 2006, pages 3 - 16, XP055193619, ISSN: 0003735951, DOI: 10.1385/1-59745-069-3:3 *
ZHOU L ET AL: "High-resolution DNA melting analysis for simultaneous mutation scanning and genotyping in solution", CLINICAL CHEMISTRY, vol. 51, no. 10, JPN6017025447, 2005, pages 1770 - 1777, XP008118572, ISSN: 0003735952, DOI: 10.1373/clinchem.2005.054924 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104838017B (zh) 2017-07-21
JP6389473B2 (ja) 2018-09-12
US20150315634A1 (en) 2015-11-05
CN104838017A (zh) 2015-08-12
CA2896616C (en) 2018-03-13
CA2896616A1 (en) 2014-07-17
EP2943587A1 (en) 2015-11-18
WO2014108446A1 (en) 2014-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10975419B2 (en) Probes for improved melt discrimination and multiplexing in nucleic acid assays
US9938570B2 (en) Methods and compositions for universal detection of nucleic acids
US6506568B2 (en) Method of analyzing single nucleotide polymorphisms using melting curve and restriction endonuclease digestion
AU2012374566B2 (en) Polymerase chain reaction detection system using oligonucleotides comprising a phosphorothioate group
CN116064748A (zh) 用于变体检测的方法
KR102295290B1 (ko) Dna 증폭 기술
JP4190562B2 (ja) 遺伝子配列検査法
US20200172958A1 (en) Multiplex probes
JP2016512041A (ja) 多重対立遺伝子の検出
WO2002040126A2 (en) Methods for identifying nucleotides at defined positions in target nucleic acids using fluorescence polarization
JP4297966B2 (ja) 標識ヌクレオチドを利用することによる核酸の新規測定方法
US8758997B2 (en) Method for detecting polymorphism at nucleotide position-1639 of VKORC1 gene, and nucleic acid probe and kit therefor
CN105705657B (zh) 基于利用杂交-捕捉和模板化寡核苷酸的探测和标记寡核苷酸切割及延伸分析的在固相中的靶核酸序列检测
WO2013093432A1 (en) Method for enriching and detection of variant target nucleic acids
JP6389473B2 (ja) 高解像能融解の較正の改善
CN114958986A (zh) 一种用于基因多态性分型的鉴定方法及其应用
JP2005328758A (ja) 核酸増幅方法及びこれを利用した一塩基多型の解析
JP5930825B2 (ja) Egfrエクソン19多型検出試験用試薬キット及びその用途
US20040038256A1 (en) Methods for identifying nucleotides at defined positions in target nucleic acids using fluorescence polarization
US20210180115A1 (en) Multiple analysis method for amplicon by using fluorescence-based multiple melting analysis
TW201723189A (zh) 用於基因型鑑定晶片之雙重等位基因特異性聚合酶鏈鎖反應的方法
WO2024074669A1 (en) Detection of molecular analytes based on tailored probe competition
JP2004049231A (ja) 標識ヌクレオチドを利用することによる核酸の新規測定方法
Froehlich et al. Hybridization probe pairs and single-labeled probes: an alternative approach for genotyping and quantification
JP2017163889A (ja) K−ras遺伝子増幅用フォワードプライマーセット、K−ras遺伝子増幅用キット、K−ras遺伝子増幅方法、多型解析方法、及び薬効判定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160804

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170712

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180817

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6389473

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees