JP2018061453A - Method and system for assessing existence of genetic abnormalities in fertilized egg before implantation - Google Patents

Method and system for assessing existence of genetic abnormalities in fertilized egg before implantation Download PDF

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雄行 濱田
肇 窪島
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肇 窪島
政晶 古田
Masaaki Furuta
政晶 古田
惣一 ▲高▼木
惣一 ▲高▼木
Soichi Takagi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To assess the existence of genetic abnormalities in a fertilized egg before implantation non-invasively.SOLUTION: The method of assessing the existence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation comprising: (i) a step of preparing nucleic acid included in the supernatant of culture medium in which a mammalian fertilized egg is cultured in vitro; (ii) a step of acquiring base sequence information of the nucleic acid using a base sequence information acquisition means; (iii) a step of assessing the existence of genetic abnormalities by analyzing the acquired base sequence information. The culture supernatant is obtained from a fertilized egg cultured with no opening provided in the zona pellucida of the fertilized egg after fertilization. The present invention also provides a system for assessing the existence of genetic abnormalities in a fertilized egg before fertilization.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定する方法に関する。また、本発明は、着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定するシステムに関する。   The present invention relates to a method for determining the presence or absence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation. The present invention also relates to a system for determining the presence or absence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation.

近年、女性の社会進出が増加しており、晩婚化及び晩産化傾向にある。それに伴い、不妊症に悩む女性が増加している。主な不妊治療法として、体外授精に代表される生殖補助医療が挙げられるが、その技術は目覚ましい勢いで発展してきた。しかしながら、晩婚化・晩産化によって卵子が老化していると、生殖補助医療によって授精・初期発生が成立したとしても、着床不全や妊娠初期での流産を引き起こす可能性がある。その原因として、卵子が老化することで卵子の染色体が正常に減数分裂を行えないことによる、染色体数の異常等が考えられる。また、転座、欠失、逆位等の染色体異常、重篤な遺伝子異常により着床不全や流産の原因ともなり、また、出生後も致死性の重篤な遺伝子疾患を発病する原因ともなる。   In recent years, women's social advancement has been increasing, and there is a tendency toward late marriage and late birth. Along with this, an increasing number of women suffer from infertility. The main infertility treatment is assisted reproduction, represented by in vitro fertilization, but the technology has been developed at a remarkable pace. However, if the egg is aging due to late marriage or late birth, even if fertilization / early development is established by reproductive assistance, there is a possibility of causing implantation failure or miscarriage in early pregnancy. The cause of this is considered to be an abnormal number of chromosomes due to the fact that the egg's chromosomes cannot normally undergo meiosis due to aging of the egg. In addition, chromosomal abnormalities such as translocations, deletions, inversions, and severe genetic abnormalities can cause implantation failure and miscarriage, and can cause fatal severe genetic diseases after birth. .

こうした授精卵の染色体の異常を検査する方法として、現在、着床前スクリーニング(PGS:Preimplantation Genetic Screening)が行われている。PGSは、授精卵を2〜3日間培養し、授精卵が4〜8個の割球に分裂した後、あるいは、4〜7日間培養し、胚盤胞に到達した後に、その割球を1〜3個採取して、授精卵の正常染色体を選択する方法である。これにより、正常な授精卵のみを母体の子宮に移植するため、流産率を下げ、妊娠率を上げることが可能になると考えられる。また、授精卵の遺伝子異常を検査する方法として着床前診断(PGD:Preimplantation Genetic Diagnosis)が行われている。PGDは、授精卵を2〜3日間培養し、授精卵が4〜8個の割球に分裂した後、あるいは、4〜7日間培養し、胚盤胞に到達した後に、その割球を1〜3個採取して、正常遺伝子を有する授精卵を選択する方法である。これにより、正常な遺伝子を有する授精卵のみを母体の子宮に移植するため、致死的な遺伝子疾患の予防となることが可能になると考えられる。   Currently, preimplantation genetic screening (PGS) is carried out as a method for examining such chromosomal abnormalities in fertilized eggs. PGS cultivates a fertilized egg for 2 to 3 days, and after the fertilized egg is divided into 4 to 8 blastomeres or cultured for 4 to 7 days and reaches a blastocyst, This is a method of collecting ~ 3 and selecting normal chromosomes of fertilized eggs. As a result, since only normal fertilized eggs are transplanted into the mother's uterus, it is considered possible to reduce the miscarriage rate and increase the pregnancy rate. In addition, as a method for examining a gene abnormality of a fertilized egg, a pre-implantation genetic diagnosis (PGD) is performed. PGD cultivates a fertilized egg for 2 to 3 days, and after the fertilized egg is divided into 4 to 8 blastomeres or cultured for 4 to 7 days and reaches a blastocyst, It is a method of collecting ~ 3 and selecting a fertilized egg having a normal gene. As a result, only fertilized eggs having normal genes are transplanted into the mother's uterus, and it is considered possible to prevent lethal genetic diseases.

しかしながら、授精卵から一部の割球を採取することによる胚や胎児への影響は未知数である。最近、胚盤胞まで発生した胚の囲卵腔や卵割腔から採取した液体に含まれるDNAが胚のDNAと一致することが報告された(非特許文献1及び非特許文献2)。さらに、授精卵の培養の初期の3日目に授精卵を包む透明帯の一部に穴を開け、胚盤胞に達する5〜6日目まで培養を継続、培養液中にDNAを流れ出させることで培養上清から胚由来のDNAが検出できると報告された(非特許文献3)。   However, the effects on embryos and fetuses by collecting some blastomeres from fertilized eggs are unknown. Recently, it has been reported that the DNA contained in the fluid collected from the clonal or cleavage space of the embryo that has developed up to the blastocyst coincides with the DNA of the embryo (Non-patent Document 1 and Non-patent Document 2). In addition, a hole is made in a part of the zona pellucida that wraps the fertilized egg on the 3rd day of the initial culture of the fertilized egg, and the culture is continued until the 5th to 6th day when it reaches the blastocyst, and the DNA flows out into the culture solution It was reported that embryo-derived DNA can be detected from the culture supernatant (Non-patent Document 3).

Zhang Y,Li N,Wang L,Sun H,Ma M,Wang H,Xu X,Zhang W,Liu Y,Cram DS,Sun B Yao Y.,Molecular analysis of DNA in blastocoele fluid using next−generation sequencing.J Assist Reprod Genet.33(5),637−645(2016)Zhang Y, Li N, Wang L, Sun H, Ma M, Wang H, Xu X, Zhang W, Liu Y, Cram DS, Sun B Yao Y. , Molecular analysis of DNA in blastocoule fluid using next-generation sequencing. J Assist Reprod Genet. 33 (5), 637-645 (2016) Magli MC,Pomante A,Cafueri G,Valerio M,Crippa A,Ferraretti AP,Gianaroli L.,Preimplantation genetic testing:polar bodies,blastomeres,trophectoderm cells, or blastocoelic fluid? Fertil Steril.105(3),676−683.e5(2016)Magli MC, Pomante A, Cafueri G, Valerio M, Crippa A, Ferreretti AP, Gianaroli L. , Preimplantation genetic testing: polar bodies, blastomeres, tractorder cells, or blastocoelic fluid? Fertil Steril. 105 (3), 676-683. e5 (2016) Shamonki MI,Jin H,Haimowitz Z,Liu L.,Proof of concept:preimplantation genetic screening without embryo biopsy through analysis of cell−free DNA in spent embryo culture media.Fertil Steril.2016.doi:10.1016/j.fertnstert.2016.07.1112.Shamonki MI, Jin H, Haimoitz Z, Liu L. , Proof of concept: preimplantation genetic screening without embryo biopsy through cell-free DNA in emblem culture medium. Fertil Steril. 2016. doi: 10.016 / j. ferntstert. 2016.07.11.12.

上述のように、従来の着床前スクリーニング方法では、授精卵の割球を一部採取したり、授精卵を包む透明帯の一部に人為的に穴を開けるなど、授精卵及び/又は胚を侵襲してDNAを回収する方法であった。そのため、授精卵及び/又は胚の一部を侵襲することが、その後の胚発生の過程に影響を及ぼす可能性あるいは胚の損傷を引き起こし胚が死滅する可能性を否定できなかった。また、授精卵及び/又は胚の一部を侵襲することに倫理的な問題も有していた。そのため、授精卵の透明帯及び胚の一部を侵襲することなく、着床前に疾患の有無を安全かつ簡便に調べる方法が希求されていた。   As described above, in the conventional preimplantation screening method, a part of the blastomere of the fertilized egg is collected, or a part of the zona pellucida surrounding the fertilized egg is artificially punched. This is a method for recovering DNA by invading the Therefore, it cannot be denied that invasion of a fertilized egg and / or part of an embryo may affect the subsequent embryogenesis process or cause embryo damage and death of the embryo. It also had ethical problems in invading some of the fertilized eggs and / or embryos. Therefore, there has been a demand for a method for safely and simply examining the presence or absence of a disease before implantation without invading the zona pellucida and part of the embryo of the fertilized egg.

上記課題を解決するために、発明者らが検討した結果、従来の方法とは異なり、透明帯及び胚の一部を侵襲することなく、着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定する方法を見出した。   As a result of investigations by the inventors in order to solve the above-mentioned problems, unlike conventional methods, the presence or absence of genetic abnormality in a fertilized egg before implantation is determined without invading part of the zona pellucida and embryo. I found a way.

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
[1] 着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定する方法であって、
(i)インビトロで培養された哺乳動物の授精卵の培養上清に含まれる核酸を調製する工程、
(ii)塩基配列情報取得手段を用いて前記核酸の塩基配列情報を取得する工程、
(iii)得られた塩基配列情報の解析によって、遺伝子異常の有無を判定する工程、を含み、
ここで、前記培養上清が、授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない授精卵の培養で得られた培養上清である、方法。
[2] 前記工程(i)が、全ゲノム増幅手段によって核酸を増幅する工程を含む、[1]に記載の方法。
[3] 前記塩基配列情報取得手段が、次世代シークエンサー又はアレイCGHである、[1]又は[2]に記載の方法。
[4] 前記培養上清が、授精後1〜7日に回収された培養上清である、又は、授精卵の前核期(2PN)〜胚盤胞期に回収された培養上清である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の方法。
[5] 前記遺伝子異常の有無を判定する工程が、染色体異常の有無を判定する工程及び/又は遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する工程である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の方法。
[6] 前記遺伝子異常の有無を判定する工程が、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定する工程及び/又は先天性代謝異常症、原発性免疫不全症候群、先天性皮膚疾患、遺伝性腫瘍、先天性奇形症候群、先天性血液疾患、先天性神経筋疾患、先天性骨系統疾患若しくはミトコンドリア病に関連する遺伝子異常を検出して、遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する工程である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の方法。
[7] 前記哺乳動物が、ヒトである、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の方法。
[8] 前記遺伝子異常を判定する工程が、ターナー症候群、パトウ症候群、エドワーズ症候群、ダウン症候群、クラインフェルター症候群、トリポX(Tripo−X)症候群、XYY症候群、5pモノソミー(5p−症候群)、5qモノソミー(5q−症候群)及び4pモノソミー ウォルフ・ヒルシュホーン症候群、フェニルケトン尿症、ビオプテリン代謝異常症、メープルシロップ尿症、ホモシスチン尿症、色素性乾皮症、伴性無ガンマグロブリン血症、アデノシンデアミネース欠損症、先天性表皮水疱症、尋常性魚鱗癬、神経線維腫症1型、神経線維腫症2型、家族性大腸ポリポーシス、遺伝性非ポリポーシス大腸癌、アンジェルマン症候群、ウィリアムズ症候群、プラダー・ウィリー症候群、アイカルディ症候群、コルネリア・ド・ランゲ症候群、アペール症候群、血友病、筋ジストロフィー、骨形成不全症、軟骨無発生症、軟骨無形成症、軟骨低形成症、致死性骨異形成症、慢性進行性外眼麻痺症候群、カーンズ・セイヤー症候群、赤色ぼろ線維・ミオクローヌスてんかん症候群、ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様症候群、リー脳症、レーバー病、ミトコンドリア糖尿病及びピアソン(Pearson)病からなる群から選択される1以上の疾患の有無を判定する工程である、[7]に記載の方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
[1] A method for determining the presence or absence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation,
(I) a step of preparing a nucleic acid contained in a culture supernatant of a mammalian inseminated egg cultured in vitro;
(Ii) acquiring base sequence information of the nucleic acid using base sequence information acquisition means;
(Iii) analyzing the obtained base sequence information to determine the presence or absence of a gene abnormality,
Here, the culture supernatant is a culture supernatant obtained by culturing a fertilized egg in which no opening is provided in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination.
[2] The method according to [1], wherein the step (i) includes a step of amplifying a nucleic acid by whole genome amplification means.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the base sequence information acquisition unit is a next-generation sequencer or array CGH.
[4] The culture supernatant is a culture supernatant collected from 1 to 7 days after insemination, or a culture supernatant collected from the pronuclear stage (2PN) to the blastocyst stage of a fertilized egg. [1] The method according to any one of [1] to [3].
[5] The steps of [1] to [4], wherein the step of determining the presence or absence of a gene abnormality is a step of determining the presence or absence of a chromosomal abnormality and / or the step of determining the presence or absence of a gene mutation associated with a genetic disease The method according to any one of the above.
[6] The step of determining the presence or absence of the gene abnormality comprises detecting a chromosomal abnormality by detecting chromosomal aneuploidy, translocation, isochromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion, or ploidy abnormality. Presence / absence determination and / or inborn errors of metabolism, primary immune deficiency syndrome, congenital skin disease, hereditary tumor, congenital malformation syndrome, congenital blood disease, congenital neuromuscular disease, congenital bone system disease Or the method of any one of [1]-[4] which is the process of detecting the gene abnormality relevant to a mitochondrial disease, and determining the presence or absence of the gene variation relevant to a genetic disease.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein the mammal is a human.
[8] The step of determining the gene abnormality includes Turner syndrome, Patou syndrome, Edwards syndrome, Down syndrome, Klinefelter syndrome, Tripo-X syndrome, XYY syndrome, 5p monosomy (5p-syndrome), 5q monosomy (5q-syndrome) and 4p monosomy Wolf Hirschhorn syndrome, phenylketonuria, biopterin dysbolism, maple syrup urine disease, homocystinuria, xeroderma pigmentosum, sexual agammaglobulinemia, adenosine deami Nas deficiency, congenital epidermolysis bullosa, ichthyosis vulgaris, neurofibromatosis type 1, neurofibromatosis type 2, familial colorectal polyposis, hereditary nonpolyposis colorectal cancer, Angelman syndrome, Williams syndrome, Prader Willie Syndrome, Icardi Syndrome, Cornelia de Lange syndrome, Apert syndrome, hemophilia, muscular dystrophy, osteogenesis imperfecta, achondroplasia, achondroplasia, hypochondral dysplasia, fatal osteodysplasia, chronic progressive extraocular paralysis syndrome, Kearns Sayre Presence or absence of one or more diseases selected from the group consisting of syndrome, red rag fiber / myoclonic epilepsy syndrome, mitochondrial encephalomyopathy / lactic acidosis / stroke-like syndrome, Leigh's encephalopathy, Leber's disease, mitochondrial diabetes and Pearson's disease The method according to [7], which is a determination step.

[9] 着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定するシステムであって、
哺乳動物の授精卵の培養上清に含まれる核酸の調製手段と、
前記調製手段によって調製された前記核酸の塩基配列情報を取得する塩基配列情報取得手段と、
前記塩基配列情報取得手段により得られた塩基配列情報を解析して遺伝子異常の有無を判定する手段と、
前記判定する手段により得られた結果を出力する手段と、
を含み、
ここで、前記培養上清が、授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない授精卵の培養で得られた培養上清であることを特徴とする、システム。
[10] 前記核酸の調製手段が、全ゲノム増幅手段を含む、[9]に記載のシステム。
[11] 前記塩基配列情報取得手段が、次世代シークエンサー又はアレイCGHである、[9]又は[10]に記載のシステム。
[12] 前記遺伝子異常の有無を判定する手段が、染色体異常の有無を判定する手段及び/又は遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する手段である、[9]〜[11]のいずれか1項に記載のシステム。
[13] 前記遺伝子異常の有無を判定する手段が、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定する手段及び/又は先天性代謝異常症、原発性免疫不全症候群、先天性皮膚疾患、遺伝性腫瘍、先天性奇形症候群、先天性神経筋疾患、先天性骨系統疾患若しくはミトコンドリア病に関連する遺伝子異常を検出して、遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する手段である、[9]〜[11]のいずれか1項に記載のシステム。
[14] 前記哺乳動物が、ヒトである、[9]〜[13]のいずれか1項に記載のシステム。
[15] 前記遺伝子異常の有無を判定する手段が、ターナー症候群、パトウ症候群、エドワーズ症候群、ダウン症候群、クラインフェルター症候群、トリポX(Tripo−X)症候群、XYY症候群、5pモノソミー(5p−症候群)、5qモノソミー(5q−症候群)及び4pモノソミー ウォルフ・ヒルシュホーン症候群、フェニルケトン尿症、ビオプテリン代謝異常症、メープルシロップ尿症、ホモシスチン尿症、色素性乾皮症、伴性無ガンマグロブリン血症、アデノシンデアミネース欠損症、先天性表皮水疱症、尋常性魚鱗癬、神経線維腫症1型、神経線維腫症2型、家族性大腸ポリポーシス、遺伝性非ポリポーシス大腸癌、アンジェルマン症候群、ウィリアムズ症候群、プラダー・ウィリー症候群、アイカルディ症候群、コルネリア・ド・ランゲ症候群、アペール症候群、血友病、筋ジストロフィー、骨形成不全症、軟骨無発生症、軟骨無形成症、軟骨低形成症、致死性骨異形成症、慢性進行性外眼麻痺症候群、カーンズ・セイヤー症候群、赤色ぼろ線維・ミオクローヌスてんかん症候群、ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様症候群、リー脳症、レーバー病、ミトコンドリア糖尿病及びピアソン(Pearson)病からなる群から選択される1以上の疾患の有無を判定する手段である、[14]に記載のシステム。
[9] A system for determining the presence or absence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation,
Means for preparing a nucleic acid contained in the culture supernatant of a mammalian fertilized egg;
Base sequence information acquisition means for acquiring base sequence information of the nucleic acid prepared by the preparation means;
Means for analyzing the base sequence information obtained by the base sequence information acquisition means to determine the presence or absence of a gene abnormality;
Means for outputting a result obtained by the means for determining;
Including
Here, the culture supernatant is a culture supernatant obtained by culturing a fertilized egg in which an opening is not provided in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination.
[10] The system according to [9], wherein the nucleic acid preparation means includes whole genome amplification means.
[11] The system according to [9] or [10], wherein the base sequence information acquisition unit is a next-generation sequencer or array CGH.
[12] The means according to [9] to [11], wherein the means for determining the presence / absence of a gene abnormality is a means for determining the presence / absence of a chromosomal abnormality and / or a means for determining the presence / absence of a gene mutation associated with a genetic disease. The system according to any one of the above.
[13] The means for determining the presence or absence of a genetic abnormality detects chromosomal anomaly by detecting chromosomal aneuploidy, translocation, isochromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion, or ploidy abnormality. Means to determine presence and / or association with congenital metabolic disorders, primary immunodeficiency syndrome, congenital skin disease, hereditary tumor, congenital malformation syndrome, congenital neuromuscular disease, congenital bone system disease or mitochondrial disease The system according to any one of [9] to [11], which is means for detecting a genetic abnormality to determine whether or not there is a genetic mutation associated with a genetic disease.
[14] The system according to any one of [9] to [13], wherein the mammal is a human.
[15] The means for determining the presence or absence of the gene abnormality is Turner syndrome, Patou syndrome, Edwards syndrome, Down syndrome, Kleinfelter syndrome, Tripo-X syndrome, XYY syndrome, 5p monosomy (5p-syndrome), 5q monosomy (5q-syndrome) and 4p monosomy Wolf Hirschhorn syndrome, phenylketonuria, biopterin metabolism disorder, maple syrup urine disease, homocystinuria, xeroderma pigmentosum, sexual agammaglobulinemia, adenosine Deaminase deficiency, congenital epidermolysis bullosa, ichthyosis vulgaris, neurofibromatosis type 1, neurofibromatosis type 2, familial colorectal polyposis, hereditary nonpolyposis colorectal cancer, Angelman syndrome, Williams syndrome, Prader-Willi syndrome, Aicardy syndrome, Corne A de Lange syndrome, Apert syndrome, hemophilia, muscular dystrophy, osteogenesis imperfecta, achondroplasia, achondroplasia, hypochondral dysplasia, fatal osteodysplasia, chronic progressive extraocular palsy syndrome One or more selected from the group consisting of: Kearns-Sayer syndrome, red rag fiber / myoclonic epilepsy syndrome, mitochondrial encephalomyopathy / lactic acidosis / stroke-like syndrome, Leigh's encephalopathy, Leber's disease, mitochondrial diabetes and Pearson's disease The system according to [14], which is means for determining the presence or absence of a disease.

本発明の方法及びシステムによれば、これまでに報告されている方法とは異なり、極めて簡便な方法及びシステムにて、着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定することが可能となる。   According to the method and system of the present invention, unlike the methods reported so far, it is possible to determine the presence or absence of a gene abnormality in a fertilized egg before implantation by an extremely simple method and system. .

21トリソミーを有する授精卵由来ゲノム(ポジティブコントロール)の異数性を検出した結果を示す図である。常染色体(1番〜22番)及び性染色体(X染色体及びY染色体)の異数性を解析した。Locus:染色体の部位、Length:長さ、Copy number:コピー数、CytoBand:染色体における位置、CNV Confidence:異数性の存在の信頼性、CNV precision:実験の精度、Tiles:タイル数、を示している。CNV Confidenceが「0」の場合は、異数性が無いことを示している。CNV Confidenceが>10である場合、異数性が存在し、かつ、そのデータの信頼性が高いことを示している。Tilesは、NGSで得られた断片データを照らし合わせる際に、染色体毎に1Mb〜2Mbの領域で既に設定されている参照先を示している。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the fertilized egg origin genome (positive control) which has 21 trisomy. The aneuploidy of autosomes (Nos. 1 to 22) and sex chromosomes (X chromosome and Y chromosome) was analyzed. Locus: Chromosome site, Length: Length, Copy number: Copy number, CytoBand: Location in chromosome, CNV Confidence: Reliability of existence of aneuploidy, CNV precision: Accuracy of experiment, Tiles: Number of tiles Yes. When CNV Confidence is “0”, it indicates that there is no aneuploidy. When CNV Confidence is> 10, it indicates that aneuploidy exists and the reliability of the data is high. Tiles indicates a reference destination that is already set in the region of 1 Mb to 2 Mb for each chromosome when the fragment data obtained by NGS is collated. 21トリソミーを有する授精卵由来ゲノム(ポジティブコントロール)の異数性を検出した結果を示す図である。各シークエンスデータを正規化して染色体毎に染色体数をプロットした。縦軸が染色体数を表す。横軸は染色体番号(1番〜22番)及び性染色体(X及びY)を示している。異数性が無い場合は、y=2付近にプロットされる。以下、図2〜5において、図1A及び図1Bと同様の内容で表されている。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the fertilized egg origin genome (positive control) which has 21 trisomy. Each sequence data was normalized and the number of chromosomes was plotted for each chromosome. The vertical axis represents the number of chromosomes. The horizontal axis indicates the chromosome number (Nos. 1 to 22) and the sex chromosome (X and Y). When there is no aneuploidy, it is plotted around y = 2. Hereinafter, in FIGS. 2-5, it represents with the content similar to FIG. 1A and FIG. 1B. 授精卵由来ゲノム(6日胚、サンプルA)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the fertilized egg origin genome (6-day embryo, sample A). 授精卵由来ゲノム(6日胚、サンプルA)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the fertilized egg origin genome (6-day embryo, sample A). 授精卵の培養上清由来ゲノム(6日胚、サンプルA)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the culture supernatant origin genome (6th day embryo, sample A) of a fertilized egg. 授精卵の培養上清由来ゲノム(6日胚、サンプルA)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the culture supernatant origin genome (6th day embryo, sample A) of a fertilized egg. 授精卵由来ゲノム(6日胚、サンプルH)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the fertilized egg origin genome (6-day embryo, sample H). 授精卵由来ゲノム(6日胚、サンプルH)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the fertilized egg origin genome (6-day embryo, sample H). 授精卵の培養上清由来ゲノム(6日胚、サンプルH)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the culture supernatant origin genome (6-day embryo, sample H) of a fertilized egg. 授精卵の培養上清由来ゲノム(6日胚、サンプルH)の異数性を検出した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having detected the aneuploidy of the culture supernatant origin genome (6-day embryo, sample H) of a fertilized egg. 授精卵由来ゲノム及び授精卵の培養上清由来ゲノムの異数性を比較した図である。図2〜5の結果を一覧表にしている。数字は検出された推定染色体数を示している。It is the figure which compared the aneuploidy of the genome derived from a fertilized egg and the genome derived from the culture supernatant of a fertilized egg. The results of FIGS. 2-5 are listed. The numbers indicate the estimated number of chromosomes detected. 本発明の一実施形態のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of one Embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は下記の形態に限定されることはない。   Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the technical scope of this invention is not limited to the following form.

本発明において用いられる哺乳動物の授精卵とは、温血脊椎動物の授精卵をいい、例えば、ヒト及びサルなどの霊長類、マウス、ラット、ハムスター、モルモット及びウサギなどの齧歯類、イヌ及びネコなどの愛玩動物、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジなどの家畜等が含まれるが、これらに限定されない。本発明において用いられる授精卵を提供する哺乳動物は、好ましくはヒトである。   The mammalian fertilized egg used in the present invention refers to a fertilized egg of a warm-blooded vertebrate, for example, primates such as humans and monkeys, rodents such as mice, rats, hamsters, guinea pigs and rabbits, dogs and This includes, but is not limited to, pets such as cats, livestock such as cattle, horses, pigs, and sheep. The mammal that provides a fertilized egg used in the present invention is preferably a human.

本発明において用いられる用語「授精卵」とは、インビトロの環境において人為的に卵子と精子を授精させた後に得られる受精卵、その卵の卵割により得られる胚及びそれを凍結後融解した卵(胚)のいずれも含む意味であり、特に断りのない限り、いずれをも含む意味で用いられる。本発明の一実施形態において、「授精卵」は、例えば、下記に述べる体外授精(IVF)又は顕微授精(ICSI)によって得られる。また、本明細書において、用語「受精卵」とは、上述の「授精卵」を含む用語であって、人為的な授精操作の有無にかかわらず、精子及び卵子が結合して形成される最初の細胞及びその卵割により得られる胚及びそれを凍結後融解した卵(胚)のいずれも含む用語である。   The term “fertilized egg” used in the present invention means a fertilized egg obtained after artificially inseminating an egg and sperm in an in vitro environment, an embryo obtained by cleavage of the egg, and an egg obtained by freezing and thawing it It is meant to include any of (embryo), and unless otherwise specified, is meant to include any of them. In one embodiment of the present invention, the “fertilized egg” is obtained by, for example, in vitro fertilization (IVF) or micro insemination (ICSI) described below. Further, in this specification, the term “fertilized egg” is a term including the above-mentioned “fertilized egg”, and is the first formed by combining sperm and ovum regardless of whether or not an artificial insemination operation is performed. And embryos obtained by cleavage of the cells and eggs (embryos) obtained by freezing and thawing them.

哺乳動物の受精卵は、受精後に卵割を繰り返し、2細胞期、4細胞期、8細胞期を経て小さな割球を形成しながら細胞数を増やし、桑実胚を経て胚盤胞を形成する。一般に、卵割は受精後30分程度で開始され、受精後約30時間で2細胞期、受精後約40時間で4細胞期、受精後約60時間で8細胞期となり、受精後3〜4日で桑実胚、受精後4〜6日で胚盤胞を形成する。受精前の卵子、受精卵及びそれらが卵割して形成する胚(受精胚ともいう)は、透明帯という膜によって覆われており、透明帯が受精卵を保護している。一般に、生体内において、卵管を通って子宮までたどり着いた胚盤胞は、子宮内で浮遊している間に透明帯から孵化(ハッチング)し、子宮内膜へ着床する。それにより妊娠が成立し、発生が進行する。   The fertilized egg of a mammal repeats cleavage after fertilization, increases the number of cells while forming small blastomeres through the 2 cell stage, 4 cell stage, and 8 cell stage, and forms a blastocyst through a morula . In general, cleavage begins about 30 minutes after fertilization, and reaches the 2-cell stage at about 30 hours after fertilization, the 4-cell stage at about 40 hours after fertilization, the 8-cell stage at about 60 hours after fertilization, and 3-4 after fertilization. Mulberry embryos form on day, and blastocysts form 4-6 days after fertilization. An egg before fertilization, a fertilized egg, and an embryo formed by splitting them (also referred to as a fertilized embryo) are covered with a membrane called a zona pellucida, and the zona pellucida protects the fertilized egg. In general, in a living body, a blastocyst that has reached the uterus through the fallopian tube hatches from the zona pellucida (hatching) while floating in the uterus and is then implanted into the endometrium. As a result, pregnancy is established and development proceeds.

本発明において用いられる授精卵は、当業者に公知の手段によって得られるものであるが、例えば、体外授精(IVF:In Vitro Fertilization)による媒精又は顕微授精(ICSI:intracytoplasmic sperm injection)によって得られる授精卵が好ましい。   The fertilized egg used in the present invention is obtained by means known to those skilled in the art, and is obtained by, for example, in vitro fertilization (IVF: in vitro fertilization) or microinsemination (ICSI). Fertilized eggs are preferred.

体外授精は、主に獣医学及び産婦人科領域で行われる方法であり、通常生体内で成立する受精を、人為的に体外で実施させる方法をいう。典型的には、インビトロにて、卵子を精子が含まれる溶液に暴露させて授精させる。ヒトにおいては、不妊治療の一環として用いられる方法である。具体的には、採卵される女性に性腺刺激ホルモンアナログを使用して排卵を防ぎ、閉経ゴナドトロピン又は精製卵胞刺激ホルモン(FSH:Follicle stimulating hormone)又は合成FSHを使用して卵胞を成長させ、その後、卵胞が十分に成長したことを確認した後、性腺刺激ホルモンアナログや絨毛性ゴナドトロピン(hCG)を使用して排卵を誘発させる。細い針を卵巣内卵胞へ刺し、卵胞内の卵子を回収する。採卵された卵子に、男性から回収した精子で媒精し、授精あるいは顕微授精させる方法である。授精後の卵は、培地で洗浄し、体温に近い温度、例えば37℃付近で培養される。培養に使用される培地は、当業者に公知の培地を使用すればよく、限定されない。また、卵子の前培養、精子の前培養、授精卵の培養に用いられる培地は、それぞれの培養に適した培地を用いれば良く、限定されない。   In vitro insemination is a method mainly performed in veterinary medicine and obstetrics and gynecology, and refers to a method in which fertilization that is normally established in vivo is artificially performed outside the body. Typically, in vitro, eggs are exposed to a solution containing sperm and fertilized. In humans, it is a method used as part of infertility treatment. Specifically, gonadotropin analogs are used to prevent ovulation in women being laid, and follicles are grown using menopausal gonadotropins or purified follicle stimulating hormone (FSH) or synthetic FSH, and then After confirming that the follicle is fully grown, ovulation is induced using a gonadotropin analog or chorionic gonadotropin (hCG). A thin needle is inserted into the follicle in the ovary, and the egg in the follicle is collected. This is a method in which the collected egg is inseminated with sperm collected from a man and inseminated or microinseminated. The fertilized egg is washed with a medium and cultured at a temperature close to body temperature, for example, around 37 ° C. The medium used for the culture may be a medium known to those skilled in the art and is not limited. Moreover, the culture medium used for the preculture of an egg, the preculture of a sperm, and the culture of a fertilized egg should just use the medium suitable for each culture | cultivation, and is not limited.

顕微授精は、体外授精と同様、生体外において人為的に授精を成立させる方法である。典型的には、顕微鏡の下でマイクロマニピュレータ等を用いて、精子1個を卵子の細胞質へ直接注入する方法である。顕微授精は、特に精子の授精能を低下させる障害を有する患者の精子が用いられる場合に利用される。例えば、重症精子減少症、無精子症、精子無力症、精子奇形症、不動精子症などの障害を有する患者由来の精子である。本発明において、授精卵の形成に必要な精子は特に限定されない。顕微授精によって得られた授精卵を培養する培地、培養法の選択は、公知の方法に従えば良く、限定されない。   Microinsemination is a method for artificially establishing insemination in vitro as in in vitro insemination. Typically, this is a method in which one sperm is directly injected into the cytoplasm of an egg using a micromanipulator or the like under a microscope. Microinsemination is used particularly when sperm of a patient having a disorder that reduces the insemination ability of sperm is used. For example, spermatozoa derived from a patient having a disorder such as severe sperm reduction, azoospermia, asthenozoospermia, sperm malformation, immobility spermatozoa. In the present invention, the sperm required for the formation of a fertilized egg is not particularly limited. Selection of the culture medium and culture method for culturing the fertilized egg obtained by microinsemination may be according to known methods, and is not limited.

本発明の方法及びシステムは、生体外で授精して得られた授精卵が発生して個体へと成長した場合に、その個体が遺伝子異常を有するか否かを着床前に判定可能とする。本発明の方法及びそのシステムでは、子宮へ戻す前の授精卵をインビトロで培養する際に使用した培地の廃液(培養上清)が用いられる。本発明において、用語「培養上清」は、培養上清を当業者に公知の方法によって精製し、濃縮して得られたその濃縮物を含む意味で用いられる。本発明において用いられる培養上清を濃縮する手段については特に限定されない。本発明に用いられる培養上清として特に好ましいのは、授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない授精卵の培養で得られた培養上清である。また、本発明に用いられる授精卵の培養上清は、孵化前の授精卵の培養上清が好ましい。本発明者らは、授精後の授精卵をインビトロで培養した場合、授精卵を覆う透明帯を侵襲しなくても、培養上清中には授精卵由来の核酸、特に、授精卵由来のゲノムDNA又は染色体又はゲノムDNA若しくは染色体の一部が含まれていることを見出した。また、当該授精卵の培養上清中の核酸は、授精卵が有する核酸と一致することを見出した。従来の方法によれば、授精卵を覆う透明帯を侵襲し、該透明帯に穴を開けなければ、授精卵由来の核酸を調べることはできないとされていた。本発明によれば、授精卵の透明帯を侵襲する必要が無く、また、卵割により生じた割球の一部を利用することなく、授精卵の培養上清を用いることで、授精卵が発生した個体が有する可能性がある疾患や、性別を判定することが可能となる。   The method and system of the present invention makes it possible to determine whether or not an individual has a genetic abnormality before implantation when a fertilized egg obtained by in vitro fertilization occurs and grows into the individual. . In the method and the system of the present invention, the waste solution (culture supernatant) of the medium used when cultivating the fertilized egg before returning to the uterus in vitro is used. In the present invention, the term “culture supernatant” is used to include a concentrate obtained by purifying and concentrating the culture supernatant by a method known to those skilled in the art. The means for concentrating the culture supernatant used in the present invention is not particularly limited. Particularly preferred as the culture supernatant used in the present invention is a culture supernatant obtained by culturing a fertilized egg in which no opening is provided in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination. The culture supernatant of the fertilized egg used in the present invention is preferably a culture supernatant of the fertilized egg before hatching. When the in vitro fertilized eggs are cultured in vitro, the present inventors have not invaded the zona pellucida that covers the fertilized eggs, but in the culture supernatant, the nucleic acid derived from the fertilized egg, particularly the genome derived from the fertilized egg. It was found that DNA or chromosome or genomic DNA or part of chromosome was included. Moreover, it discovered that the nucleic acid in the culture supernatant of the said fertilized egg corresponds with the nucleic acid which a fertilized egg has. According to the conventional method, it has been said that a nucleic acid derived from a fertilized egg cannot be examined unless a zona pellucida covering the fertilized egg is invaded and a hole is made in the zona pellucida. According to the present invention, there is no need to invade the zona pellucida of the fertilized egg, and the fertilized egg can be obtained by using the culture supernatant of the fertilized egg without using a part of the blastomeres generated by cleavage. It becomes possible to determine the disease and sex that the individual who has developed may have.

本発明で使用される授精卵の培養上清は、使用するまで凍結保存されてもよく、凍結保存されなくてもよい。凍結保存される場合は、例えば、−10℃〜−200℃で保存されてもよく、−15℃〜−150℃で保存されてもよく、−20℃〜−90℃で保存されてもよい。凍結保存されない場合は、室温(例えば15℃〜30℃)であってもよく、0℃〜25℃であってもよく、0℃〜10℃であってもよく、2℃〜6℃であってもよい。   The culture supernatant of the fertilized egg used in the present invention may or may not be stored frozen until use. When cryopreserved, for example, it may be stored at -10 ° C to -200 ° C, may be stored at -15 ° C to -150 ° C, and may be stored at -20 ° C to -90 ° C. . When not stored frozen, it may be room temperature (for example, 15 ° C to 30 ° C), 0 ° C to 25 ° C, 0 ° C to 10 ° C, or 2 ° C to 6 ° C. May be.

本発明で使用される授精卵の培養上清は、好ましくは、使用するまで凍結保存されたものである。凍結保存できれば、使用するまで培養上清中に含まれる核酸を安定的に保存することでき、好ましい。また、授精卵を培養する場所と、授精卵の培養上清を使用して本発明を実施する場所が異なる場合であっても、凍結保存することによって容易かつ安定的に運搬可能となり好ましい。凍結保存された培養上清は、使用直前に室温又は氷上又は4℃で融解して使用することができる。   The culture supernatant of the fertilized egg used in the present invention is preferably frozen and stored until use. If it can be cryopreserved, the nucleic acid contained in the culture supernatant can be stably stored until use, which is preferable. Moreover, even if the place where the fertilized egg is cultured and the place where the present invention is carried out using the culture supernatant of the fertilized egg are different, it can be easily and stably transported by cryopreservation. The cryopreserved culture supernatant can be used by thawing at room temperature or on ice or at 4 ° C. immediately before use.

本発明において、授精卵の培養上清は、授精後1〜7日に回収された培養上清である。好ましくは、授精後2〜6日に回収された培養上清である。より好ましくは、授精後3〜6日に回収された培養上清である。   In the present invention, the culture supernatant of a fertilized egg is a culture supernatant collected 1 to 7 days after insemination. Preferably, it is a culture supernatant collected 2 to 6 days after insemination. More preferably, it is a culture supernatant collected 3 to 6 days after insemination.

本発明において、授精卵の培養上清は、授精卵の前核期(2PN(pronuclei))〜胚盤胞期に回収された培養上清を使用できる。また、本発明において、授精卵の培養上清は、授精卵の4細胞期〜胚盤胞期に回収された培養上清を使用できる。また、本発明において、授精卵の培養上清は、授精卵の8細胞期〜胚盤胞期に回収された培養上清を使用できる。   In the present invention, the culture supernatant recovered from the pronuclear stage (2PN (pronuclei)) to the blastocyst stage of the fertilized egg can be used as the culture supernatant of the fertilized egg. In the present invention, the culture supernatant collected from the 4 cell stage to the blastocyst stage of the fertilized egg can be used as the culture supernatant of the fertilized egg. In the present invention, the culture supernatant collected from the 8 cell stage to the blastocyst stage of the fertilized egg can be used as the culture supernatant of the fertilized egg.

本発明において、「授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない」とは、物理的手段(例えば、針、レーザーなど)又は化学的手段(例えば、タンパク分解酵素、酸処理など)によって、授精後の授精卵の透明帯に人為的に生じさせた穴を有さない状態をいう。すなわち、授精卵を覆う透明帯が裂けたり、薄膜化することによって生じる開口部を有さない状態であり、透明帯の膜の内外は、見かけ上隔離されている状態である。   In the present invention, “no opening is provided in the zona pellucida of the fertilized egg after fertilization” means by physical means (eg, needle, laser, etc.) or chemical means (eg, proteolytic enzyme, acid treatment, etc.). The state that does not have artificially created holes in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination. That is, the zona pellucida that covers the fertilized egg is in a state where it does not have an opening formed by tearing or thinning, and the inside and outside of the zona pellucida membrane are apparently isolated.

本発明において、配列情報取得手段として、公知のシークエンサー(シーケンサーとも呼ばれる)又はアレイCGHを用いることができる。   In the present invention, a known sequencer (also called a sequencer) or array CGH can be used as the sequence information acquisition means.

本明細書において、シークエンサーとは、核酸、特にDNAの塩基配列を読み取ることができる装置をいう。本発明において、シークエンサーとしては、ジデオキシ法(サンガー法ともいう)を用いたシークエンサー(いわゆる、第1世代シークエンサー)、逐次DNA合成・光検出法を用いて超並列シークエンスを実施するシークエンサー、1分子リアルタイム・シークエンシング法を用いるシークエンサー、又はポスト−ライトシークエンシング法を用いるシークエンサーなどを用いることができる。   In this specification, a sequencer refers to a device that can read the base sequence of a nucleic acid, particularly DNA. In the present invention, as a sequencer, a sequencer using the dideoxy method (also referred to as Sanger method) (so-called first generation sequencer), a sequencer that performs massively parallel sequencing using sequential DNA synthesis / photodetection method, one molecule real time A sequencer using a sequencing method or a sequencer using a post-light sequencing method can be used.

本発明の一実施態様において、培養上清に含まれる核酸、特にゲノムの広範囲を構成するDNAの塩基配列を、正確に、短時間に、かつ、大量に読み取る必要性があることから、塩基配列情報取得手段としては、第1世代以降に開発された次世代シークエンサーを用いることが好ましい。本明細書において、第1世代以降に開発されたシークエンサーを総称して次世代シークエンサー(NGS:Next Generation Sequencer)といい、本特許出願の出願時において実用化されていないが、将来開発され、実用化されるシークエンサーも本発明に適用可能であることは、当業者であれば当然理解できる。   In one embodiment of the present invention, it is necessary to read a large amount of nucleic acid contained in the culture supernatant, particularly DNA constituting a wide range of the genome, in a short time and in large quantities. As information acquisition means, it is preferable to use a next-generation sequencer developed after the first generation. In this specification, the sequencers developed after the first generation are collectively referred to as the next generation sequencer (NGS), which has not been put into practical use at the time of filing this patent application. Those skilled in the art can naturally understand that the sequencer to be converted is also applicable to the present invention.

本発明に適用できる、逐次DNA合成・光検出法を用いた次世代シークエンサーの具体例としては、例えば、イルミナ社のHiSeqシステム(HisSeq2000、HiSeq3000、HiSeq4000)、MiSeqシステム、NextSeqシステム及びGenome Analyzer IIx(GAIIx)、Roche社のGS Junior、GsJunior Plus及びGS FLX+システム(GS FLX Titanium XL+、GS FLX Titanium XLR70)、サーモフィッシャー・サイエンティフィック社のSoLiD(商標)システム、Genetic Analyzer V2.0及びIon PGM(商標)システムが挙げられるが、これに限定されない。   Specific examples of the next-generation sequencer using sequential DNA synthesis / photodetection method applicable to the present invention include, for example, Illumina HiSeq system (Hisseq2000, HiSeq3000, HiSeq4000), MiSeq system, NextSeq system and Genome Analyzer IIx ( GAIIx), Roche's GS Junior, GsJunior Plus and GS FLX + system (GS FLX Titanium XL +, GS FLX Titanium XLR70), Thermo Fisher Scientific's SoLiD (TM) PG 2.0, Gene I Trademarked) system, but is not limited thereto.

また、1分子リアルタイム・シークエンシング法を用いた次世代シークエンサーの例としては、例えば、Pacific Biosciences社のPacBio(登録商標)RS II及びPacBio(登録商標)Sequal(商標)システム、などが挙げられるがこれに限定されない。また、ポスト−ライトシークエンシング技術を用いた次世代シークエンサーの例としては、例えば、Oxford Nanopore Technologies社のGridION systemなどが挙げられるが、これに限定されない。   Examples of the next-generation sequencer using the single molecule real-time sequencing method include, for example, PacBio (registered trademark) RS II and PacBio (registered trademark) Sequal (trademark) system of Pacific Biosciences. It is not limited to this. An example of a next-generation sequencer using post-light sequencing technology includes, but is not limited to, the GridION system of Oxford Nanopore Technologies.

本発明の一実施形態として使用される、逐次DNA合成・光検出法を用いた次世代シークエンサーは、以下に挙げるいくつか共通した特長を有している。   The next-generation sequencer using the sequential DNA synthesis / photodetection method used as one embodiment of the present invention has some common features described below.

(1)ライブラリDNAの調製
解析したいサンプルDNAを任意の長さに断片化し、アダプター配列をライゲーションしたDNAライブラリを調製する。ライゲーションされたアダプター配列を介して、DNAライブラリがシークエンシングにハイブリダイゼーションして固定されることとなる。また、該アダプター配列が、シークエンシングプライマーのユニバーサルプライミング部位となる。
(1) Preparation of library DNA A sample DNA to be analyzed is fragmented to an arbitrary length, and a DNA library to which an adapter sequence is ligated is prepared. Through the ligated adapter sequence, the DNA library is fixed by hybridization to sequencing. The adapter sequence is a universal priming site for the sequencing primer.

(2)テンプレートの調製
アダプター配列がライゲーションされたライブラリDNA断片を、該アダプター配列の相補配列のリンカーを有する固体表面(ビーズ又は平らなシリコン素材表面)へハイブリダイズさせる。固体表面上でポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行い、各ライブラリDNAをクローン増幅させ、単一ライブラリ断片に由来するDNAのクラスター群を形成させる。
(2) Preparation of template The library DNA fragment to which the adapter sequence is ligated is hybridized to a solid surface (bead or flat silicon material surface) having a linker of a complementary sequence of the adapter sequence. Polymerase chain reaction (PCR) is performed on the solid surface to clone and amplify each library DNA to form a cluster group of DNA derived from a single library fragment.

なお、ビーズに固定させたライブラリDNAを用いる方法では、水滴中の単一のビーズが単一のライブラリDNA断片を有するように調製し、PCR(エマルジョンPCR)を行うことで、ビーズ状に単一ライブラリDNA断片由来のクラスター群を形成させる。また、平らなシリコン素材表面を用いた方法では、ブリッジPCRによって、単一DNA断片に由来するクラスター群をシリコン素材表面上に形成させる。各クラスターが個々のシークエンシング反応で作用する。   In the method using library DNA immobilized on beads, a single bead in a water droplet is prepared so as to have a single library DNA fragment, and PCR (emulsion PCR) is performed to form a single bead. A cluster group derived from a library DNA fragment is formed. In the method using a flat silicon material surface, a cluster group derived from a single DNA fragment is formed on the silicon material surface by bridge PCR. Each cluster acts on an individual sequencing reaction.

(3)シークエンシング
シークエンサーでは、各クラスターの塩基配列をテンプレート(鋳型)として、核酸を取り込む反応を行わせる。その際、取り込まれた核酸の塩基の種類に応じて、光または蛍光シグナルを産生する。それらのシグナルを読み取り、核酸の塩基配列を情報として取り込む。
(3) Sequencing In a sequencer, a reaction for incorporating a nucleic acid is performed using the base sequence of each cluster as a template. At that time, a light or fluorescent signal is produced depending on the type of base of the incorporated nucleic acid. These signals are read and the nucleotide sequence of the nucleic acid is taken as information.

(4)データ出力:
それぞれの機器はシークエンシング実行終了時に生データを出力する。この生データは各ライブラリDNA断片の塩基配列由来の膨大なデータである。任意のソフトウエアを用いて、生データを処理し、所望の解析を行う。
(4) Data output:
Each device outputs raw data at the end of sequencing. This raw data is enormous data derived from the base sequence of each library DNA fragment. Any software is used to process the raw data and perform the desired analysis.

本発明において、核酸を調製する工程は、核酸の任意の塩基配列を挟むフォワード及びリバースプライマーのセット並びにDNAポリメラーゼを用いて、特定の塩基配列領域をPCRで増幅する工程や、全ゲノム増幅(WGA:Whole Genome Amplification)手段、例えば、市販の全ゲノム増幅用試薬又はキットを用いて核酸を増幅する工程を含んでもよい。本発明において、核酸を調製する工程は、全ゲノム増幅手段によって核酸を増幅する工程を含むことが好ましい。本発明において、核酸を増幅する工程は、特に少量の核酸を含むサンプルからゲノムのほぼ全領域をカバーし、かつ、増幅される領域のバイアスが小さくなるような全ゲノム増幅手段を用いることが好ましく、この目的を達成できる全ゲノム増幅手段であれば特に限定されない。本発明において、核酸を調製する工程は、手動の手段で行っても良く、自動装置等を用いた自動手段によって実施してもよく、手動及び自動の手段を混合して実施してもよい。   In the present invention, the step of preparing a nucleic acid includes a step of amplifying a specific base sequence region by PCR using a set of forward and reverse primers sandwiching an arbitrary base sequence of the nucleic acid and a DNA polymerase, or whole genome amplification (WGA). : Whole Genome Amplification) means, for example, a step of amplifying a nucleic acid using a commercially available reagent or kit for whole genome amplification may be included. In the present invention, the step of preparing a nucleic acid preferably includes a step of amplifying the nucleic acid by whole genome amplification means. In the present invention, the step of amplifying the nucleic acid preferably uses a whole genome amplification means that covers almost the entire region of the genome from a sample containing a small amount of nucleic acid, and the bias of the region to be amplified is reduced. The whole genome amplification means that can achieve this object is not particularly limited. In the present invention, the step of preparing the nucleic acid may be performed by manual means, may be performed by automatic means using an automatic device or the like, or may be performed by mixing manual and automatic means.

本発明の一実施形態において、全ゲノム増幅手段として使用可能な市販のキットは、例えば、シグマアルドリッチ社が提供するGenomePlex Single Cell Whole Genome Amplification Kit、ニュー・イングランド・バイオラボ社が提供するPicoPLEXTM WGA Kit、キアゲン社が提供するREPLI−g Single Cell Kit、又はシグニス社が提供するTrue Prime Single Cell WGA Kitなどが挙げられるが、これらに限定されない。   In one embodiment of the present invention, commercially available kits that can be used as a whole genome amplification means include, for example, GenomePlex Single Cell Whole Genome Amplification Kit provided by Sigma-Aldrich, PicoPLEXTM WGA Kit provided by New England Biolabs, Examples include, but are not limited to, REPLI-g Single Cell Kit provided by Qiagen, or True Prime Single Cell WGA Kit provided by Signis.

本発明の一実施形態において、核酸を調製する工程は、本発明で使用される塩基配列情報取得手段に応じて、適宜選択される。例えば、塩基配列情報取得手段として、サーモフィッシャー・サイエンティフィック社が提供するIon PGM(商標)システムを用いる場合、核酸を調製する工程は、全ゲノム増幅手段によって核酸を増幅する工程と、増幅された核酸を用いて、さらにライブラリ核酸、特にライブラリDNAを調製する工程を含む必要がある。   In one embodiment of the present invention, the step of preparing a nucleic acid is appropriately selected according to the base sequence information acquisition means used in the present invention. For example, when using the Ion PGM (trademark) system provided by Thermo Fisher Scientific as the base sequence information acquisition means, the step of preparing the nucleic acid is the same as the step of amplifying the nucleic acid by the whole genome amplification means. It is necessary to further include a step of preparing a library nucleic acid, particularly a library DNA, using the prepared nucleic acid.

例えば、塩基配列情報取得手段として、次世代シークエンサーであるIon PGM(商標)システムを用いる場合、ライブラリDNAは、サーモフィッシャー・サイエンティフィック社が提供するキット(例えば、Ion Xpress Plus Fragment Library Kit及びIon Xpress Barcode Adapters 1−16 Kit)及びそれに付属の説明書に従って調製される。ライブラリDNAを調製するための方法及び試薬等は上記に限定されず、同一の目的を達成可能なものであれば、代替的に利用可能である。より好ましくは、シークエンサーを提供する会社が推奨するキット又は試薬である。   For example, when the Ion PGM ™ system, which is a next-generation sequencer, is used as the base sequence information acquisition means, the library DNA is a kit provided by Thermo Fisher Scientific (for example, Ion Xpress Plus Fragment Library Kit and Ion). Xpress Barcode Adapters 1-16 Kit) and accompanying instructions. The method and reagents for preparing the library DNA are not limited to the above, and can be used alternatively if they can achieve the same purpose. More preferably, it is a kit or a reagent recommended by the company that provides the sequencer.

調製されたライブラリDNAは、さらに、次世代シークエンサーで解読するために調製される。例えば、サーモフィッシャー・サイエンティフィック社が提供するIon PGM(商標)シークセンサーを用いる場合、Ion PGM(商標)Template OT2 200 Kit、Ion PGM Sequencing 200 Kit v2、及びIon 316 Chip Kit v2(いずれもサーモフィッシャー・サイエンティフィック社)を用いて調製し、Ion PGM(商標)シークセンサーを用いて核酸の塩基配列が解読される。本明細書に記載した試薬及びチップは例示であって、用いられるシークエンサーに応じて適宜選択することが可能である。   The prepared library DNA is further prepared for decoding with a next-generation sequencer. For example, when using the Ion PGM ™ seek sensor provided by Thermo Fisher Scientific, Ion PGM ™ Template OT2 200 Kit, Ion PGM Sequencing 200 Kit v2, and Ion 316 Chip Kit v2 The base sequence of the nucleic acid is decoded using an Ion PGM ™ seek sensor. The reagents and chips described in the present specification are examples, and can be appropriately selected according to the sequencer used.

本発明により、授精卵の培養上清に含まれる核酸の塩基配列情報が得られる。得られた核酸の塩基配列情報は、任意のソフトウエアを用いて解析することによって、生体外で授精させて得られた授精卵が発生して個体へ成長した場合に、その個体が疾患を有するか否か、染色体の異数性又は、遺伝子異常の有無を判定することが可能である。使用されるソフトウエアについては特に限定されない。   According to the present invention, the base sequence information of the nucleic acid contained in the culture supernatant of a fertilized egg can be obtained. The base sequence information of the obtained nucleic acid is analyzed using any software, and when an inseminated egg obtained by insemination in vitro occurs and grows into an individual, the individual has a disease. It is possible to determine whether there is chromosomal aneuploidy or genetic abnormality. The software used is not particularly limited.

本発明の一実施形態において、次世代シークエンサーから出力される塩基配列から信頼性の高い解析結果を導くためには、少なくとも同一の塩基配列を30回程度カバーするデータ量を用いることが好ましい。次世代シークエンサーから出力される塩基配列の断片をコンピュータ上で統合処理を行い、各種の遺伝子配列が登録されている遺伝子データベース(例えば、DDBJ(DNA Data Bank of Japan)、国立生物工学情報センター(NCBI)等)の塩基配列との比較等により、遺伝子変異の有無を判定することが可能である。   In one embodiment of the present invention, in order to derive a highly reliable analysis result from a base sequence output from a next-generation sequencer, it is preferable to use a data amount that covers at least about 30 times the same base sequence. The base sequence fragments output from the next-generation sequencer are integrated on a computer, and a gene database (for example, DDBJ (DNA Data Bank of Japan), National Biotechnology Information Center (NCBI) in which various gene sequences are registered. It is possible to determine the presence or absence of a gene mutation by comparison with the base sequence of

本発明の一実施形態において、授精卵の培養上清中に含まれる核酸から得られた塩基配列情報と、データベースに登録されている疾患特異的な遺伝子変異の情報(例えば、一塩基多型(SNP)による疾患特異的遺伝子変異)との比較によって、遺伝子異常の有無を判定することが可能である。   In one embodiment of the present invention, base sequence information obtained from a nucleic acid contained in a culture supernatant of a fertilized egg and information on a disease-specific gene mutation registered in a database (for example, a single nucleotide polymorphism ( It is possible to determine the presence or absence of a gene abnormality by comparison with a disease-specific gene mutation by SNP).

本発明において、遺伝子異常とは、遺伝子疾患を引き起こす原因となる遺伝子の異常をいい、例えば、染色体異常、遺伝子突然変異、疾患特異的な一塩基多型(SNP)などを含んでいる。本明細書において、染色体異常とは、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失又は倍数性異常を含んでいる。本明細書において、遺伝子突然変異とは、点突然変異、ミスセンス突然変異、ナンセンス突然変異、フレームシフト突然変異などを含んでいる。本明細書において、疾患特異的一塩基多型(SNP)とは、疾患を引き起こすことが知られている塩基の変異をいう。   In the present invention, the gene abnormality refers to an abnormality of a gene that causes a genetic disease, and includes, for example, a chromosomal abnormality, a gene mutation, a disease-specific single nucleotide polymorphism (SNP), and the like. In the present specification, the chromosomal abnormality includes chromosomal aneuploidy, translocation, homozygous chromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion, or ploidy abnormality. In the present specification, gene mutation includes point mutation, missense mutation, nonsense mutation, frameshift mutation and the like. In the present specification, a disease-specific single nucleotide polymorphism (SNP) refers to a mutation of a base known to cause a disease.

本発明の一実施態様において、授精卵の培養上清中に含まれる核酸、特にゲノムDNAの塩基配列情報を基に、常染色体(例えば、ヒトでは1番〜22番)の異数性や、性染色体(例えば、ヒトではX染色体及び/又はY染色体)の数を識別することが可能となる。また、本発明の一実施形態において、得られた塩基配列情報を、任意のソフトウエアを用いて解析することによって、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定することが可能となる。本発明で使用されるソフトウエアの例としては、例えば、Ion(商標)Reporterソフトウエア(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)を用いることができるが、これに限定されない。   In one embodiment of the present invention, the aneuploidy of an autosome (for example, No. 1 to No. 22 in humans) based on nucleic acid contained in the culture supernatant of a fertilized egg, particularly genomic DNA, It becomes possible to identify the number of sex chromosomes (for example, the X chromosome and / or the Y chromosome in humans). Further, in one embodiment of the present invention, by analyzing the obtained base sequence information using arbitrary software, chromosome aneuploidy, translocation, homozygous chromosome, inversion, uniparental disomy, It becomes possible to detect the presence or absence of chromosomal abnormalities by detecting mosaics, deletions or ploidy abnormalities. As an example of software used in the present invention, for example, Ion (trademark) Reporter software (Thermo Fisher Scientific) can be used, but the present invention is not limited to this.

本明細書において、異数性とは、染色体(または染色体の一部)の数が正常とは異なるものをいう。異数性は、染色体のコピー数が3である場合(「トリソミー」)、又はコピー数が1の場合(「モノソミー」)などが知られている。減数分裂中の染色体の不分離によって起こるこれらの染色体数の変化は、個体発生に影響を及ぼし、種々の疾患(症候群)をもたらす。トリソミー及びモノソミーの染色体を有する個体の多くは、授精障害、着床障害、自然流産の原因となり、出生後早期に死亡する原因ともなる。また、いくつかの染色体の異数性は種々の症候群をもたらす。   In the present specification, aneuploidy refers to those in which the number of chromosomes (or part of chromosomes) is different from normal. The aneuploidy is known when the chromosome copy number is 3 (“trisomy”) or when the copy number is 1 (“monosomy”). These changes in the number of chromosomes caused by non-segregation of chromosomes during meiosis affect ontogeny and lead to various diseases (syndromes). Many individuals with trisomy and monosomy chromosomes can cause insemination problems, implantation problems, spontaneous abortion, and die early after birth. Also, some chromosomal aneuploidy results in various syndromes.

よく知られている異数性は、21番染色体、18番染色体、13番染色体トリソミー、及び性染色体数の異常である。21トリソミーは、ダウン症候群を発症する原因として知られる。18トリソミーは、エドワーズ症候群を発症する原因として知られる。13トリソミーは、パトウ症候群(パトー症候群)を発症する原因として知られる。性染色体異数性(SCA)は、例えば、X染色体の欠失(X−)はターナー症候群、X染色体の付加はクラインフェルター症候群(XXY)又はトリポX(Tripo−X)症候群(XXX)、Y染色体の付加はXYY症候群(XYY)を引き起こすことが知られている。さらに、常染色体の異常としては、5qモノソミー(5q−症候群)及び4pモノソミー ウォルフ・ヒルシュホーン症候群等が知られている。本明細書において、染色体異常によって引き起こされる疾患を総称して染色体異常症という。染色体異常によって引き起こされる上記の疾患は例示であり、本発明の方法及びシステムによって判定できる疾患は上記の例に限定されない。染色体異常症は、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常によって引き起こされる。本発明の一実施形態において、本発明の方法及びシステムは、着床前の授精卵の染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を判定することが可能である。   Well-known aneuploidies are chromosome 21, chromosome 18, chromosome 13 trisomy, and abnormal number of sex chromosomes. Trisomy 21 is known to cause Down syndrome. Trisomy 18 is known to cause Edwards syndrome. Trisomy 13 is known as a cause of developing Patou syndrome (Pato syndrome). Sex chromosome aneuploidy (SCA) is, for example, X chromosome deletion (X-) is Turner syndrome, X chromosome addition is Kleinfelter syndrome (XXY) or tripo-X (Tripo-X) syndrome (XXX), Y Chromosome addition is known to cause XYY syndrome (XYY). Furthermore, 5q monosomy (5q-syndrome) and 4p monosomy Wolf-Hirschhorn syndrome are known as autosomal abnormalities. In this specification, diseases caused by chromosomal abnormalities are collectively referred to as chromosomal abnormalities. The above-mentioned diseases caused by chromosomal abnormalities are examples, and the diseases that can be determined by the method and system of the present invention are not limited to the above examples. Chromosome abnormalities are caused by chromosomal aneuploidy, translocations, isochromosomes, inversions, uniparental disomy, mosaics, deletions or ploidy abnormalities. In one embodiment of the present invention, the method and system of the present invention comprises chromosomal aneuploidy, translocation, homozygous chromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion or polyploidy before implantation. An abnormality can be determined.

