JP2017501735A - 5’−フラップエンドヌクレアーゼ活性の抑制を用いてリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ヴェッセイ (Pyrococcus woesei)、パイロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)、アエロパイラム・ペルニクス(Aeropyrum pernix)、アクイフェックス・エオリカス(Aquifex aeolicus)、スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)、パイロロバス・フマリ(Pyrolobus fumarii)、メタノピュルス・カンドレリ(Methanopyrus kandleri)由来の耐熱性DNAポリメラーゼ又はウルトラ(Ultra)DNAポリメラーゼなどを含む野生型又はその由来の変異型耐熱性DNAポリメラーゼを挙げることができる。耐熱性DNAポリメラーゼは、遺伝工学的かつ人工的に合成された耐熱性DNAポリメラーゼを包括する。
ラムダDNA(Catalog#N3011S、New England BioLabs社)をPCR用鋳型DNAとして使用した。ラムダDNAは、滅菌蒸留水を用いて希釈して100pg/ul準備した。このように準備されたDNAは、実験に使用するまで冷凍保管した。
ラムダDNAの特定遺伝子部位をPCR増幅できるようにプライマーをデザインし、プローブは、増幅産物への混成化結合が可能な塩基配列を有するようにデザインした。蛍光共鳴エネルギー移動(Fluorescence Resonance Energy Transfer、FRET)原理を適用するために蛍光物質が結合されたプライマーとプローブを使用した。デザインされたプライマー及びプローブは、本出願人である(株)ゼノテックのオリゴヌクレオチド合成システムを用いて製作した。
前記準備したラムダDNA試料を鋳型とし、準備したプライマー及びプローブを用いてリアルタイム重合酵素連鎖反応を行った。使用したプライマーとプローブは各実施例に記載した。本実施例に使用したポリメラーゼ及び反応組成物は、3.1X qPCRMix(31mM Tris、pH9.0、4.65mM MgCl2、124mM KCl、620mMメチルグルコース、3.1mM dNTPs、3.1u Taq DNAポリメラーゼ、(株)ゼノテック、韓国)であった。RT−PCR増幅産物は、ABI7500リアルタイムPCRシステム又はCFX9600リアルタイムシステムを用いてリアルタイムで確認した。
二重鎖を形成するプライマー/プローブを用いたリアルタイム重合酵素連鎖反応を行い、PCR増幅曲線を確認する試験である。前方プライマーの5'−末端で4番目の配列からプローブと混成化結合する二重鎖プライマー/プローブである。前方プライマーの5'−末端にはクエンチャーとしてTAMRAが、プローブの3−末端にはリポーターとしてFAMが結合されている。
*DSP試験用プライマーとプローブ
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
プローブ:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*RT−PCR反応条件:
95℃、5分(1回)、
95℃、15秒−60℃、40秒−72℃、30秒(35回反復)
*RT−PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、前記2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、及びTaq DNAポリメラーゼなどのリアルタイムPCRに必要な反応組成物があらかじめ混合された3.1x qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終容量を20ulにする。
DSPプローブの5−末端構造に変化を与えて、5'ヌクレアーゼ活性化程度の差を確認しようとした。プローブの5−末端構造は、フラップ構造がないプローブ(Mis+0)、1個の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+1)、2個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+2)、及び3個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+3)を使用して試験した。
*プライマー
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*プローブ
Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+3:5'−catccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
*RT−PCR反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*RT−PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、前記2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、及びTaq DNAポリメラーゼなどのリアルタイムPCRに必要な反応組成物があらかじめ混合された3.1x qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量を20ulに合わせた。
実施例2で発生した5'−末端構造によるTaq DNAポリメラーゼのフラップエンドヌクレアーゼ(FEN)活性抑制作用をさらに具体的に確認するために、DSPプローブとSYBRグリーンプローブ及び外側(External)TaqManプローブとTaqManプローブを用いて、PCR増幅産物のプローブ結合位置とプローブの5'−末端構造によるTaq DNAポリメラーゼの5ヌクレアーゼ活性の差を確認しようとした。
実施例のプライマーとプローブRT−PCR条件は、下記の通りである。
*DSPプローブ試験用プライマー(図4a)
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*プローブ
Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
