JP2514164B2 - Method for identifying and characterizing organisms - Google Patents

Method for identifying and characterizing organisms

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JP2514164B2
JP2514164B2 JP6029389A JP2938994A JP2514164B2 JP 2514164 B2 JP2514164 B2 JP 2514164B2 JP 6029389 A JP6029389 A JP 6029389A JP 2938994 A JP2938994 A JP 2938994A JP 2514164 B2 JP2514164 B2 JP 2514164B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、細菌、植物および動物
のような前核細胞および真核細胞有機体を含む有機体を
迅速且つ正確に特徴づけおよび同定する方法に関するも
のである。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to a method for rapidly and accurately characterizing and identifying organisms, including prokaryotic and eukaryotic organisms such as bacteria, plants and animals.

【0002】[0002]

【従来の技術】生きている有機体の分類は伝統的に、多
かれ少かれ任意で、いくらか人為的な線に沿って行われ
てきた。例えば生物の世界は二つの界に分けられてい
る:植物(Plantae)および動物(Animalia)。この分類は
一般に知られている有機体に対しては都合がよいが、単
細胞生物のような有機体(例えば、緑鞭毛虫類、細菌、
藍藻類)に対しては困難となる。なぜならばこれらは基
本的には「植物」および「動物」とは違うからである。
Background of the Invention The classification of living organisms has traditionally been done more or less voluntarily and along some artificial line. For example, the world of life is divided into two kingdoms: plants (Plantae) and animals (Animalia). This classification is convenient for generally known organisms, but for organisms such as unicellular organisms (eg, flagellates, bacteria,
It is difficult for blue-green algae. This is because these are basically different from "plants" and "animals".

【0003】有機体をその細菌の内部構造によって単純
に分けることが提案された。このやり方では、すべての
細胞生物は前核性(prokaryotic) か真核性(eukaryotis)
かのどちらかである。前核生物(prokaryotes) は真核生
物(eukaryotes)ほど複雑でなく、それらには、単位膜組
織による内部の仕切りがなく、明瞭な核を欠いている。
前核細胞の遺伝情報は2本鎖の環状DNA にのって細胞質
に運ばれる。その他のDNA は細胞中に存在しない(ファ
ージ、細菌性ウィールス、および自律的複製のできる環
状DNA プラスミッドが存在する場合は除く)。他方、真
核生物には、多種多様の単位膜組織があり、これは多く
の機能成分を、特殊化され孤立化された領域に分離する
役目をもっている。例えば、遺伝情報(DNA) は明瞭に仕
切られた核の中に見出され、小器官である糸粒体(ミト
コンドリア)および(光合成有機体では)葉緑体中にも
見出される。真核細胞のゲノムの複製、転写および翻訳
は、細胞内の二又は三個所の別個の部位、核細胞質部
分、糸粒体および葉緑体でおこる。
It has been proposed to simply divide an organism by the internal structure of its bacterium. In this way, all cellular organisms are prokaryotic or eukaryotic.
Or either. Prokaryotes are less complex than eukaryotes, they lack internal compartments by unit membrane organization and lack a clear nucleus.
Genetic information of prokaryotic cells is carried in the cytoplasm by double-stranded circular DNA. No other DNA is present in the cell (unless there are phage, bacterial viruses, and circular DNA plasmids capable of autonomous replication). On the other hand, eukaryotes have a wide variety of unit membrane tissues that serve to separate many functional components into specialized and isolated regions. For example, genetic information (DNA) is found in well-partitioned nuclei, as well as in organelles glomeruli (mitochondria) and (in photosynthetic organisms) chloroplasts. The replication, transcription and translation of the eukaryotic genome occurs in two or three distinct sites within the cell, the nuclear cytoplasmic part, the glomerulus and the chloroplast.

【0004】しかしながら、前核生物と真核生物との差
は、前核細胞で糸粒体および葉緑体の比較を行う時、打
砕かれる。これらの細胞小器官は今日ではフリーリビン
グ(free-living)前核生物に由来するものと考えられて
おり、そのフリーリビング前核生物は原始的真核生物
と、内共生(endosymiotic) 関係に入り、究極的に宿主
細胞の構造と密接に統合され、独立的存在が不可能にな
ったものである(参照例、Fox, G.E.et al. 「Scienc
e」209;457-463(1980)p.462; Stanier, R.Y.et al.「Th
e Microbial World 」第4版,Prentice-Hall 社発行,
1976, p.86) 。例えばリボソームRNA 遺伝子領域を担う
マウスL細胞糸粒体から得たDNA は大腸菌(Escherichia
coli)リボソームRNA との顕著な配列相同性を示すこと
が証明され、内共生モデルを強く支持している(Van Ett
en,R.A. et al,「Cell」22:157-170(1980)) 。また、と
うもろこし(Zea mays)葉緑体の23S 型リボソームDNA の
ヌクレオチド配列は、大腸菌の23S 型リボソームDNA と
71%の相同性を有することも示されている(Edwards,K.
& Kossel, H.,「Nucleic Acids Research」9:2853-286
9(1981)); その他の関連研究も(Bonen, L.& Gray, M.
W.,同上8:319-335(1980))。更にその一般概念を支持
している。このモデルでは真核細胞は、性質からみると
明らかに前核性である小器官部分をもった、系統発生的
「キメラ」である。「前核性−真核性」二分法もまた広
い分類の方法としてすら欠点がある。
However, the difference between prokaryotic and eukaryotic cells is disrupted when prokaryotic cells are compared for glomeruli and chloroplasts. These organelles are now considered to be derived from free-living prokaryotes, which enter into endosymiotic relationships with primitive eukaryotes. , Ultimately integrated with the structure of the host cell, making it impossible to be independent (see eg, Fox, GE et al. “Scienc.
e ''209; 457-463 (1980) p. 462; Stanier, RY et al. `` Th
e Microbial World "4th edition, published by Prentice-Hall,
1976, p.86). For example, DNA obtained from mouse L cell glomeruli carrying the ribosomal RNA gene region is Escherichia coli.
(Coli) ribosomal RNA has been shown to have significant sequence homology, strongly supporting the endosymbiotic model (Van Ett
en, RA et al, "Cell" 22: 157-170 (1980)). The nucleotide sequence of the 23S ribosomal DNA of corn (Zea mays) chloroplast is similar to that of Escherichia coli 23S ribosomal DNA.
It has also been shown to have 71% homology (Edwards, K.
& Kossel, H., "Nucleic Acids Research" 9: 2853-286
9 (1981)); Other related work (Bonen, L. & Gray, M.
W., ibid. 8: 319-335 (1980)). It further supports the general idea. In this model, eukaryotic cells are phylogenetic "chimeras" with organelles that are clearly prokaryotic in nature. The “pronuclear-eukaryotic” dichotomy also has drawbacks, even as a broad class of methods.

【0005】有機体の分類が科学的課題以上のものとな
るのは、交雑および育種(breedig)の目的で植物か動物
を同定しようとする場合、およびいわゆる「より高等
な」有機体又はその他の媒体に感染するかも知れない微
生物を、正確且つ信頼をもって同定しようとする場合で
ある。例えば植物栽培者、家畜飼育者又は魚飼育者は異
種および異型株を同定する迅速且つ信頼できる方法を得
たいと思うだろう。獣医、医師又は園芸家は、試験植
物、および動物組織中の感染性有機体(寄生虫、菌類、
細菌等)およびウィールスを正確に同定したいと思うだ
ろう。これら有機体およびウィールスの種の正しい同定
は特に重要なことである。
The classification of organisms is more than a scientific task when attempting to identify plants or animals for the purposes of crossing and breeding, and so-called "higher" organisms or other This is the case when trying to accurately and reliably identify microorganisms that may infect the medium. For example, plant growers, livestock farmers or fish farmers will want to have a quick and reliable way to identify heterologous and atypical strains. Veterinarians, doctors or horticulturists should consider infectious organisms (parasites, fungi,
Bacteria) and Wills will be accurately identified. Correct identification of these organisms and the species of Weels is of particular importance.

【0006】この問題は、細菌の同定について説明する
と最も良くわかる。細菌種の名前は、多くの菌株をあら
わすのが普通であり、一菌株は一個の細胞から派生する
集団と考えられる。種の菌株はその種を定義するのに役
立つ属性の相似な組み合わせをもっている。細菌種の、
正確な定義を表現することは、種の境を設けるために、
種内の菌株の多様さに対し境界を定めることが必要であ
るため難かしい(Buchanan, R.E.,「International Bull
etin of Bacteriological Nomenclature and Taxonom
y」,15:25-32(1965)) 。種の定義を未知の細菌菌株の
同定に実際に応用するには表現型の属性を検出するため
の基質および条件のような適切なプローブの選択、およ
び同種からの放射性物質で標識化されたDNA が必要であ
る。菌株を同定するための適切なプローブが選択されう
るように、仮に菌株を確認するスクリーニング法を用い
ることが必要である。挑戦していることは、種の境界を
厳密に定めることであり、好ましくは、種に特異的な情
報を与える標準プローブを使ってこれを行うことであ
る。そうすることにより種の定義づけが未知の菌株の同
定に直接、且つ等しく適用できる。
This problem is best understood by explaining the identification of bacteria. The name of a bacterial species usually refers to many strains, and one strain is considered to be a population derived from one cell. Strains of a species have similar combinations of attributes that help define that species. Of bacterial species,
Expressing an accurate definition is
Difficult to define boundaries for strain diversity within a species (Buchanan, RE, International Bulletin
etin of Bacteriological Nomenclature and Taxonom
y ”, 15: 25-32 (1965)). The practical application of the species definition to the identification of unknown bacterial strains involves the selection of appropriate probes such as substrates and conditions to detect phenotypic attributes, and radioactively labeled DNA from the same species. is necessary. It is necessary to use a screening method to temporarily confirm the strain so that an appropriate probe for identifying the strain can be selected. The challenge is to define the boundaries of the species exactly, and preferably to do this using standard probes that provide species-specific information. By doing so, species definition can be applied directly and equally to the identification of unknown strains.

【0007】バージーのマニュアル・オブ・デターミネ
ティブ・バクテリオロジー(Buchanan, R.E.and Gibbon
s, N.E.編集,1974,第8版,Willians & Wilkins
社,バルチモア)は最も理解し易い細菌分類法、特に命
名法、基本型菌株、関連文献等について示してある。し
かしながら、これは種の同定の出発点に過ぎないもので
ある。なぜならば、特にこれは時代遅れであり、スペー
ス的に限られるため種についての記述が簡単すぎるため
である。(参照例;ブレンナー D.J (Brenner D.J) 「M
anual of Clinical Microbiology 」第3版,米国微生
物学会,ワシントンD.C.,1980, 1−6頁)。
Vergie's Manual of Determinant Bacteriology (Buchanan, REand Gibbon
s, edited by NE, 1974, 8th edition, Willians & Wilkins
(Baltimore, Inc.) provides the most easy-to-understand bacterial taxonomy, especially nomenclature, basic strains, and related literature. However, this is only the starting point for species identification. This is especially because it is obsolete and space limited so the description of the species is too simple. (Reference example: Brenner DJ) “M
anual of Clinical Microbiology ", 3rd edition, American Society for Microbiology, Washington DC, 1980, pp. 1-6).

【0008】細菌に用いた場合「種」という語は、或る
他と区別できる特徴をもった、有機物の異なった種類と
して、又、本質的な有機体組織の特徴において、一般に
相互に近い類似性をもった有機体の一群と定義されてき
た。これらの定義の問題点は、それらが主観的であると
いうことである (Brenner,同上,p.2)。又、種は単に
宿主の範囲、病原性、或る糖の発酵の際にガスを生産す
るかしないか、糖発酵が速いか遅いかのような基準に基
づいて定義されたこともあった。
When used in bacteria, the term "species" generally resembles one another as distinct species of organic matter, with distinctive characteristics, and in terms of essential organic tissue characteristics. It has been defined as a group of organisms with sex. The problem with these definitions is that they are subjective (Brenner, ibid., P. 2). Species have also been defined based on criteria such as host range, pathogenicity, whether or not to produce gas during fermentation of certain sugars, and whether sugar fermentation is fast or slow.

【0009】1960年代には数的細菌分類法(コンピュー
ター分類法又は遺伝的表現型分類法とも呼ばれる)が広
く用いられるようになった。数的分類法は、有機体の遺
伝能力(potential) をできるだけ多く試験することに基
づいている。多数の特性に基づいて分類することによ
り、一定程度の相似性をもった菌株のグループを形成す
ることができ、これらを種と考えることができる。しか
しながら、或る一つの種を特徴づけるのに有効なテスト
が次の種のために役立つとは限らないので種のこの定義
法は未知の菌株の同定に直接的且つ実際的に適用できな
い。たとえこれが種に特異的であると思われる属性を選
ぶことによって、これらの属性が未知の菌株の確認のた
めに用いられ、部分的に克服できるとしても、この種の
定義法は間接的に応用されているに過ぎない (Brenner,
同上,p.2−6参照)。その上一般的方法は、これを
種を定めるための唯一の根拠として用いた場合、いくつ
かの問題をかかえており、それらの中には用いるべき試
験の数および性質、その試験をどの程度評価すべきか関
連性を反映させるためにはどのようにして、どの位の程
度の類似性を選ぶべきか、同じ類似性の基準がすべての
群に適用できるかどうか等がある。ヒューR.H (Hugh,
R.H) およびギリアージG.L (Giliardi, G.L) 著「Manua
l of Clinical Microbiology」第2版,米国微生物協
会,ワシントンD.C., 1974, p.250-269 には、ゲノムの
フラクションを利用して細菌の種を定める手段としての
最少の表現型の特質が列挙してある。一つの種の中から
多数のそしてランダムに選ばれた菌株試料を研究するこ
とによって、最も高度に保存されているか又は非常に多
くの菌株に共通である属性を選びだし、種を定義するこ
とができる。最少特性を使用するようになったことは進
歩であり、菌株を仮に同定するためのスクリーニング法
から始め、適当な追加の培地が選択できるようにする。
次いでその菌株が最少の特性のほとんどを有することを
予想しながら当該種に保存されている既知の属性を調べ
る。最少特性の中のいくつかは当該種のすべての菌株に
あらわれるわけではない。これに関連した考え方として
は、その属の種のタイプ、ネオタイプ又は確認済みの対
照菌株の比較研究がある。各研究室によって培地および
方法が異なるから、この照合は必要であり、菌株こそ種
の標準(standard)であって、方法ではないのである。
[0009] In the 1960s, numerical bacterial taxonomy (also called computer taxonomy or genetic phenotypic taxonomy) became widely used. Numerical taxonomies are based on testing as much of an organism's potential as possible. By classifying on the basis of a number of characteristics, groups of strains with a certain degree of similarity can be formed and these can be considered as species. However, this definition of a species is not directly and practically applicable to the identification of unknown strains, as a test that is valid for characterizing one species may not be useful for the next. Even if these attributes are used for identification of unknown strains and can be partially overcome by choosing attributes that appear to be species-specific, this type of definition has an indirect application. (Brenner,
Ibid., P. 2-6). Moreover, the general method has several problems when it is used as the sole basis for defining species, among them the number and nature of the tests to be used and how well the tests are evaluated. What should be done to reflect the relevance, how much similarity should be chosen, and whether the same similarity criteria can be applied to all groups. Hugh RH
RH) and Giliardi, GL (Manua)
l of Clinical Microbiology, 2nd Edition, American Microbial Society, Washington DC, 1974, p.250-269, which lists the minimal phenotypic traits as a means of using bacterial fractions to characterize bacterial species. There is. By studying multiple and randomly selected strain samples from within a single species, it is possible to select and define the attributes that are the most highly conserved or common to so many strains. it can. The use of minimal properties is an advance, starting with screening methods to tentatively identify strains and allowing the selection of appropriate additional media.
The known attributes conserved in the species are then examined, expecting the strain to have most of the minimal characteristics. Some of the minimal characteristics do not appear in all strains of the species. Related concepts include comparative studies of species types, neotypes, or established control strains of the genus. This collation is necessary because each laboratory has different media and methods, and the strain is the standard for the species, not the method.

【0010】細菌分類への分子レベルでのアプローチは
二つのゲノムを DNA−DNA 再対合 (reassociation)によ
って比較することである。種の遺伝的定義には種の菌株
が70%以上関連しているという仮定が含まれる。 DNA−
DNA 再対合で菌株が同定できるのは、放射性標識DNA プ
ローブと未知のDNA が同じ種のものである場合のみであ
る。しかしこの70%種−定義の実際的適用は、適切なプ
ローブを選択しなければならないことによって制限され
る。これは、再対合群と相互関係がありそうにみえる表
現型属性を選択することにより一部は克服されるかもし
れないが、これらが単独で用いられた場合、 DNA−DNA
再対合による種の定義はやはり間接的に適用されるにと
どまる。
A molecular-level approach to bacterial classification is to compare two genomes by DNA-DNA reassociation. The genetic definition of a species includes the assumption that the strains of the species are more than 70% related. DNA-
Strains can be identified by DNA repairing only if the radiolabeled DNA probe and the unknown DNA are of the same species. However, the practical application of this 70% species-definition is limited by the choice of the appropriate probe. This may be partially overcome by selecting phenotypic attributes that appear to be interrelated with the repair group, but when they are used alone, DNA-DNA
The definition of species by rematching still only applies indirectly.

【0011】ブレンナー、前出、第3頁は、細菌の種を
確認する理想的手段は、遺伝子を分離し、直ちに当該菌
株中の核酸配列をあらゆる既知の種の何か(species-som
ething) の標準パターンと比較する、質量分光光度法分
析に似ている「ブラックボックス」であると述べてい
る。
Brenner, supra, page 3, the ideal means for identifying bacterial species is to isolate the gene and immediately determine the nucleic acid sequence in the strain to be of species-som of any known species.
It is said to be a “black box” that resembles mass spectrophotometric analysis in comparison to the standard pattern of Ething).

【0012】しかしながらブレンナーは分離された遺伝
子の一般的配列を決めるための制限エンドヌクレアーゼ
分析をすることはできるけれども、「我々は適切なブラ
ックボックス、特に臨床研究室で使用するために適した
ブラックボックスは手に入りそうもない。」と認めてい
る。彼の言葉は有機体のあらゆる種に等しくあてはめら
れる。
However, although Brenner is able to perform restriction endonuclease analysis to determine the general sequence of isolated genes, " Is unlikely to be available. " His words apply equally to every species of organism.

【0013】先行技術のこの短かい再検討から、未知の
細菌およびその他の有機体を同定し、それを速かに分類
し、特に病原性有機体又は利用できる生化学反応をおこ
す有機体を同定するための迅速、正確且つ信頼できる方
法が今必要であるとの結論に達する。その方法は臨床研
究室で普遍的に、そして容易に利用できるものでなけれ
ばならないし、行った試験の数や、臨床医の主観的偏見
に依存してはならず、又、過去の、偶発的又は必然的試
行錯誤法 ( Trial and error method)に依存してもいけ
ない。更に、いかなる生きている有機体の属および種の
同定および区別にも役立ち、獣医、植物栽培者、毒物学
者、動物飼育者、昆虫学者によって、又そのような同定
が必要な他の関連領域において容易に且つ信頼性をもっ
て使える方法であることも必要である。
From this brief review of the prior art, unknown bacteria and other organisms have been identified and rapidly classified, especially pathogenic organisms or organisms that have available biochemical reactions. We conclude that there is now a need for a fast, accurate and reliable way to do this. The method must be universally and readily available in clinical laboratories, and must not depend on the number of trials conducted or the clinician's subjective prejudice, and can Do not rely on the trial or error trial or error method. In addition, it helps identify and distinguish the genus and species of any living organisms, by veterinarians, plant growers, toxicologists, animal keepers, entomologists, and in other relevant areas where such identification is required. It is also necessary to have a method that can be used easily and reliably.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的は
有機体、これに限定するものではないが特に微生物を、
客観的に同定する迅速、正確且つ信頼できる方法を提供
することである。
Accordingly, the object of the present invention is to treat organisms, especially, but not exclusively, microorganisms,
It is to provide a rapid, accurate and reliable method for objective identification.

【0015】本発明のもう一つの目的は細菌のような有
機体を、有機体のゲノムを利用して同定する方法を提供
することである。
[0015] Another object of the present invention is to provide a method for identifying an organism such as a bacterium by utilizing the genome of the organism.

【0016】本発明のもう一つの目的は、動物又は植物
の病気の原因を特徴づけ同定することができるように臨
床研究室において病原性有機体の種および属を特徴づ
け、同定する方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for characterizing and identifying species and genera of pathogenic organisms in clinical laboratories so that the cause of animal or plant diseases can be characterized and identified. It is to be.

【0017】本発明の今一つの目的は、以上に述べた分
類法に有用な種々の生産物を提供することである。
Another object of the present invention is to provide various products useful in the taxonomy described above.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のこれらおよびそ
の他の目的は、以下においてより容易に判明するよう
に、次の方法を提供することにより達せられた。
These and other objects of the present invention have been achieved by providing the following methods, as will be more readily found below.

【0019】未知の有機体を特徴づける方法にして、当
該有機体から得られる、プローブ有機体からの、又はそ
の有機体に由来するリボソームRNA 情報−含有核酸とハ
イブリッド形成又は再対合した制限エンドヌクレアーゼ
−消化DNA のクロマトグラフ−パターンを、少くとも二
種類の異なる既知の有機体種の同等のクロマトグラフパ
ターンと比較することからなる方法。
As a method of characterizing an unknown organism, a restriction endonuclease obtained from the organism, from a probe organism or from a ribosomal RNA information-containing nucleic acid derived from the organism that has hybridized or repaired. A method comprising comparing the chromatographic pattern of nuclease-digested DNA with an equivalent chromatographic pattern of at least two different known organism species.

【0020】本発明の又別の目的は次の方法を提供する
ことにより達せられた。或るサンプル中の病原性の有機
体感染を診断する方法で、当該サンプル中の有機体を上
述の方法により同定することからなる方法。本発明は、
もし種が共通の種属形成事象に関連づけられる個々に分
離した菌株の集合体であるならば、分散化にもかかわら
ず、客観的に種の境界を定める、菌株が共有する類似性
があるはずであり、種の菌株はそれらの共通の根源を探
る手がかりとなる構造情報をもっているはずであるとい
う発明者の認識に基づいている。有機体の過去の歴史は
最も多くセマンタイド(semantides)、DNA およびRNAの
中に残っているから(Zuckerkandle.E.およびPauling,
L,「Journal of Theoretical Biology」第8巻:357-36
6(1965))、発明者は若干の保存遺伝子に含まれる情報を
利用する実験的アプローチはrRNAを使用することである
と結論した。リボソームRNA は蛋白合成に構造的並びに
機能的役割を有し (Schaup, 「Journalof Theoretical
Biology」第70巻:215-224(1978))、そしてrRNA-DNAハ
イブリッド化の研究から得られた一般的結論は、リボソ
ームRNA 遺伝子の基本的配列は他の大多数の遺伝子に比
べて進化の過程で変化を受けにくく、より保存されるら
しいということである(Moore, R.L.著, 「Current Topi
cs In Microbiology and Immunobiology」,64 巻,105-1
28(1974),Spring-Verlag 社,ニューヨーク)。例え
ば、多数の細菌種から得られる 16S型rRNAの一次構造
は、オリゴヌクレオチッド分析から推定された (Fox,
G.E. et al 著 ,「International Journal of Systemat
ic Bacteriology」,第27巻: 44-57(1977))。大腸菌の
数菌株の 16S型オリゴマーカタログには無視できる程の
差がある( Uchida T. et al 著;「Journalof Molecula
r Evolution」, 3巻:63-77(1974))が、種間の実質的
な差は細菌系統学的分類表作成のために用いることがで
きる(Fox, G.E.「Science 」209 巻:457-463(1980)) 。
或る一細菌種の異なる菌株は、かならずしも同一ではな
く、制限酵素地図は、異なる EcoR I サイトが大腸菌の
二菌株のrRNA遺伝子中に生ずることを示している(Boro
s, I.A. et al著, 「Nucleic Acids Research」第6
巻:1817-1830(1979))。細菌は保存rRNA遺伝子配列を共
有しているようにみえ、そしてその他の配列は変化し得
る(Fox, 1977, 同上)。
Another object of the present invention has been achieved by providing the following method. A method of diagnosing a pathogenic organism infection in a sample, the method comprising identifying an organism in the sample by the method described above. The present invention
If a species is a collection of individually separated strains that are associated with a common species-forming event, there should be objectively bounded species-similar strain-similarities, despite dispersal. , And the strains of the species are based on the inventor's recognition that they should have structural information that provides clues to their common source. Most of the past history of organisms remains in semantides, DNA and RNA (Zuckerkandle.E. And Pauling,
L, "Journal of Theoretical Biology" Volume 8: 357-36
6 (1965)), the inventor concluded that an experimental approach to harness the information contained in some conserved genes is to use rRNA. Ribosomal RNA has structural and functional roles in protein synthesis (Schaup, “Journal of Theoretical
Biology, 70: 215-224 (1978)), and general conclusions drawn from studies of rRNA-DNA hybridization indicate that the basic sequence of the ribosomal RNA gene is evolutionary compared to most other genes. It is said that it is less likely to undergo changes during the process and is more likely to be preserved (Moore, RL, "Current Topi
cs In Microbiology and Immunobiology '', 64, 105-1
28 (1974), Spring-Verlag, New York). For example, the primary structure of 16S type rRNA from many bacterial species was deduced from oligonucleotid analysis (Fox,
GE et al, International Journal of Systemat
ic Bacteriology, 27: 44-57 (1977)). There are negligible differences in the 16S oligomer catalogs of several strains of E. coli (Uchida T. et al; “Journal of Molecula
r Evolution ", 3: 63-77 (1974), but substantial differences between species can be used to generate a taxonomic classification table for bacteria (Fox, GE" Science "209: 457-. 463 (1980)).
Different strains of a bacterial species are not always identical, and restriction maps indicate that different EcoR I sites occur in the rRNA gene of two strains of E. coli (Boro.
s, IA et al, “Nucleic Acids Research” No. 6
Volume: 1817-1830 (1979)). Bacteria appear to share conserved rRNA gene sequences, and other sequences may vary (Fox, 1977, ibid.).

【0021】本発明者は更に、DNA の制限エンドヌクレ
アーゼ消化物は、或る種の有機体(例えば細菌)の菌株
では相似するが、他の種の有機体の菌株では異なるrRNA
遺伝子配列を含む断片の組み合わせをもっていること、
即ち菌株の変異にもかかわらず、高い発生頻度をもち、
最小共通遺伝子型特質をもつ制限断片の、酵素の特異的
組み合わせが種を決定することも見出した。これが本発
明の本質である。発明者はこの方法が、分類学(古典
的)において同一であるか異なっているかを問わず前核
細胞性、真核細胞性を問わず同定しようとする有機体以
外の有機体からのリボソーム核酸プローブを用い、前核
および真核DNA 両方に適用できるという点で一般的であ
ることをも見出した。
The present inventor has further found that restriction endonuclease digests of DNA are rRNAs that are similar in strains of certain organisms (eg bacteria) but different in strains of other organisms.
Having a combination of fragments containing gene sequences,
That is, despite the mutation of the strain, it has a high occurrence frequency,
It was also found that the specific combination of enzymes, of the restriction fragments with the least consensus genotype, determines the species. This is the essence of the present invention. The inventor intends to identify a ribosomal nucleic acid from an organism other than the organism to be identified whether it is prokaryotic or eukaryotic whether the method is the same or different in taxonomy (classical). It was also found to be general in that it can be applied to both prokaryotic and eukaryotic DNA using probes.

【0022】本発明は、制限エンドヌクレアーゼ消化物
中のリボソームRNA 遺伝子配列を含むDNA 断片を検出す
ることに基づいて有機体を定める客観的方法を提供す
る。その検出はDNA 断片をプローブ有機体からのrRNA情
報を含む核酸とハイブリッド化又は再対合させることに
よって行われる。
The present invention provides an objective method for defining an organism based on detecting a DNA fragment containing a ribosomal RNA gene sequence in a restriction endonuclease digest. The detection is performed by hybridizing or repairing the DNA fragment with a nucleic acid containing rRNA information from the probe organism.

【0023】本発明の工程によって特徴づけられる「有
機体」(この言葉は「同定する」を含むと解釈される)
という語によって、定義によりDNA を含む事実上すべて
の有機体を意味する。この点に関して参考のために伝統
的分類表にふれておくことが有用である。
"Organism" characterized by the process of the present invention (this term is taken to include "identify")
By definition, it means virtually all organisms, including DNA, by definition. It is useful to mention the traditional taxonomy for reference in this regard.