本発明によって、上記染色体の異数性を原因とする疾患の有無を、授精卵を侵襲することなく、授精卵の着床前に判定することが可能となる。また、疾患の有無だけでなく、性別、例えば、XX又はXYを判定することも可能となる。   According to the present invention, it is possible to determine the presence or absence of a disease caused by chromosomal aneuploidy before implantation of a fertilized egg without invading the fertilized egg. It is also possible to determine not only the presence or absence of a disease but also sex, for example, XX or XY.

本発明は、着床前の授精卵が遺伝性疾患に関連する遺伝子変異を有するか否かを判定することを可能とする。本発明によって判定することが可能な疾患の例としては、例えば、先天性代謝異常症、原発性免疫不全症候群、先天性皮膚疾患、遺伝性腫瘍、先天性奇形症候群、先天性血液疾患、先天性神経筋疾患、先天性骨系統疾患又はミトコンドリア病が挙げられる。本発明によって判定可能な先天性代謝異常症の例としては、例えば、フェニルケトン尿症、ビオプテリン代謝異常症、メープルシロップ尿症、ホモシスチン尿症、色素性乾皮症、白皮症が挙げられる。本発明によって判定可能な原発性免疫不全症候群の例としては、例えば、伴性無ガンマグロブリン血症、アデノシンデアミネース欠損症、複合免疫不全症等が挙げられる。本発明によって判定可能な先天性皮膚疾患の例としては、例えば、先天性表皮水疱症、尋常性魚鱗癬等が挙げられる。本発明によって判定可能な遺伝性腫瘍の例としては、例えば、神経線維腫症1型、神経線維腫症2型、家族性大腸ポリポーシス、遺伝性非ポリポーシス大腸癌等が挙げられる。本発明によって判定可能な先天性奇形症候群の例としては、例えば、アンジェルマン症候群、ウィリアムズ症候群、プラダー・ウィリー症候群、アイカルディ症候群、コルネリア・ド・ランゲ症候群、アペール症候群等が挙げられる。本発明によって判定可能な先天性血液疾患の例としては、例えば、血友病、ファンコニ貧血等が挙げられる。本発明によって判定可能な先天性神経筋疾患の例としては、例えば、筋ジストロフィー、レット症候群等が挙げられる。本発明によって判定可能な先天性骨系統疾患としては、例えば、骨形成不全症、軟骨無発生症、軟骨無形成症、軟骨低形成症、致死性骨異形成症等が挙げられる。本発明によって判定可能なミトコンドリア病の例としては、例えば、慢性進行性外眼麻痺症候群、カーンズ・セイヤー症候群、赤色ぼろ線維・ミオクローヌスてんかん症候群、ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様症候群、リー脳症、レーバー病、ミトコンドリア糖尿病及びピアソン(Pearson)病等が挙げられる。本発明によって判定可能な上記の疾患は例示であり、これらに限定されない。   The present invention makes it possible to determine whether a fertilized egg before implantation has a genetic mutation associated with a hereditary disease. Examples of diseases that can be determined by the present invention include, for example, inborn errors of metabolism, primary immunodeficiency syndrome, congenital skin diseases, hereditary tumors, congenital malformation syndromes, congenital blood diseases, congenital blood diseases Neuromuscular diseases, congenital bone system diseases or mitochondrial diseases are mentioned. Examples of inborn errors of metabolism that can be determined according to the present invention include phenylketonuria, biopterin metabolism disorders, maple syrup urine disease, homocystinuria, xeroderma pigmentosum, and albinism. Examples of primary immunodeficiency syndromes that can be determined according to the present invention include, for example, concomitant agammaglobulinemia, adenosine deaminase deficiency, complex immunodeficiency, and the like. Examples of congenital skin diseases that can be determined according to the present invention include congenital epidermolysis bullosa, acne vulgaris and the like. Examples of hereditary tumors that can be determined according to the present invention include, for example, neurofibromatosis type 1, neurofibromatosis type 2, familial colon polyposis, hereditary nonpolyposis colon cancer, and the like. Examples of congenital malformation syndromes that can be determined according to the present invention include Angelman syndrome, Williams syndrome, Prader-Willi syndrome, Aicardy syndrome, Cornelia de Lange syndrome, Apert syndrome and the like. Examples of congenital blood diseases that can be determined according to the present invention include hemophilia and Fanconi anemia. Examples of congenital neuromuscular diseases that can be determined by the present invention include muscular dystrophy and Rett syndrome. Examples of congenital bone system diseases that can be determined according to the present invention include osteogenesis imperfecta, achondroplasia, achondroplasia, hypochondral dysplasia, and lethal osteodysplasia. Examples of mitochondrial diseases that can be determined according to the present invention include, for example, chronic progressive extraocular palsy syndrome, Kearns-Sayer syndrome, red rag fiber / myoclonic epilepsy syndrome, mitochondrial encephalomyopathy / lactic acidosis / stroke-like syndrome, Lee encephalopathy , Leber's disease, mitochondrial diabetes, and Pearson's disease. The above-mentioned diseases that can be determined by the present invention are exemplifications, and are not limited thereto.

本発明の一実施形態において、塩基配列情報取得手段としてアレイCGH(比較ゲノムハイブリダイゼーション(マイクロアレイCGHともいう))を用いることもできる。アレイCGHとは、サンプル中の核酸、特にDNAのコピー数変化(過剰又は減少)を検出する手段である。アレイCGHは当業者に公知の手法によって実施することが可能である。具体的には、調査したいサンプル(検体)と、コントロールサンプルとから抽出したDNAとをそれぞれ異なる蛍光色素で標識し、検体とコントロールサンプルのDNAを混ぜ、繰り返し配列をブロックするためのヒトcot−1 DNA(Alu配列及びKpnファミリー等の繰り返し配列を含む胎盤由来のDNA)を添加し、得られた混合物を、任意の配列を有するDNAプローブを含むスライド上に暴露してハイブリダイズさせ、当該スライドを落射蛍光顕微鏡及び定量的画像解析を用いて蛍光強度の変化(増加/減少)を検出し、ゲノムDNAに含まれる異常な領域を判定する。アレイCGHに用いられる試薬、機器は当業者に公知のものを使用すればよく、限定されない。アレイCGHを用いることで、上記シークエンサーを用いる場合と同様、ゲノムDNA、特に染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定することが可能となる。   In one embodiment of the present invention, array CGH (comparative genomic hybridization (also referred to as microarray CGH)) can be used as the base sequence information acquisition means. The array CGH is a means for detecting a copy number change (excess or decrease) of nucleic acids, particularly DNA, in a sample. Array CGH can be implemented by techniques known to those skilled in the art. Specifically, human cot-1 for labeling the sample (specimen) to be investigated and the DNA extracted from the control sample with different fluorescent dyes, mixing the specimen and the DNA of the control sample, and blocking repeated sequences DNA (placenta-derived DNA containing a repetitive sequence such as Alu sequence and Kpn family) is added, and the resulting mixture is exposed and hybridized onto a slide containing a DNA probe having an arbitrary sequence. An epifluorescence microscope and quantitative image analysis are used to detect a change (increase / decrease) in fluorescence intensity, and an abnormal region contained in genomic DNA is determined. The reagents and equipment used for the array CGH may be those known to those skilled in the art and are not limited. By using array CGH, as in the case of using the above sequencer, genomic DNA, particularly chromosomal aneuploidy, translocation, isochromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion, or ploidy abnormality is detected. Thus, it is possible to determine the presence or absence of chromosomal abnormalities.

本発明の一実施形態において、本発明のシステムは、哺乳動物の授精卵の培養上清に含まれる核酸の調製手段と、前記調製手段によって調製された前記核酸の塩基配列情報を取得する塩基配列情報取得手段と、前記塩基配列情報取得手段により得られた塩基配列情報を解析して遺伝子異常の有無を判定する手段と、前記判定する手段により得られた結果を出力する手段と、を含むシステムであって、前記培養上清が、授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない授精卵の培養で得られた培養上清を用いることを特徴としている。本発明のシステムは、前述の本発明の方法を実施するように構成されたものであり、上記本発明の方法で挙げられた構成又は手段は、本発明のシステムに全て適用可能である。   In one embodiment of the present invention, the system of the present invention comprises a nucleic acid preparation means contained in a culture supernatant of a mammalian fertilized egg, and a base sequence for obtaining the base sequence information of the nucleic acid prepared by the preparation means. A system comprising: information acquisition means; means for analyzing the base sequence information obtained by the base sequence information acquisition means to determine the presence or absence of a gene abnormality; and means for outputting a result obtained by the determination means The culture supernatant is characterized by using a culture supernatant obtained by culturing a fertilized egg without providing an opening in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination. The system of the present invention is configured to carry out the above-described method of the present invention, and the configurations or means mentioned in the method of the present invention are all applicable to the system of the present invention.

本発明のシステムの一実施形態において、核酸の調製手段は、核酸の任意の塩基配列を挟むフォワード及びリバースプライマーのセット並びにDNAポリメラーゼを用いて、特定の塩基配列領域をPCRで増幅する手段や、全ゲノム増幅(WGA:Whole Genome Amplification)手段、例えば、市販の全ゲノム増幅用試薬又はキットを用いた核酸の増幅手段を含んでもよい。本発明のシステムは、手動の手段で構成されてもよく、自動化された手段で構成されてもよく、手動及び自動の手段が混合された構成であってもよい。   In one embodiment of the system of the present invention, nucleic acid preparation means comprises means for amplifying a specific base sequence region by PCR using a set of forward and reverse primers sandwiching an arbitrary base sequence of nucleic acid and DNA polymerase; Whole genome amplification (WGA) means, for example, nucleic acid amplification means using commercially available whole genome amplification reagents or kits may be included. The system of the present invention may be configured by manual means, may be configured by automated means, or may be configured by mixing manual and automatic means.

本発明において、塩基配列情報の解析は、任意のソフトウエアがインストールされたローカルサーバ上で行われるものであってもよく、インターネットを介してクラウドサーバ上で行われるものであっても良く、限定されない。   In the present invention, the analysis of the base sequence information may be performed on a local server on which arbitrary software is installed, or may be performed on a cloud server via the Internet. Not.

本発明において、遺伝子異常の有無を判定する手段は、染色体異常の有無を判定する手段及び/又は遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する手段であってもよい。また、本発明において、遺伝子異常の有無を判定する手段が、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定する手段及び/又は先天性代謝異常症、原発性免疫不全症候群、先天性皮膚疾患、遺伝性腫瘍、先天性奇形症候群、先天性血液疾患、先天性神経筋疾患、先天性骨系統疾患又はミトコンドリア病に関連する遺伝子異常を検出して、遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する手段であってもよい。遺伝子異常の有無を判定する基準については公知の方法に従えばよく、例えば、サンプルに含まれる核酸の任意の塩基配列が、データベース上に登録されている変異を有する疾患特異的遺伝子の塩基配列と合致する場合、遺伝子異常が「有」と判定することができる。   In the present invention, the means for determining the presence or absence of a gene abnormality may be a means for determining the presence or absence of a chromosomal abnormality and / or a means for determining the presence or absence of a gene mutation associated with a genetic disease. Further, in the present invention, the means for determining the presence or absence of a gene abnormality is a chromosomal abnormality by detecting chromosomal aneuploidy, translocation, homozygous chromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion or ploidy abnormality Means for determining the presence or absence of diseases and / or congenital metabolic disorders, primary immune deficiency syndrome, congenital skin diseases, hereditary tumors, congenital malformation syndromes, congenital blood diseases, congenital neuromuscular diseases, congenital bones It may be a means for detecting the gene abnormality related to systematic disease or mitochondrial disease and determining the presence or absence of a gene mutation related to hereditary disease. The criteria for determining the presence or absence of a gene abnormality may be in accordance with a known method. For example, any base sequence of a nucleic acid contained in a sample is a base sequence of a disease-specific gene having a mutation registered in a database. If they match, it can be determined that the gene abnormality is “present”.