*SYBRグリーンプローブ試験用プライマー(図4b)
前方プライマー:5'−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*プローブ
Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−3'
Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−3'
Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−3'
*外側TaqManプローブ試験用プライマーとプローブ(図5a)
前方プライマー:5'−taccggggttgctgagtgaatata−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−FAM−cgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+1:5'−FAM−acgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+2:5'−FAM−cacgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
*TaqManプローブ試験用プライマーとプローブ(図5b)
前方プライマー:5'−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−FAM−cgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+1:5'−FAM−acgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+2:5'−FAM−cacgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(35回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、SYBRグリーン(Takara)1ul(10X)及び3.1X qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量20ulにして使用した。
5−末端がフラップ構造を有するプローブがPCR増幅産物の末端に位置するとき、末端で距離がTaq DNAポリメラーゼの5−ヌクレアーゼ活性に影響を与えるか否かを確認するための試験である。NSTS/sybr−グリーンプローブ及びNSTS/taqmanプローブが試験に使用された。それぞれの後方プライマーとプローブは固定させ、前方プライマーをPCR増幅産物の3'−末端方向に移動させて試験した。前方プライマー5−末端で混成化結合されているプローブの5−末端フラップ構造までの距離を基準とし、NSTS/sybr−グリーンプローブの場合は、23塩基、26塩基、28塩基、30塩基に該当する前方プライマー(図6)を使用し、NSTS/taqmanプローブは27塩基、32塩基、34塩基、38塩基である(図7)。Mis+2プローブは、Mis+0の5'−末端に任意の2塩基を追加して合成した。
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−ggtatcagttcatccagcgc−3'
Mis+2:5'−atggtatcagttcatccagcgc−3'
i)23塩基前方プライマー:5'−gccgcgctggatgaactgatac−3'
ii)26塩基前方プライマー:5'−gcagccgcgctggatgaactga−3'
iii)28塩基前方プライマー:5'−aagcagccgcgctggatgaact−3'
iv)30塩基前方プライマー:5'−caaagcagccgcgctggatgaa−3'
*外側TaqManプローブ試験用プライマーとプローブ
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−FAM−cgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+2:5'−FAM−cacgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
i)27塩基前方プライマー:5'−taccggggttgctgagtgaatata−3'
ii)32塩基前方プライマー:5'−actgataccggggttgctgagt−3'
iii)34塩基前方プライマー:5'−gaactgataccggggttgctga−3'
iv)38塩基前方プライマー:5'−ggatgaactgataccggggttg−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(35回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、SYBRグリーン(10X)1ul及び3.1X qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量20ulに合わせて使用した。
NSTSプローブに対するポリメラーゼのFEN活性差を用いてプローブの5'−末端構造に変化を与えて、SNPタイピングに適用しようとした。変異が予想される塩基(SNPポイント)を中心にSNPの存在を仮定し、NSTS/dspプローブのペアを作って試験した。
i)プローブの5'−末端構造は、フラップ構造がないプローブ(Mis+0)と1個の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+1)、ii)1個の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+1)と2個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+2)、iii)5−末端の2番目の塩基1個がフラップ構造を有するプローブ(Mis+2(1))と2個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+2)、iv)5−末端の3番目の塩基1個がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(2))と5−末端の2番目と3番目の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(1))を使用した(図8)。