【0024】植物および動物が含まれる、例えばモネラ
(monera)界には、ミコバクテリウム(myxobacteria), ス
ピロヘータ(spirochetes) , ユーバクテリア(eubacteri
a),リケッチャー(rickettsiae) 綱の分裂品(細菌)お
よび藍藻類:サイアノフィータ(cyanophytha) を挙げる
ことができる。植物界には、ユーグレノイド類(Eugleno
phta),緑藻類:クロロフィータ(Chlorophyta) , クロロ
フィセエ(chlorophyceae) およびカロフィセエ(charoph
y-ceae) 綱,クリソファータ(chrysophta)類キサントフ
ィセエ(xanthophyceae) ,クリソフィセエ(chrysophyse
ae) ,バシラリオフィセエ(bacillariophyceae) 綱;ピ
ロフィータ(pyrrophyta)類デイノフラゲラータ(Dinofla
gellates) ,褐藻類:ファオフィータ(phaeophyta);紅
藻類:ロドフィータ(Rhodophta) ;粘菌類:ミコマイコ
フィータ(Myxomycophyta) ,ミコマイセタ(myxomycete
s),アクラシエ(acrasiaes) ,プラズモディオホレエ(pl
asmodiophoreae),ラブリンタリエ(labyrinthuleae)
綱;ユーマイコフィータ:真菌類(Eumycophyta) ,フィ
コミセタ(phycomycetes),アズコミセタ(ascomycete
s),バシドミセタ(basidomycetes) 綱;蘚苔類,ヘパテ
ィエ(hepaticae) ,アントセロテ(anthocerotae),ムス
シ(musci) 綱;維管束植物トラケオフィータ(Tracheoph
yta),プシイロシダ(psilopsida),リコサイダ(lycopsy
da) ,スヘノプシダ(sphenopsida) ,プテロプシダ(pte
ropsida),スペルモプシダ(spermopsida) 亜類,サイカ
デ(cycadae) ,ジンクゴエ(ginkgoae),コニヘレ(conif
erae) ,グネテ(gneteae) およびアンギロスペルマエ(a
ngiospermae)綱,デコチレドネエ(dicotyledoneae),モ
ノコチロエドネ(monocotyloedoneae) 亜綱が記載され
る。動物界には、原生動物亜界,原生動物門プロトゾア
(protozoa),プラスモドロマ(plasmodroma) 亜門,フラ
ゲラータ(flagellata),サルコデナ(sarcodina) および
スポロゾア(sporozoa)綱;シリオフォーラ(ciliophora)
亜門,シリアタ(ciliata)綱;側生動物亜界,ポリヘラ
(海綿動物門porifera),カルカレ(calcarea)綱,ヘキサ
チネーリダ(hexactinellida)綱およびデスモスポギエ(d
esmospongiae) 綱;中生動物亜界,中生動物門;後生動
物亜界ラディアタ(Radiata) 部門,コレンテラタ(coele
nterata)門,ヒドロゾア(hydrozoa),シフォゾア(scyph
ozoa) ,ウトゾア(authozoa)綱,ステノフォラ(ctenoph
ora)門,テンタクラータ(tentaculata) およびヌダ(nud
a)綱;プロトストミ(protostomia) 部門扁形動物門プラ
チエルミンタ(platyhelmintes),ツベルラナ(tubellan
a),トレマトーダ(trematoda) およびセストダ(cestoda)
綱;ネメルチナ(nemertina) 門,アカントセファラ(ac
anthocephala)門;アシェルミンタ(aschelmintles)
門,ロチヘラ(rotifera),ガストロトリカ(gastrotrich
a),キノリンカ(kinorhyncha),プリアプリダ(priapulid
a), ネマトーダ(nematoda)およびネマトモルファ(nemat
omorpha)属;エントプロクタ(entoprocta)門;エクトプ
ロクタ(ectoprocta)門,ギムノレーマタ(gymnolaemata)
およびフィラクトレマータ(phylactolaemata) 綱;フオ
ロニダ(phoronida) 門;ブラチオポダ(braciopoda)門,
イナルチクラタ(inarticulata)およびアルチクラータ(a
rticulata)綱;モルスカ軟体動物(mollusca)門,アムフ
ィニューラ(amphineura),モノプラコフォラ(monoplaco
phora),ガストロポーダ(gastropoda),スカフォポーダ
(scaphopoda),ペレサイポーダ(pelecypoda)およびセフ
ァロポーダ(cephalopoda) 綱;シプンクリダ(sipunculi
da) 門;エチウリーダ(echiurida) 門,アネリダ(annel
ida)門,ポリケータ(polychaeta),オリゴケータ(oligo
chaeta) およびヒルディネア(hirudinea) 綱;オニコフ
ォラ(onychophora)門;タルディグラダ(tardigrada)
門;ペンターストイミダ(pentastoimida) 門;アルソロ
ポーダ(arthropoda)門;トリロビータ(trylobita) 門,
ケリセラータ(chelicerata) 亜門,キフォスラ(xiphosu
ra) ,アラキミダ(arachmida) ,ピクノゴミダ(pycnogo
mida) 綱,マンデブラタ(mandibulata) 亜門,クルスタ
エ(crustacea) ,チロポダ(chilopoda) ,ディプロポー
ダ(diplopoda) ,ポロポーダ(pauropoda) ,シンフィラ
(symphyla)綱,コレンボラ(collembola),プロチュラ(p
rotura) ,ディプルラ(diplura) ,チサヌラ(thysanur
a) ,エフェメリダ(ephemerida),オドナタ(odonata)
,オルトプテラ(orthoptera),デルマプテラ(dermapte
ra), エンビニア(embiania),プレコプテラ(plecopter
a), ゾラプテラ(zoraptera) ,コロデンティア(corrode
ntia) ,マルロファガ(mallophaga),アノプルラ(anopl
ura),チサスノプテラ(thysasnoptera) ,ヘミプテラ(h
emiptera) ,ノイロプテラ(neuroptera),コレオプテラ
(coleoptera),ヒメノプテラ(hymenoptera) ,メコプテ
ラ(mecoptera) ,シホナプテラ(siphonaptera),デプテ
ラ(diptera) ,トリコプテラ(trichoptera) およびレピ
ドプテラ(lepidoptera) 目の昆虫類;デンテロストミア
(Denterostomia) 部門の動物,ケトグナタ(chaetognath
a)門,エチノデルマタ(echinodermata) 門,クリノイデ
ア(crinoidea) ,アステロデア(asterodea) ,オフィウ
ロイデア(ophiuroidea) ,エチノイデア(echinoidea),
およびホロツロイデア(holoturoidea)綱,ポゴノフォラ
(pogonophora) 門,ヘミコロデータ(hemichordata)門,
エンテロノイスタ(enteropneusta) およびプテロブラン
キア(pterobranchia) 綱;コルデータ(chordata)門,ウ
ロコルデータ(urochordata) 亜門,アシデアシエ(ascid
iaciae),タリアセエア(thaliaceae),ラルバセア(larva
cea)綱;セフアロコルデータ(cephalochordata) 亜門,
ベルテブラータ(vertebrata)亜門,アグナタ(agnatha),
コンドリキチエ(chondrichthyes),オステキチス(ostei
chthyes),サッコテイジ(saccopteiygii) 亜綱,クロソ
プテリジ(crossopterygii)およびディプノイ(dipnoi)
目,アンフィビア(amphibia), レピチリア(repitilia)
,アベス(aves)およびマンマリア(mammalia)綱,プロ
トテリア(prototheria) 亜綱,テリア(theria)亜綱,マ
ルサピアリス(marsupialis) ,インセクティボラ(insec
tivora),デルモプテラ(dermoptera),チロプテラ(chiro
ptera),プリマチス(primates),エデタタ(edentata),
フォリドータ(pholidota) ,ラゴモルファ(lagomorph
a),ロデンティア(rodentia),セタセエ(cetaceae),カ
ルニボラ(carnivora) ,ツブリデンタータ(tubulidenta
ta) ,プロボシデア(probosicdea) ,ヒラコイデア(hyr
acoidea),シレニア(sirenia) ,ペリソダクチラ(peris
sodactyla)およびアルチオダチラ(artiodactyla)目を挙
げることができる。目の下にはまだ科、族、属、種およ
び亜種まであり、亜種外の分類群、株又は個体があるこ
とが知られている。更に、細胞分類群および菌株又は個
体がある。その上、培養細胞(植物又は動物)も、ウィ
ールスと同様同定することができる。これらの分類はこ
の出願において説明的目的のためにのみ用いられ、限定
的に使用されるものでない。同定する有機体は既知のも
のでも未知のものでもよいが最も普通には未知のもので
ある。
Plants and animals are included, eg Monella
In the (monera) kingdom, there are myxobacteria, spirochetes, and eubacteria.
a), the rickettsiae class of fission products (bacteria) and cyanobacteria: cyanophytha. In the plant kingdom, Euglenoids (Eugleno
phta), green algae: Chlorophyta, chlorophyceae and carophyceae
y-ceae), chrysophtas, xanthophyceae, chrysophyse
ae), Bacillariophyceae, Pyrrophyta Dinoflagerata
gellates), brown algae: phaeophyta; red algae: Rhodophta; slime molds: Myxomycophyta, myxomycete
s), acrasiaes, plasmodiole (pl)
asmodiophoreae), labyrinthuleae
Class: Yumycophyta: Fungi (Eumycophyta), phycomycetes, ascomycete
s), Basidomycetes class; moss, hepaticae, anthocerotae, musci class; vascular plant Tracheophita
yta), psilopsida, lycopsy
da), sphenopsida, pteopsida
ropsida), spermopsida (Spermopsida) subspecies, cycad (cycadae), zinc goe (ginkgoae), Konifere (conif
erae), gneteae and angiolospermae (a
The subclasses ngiospermae, dicotyledoneae, and monocotyloedoneae are described. In the animal kingdom, the protozoa sub-world, Protozoa protozoa
(protozoa), subplasma plasmodroma, flagellata, sarcodina and sporozoa classes; siliophora
Subphylum, ciliata; Subgenus of parasites, polyhera (porifera), calcarea, hexactinellida and desmospoguier (d)
esmospongiae); Mesozoan subdivision, Mesozoa phylum; Metazoan subdivision Radiata Division, coelenterata (coele)
nterata gate, hydrozoa, scifoph
ozoa), Utozoa class, Stenophora (ctenoph)
ora gate, tentaculata and nuda
a) class; protostomia division, platyhelmintes, tubellan
a), trematoda and cestoda
Rope; Nemertina Gate, Acantosephala (ac
anthocephala) Gate; aschelmintles
Gate, rotifera, gastrotrica (gastrotrich)
a), quinorhyncha, priapulid
a), nematoda and nematmorpha (nemat)
genus omorpha; Entoprocta phylum; ectoprocta phylum, Gymnolaemata
And the phylactolaemata class; the phoronida phylum; the braciopoda phyla,
Inarticulata and alticulata (a
rticulata); Molska mollusc (mollusca) phylum, amphineura, monoplaco
phora), gastropoda, scaphopoder
(scaphopoda), pelecypoda and cephalopoda (Sepunculida); sipunculi
da) Gate; Echiurida Gate, Annel
ida) gate, polychaeta, oligocator (oligo)
chaeta) and hirudinea classes; onychophora gate; tardigrada
Gate: pentastoimida Gate; arthropoda Gate; trylobita Gate,
Chelicerata submonium, xiphosu
ra), arachmida, pycnogo
mida) class, mandibulata submonium, krustae (crustacea), chilopoda (diplopoda), polopoda (pauropoda), symphyra
(symphyla) rope, corembola, protura (p
rotura, diplura, thysanur
a), ephemerida, odonata
, Orthoptera, dermapte
ra), embinia, plecopter
a), zoraptera, corrode
ntia), marlophaga, anoplura
ura), Chisas noptera (thysasnoptera), hemiputera (h
emiptera), Neuroptera, Coleoptera
insects of the order (coleoptera), hymenoptera, mecoptera, siphonaptera, diptera, trichoptera and lepidoptera; denterostomia
(Denterostomia) animal, chaetognath
a) Gate, echinodermata Gate, crinoidea, asterodea, asterodea, ophiuroidea, echinoidea, echinoidea,
And holoturoidea, Pogonophora
(pogonophora) gate, hemichordata gate,
Enteropneusta and pterobranchia classes; chordata gate, urochordata subgate, ascid ascid
iaciae), thaliaceae, larva
cea) class; cephalochordata submonium,
Vertebrata submonium, agnatha,
Chondrichthyes, osteichitis
chthyes), saccotage (saccopteiygii) subclass, crossopterygii and dipnoi
Eyes, amphibia, repitilia
, Aves and mammalia, Prototheria subclass, Theria subclass, Marsa pialis, marsupialis, Insectibola (insec)
tivora), dermoptera, chiroptera
ptera), primates, edentata,
Pholidota, lagomorpha
a), rodentia, cetaceae, carnivora, tubulidenta
ta), probosicdea, hirakoidea (hyr
acoidea, sirenia, perisodactyla
Sodactyla) and artiodactyla can be mentioned. It is known that there are still families, tribes, genera, species and subspecies under the eyes, and taxa, strains or individuals outside the subspecies. In addition, there are cell taxa and strains or individuals. Moreover, cultured cells (plants or animals) can be identified in the same way as viruses. These classifications are used in this application for descriptive purposes only and not as a limitation. The organism to be identified may be known or unknown, but is most commonly unknown.