本発明において、遺伝子異常の有無を判定する手段は、例えば、任意のソフトウエアがインストールされたローカルサーバ上で行われるものであってもよく、インターネットを介してクラウドサーバ上で行われるものであっても良く、限定されない。   In the present invention, the means for determining the presence or absence of a genetic abnormality may be performed on a local server on which arbitrary software is installed, for example, on a cloud server via the Internet. There is no limitation.

本発明において、遺伝子異常の有無を判定する手段によって得られた結果を出力する手段としては、例えば、結果を表示するモニタであってもよく、結果を印字して出力するプリンタ等であってもよく、限定されない。   In the present invention, the means for outputting the result obtained by the means for determining the presence or absence of a gene abnormality may be, for example, a monitor that displays the result, or a printer that prints and outputs the result. Well, not limited.

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but these do not limit the present invention in any way.

1.授精方法
本実施例では、体外授精(IVF:In Vitro Fertilization)又は顕微授精(ICSI:intracytoplasmic sperm injection)後に発生が停止又は異常であった卵(廃棄卵)及びその培養液を使用した。以下に授精の手順を示す。
1. Insemination method In this example, an in vitro fertilization (IVF) or microinsemination (ICSI) egg (destructive egg) whose development was stopped or abnormal after in vitro fertilization and its culture solution were used. The procedure of insemination is shown below.

1−1.体外授精(IVF)
採卵した卵子は、Universal IVF Medium(Origio、10315060)を用いて媒精し、翌日授精を確認した。授精した卵子を洗浄後、授精卵培養用培地global total(LifeGlobal)50μLへ移し、5〜6日間、胚盤胞まで培養した。培養は、37℃、6%CO2、5%O2、89%空気、飽和湿度の気相条件下のインキュベーター(ESPEC)にて行った。培養には、35mmのペトリディッシュ(Falcon、351008)を使用した。
1-1. In vitro insemination (IVF)
Eggs collected from the eggs were fertilized using Universal IVF Medium (Origio, 10315060), and insemination was confirmed the next day. After insemination, the inseminated ovum was washed and transferred to 50 μL of a global egg culture medium (LifeGlobal), and cultured to blastocysts for 5 to 6 days. The culture was performed in an incubator (ESPEC) under gas phase conditions of 37 ° C., 6% CO 2 , 5% O 2 , 89% air, and saturated humidity. A 35 mm Petri dish (Falcon, 351008) was used for the culture.

1−2.顕微授精(ICSI)
採卵した卵子を授精卵培養用培地global total(LifeGlobal)へ移し、マイクロマニピュレータを用いて、ガラスピペットで精子1個を直接卵子の細胞質内へ注入した。培養は、IVFと同じ条件で培養した。
1-2. Microinsemination (ICSI)
The collected egg was transferred to a fertilized egg culture medium global total (LifeGlobal), and one sperm was directly injected into the cytoplasm of the egg with a glass pipette using a micromanipulator. The culture was performed under the same conditions as IVF.

2.サンプル回収手順
上記手順で培養し、発生が停止若しくは異常な胚(廃棄胚)及びそれを培養していた培養上清(50μL全量)をそれぞれPCRチューブに移し、−30℃にて凍結保存した。
2. Sample Collection Procedure Cultured according to the above procedure, embryos whose development was stopped or abnormal (waste embryos) and culture supernatants in which they were cultured (50 μL total amount) were transferred to PCR tubes and stored frozen at −30 ° C.

3.全ゲノム増幅手順
<使用したサンプル>
・廃棄胚(Day6胚)
・廃棄胚培養上清
3. Whole genome amplification procedure <Sample used>
-Waste embryo (Day 6 embryo)
・ Waste embryo culture supernatant

<使用した試薬>
・GenomePlex Single Cell Whole Genome Amplification Kit(シグマアルドリッチ社)
<Reagent used>
・ GenomePlex Single Cell Whole Genome Amplification Kit (Sigma Aldrich)

各サンプルの全ゲノム増幅手順は、上記キットに添付されている説明書に従って実施した。以下にその手順を簡単に述べる。   The whole genome amplification procedure for each sample was performed according to the instructions attached to the kit. The procedure is briefly described below.

各サンプルを新しいPCRチューブに移した。サンプルが入っているPCRチューブにpre−amp反応溶液を加えた。pre−amp反応溶液を加えたPCRチューブをサーマルサイクラーにセットし、pre−amp反応を行った。反応後のPCRチューブにWhole Genome Amplification(WGA)反応溶液を加えた。WGA反応溶液を加えたPCRチューブをサーマルサイクラーにセットし、WGA反応を行った。WGA反応後の反応溶液を全量用いて核酸精製を行った。核酸精製後の溶液を用いてゲル電気泳動を行い、泳動後のゲル写真にてWGA反応を確認した。核酸精製後の溶液に含まれる核酸量の定量を行った。定量にて十分量の核酸が得られたものを、以降WGA反応後精製済核酸溶液として扱った。   Each sample was transferred to a new PCR tube. The pre-amp reaction solution was added to the PCR tube containing the sample. The PCR tube to which the pre-amp reaction solution was added was set in a thermal cycler, and a pre-amp reaction was performed. A Whole Genome Amplification (WGA) reaction solution was added to the PCR tube after the reaction. The PCR tube to which the WGA reaction solution was added was set in a thermal cycler, and WGA reaction was performed. Nucleic acid purification was performed using the entire reaction solution after the WGA reaction. Gel electrophoresis was performed using the solution after nucleic acid purification, and the WGA reaction was confirmed by a gel photograph after the electrophoresis. The amount of nucleic acid contained in the solution after nucleic acid purification was quantified. What obtained sufficient amount of nucleic acid by quantification was handled as a purified nucleic acid solution after WGA reaction.

4.次世代シークエンサー(NGS:Next Generation Sequencer)ライブラリ調製手順
<使用した試薬>
・Ion Xpress(商標)Plus Fragment Library Kit(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)
・Ion Xpress(商標)Barcode Adapters 1−16 Kit(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)
4). Next generation sequencer (NGS) library preparation procedure <Reagents used>
-Ion Xpress (TM) Plus Fragment Library Kit (Thermo Fisher Scientific, USA)
Ion Xpress (TM) Barcode Adapters 1-16 Kit (Thermo Fisher Scientific, USA)

上述の全ゲノム増幅手順にて調製したサンプルを使用してNGSライブラリを調製した。NGSライブラリは、上記キットに添付されている説明書に従って実施した。以下にその手順を簡単に述べる。   An NGS library was prepared using the sample prepared by the whole genome amplification procedure described above. The NGS library was carried out according to the instructions attached to the kit. The procedure is briefly described below.

WGA反応後精製済核酸溶液を用いて断片化(Shearing)反応を行った。断片化反応後溶液に反応停止液を加えた。断片化反応停止後溶液を精製用磁気ビーズで精製した。断片化反応後精製溶出液を用いてアダプターライゲーション(Adapter Ligation)反応を行った。アダプターライゲーション反応後溶液を精製用磁気ビーズで精製した。アダプターライゲーション反応後精製溶液をアガロースゲル電気泳動にかけた。ゲル電気泳動後の泳動パターン及びサイズマーカーから、任意サイズをセレクションし回収した。ゲル電気泳動後回収溶液を用いてライブラリ増幅(Amplify)反応を行う。
ライブラリAmplify反応後溶液を精製用磁気ビーズで精製した。ライブラリ増幅反応後精製溶液内の核酸量及び品質をAgilent 2100バイオアナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社)で測定した。測定後の溶液を以降ライブラリ調製済溶液として扱った。
After the WGA reaction, a shearing reaction was performed using the purified nucleic acid solution. A reaction stop solution was added to the solution after the fragmentation reaction. After stopping the fragmentation reaction, the solution was purified with magnetic beads for purification. After the fragmentation reaction, an adapter ligation reaction was performed using the purified eluate. After the adapter ligation reaction, the solution was purified with magnetic beads for purification. After the adapter ligation reaction, the purified solution was subjected to agarose gel electrophoresis. An arbitrary size was selected and collected from the electrophoresis pattern and size marker after gel electrophoresis. A library amplification (Amplify) reaction is performed using the recovered solution after gel electrophoresis.
After the library Amplify reaction, the solution was purified with purification magnetic beads. After the library amplification reaction, the amount and quality of the nucleic acid in the purified solution were measured with an Agilent 2100 bioanalyzer (Agilent Technology Co., Ltd.). The solution after the measurement was hereinafter handled as a library prepared solution.

5.NGSランニング手順
<使用したキット>
・Ion PGM Template OT2 200 Kit(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)
・Ion PGM Sequencing 200 Kit v2(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)
・Ion 316 Chip Kit v2(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)
5. NGS running procedure <used kit>
・ Ion PGM Template OT2 200 Kit (Thermo Fisher Scientific, USA)
・ Ion PGM Sequencing 200 Kit v2 (Thermo Fisher Scientific, USA)
・ Ion 316 Chip Kit v2 (Thermo Fisher Scientific, USA)

上述のNGSライブラリ調製手順にて得られたサンプルを使用してNGSランを行った。NGSランは、上記キットに添付されている説明書に従って実施した。以下にその手順を簡単に述べる。   An NGS run was performed using the sample obtained in the above NGS library preparation procedure. The NGS run was performed according to the instructions attached to the kit. The procedure is briefly described below.

Ion OneTouch(商標)2 Instrument装置(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)のセットアップを行った。NGSライブラリ調製済の溶液の濃度を調製した。その後、エマルジョンPCRを行った。   The Ion OneTouch ™ 2 Instrument device (Thermo Fisher Scientific, USA) was set up. The concentration of the NGS library prepared solution was prepared. Thereafter, emulsion PCR was performed.

Ion OneTouch(商標)ES装置(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)のセットアップを行った。エマルジョンPCR後溶液を濃縮し、精製した。   The Ion OneTouch ™ ES instrument (Thermo Fisher Scientific, USA) was set up. After emulsion PCR, the solution was concentrated and purified.

Ion PGM(商標)Sequencer装置(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国)のセットアップを行った。装置に付属のパーソナルコンピュータ(PC)上でランニングプランを作成した。   The Ion PGM ™ Sequencer instrument (Thermo Fisher Scientific, USA) was set up. A running plan was created on a personal computer (PC) attached to the apparatus.

エマルジョンPCR後の精製濃縮サンプルを専用チップにローディングした。Ion PGM(商標)Sequencer装置でNGSランを行った。   The purified concentrated sample after emulsion PCR was loaded onto a dedicated chip. NGS runs were performed on an Ion PGM ™ Sequencer instrument.

ラン終了後、PC上でデータ取り出し、Ion PGM(商標)システム(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社、米国、型番:4462921)を用いてゲノムマッピングを行った。得られたマッピングデータを、サーモフィッシャー・サイエンティフィック社が提供するクラウド解析サービス「Ion Reporter」にアップロードし、解析メニューの1つである「Low−pass whole−genome aneuploidy」を使用して、染色体の異数性の解析を行った。   After the run was completed, data was taken out on a PC, and genome mapping was performed using the Ion PGM ™ system (Thermo Fisher Scientific, USA, model number: 4462921). Upload the obtained mapping data to the cloud analysis service “Ion Reporter” provided by Thermo Fisher Scientific, and use “Low-pass whole-genome availability”, which is one of the analysis menus. The aneuploidy was analyzed.

<結果>
顕微授精(ICSI)及び対外授精(IVF)により得られた授精卵の培養6日後の廃棄胚(Day6胚)及びその培養上清から、DNAの抽出および増幅を行うことができた。特に、培養上清中のDNAの増幅が確認された2検体(A、H(いずれもICSI))を用いて、次世代シーケンサーによって染色体の異数性解析を行った。その結果、両者とも、廃棄胚と培養上清中の染色体の異数性がほぼ一致していることが明らかになった(図2〜6)。本結果より、DNAの増幅が顕著であった培養上清中のDNAは、廃棄胚とほぼ一致していることが明らかになった。
<Result>
DNA could be extracted and amplified from waste embryos (Day 6 embryos) 6 days after culture of embryos obtained by microinsemination (ICSI) and external insemination (IVF) and culture supernatants thereof. In particular, chromosomal aneuploidy analysis was performed by a next-generation sequencer using two samples (A and H (both ICSI)) in which amplification of DNA in the culture supernatant was confirmed. As a result, it was revealed that the chromosome aneuploidy in the discarded embryo and the culture supernatant almost coincided with each other (FIGS. 2 to 6). From this result, it was revealed that the DNA in the culture supernatant in which the DNA amplification was remarkable was almost identical to the discarded embryo.