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
i)プローブセット
a)Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
ii)プローブセット
a)Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
iii)プローブセット
a)Mis+2(1):5'−ctccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
iv)プローブセット
a)Mis+3(2):5'−actccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+3(1):5'−agaccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*PCR反応物組成
NSTS/sybr−グリーンプローブの5'−末端構造に変化を与えて、SNPタイピングにSYBRグリーンを使用して実質的な適用可能性の有無を確認した。ラムダDNAを鋳型として任意のSNPポイントを指定し、5'−末端構造の変化によるDSPプローブペアを定めた。使用したDSPプローブペアは、Mis+1とMis+2(図9a)、Mis+3(2)とMis+3(1)(図9b)、Mis+2(1)とMis+2(図9c)であった。
前方プライマー:5'−cgctgtggctgatttcgataacc−3'
後方プライマー:5'−tggctgacgttcccatgtacc−3'
プローブペア
Mis+1:5'−taggttatcgaaatcagccac−3'
Mis+2:5'−tcggttatcgaaatcagccac−3'
*試験用プライマーとプローブ(図9b)
前方プライマー:5'−tctcggaatgcatcgctcagtg−3'
後方プライマー:5'−atgctcaatggatacatagacgagg−3'
プローブペア
Mis+3(2):5'−agctcaacactgagcgatgcattc−3'
Mis+3(1):5'−aactcaacactgagcgatgcattc−3'
*試験用プライマーとプローブ(図9c)
前方プライマー:5'−ctgctgggtgtttatgcctactt−3'
後方プライマー:5'−aagttctcggcatcaccatccg−3'
プローブペア
Mis+2(1):5'−cgataaagtaggcataaacaccca−3'
Mis+2:5'−tgataaagtaggcataaacaccca−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−65℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(5pmol/ul)、SYBRグリーン(10X)1ul及び3.1x qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量を20ulにして使用した。
酵素作用の反応特異性によって区分されるNSTSプローブがリアルタイム重合酵素連鎖反応でアニーリング温度にどのような影響を受けるのかを確認するための試験である。NSTS/sybr−グリーンプローブを用いて残りのPCR条件は同一にし、アニーリング温度のみに変化を与えた。また、プローブは、5−末端の3番目の塩基1個がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(2))と5−末端の1番目と3番目の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(1))を使用した。
*DSPプローブ試験用プライマーとプローブ
前方プライマー1a:5−TGATGGAGCAGATGAAGATGCTCG−3
後方プライマー1as:5−TCCAGCTCACTCTCAATGGTGG−3
プローブペア
Mis+3(2)/1:5−GTCTCGAGCATCTTCATCTGCTC−3
Mis+3(1)/1:5−TTCTCGAGCATCTTCATCTGCTC−3
後方プライマー2as:5−TGGCTGACGTTCCCATGTACC−3
プローブペア
Mis+3(2)/2:5−GATCAGGTTATCGAAATCAGCCAC−3
Mis+3(1)/2:5−AATCAGGTTATCGAAATCAGCCAC−3
後方プライマー3as:5−ATCCCCATACGCGCATTTCGTAG−3
プローブペア
Mis+3(2)/3:5−GGACAGGTAAGCCACACGGTCAG−3
Mis+3(1)/3:5−TGACAGGTAAGCCACACGGTCAG−3
前方プライマー4a:5−CTGCTGGGTGTTTATGCCTACTT−3
プローブペア
Mis+3(2)/4:5−TCGATAAAGTAGGCATAAACACCCA−3
Mis+3(1)/4:5−GCGATAAAGTAGGCATAAACACCC−3
後方プライマー5as:5−AGCGCCTGTTTCTTAATCACCATA−3
プローブペア
Mis+3(2)/5:5−GGTGGAATATCTGCCGAATGCCGTG−3
Mis+3(1)/5:5−CGTGGAATATCTGCCGAATGCCGT−3
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−65℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件2
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−54℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(5pmol/ul)及び5x qPCRMix(50mM Tris、pH9.0、7.5mM MgCl2、300mM KCl、1Mメチルグルコース、500mM(NH4)2SO4、5mM dNTPs、5u Taq DNAポリメラーゼ、(株)ゼノテック、韓国)4ulと滅菌水とを混合し、最終的に総容量を20ulにして使用した。