【0025】機能的には、本発明の目的のためにはすべ
ての有機体を真核細胞群と前核細胞群に分けるのが便利
である。前核有機体であると同定された場合には、エン
ドヌクレアーゼ消化にかけられるDNA は細胞の中、又は
区画されていない染色体中に存在するものである。真核
有機体と同定された場合には、核DNA 又は小器官内DNA
(糸粒体DNA 又は葉緑体DNA )を用い、同様にエンドヌ
クレアーゼ消化を行えばよい。
Functionally, it is convenient for the purposes of the present invention to divide all organisms into eukaryotic and prokaryotic populations. When identified as a prokaryotic organism, the DNA that is subject to endonuclease digestion is present in the cell or in an uncompartmented chromosome. Nuclear DNA or organelle DNA when identified as a eukaryotic organism
Endonuclease digestion may be carried out in the same manner using (filamentous DNA or chloroplast DNA).

【0026】簡単に言うと、rRNA遺伝子配列、多分種レ
ベル以下の分類又は亜種以下の小分類(infrasubspecif
ic subdivision) を作り出すために用いることができる
配列を分析するために、高分子量DNA および/又は小環
状DNA が有機体から分離され同定されるのである。DNA
は当業者には周知の方法により抽出される。DNA を制限
酵素によって特殊の部位で切り、断片とする。この断片
をゲル電気泳動法のような標準クロマトグラフ系で、大
きさによって分ける。そのゲルを、当業者が周知の方法
で、染色し、大きさが既知の断片で作った標準曲線を用
いて、断片の大きさについて標準化する。次いで分離し
た断片をサウザーン(Southern)のスポット法(Southern,
E.M.「Journal of Molecular Biology」,38:503-517
(1975),ここに参照として挿入されている)により、亜
硝酸セルローズ紙に移し、加熱によりそこに共有結合さ
せる。rRNA遺伝子配列を含む断片はそれから、rRNA情報
を含む核酸プローブとハイブリッド化する能力によっ
て、位置が定められる。核酸プローブは、非放射性物質
で標識化されるか、又は、好ましくは放射性物質で標識
化される。放射性物質で標識化する場合、プローブはリ
ボソームRNA(rRNA) でもよいし、逆転写によって合成さ
れるか、例えば切り込み翻訳(nick translation)によっ
て標識化され得るクローン断片上に含まれる、リボソー
ムRNA に相補的な放射性標識化DNA( rRNAcDNA ) でもよ
い。
Briefly, rRNA gene sequences, maybe a subclass or subclass (infrasubspecif) subclass.
High molecular weight DNA and / or small circular DNA is isolated and identified from the organism for analysis of sequences that can be used to generate ic subdivisions. DNA
Are extracted by methods well known to those skilled in the art. Cut the DNA at a special site with a restriction enzyme to make a fragment. The fragments are sized according to size in a standard chromatographic system such as gel electrophoresis. The gel is stained and standardized for fragment size using a standard curve made of fragments of known size in a manner well known to those skilled in the art. The separated fragments were then spotted by Southern (Southern,
EM "Journal of Molecular Biology", 38: 503-517.
(1975), incorporated herein by reference), transferred to cellulose nitrite paper and covalently bonded thereto by heating. The fragment containing the rRNA gene sequence is then localized by its ability to hybridize to a nucleic acid probe containing the rRNA information. The nucleic acid probe is labeled with a non-radioactive substance or preferably with a radioactive substance. When labeled with a radioactive substance, the probe can be ribosomal RNA (rRNA) or can be complementary to ribosomal RNA, either synthesized by reverse transcription or contained on a clonal fragment that can be labeled by, for example, nick translation. Radiolabeled DNA (rRNAcDNA) may be used.

【0027】プローブは、後で見るように任意に選ばれ
た有機体から得る。一度ハイブリッド化がおこったら、
ハイブリッドを形成した断片は、二重鎖の核酸を選択的
に検出することにより検出するか(非放射性標識化プロ
ーブ)、又は例えばラジオオートグラフ法によって目に
見えるようにする(放射性標識化プローブ)。ハイブリ
ッドを形成した各断片の大きさは、既述の標準曲線を用
いて、移動距離から決められる。ハイブリッド化量、ハ
イブリッド化パターン、ハイブリッドを形成した断片の
大きさが個々に、又は組み合わせて有機体を同定するの
に使用される。
The probe is obtained from an arbitrarily chosen organism as will be seen later. Once hybridized,
Hybridized fragments can be detected by selectively detecting double-stranded nucleic acid (non-radiolabeled probe) or made visible, eg by radioautograph (radiolabeled probe). . The size of each hybridized fragment is determined from the migration distance using the standard curve described above. The amount of hybridisation, the hybridisation pattern, and the size of the hybridised fragments are used individually or in combination to identify organisms.

【0028】このハイブリッド化からあらわれるパター
ンは、少くとも二個、さもなければ多数の既知の標準有
機体、属又は種から得られた同等のクロマトグラフパタ
ーンと容易に比較できる。予備的な広い分類が(例えば
古典的分類法を用いて)既に行われた後で、視覚による
検査および適当なクロマトグラフパターンとの照合によ
り、核酸断片の大きさの比較により、バンド強度(ハイ
ブリッド化量)により、又はこれらを組み合わせること
によって比較を行うことができる。理想的にはポイント
−オブ−セール(point-of-sale) 処理に用いられるよう
な、一次元コンピューターパターン認識装置によって比
較するのがよい。
The pattern resulting from this hybridization can be readily compared to equivalent chromatographic patterns obtained from at least two, or a large number of known standard organisms, genera or species. After preliminary broad classification has already been performed (eg, using classical classification), comparison of the size of the nucleic acid fragments by visual inspection and matching with the appropriate chromatographic pattern allows detection of band intensities (hybrid The comparison can be carried out by the amount of chemical conversion or by combining these. Ideally, the comparison is done by a one-dimensional computer pattern recognizer, such as is used in point-of-sale processing.