本発明を用いることで、胚に全く侵襲を与えることなく簡便に胚の染色体の異数性を検出することが可能となった。   By using the present invention, it has become possible to easily detect chromosomal aneuploidy without giving any invasiveness to the embryo.

Claims (15)

着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定する方法であって、
(i)インビトロで培養された哺乳動物の授精卵の培養上清に含まれる核酸を調製する工程、
(ii)塩基配列情報取得手段を用いて前記核酸の塩基配列情報を取得する工程、
(iii)得られた塩基配列情報の解析によって、遺伝子異常の有無を判定する工程、を含み、
ここで、前記培養上清が、授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない授精卵の培養で得られた培養上清である、方法。
A method for determining the presence or absence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation,
(I) a step of preparing a nucleic acid contained in a culture supernatant of a mammalian inseminated egg cultured in vitro;
(Ii) acquiring base sequence information of the nucleic acid using base sequence information acquisition means;
(Iii) analyzing the obtained base sequence information to determine the presence or absence of a gene abnormality,
Here, the culture supernatant is a culture supernatant obtained by culturing a fertilized egg in which no opening is provided in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination.
前記工程(i)が、全ゲノム増幅手段によって核酸を増幅する工程を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein step (i) comprises amplifying nucleic acid by whole genome amplification means. 前記塩基配列情報取得手段が、次世代シークエンサー又はアレイCGHである、請求項1又は2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the base sequence information acquisition means is a next-generation sequencer or array CGH. 前記培養上清が、授精後1〜7日に回収された培養上清である、又は、授精卵の前核期(2PN)〜胚盤胞期に回収された培養上清である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。   The culture supernatant is a culture supernatant collected from 1 to 7 days after insemination, or a culture supernatant collected from the pronuclear stage (2PN) to the blastocyst stage of a fertilized egg. The method of any one of 1-3. 前記遺伝子異常の有無を判定する工程が、染色体異常の有無を判定する工程及び/又は遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する工程である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   5. The method according to claim 1, wherein the step of determining the presence or absence of a gene abnormality is a step of determining the presence or absence of a chromosomal abnormality and / or the step of determining the presence or absence of a gene mutation associated with a genetic disease. The method described. 前記遺伝子異常の有無を判定する工程が、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定する工程及び/又は先天性代謝異常症、原発性免疫不全症候群、先天性皮膚疾患、遺伝性腫瘍、先天性奇形症候群、先天性血液疾患、先天性神経筋疾患、先天性骨系統疾患若しくはミトコンドリア病に関連する遺伝子異常を検出して、遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する工程である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The step of determining the presence or absence of a genetic abnormality is to determine the presence or absence of a chromosomal abnormality by detecting chromosomal aneuploidy, translocation, isochromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion or ploidy abnormality And / or congenital metabolic disorders, primary immunodeficiency syndrome, congenital skin disease, hereditary tumor, congenital malformation syndrome, congenital blood disease, congenital neuromuscular disease, congenital bone system disease or mitochondrial disease The method according to any one of claims 1 to 4, which is a step of detecting a gene abnormality associated with phenotype and determining the presence or absence of a gene mutation associated with a genetic disease. 前記哺乳動物が、ヒトである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the mammal is a human. 前記遺伝子異常を判定する工程が、ターナー症候群、パトウ症候群、エドワーズ症候群、ダウン症候群、クラインフェルター症候群、トリポX(Tripo−X)症候群、XYY症候群、5pモノソミー(5p−症候群)、5qモノソミー(5q−症候群)及び4pモノソミー ウォルフ・ヒルシュホーン症候群、フェニルケトン尿症、ビオプテリン代謝異常症、メープルシロップ尿症、ホモシスチン尿症、色素性乾皮症、伴性無ガンマグロブリン血症、アデノシンデアミネース欠損症、先天性表皮水疱症、尋常性魚鱗癬、神経線維腫症1型、神経線維腫症2型、家族性大腸ポリポーシス、遺伝性非ポリポーシス大腸癌、アンジェルマン症候群、ウィリアムズ症候群、プラダー・ウィリー症候群、アイカルディ症候群、コルネリア・ド・ランゲ症候群、アペール症候群、血友病、筋ジストロフィー、骨形成不全症、軟骨無発生症、軟骨無形成症、軟骨低形成症、致死性骨異形成症、慢性進行性外眼麻痺症候群、カーンズ・セイヤー症候群、赤色ぼろ線維・ミオクローヌスてんかん症候群、ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様症候群、リー脳症、レーバー病、ミトコンドリア糖尿病及びピアソン病からなる群から選択される1以上の疾患の有無を判定する工程である、請求項7に記載の方法。   The step of determining the gene abnormality includes Turner syndrome, Patou syndrome, Edwards syndrome, Down syndrome, Klinefelter syndrome, Tripo-X syndrome, XYY syndrome, 5p monosomy (5p-syndrome), 5q monosomy (5q- Syndrome) and 4p monosomy Wolf Hirschhorn syndrome, phenylketonuria, biopterin dysbolism, maple syrup urine disease, homocystinuria, xeroderma pigmentosum, companion agammaglobulinemia, adenosine deaminase deficiency , Congenital epidermolysis bullosa, ichthyosis vulgaris, neurofibromatosis type 1, neurofibromatosis type 2, familial colorectal polyposis, hereditary nonpolyposis colorectal cancer, Angelman syndrome, Williams syndrome, Prader-Willi syndrome, Icardi syndrome, Cornelia de Lan Syndrome, Apert syndrome, hemophilia, muscular dystrophy, osteogenesis imperfecta, achondroplasia, achondroplasia, hypocartilaginous dysplasia, fatal osteodysplasia, chronic progressive extraocular palsy syndrome, Kearns-Sayer syndrome Determining the presence or absence of one or more diseases selected from the group consisting of: red rag fiber / myoclonic epilepsy syndrome, mitochondrial encephalomyopathy / lactic acidosis / stroke-like syndrome, Lee encephalopathy, Leber's disease, mitochondrial diabetes and Pearson's disease 8. The method of claim 7, wherein: 着床前の授精卵の遺伝子異常の有無を判定するシステムであって、
哺乳動物の授精卵の培養上清に含まれる核酸の調製手段と、
前記調製手段によって調製された前記核酸の塩基配列情報を取得する塩基配列情報取得手段と、
前記塩基配列情報取得手段により得られた塩基配列情報を解析して遺伝子異常の有無を判定する手段と、
前記判定する手段により得られた結果を出力する手段と、
を含み、
ここで、前記培養上清が、授精後の授精卵の透明帯に開口部を設けない授精卵の培養で得られた培養上清であることを特徴とする、システム。
A system for determining the presence or absence of a genetic abnormality in a fertilized egg before implantation,
Means for preparing a nucleic acid contained in the culture supernatant of a mammalian fertilized egg;
Base sequence information acquisition means for acquiring base sequence information of the nucleic acid prepared by the preparation means;
Means for analyzing the base sequence information obtained by the base sequence information acquisition means to determine the presence or absence of a gene abnormality;
Means for outputting a result obtained by the means for determining;
Including
Here, the culture supernatant is a culture supernatant obtained by culturing a fertilized egg in which an opening is not provided in the zona pellucida of the fertilized egg after insemination.
前記核酸の調製手段が、全ゲノム増幅手段を含む、請求項9に記載のシステム。   The system according to claim 9, wherein the nucleic acid preparation means includes whole genome amplification means. 前記塩基配列情報取得手段が、次世代シークエンサー又はアレイCGHである、請求項9又は10に記載のシステム。   The system according to claim 9 or 10, wherein the base sequence information acquisition means is a next-generation sequencer or array CGH. 前記遺伝子異常の有無を判定する手段が、染色体異常の有無を判定する手段及び/又は遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する手段である、請求項9〜11のいずれか1項に記載のシステム。   The means for determining the presence or absence of the genetic abnormality is a means for determining the presence or absence of a chromosomal abnormality and / or a means for determining the presence or absence of a gene mutation associated with a genetic disease. The described system. 前記遺伝子異常の有無を判定する手段が、染色体の異数性、転座、同腕染色体、逆位、片親性ダイソミー、モザイク、欠失若しくは倍数性異常を検出して染色体異常症の有無を判定する手段及び/又は先天性代謝異常症、原発性免疫不全症候群、先天性皮膚疾患、遺伝性腫瘍、先天性奇形症候群、先天性血液疾患、先天性神経筋疾患、先天性骨系統疾患若しくはミトコンドリア病に関連する遺伝子異常を検出して、遺伝性疾患に関連する遺伝子変異の有無を判定する手段である、請求項9〜11のいずれか1項に記載のシステム。   The means for determining the presence or absence of a genetic abnormality is to determine the presence or absence of a chromosomal abnormality by detecting chromosomal aneuploidy, translocation, isochromosome, inversion, uniparental disomy, mosaic, deletion or ploidy abnormality And / or congenital metabolic disorders, primary immunodeficiency syndrome, congenital skin disease, hereditary tumor, congenital malformation syndrome, congenital blood disease, congenital neuromuscular disease, congenital bone system disease or mitochondrial disease The system according to any one of claims 9 to 11, which is a means for detecting a gene abnormality related to phenotype and determining the presence or absence of a gene mutation related to a genetic disease. 前記哺乳動物が、ヒトである、請求項9〜13のいずれか1項に記載のシステム。   The system according to any one of claims 9 to 13, wherein the mammal is a human. 前記遺伝子異常の有無を判定する手段が、ターナー症候群、パトウ症候群、エドワーズ症候群、ダウン症候群、クラインフェルター症候群、トリポX(Tripo−X)症候群、XYY症候群、5pモノソミー(5p−症候群)、5qモノソミー(5q−症候群)及び4pモノソミー ウォルフ・ヒルシュホーン症候群、フェニルケトン尿症、ビオプテリン代謝異常症、メープルシロップ尿症、ホモシスチン尿症、色素性乾皮症、伴性無ガンマグロブリン血症、アデノシンデアミネース欠損症、先天性表皮水疱症、尋常性魚鱗癬、神経線維腫症1型、神経線維腫症2型、家族性大腸ポリポーシス、遺伝性非ポリポーシス大腸癌、アンジェルマン症候群、ウィリアムズ症候群、プラダー・ウィリー症候群、アイカルディ症候群、コルネリア・ド・ランゲ症候群、アペール症候群、血友病、筋ジストロフィー、骨形成不全症、軟骨無発生症、軟骨無形成症、軟骨低形成症、致死性骨異形成症、慢性進行性外眼麻痺症候群、カーンズ・セイヤー症候群、赤色ぼろ線維・ミオクローヌスてんかん症候群、ミトコンドリア脳筋症・乳酸アシドーシス・脳卒中様症候群、リー脳症、レーバー病、ミトコンドリア糖尿病及びピアソン病からなる群から選択される1以上の疾患の有無を判定する手段である、請求項14に記載のシステム。   Means for determining the presence or absence of the gene abnormality are Turner syndrome, Patou syndrome, Edwards syndrome, Down syndrome, Klinefelter syndrome, Tripo-X syndrome, XYY syndrome, 5p monosomy (5p-syndrome), 5q monosomy ( 5q-syndrome) and 4p monosomy Wolf Hirschhorn syndrome, phenylketonuria, biopterin dysbolism, maple syrup urine disease, homocystinuria, xeroderma pigmentosum, sexual agammaglobulinemia, adenosine deaminase Deficiency, congenital epidermolysis bullosa, ichthyosis vulgaris, neurofibromatosis type 1, neurofibromatosis type 2, familial colorectal polyposis, hereditary nonpolyposis colorectal cancer, Angelman syndrome, Williams syndrome, Prader Willy Syndrome, Aicardy syndrome, Cornelia de Lange syndrome, Apert syndrome, hemophilia, muscular dystrophy, osteogenesis imperfecta, achondroplasia, achondroplasia, hypochondral dysplasia, fatal osteodysplasia, chronic progressive extraocular paralysis syndrome, Kearns Sayre A means for determining the presence or absence of one or more diseases selected from the group consisting of: Syndrome, red rag fiber / myoclonic epilepsy syndrome, mitochondrial encephalomyopathy / lactic acidosis / stroke-like syndrome, Lee encephalopathy, Leber's disease, mitochondrial diabetes and Pearson's disease 15. The system of claim 14, wherein
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