ヴェッセイ (Pyrococcus woesei)、パイロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)、アエロパイラム・ペルニクス(Aeropyrum pernix)、アクイフェックス・エオリカス(Aquifex aeolicus)、スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)、パイロロバス・フマリ(Pyrolobus fumarii)、メタノピュルス・カンドレリ(Methanopyrus kandleri)由来の耐熱性DNAポリメラーゼ又はウルトラ(Ultra)DNAポリメラーゼなどを含む野生型又はその由来の変異型耐熱性DNAポリメラーゼを挙げることができる。耐熱性DNAポリメラーゼは、遺伝工学的かつ人工的に合成された耐熱性DNAポリメラーゼを包括する。
ラムダDNA(Catalog#N3011S、New England BioLabs社)をPCR用鋳型DNAとして使用した。ラムダDNAは、滅菌蒸留水を用いて希釈して100pg/ul準備した。このように準備されたDNAは、実験に使用するまで冷凍保管した。
ラムダDNAの特定遺伝子部位をPCR増幅できるようにプライマーをデザインし、プローブは、増幅産物への混成化結合が可能な塩基配列を有するようにデザインした。蛍光共鳴エネルギー移動(Fluorescence Resonance Energy Transfer、FRET)原理を適用するために蛍光物質が結合されたプライマーとプローブを使用した。デザインされたプライマー及びプローブは、本出願人である(株)ゼノテックのオリゴヌクレオチド合成システムを用いて製作した。
前記準備したラムダDNA試料を鋳型とし、準備したプライマー及びプローブを用いてリアルタイム重合酵素連鎖反応を行った。使用したプライマーとプローブは各実施例に記載した。本実施例に使用したポリメラーゼ及び反応組成物は、3.1X qPCRMix(31mM Tris、pH9.0、4.65mM MgCl2、124mM KCl、620mMメチルグルコース、3.1mM dNTPs、3.1u Taq DNAポリメラーゼ、(株)ゼノテック、韓国)であった。RT−PCR増幅産物は、ABI7500リアルタイムPCRシステム又はCFX9600リアルタイムシステムを用いてリアルタイムで確認した。
二重鎖を形成するプライマー/プローブを用いたリアルタイム重合酵素連鎖反応を行い、PCR増幅曲線を確認する試験である。前方プライマーの5'−末端で4番目の配列からプローブと混成化結合する二重鎖プライマー/プローブである。前方プライマーの5'−末端にはクエンチャーとしてTAMRAが、プローブの3−末端にはリポーターとしてFAMが結合されている。
*DSP試験用プライマーとプローブ
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
プローブ:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*RT−PCR反応条件:
95℃、5分(1回)、
95℃、15秒−60℃、40秒−72℃、30秒(35回反復)
*RT−PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、前記2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、及びTaq DNAポリメラーゼなどのリアルタイムPCRに必要な反応組成物があらかじめ混合された3.1x qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終容量を20ulにする。
DSPプローブの5−末端構造に変化を与えて、5'ヌクレアーゼ活性化程度の差を確認しようとした。プローブの5−末端構造は、フラップ構造がないプローブ(Mis+0)、1個の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+1)、2個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+2)、及び3個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+3)を使用して試験した。
*プライマー
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*プローブ
Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+3:5'−catccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
*RT−PCR反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*RT−PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、前記2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、及びTaq DNAポリメラーゼなどのリアルタイムPCRに必要な反応組成物があらかじめ混合された3.1x qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量を20ulに合わせた。
実施例2で発生した5'−末端構造によるTaq DNAポリメラーゼのフラップエンドヌクレアーゼ(FEN)活性抑制作用をさらに具体的に確認するために、DSPプローブとSYBRグリーンプローブ及び外側(External)TaqManプローブとTaqManプローブを用いて、PCR増幅産物のプローブ結合位置とプローブの5'−末端構造によるTaq DNAポリメラーゼの5ヌクレアーゼ活性の差を確認しようとした。
実施例のプライマーとプローブRT−PCR条件は、下記の通りである。
*DSPプローブ試験用プライマー(図4a)
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*プローブ
Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
*SYBRグリーンプローブ試験用プライマー(図4b)
前方プライマー:5'−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