【0029】発明者は前記の方法を用いる時は、同じ種
の有機体のクロマトグラフパターンは非常に似ており、
わずかな差は、菌株の変化による亜種間の差にとどまる
が、種間の差および属間の差(そしてもっと高レベルの
分類においても)は非常に大きい。或る一つの種の株間
において酵素−特異的断片の変異のあることを利用し
て、種々の目的、例えば細菌の場合、疫学的目的のため
に株をタイプ分けすることもできる。実際、制限酵素は
種内の株を区別することができるものを選ぶことができ
る。
When the inventor uses the above method, the chromatographic patterns of organisms of the same species are very similar,
The subtle differences are limited to subspecies differences due to strain variation, but the interspecies and genus differences (and even at higher levels of classification) are very large. Mutations in enzyme-specific fragments between strains of a given species can also be used to type strains for various purposes, eg in the case of bacteria, epidemiological purposes. In fact, restriction enzymes can be chosen that can distinguish between strains within a species.

【0030】本研究に用いられる「プローブ有機体」
(そしてそれから核酸プローブが得られる)は、上に挙
げた有機体のどれでもよく、真核有機体でも前核有機体
でもよい。唯一の制限は、rRNA−含有プローブが、未知
有機体のDNA のエンドヌクレアーゼ消化物と最大にハイ
ブリッド化しなければならない、という事実によって与
えられる。
“Probe organism” used in this study
(And from which the nucleic acid probe is obtained) may be any of the organisms listed above, either a eukaryotic organism or a prokaryotic organism. The only limitation is given by the fact that the rRNA-containing probe must maximally hybridize to the endonuclease digest of DNA of unknown organism.

【0031】リボソームRNA 情報−含有プローブに4種
類ある: 1) 前核リボソームプローブ(特に細菌から得られたrR
NA)、2) 真核糸粒体リボソームプローブ、3) 真核葉
緑体リボソームプローブ、4) 真核非−小器官性リボソ
ームプローブ。
There are four types of ribosomal RNA information-containing probes: 1) pronuclear ribosomal probes (especially rR obtained from bacteria).
NA), 2) Eukaryotic glomerular ribosome probe, 3) Eukaryotic chloroplast ribosome probe, 4) Eukaryotic non-organic ribosome probe.

【0032】DNA (エンドヌクレアーゼで消化される)
の出所も4種類ある: 1) 前核細胞DNA 、2) 真核糸粒体DNA 、3) 真核葉緑
体DNA 、4) 真核細胞核DNA 。
DNA (digested with endonuclease)
There are four sources: 1) prokaryotic DNA, 2) eukaryotic glomerular DNA, 3) eukaryotic chloroplast DNA, 4) eukaryotic nuclear DNA.

【0033】斯くして次のハイブリッド化表が作られた
(表1)。
The following hybridization table was thus created (Table 1).

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】表は、リボソームRNA プローブが未知の有
機体のDNA と最大にハイブリッド形成することができる
ことを示している。例えば、或る真核有機体を同定する
ためには、種−特異的糸粒体又は葉緑体DNA を抽出し、
それをエンドヌクレアーゼで消化し、この消化物を前核
リボソームRNA プローブか又は小器官から抽出した真核
リボソームプローブとハイブリッド化すればよい。同様
にして、前核有機体を同定するためには、種−特異的細
胞DNA を抽出し、エンドヌクレアーゼでこれを消化し、
消化物を前核リボソームRNA プローブ又は小器官から抽
出した真核リボソームRNA プローブとハイブリッド化す
ればよい。又、種−特異的核DNA を抽出、消化し、これ
を非−小器官性の真核リボソームプローブとハイブリッ
ド化することによっても、真核有機体を同定することが
できる。真核細胞は、核、糸粒体、又は若干の場合では
葉緑体系の中の一つ又は何らかの組み合わせによって定
めることができた。これらの交叉ハイブリッド化は、前
に述べた、真核小器官から抽出したrRNA核酸は、前核rR
NA核酸と広い相同性をもっているが、核−抽出真核DNA
と、前核DNA との間では当該相同性はそのように広くは
存在しないという事実に基づいている。
The table shows that ribosomal RNA probes are capable of maximally hybridizing to DNA of unknown organisms. For example, to identify certain eukaryotic organisms, species-specific glomerular or chloroplast DNA is extracted,
It may be digested with an endonuclease, and this digest may be hybridized with a prokaryotic ribosomal RNA probe or a eukaryotic ribosomal probe extracted from an organelle. Similarly, to identify pronuclear organisms, species-specific cellular DNA is extracted, digested with endonucleases,
The digest may be hybridized with a prokaryotic ribosomal RNA probe or a eukaryotic ribosomal RNA probe extracted from an organelle. Eukaryotic organisms can also be identified by extracting and digesting species-specific nuclear DNA and hybridizing it with a non-organic eukaryotic ribosome probe. Eukaryotic cells could be defined by one or some combination of nuclei, glomeruli, or in some cases the chloroplast system. These cross-hybridizations were previously described in that the rRNA nucleic acid extracted from the eukaryotic organelle was
Nucleic-extracted eukaryotic DNA with a wide homology to NA nucleic acids
, And the homology with prokaryotic DNA is not so widespread.

【0036】要約すれば、遺伝暗号は普遍的であるが故
に、すべての細胞(真核細胞又は前核細胞)は暗号情報
を蛋白質に翻訳するためにリボソームを必要とするが故
に、そしてリボソームRNA は高度に保存されているが故
に、交叉−ハイブリッド形成要素(表1中の“+”)間
には十分な相同性が存在し、この方法が有効であること
が保証される。
In summary, because the genetic code is ubiquitous, all cells (eukaryotic or prokaryotic) require ribosomes to translate the coded information into proteins, and ribosomal RNA. Since is highly conserved, there is sufficient homology between the cross-hybridizing elements ("+" in Table 1), ensuring that this method is effective.

【0037】消化すべきDNA およびこれに付随するリボ
ソームプローブの対の選択は任意であり、同定するべき
有機体によるであろう。即ちそれは問われた問題による
だろう。例えば、感染物質を検出し、同定する目的で、
真核細胞(例えば動物又は植物)中に存在する前核細胞
の種(例えば細菌)を検出する場合は、前核リボソーム
プローブを選び、小器官由来のDNA は抽出されないか、
最小限量抽出される条件で処理すればよい。このやり方
を用いれば、小器官由来のDNA と前核DNA との干渉は最
小であると確信することができる。真核種(それは前核
細胞によっては感染されない)を前核リボソームプロー
ブで同定する場合、例えば核から小器官を分離し、次い
で小器官のDNA のみを抽出するというようにして、小器
官由来のDNA の濃度を最大にするのが最も良い。前核有
機体の感染を受けた真核有機体を同定したい場合は、非
−小器官、非−前核細胞由来のリボソームプローブを用
いるのが最良である。なぜならばこのリボソームプロー
ブは前核細胞からのDNA とは十分にハイブリッドを形成
しないからである。
The choice of pair of DNA to be digested and its associated ribosomal probes is optional and will depend on the organism to be identified. That is, it will depend on the question asked. For example, to detect and identify infectious agents,
For detection of prokaryotic species (eg bacteria) present in eukaryotic cells (eg animals or plants), choose a prokaryotic ribosomal probe and extract DNA from organelles
The processing may be performed under the condition that the minimum amount is extracted. Using this approach, one can be confident that the interference between organelle-derived DNA and pronuclear DNA is minimal. When a eukaryote (which is not infected by prokaryotic cells) is identified with a prokaryotic ribosomal probe, DNA from the organelle is isolated, for example, by separating the organelle from the nucleus and then extracting only the organelle's DNA. It is best to maximize the concentration of. If it is desired to identify prokaryotic infected eukaryotic organisms, it is best to use non-organ, non-prokaryotic ribosomal probes. Because this ribosomal probe does not hybridize well with DNA from prokaryotic cells.