*プローブ
Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−3'
Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−3'
Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−3'
*外側TaqManプローブ試験用プライマーとプローブ(図5a)
前方プライマー:5'−taccggggttgctgagtgaatata−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−FAM−cgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+1:5'−FAM−acgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+2:5'−FAM−cacgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
*TaqManプローブ試験用プライマーとプローブ(図5b)
前方プライマー:5'−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−FAM−cgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+1:5'−FAM−acgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+2:5'−FAM−cacgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(35回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、SYBRグリーン(Takara)1ul(10X)及び3.1X qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量20ulにして使用した。
5−末端がフラップ構造を有するプローブがPCR増幅産物の末端に位置するとき、末端で距離がTaq DNAポリメラーゼの5−ヌクレアーゼ活性に影響を与えるか否かを確認するための試験である。NSTS/sybr−グリーンプローブ及びNSTS/taqmanプローブが試験に使用された。それぞれの後方プライマーとプローブは固定させ、前方プライマーをPCR増幅産物の3'−末端方向に移動させて試験した。前方プライマー5−末端で混成化結合されているプローブの5−末端フラップ構造までの距離を基準とし、NSTS/sybr−グリーンプローブの場合は、23塩基、26塩基、28塩基、30塩基に該当する前方プライマー(図6)を使用し、NSTS/taqmanプローブは27塩基、32塩基、34塩基、38塩基である(図7)。Mis+2プローブは、Mis+0の5'−末端に任意の2塩基を追加して合成した。
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−ggtatcagttcatccagcgc−3'
Mis+2:5'−atggtatcagttcatccagcgc−3'
i)23塩基前方プライマー:5'−gccgcgctggatgaactgatac−3'
ii)26塩基前方プライマー:5'−gcagccgcgctggatgaactga−3'
iii)28塩基前方プライマー:5'−aagcagccgcgctggatgaact−3'
iv)30塩基前方プライマー:5'−caaagcagccgcgctggatgaa−3'
*外側TaqManプローブ試験用プライマーとプローブ
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
プローブ
Mis+0:5'−FAM−cgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
Mis+2:5'−FAM−cacgatatattcactcagcaaccccg−TAMRA−3'
i)27塩基前方プライマー:5'−taccggggttgctgagtgaatata−3'
ii)32塩基前方プライマー:5'−actgataccggggttgctgagt−3'
iii)34塩基前方プライマー:5'−gaactgataccggggttgctga−3'
iv)38塩基前方プライマー:5'−ggatgaactgataccggggttg−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(35回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(10pmol/ul)、SYBRグリーン(10X)1ul及び3.1X qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量20ulに合わせて使用した。
NSTSプローブに対するポリメラーゼのFEN活性差を用いてプローブの5'−末端構造に変化を与えて、SNPタイピングに適用しようとした。変異が予想される塩基(SNPポイント)を中心にSNPの存在を仮定し、NSTS/dspプローブのペアを作って試験した。
i)プローブの5'−末端構造は、フラップ構造がないプローブ(Mis+0)と1個の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+1)、ii)1個の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+1)と2個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+2)、iii)5−末端の2番目の塩基1個がフラップ構造を有するプローブ(Mis+2(1))と2個のフラップ構造を有するプローブ(Mis+2)、iv)5−末端の3番目の塩基1個がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(2))と5−末端の2番目と3番目の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(1))を使用した(図8)。
前方プライマー:5'−TAMRA−gccgcgctggatgaactgatac−3'
後方プライマー:5'−cggcctgaacagtgagcgaag−3'
i)プローブセット
a)Mis+0:5'−ccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
ii)プローブセット
a)Mis+1:5'−tccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
iii)プローブセット
a)Mis+2(1):5'−ctccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+2:5'−atccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
iv)プローブセット
a)Mis+3(2):5'−actccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
b)Mis+3(1):5'−agaccggtatcagttcatccagcgc−FAM−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−60℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*PCR反応物組成
NSTS/sybr−グリーンプローブの5'−末端構造に変化を与えて、SNPタイピングにSYBRグリーンを使用して実質的な適用可能性の有無を確認した。ラムダDNAを鋳型として任意のSNPポイントを指定し、5'−末端構造の変化によるDSPプローブペアを定めた。使用したDSPプローブペアは、Mis+1とMis+2(図9a)、Mis+3(2)とMis+3(1)(図9b)、Mis+2(1)とMis+2(図9c)であった。
前方プライマー:5'−cgctgtggctgatttcgataacc−3'
後方プライマー:5'−tggctgacgttcccatgtacc−3'
プローブペア
Mis+1:5'−taggttatcgaaatcagccac−3'
Mis+2:5'−tcggttatcgaaatcagccac−3'
*試験用プライマーとプローブ(図9b)
前方プライマー:5'−tctcggaatgcatcgctcagtg−3'
後方プライマー:5'−atgctcaatggatacatagacgagg−3'
プローブペア
Mis+3(2):5'−agctcaacactgagcgatgcattc−3'
Mis+3(1):5'−aactcaacactgagcgatgcattc−3'
*試験用プライマーとプローブ(図9c)
前方プライマー:5'−ctgctgggtgtttatgcctactt−3'
後方プライマー:5'−aagttctcggcatcaccatccg−3'
プローブペア
Mis+2(1):5'−cgataaagtaggcataaacaccca−3'
Mis+2:5'−tgataaagtaggcataaacaccca−3'
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−65℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(5pmol/ul)、SYBRグリーン(10X)1ul及び3.1x qPCRMix 6.45ulと滅菌水とを混合し、最終的な総容量を20ulにして使用した。
酵素作用の反応特異性によって区分されるNSTSプローブがリアルタイム重合酵素連鎖反応でアニーリング温度にどのような影響を受けるのかを確認するための試験である。NSTS/sybr−グリーンプローブを用いて残りのPCR条件は同一にし、アニーリング温度のみに変化を与えた。また、プローブは、5−末端の3番目の塩基1個がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(2))と5−末端の1番目と3番目の塩基がフラップ構造を有するプローブ(Mis+3(1))を使用した。
*DSPプローブ試験用プライマーとプローブ
前方プライマー1a:5−TGATGGAGCAGATGAAGATGCTCG−3
後方プライマー1as:5−TCCAGCTCACTCTCAATGGTGG−3
プローブペア
Mis+3(2)/1:5−GTCTCGAGCATCTTCATCTGCTC−3
Mis+3(1)/1:5−TTCTCGAGCATCTTCATCTGCTC−3
後方プライマー2as:5−TGGCTGACGTTCCCATGTACC−3
プローブペア
Mis+3(2)/2:5−GATCAGGTTATCGAAATCAGCCAC−3
Mis+3(1)/2:5−AATCAGGTTATCGAAATCAGCCAC−3
後方プライマー3as:5−ATCCCCATACGCGCATTTCGTAG−3
プローブペア
Mis+3(2)/3:5−GGACAGGTAAGCCACACGGTCAG−3
Mis+3(1)/3:5−TGACAGGTAAGCCACACGGTCAG−3
前方プライマー4a:5−CTGCTGGGTGTTTATGCCTACTT−3
プローブペア
Mis+3(2)/4:5−TCGATAAAGTAGGCATAAACACCCA−3
Mis+3(1)/4:5−GCGATAAAGTAGGCATAAACACCC−3
後方プライマー5as:5−AGCGCCTGTTTCTTAATCACCATA−3
プローブペア
Mis+3(2)/5:5−GGTGGAATATCTGCCGAATGCCGTG−3
Mis+3(1)/5:5−CGTGGAATATCTGCCGAATGCCGT−3
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−65℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*リアルタイム重合酵素連鎖反応条件2
95℃、5分(1回)
95℃、15秒−54℃、30秒−72℃、30秒(40回反復)
*PCR反応物組成
ラムダDNA 1ul(100pg)、2種類のプライマーとプローブの各1ul(5pmol/ul)及び5x qPCRMix(50mM Tris、pH9.0、7.5mM MgCl2、300mM KCl、1Mメチルグルコース、500mM(NH4)2SO4、5mM dNTPs、5u Taq DNAポリメラーゼ、(株)ゼノテック、韓国)4ulと滅菌水とを混合し、最終的に総容量を20ulにして使用した。
Claims (17)
- 5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を含むDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。
- 前記DNAポリメラーゼは、耐熱性DNAポリメラーゼであることを特徴とする、請求項1に記載の5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。
- 5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性の抑制又は除去は、
a)酵素反応条件を調節する方法、
b)5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性が抑制又は除去された組換えDNAポリメラーゼを用いる方法、
c)5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性阻害剤を加える方法、及び
d)DNAポリメラーゼ上でプライマー及びプローブのうち一つ以上の結合位置を調節する方法から選ばれた一つ以上の方法で行うことを特徴とする、請求項1に記載の5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。 - 前記d)方法は、
増幅用前方プライマー5'−末端とプローブの5'−末端をDNAポリメラーゼ24−38塩基以内に位置させることによって活性を抑制させることを特徴とする、請求項3に記載の5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。 - プローブは5'−末端にフラップ部位を有するプローブであることを特徴とする、請求項3に記載の5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。
- プローブの5'−末端は、1塩基以上の連続的なフラップ構造又は非連続的なフラップ構造を有することを特徴とする、請求項3に記載の5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。
- 検査対象突然変異遺伝子は、単一塩基多型性(SNP)、1塩基以上の欠失、置換及び流入のうち一つ以上を示すことを特徴とする、請求項1に記載の5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制又は除去することによってリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法。
- 5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を含むDNAポリメラーゼを用いたリアルタイム重合酵素連鎖反応で突然変異遺伝子を検査する方法において、
DNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制するプローブを用いて突然変異遺伝子を検査する方法。 - 前記プローブは、遺伝子突然変異部位がプローブの5'−末端に位置することを特徴とする、請求項8に記載のDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制するプローブを用いて突然変異遺伝子を検査する方法。
- 突然変異遺伝子は、単一塩基多型性(SNP)、1塩基以上の欠失、置換及び流入のうち一つ以上を示すことを特徴とする、請求項8に記載のDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制するプローブを用いて突然変異遺伝子を検査する方法。
- 前記プローブは、対立形質によってDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性が抑制される5'−末端フラップ構造が誘導されるものであることを特徴とする、請求項8に記載のDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制するプローブを用いて突然変異遺伝子を検査する方法。
- DNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性が抑制される5'−末端フラップ構造が誘導されるプローブは、5'−フラップ塩基が一つである構造、5'−フラップ塩基が二つである構造、又は非連続的フラップ構造であって、5'−フラップ塩基が二つであり、末端塩基の一つはマッチされる構造であるMis+3(1)であることを特徴とする、請求項11に記載のDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制するプローブを用いて突然変異遺伝子を検査する方法。
- 1塩基以上の欠失、置換及び流入のうち一つ以上の突然変異部位が、DNAポリメラーゼのFEN活性が抑制されるプローブの5'−末端に位置することを特徴とする、請求項10に記載のDNAポリメラーゼの5'−フラップエンドヌクレアーゼ活性を抑制するプローブを用いて突然変異遺伝子を検査する方法。
- 遺伝子突然変異検査用重合酵素連鎖反応キットにおいて、
試料DNA、二重鎖前方プライマー、二重鎖後方プライマー、プローブ及び耐熱性DNAポリメラーゼを含み、前記プローブは、DNAポリメラーゼのFEN活性を抑制するものであることを特徴とする遺伝子突然変異検査用リアルタイム重合酵素連鎖反応キット。 - 前記プローブは、リポーター顔料とクエンチャー顔料が同時に修飾されているデュアルラベルプローブ又は非修飾プローブであることを特徴とする、請求項14に記載の遺伝子突然変異検査用リアルタイム重合酵素連鎖反応キット。
- 前記二重鎖前方プライマー及び二重鎖後方プライマーは、それぞれ相補結合配列を含み、プローブは、リポーター顔料とクエンチャー顔料が同時に修飾されているデュアルラベルプローブであることを特徴とする、請求項14に記載の遺伝子突然変異検査用リアルタイム重合酵素連鎖反応キット。
- 前記非修飾プローブを使用する場合は、DNA二重結合に結合する挿入剤(intercalating agents)又は表面結合剤(surface binding agents)を付加することを特徴とする、請求項15に記載の遺伝子突然変異検査用リアルタイム重合酵素連鎖反応キット。
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