【0038】同じ界、又は同じ亜界、又は同じ部門、又
は同じ門、又は同じ亜門、又は同じ綱、又は同じ亜綱、
又は同じ目、又は同じ科、又は同じ族、又は同じ属から
の一対(DNA およびリボソームプローブ)を用いるのが
好ましい。前核DNA とハイブリッドを形成させるために
は前核細胞リボソームプローブ(例えば細菌のリボソー
ムプローブ)を用いるのが特に好ましい。このやり方
で、前核有機体の属、種および株を検出し、定量し、そ
して同定することができるだろう。最も好ましい前核リ
ボソームプローブの1つは細菌から得られるもので、そ
の中でも特に、使い易い、手に入り易いという点で大腸
菌からのものがよい。大腸菌から得たリボソームプロー
ブは、いかなる有機体にも、特にすべての前核有機体の
同定に用いることができ、細菌のあらゆる属、種および
菌株の同定のために最も好ましい。他の、特に好ましい
実施態様は、或る与えられた科に由来する真核リボソー
ムプローブを用いて、同じ科の真核細胞有機体を同定す
ることである(例えば哺乳類有機体を確認するために哺
乳類リボソームプローブを用いる)。最も好ましいのは
同じ亜科および/又は目および/又は族の有機体から得
たリボソームプローブとDNA を用いることである(例え
ばマウスの或る種を同定する場合には、マウス由来のリ
ボソームプローブを用いるのがよい)。
Same world, same sub world, same department, same gate, same sub gate, same class, same sub class,
Alternatively, it is preferred to use pairs (DNA and ribosomal probes) from the same order, or the same family, or the same family, or the same genus. It is particularly preferred to use a prokaryotic ribosomal probe (eg a bacterial ribosomal probe) to hybridize to prokaryotic DNA. In this way, genus, species and strains of pronuclear organisms could be detected, quantified and identified. One of the most preferred pronuclear ribosome probes is obtained from bacteria, and among them, E. coli is particularly preferable because it is easy to use and easy to obtain. Ribosomal probes obtained from E. coli can be used to identify any organism, especially all prokaryotic organisms, and are most preferred for the identification of any genus, species and strains of bacteria. Another, particularly preferred embodiment is to identify eukaryotic organisms of the same family using eukaryotic ribosomal probes from a given family (e.g. to identify mammalian organisms). Using a mammalian ribosomal probe). Most preferred is the use of ribosomal probes and DNA obtained from organisms of the same subfamily and / or order and / or family (for example, to identify a species of mouse, a ribosomal probe of mouse origin is used). Good to use).

【0039】最も鋭敏で有効な対の系は、リボソームプ
ローブの出所と制限DNA の出所との間が進化的にあまり
距離がないか又は分散がより少い、という系である。
The most sensitive and effective pairing system is the one in which the source of the ribosomal probe and the source of the restricted DNA are evolutionarily less distant or less dispersed.

【0040】この技術に含まれる個々のステップは一般
的に当業者には知られている。これからそれらを、真核
細胞および前核細胞(適用できる場合)の両方に言及し
つつ、又は技術的に何らかの相異がある場合には、細胞
の各々のタイプについて別々に、述べるつもりである。
The individual steps involved in this technique are generally known to those skilled in the art. From now on they will be referred to both eukaryotic cells and prokaryotic cells (where applicable) or, where technically different, for each type of cell separately.

【0041】第一段階は未知有機体からのDNA の抽出で
ある。真核細胞からの核DNA は当業者には既知の標準的
方法によって選択的に抽出することができる(例として
Drohan, W et al 著,「Biochem.Biophys.Acta」, 521
(1978), 1-15 , ここには参考文献として挿入されてい
る)。小器官DNA は小さくて環状であるからスプーリン
グ(spooling)法が、非環状核DNA を、環状、小器官由来
のDNA から分離するのに役立つ。結果として、スプーリ
ングされなかった物質は、小器官由来のDNA を含み、こ
れは密度勾配遠心法によって個々に分離することができ
る。もう一つの方法として、糸粒体(又は葉緑体)を、
打ち砕いた細胞の混合物から分離し、精製した糸粒体
(又は葉緑体)フラクションを小器官由来のDNA の調製
に用い、精製した核フラクションを核DNA の調製に用い
る。(例えばBonen L.and Gray M.W著「Nucleic Acids
Research」8 : 319-335(1980) 参照)。
The first step is the extraction of DNA from unknown organisms. Nuclear DNA from eukaryotic cells can be selectively extracted by standard methods known to those of skill in the art (for example,
Drohan, W et al, "Biochem. Biophys. Acta", 521.
(1978), 1-15, hereby incorporated by reference). Since organelle DNA is small and circular, the spooling method helps separate acyclic nuclear DNA from circular, organelle-derived DNA. As a result, the unspooled material contains DNA from organelles that can be individually separated by density gradient centrifugation. As another method, the filament (or chloroplast)
The purified glomerular (or chloroplast) fraction, separated from the crushed cell mixture, is used for the preparation of organelle-derived DNA and the purified nuclear fraction is used for the preparation of nuclear DNA. (For example, "Nucleic Acids" by Bonen L. and Gray MW
Research "8: 319-335 (1980)).

【0042】前核DNA 抽出も当業者には良く知られてい
る。例えば、工業的発酵懸濁液、寒天培地、植物又は動
物組織又は試料その他のような媒質中に存在する未知の
細菌を、高分子量DNA を抽出するように設定された周知
の条件下で処理する。例えば、未知の有機体の細胞を抽
出緩衝液に懸濁し、リゾチームをこれに加え、この懸濁
液をインキュベートする。細胞破壊は、洗浄剤の添加お
よび/又は温度上昇によって一層促進することができ
る。プロテアーゼ消化後クロロホルム/フェノール抽出
およびエタノール沈澱を行いDNA の抽出は完了する。フ
ェノール/クロロホルム抽出よりずっと早いもう一つの
抽出法は、エタノール沈澱を用いてDNA を速やかに分離
する方法である。この方法はDNA を直接コロニー又は少
量の液体培地から分離するために好んで使われる。この
方法はDavis,R. W. et al.著「A Manual for Genetic E
ngineering, Advanced Bacterial Genetics 」(今後は
「デービス」と記す)、Cold Spring Harbor研究所、Co
ld Spring Harbor, ニューヨーク, 1980, p.120-121 に
記載されている。
Prokaryotic DNA extraction is also well known to those skilled in the art. For example, unknown bacteria present in media such as industrial fermentation suspensions, agar, plant or animal tissues or samples etc. are treated under well-known conditions designed to extract high molecular weight DNA. . For example, cells of an unknown organism are suspended in extraction buffer, lysozyme is added to it and the suspension is incubated. Cell disruption can be further promoted by the addition of detergents and / or increased temperature. After digestion with protease, chloroform / phenol extraction and ethanol precipitation are performed to complete DNA extraction. Another extraction method, which is much faster than phenol / chloroform extraction, is the rapid separation of DNA using ethanol precipitation. This method is preferably used to separate DNA directly from colonies or small volumes of liquid medium. This method is described in Davis, RW et al. “A Manual for Genetic E”.
ngineering, Advanced Bacterial Genetics "(hereafter referred to as" Davis "), Cold Spring Harbor Laboratory, Co.
ld Spring Harbor, New York, 1980, p.120-121.

【0043】DNA(前核細胞又は真核細胞の(核又は核
以外の))は次の段階のために生理的緩衝液に溶解され
る。
DNA (prokaryotic or eukaryotic (nuclear or non-nuclear)) is lysed in physiological buffer for the next step.

【0044】抽出されたDNA の消化は制限エンドヌクレ
アーゼ酵素で行う。どんな制限エンドヌクレアーゼ酵素
でも用いることができるが、勿論確認しようとするもの
と同じ種の有機体から得たものでないならば、という条
件がつく。なぜならば、もしこの条件に反する場合は、
DNA は完全無傷のまま残るであろうから(このことが、
結局は有機体を同定することになるだろう。なぜならば
酵素がそれ自身の起源である種から得られたDNA を切断
するとは思われないからである)。特徴づけるべき有機
体種は未知であろうから、断片の消化物を得るには最少
量の試行錯誤が課されるが、これは熟練した当業者が不
必要な実験を行わずに日常的に実行できる程度の仕事で
ある。可能性のある制限エンドヌクレアーゼ酵素の例
は、Bgl I, BamH I, EcoR I, Pst I, Hind III,
Bal I, Hga I, Sal I, Xba I,Sac I, Sst I, Bcl
I,Xho I, Kpn I, Pvu II, Sau IIIa ,その他であ
る。デービス, 同上,p.228-230もみよ。一種類以上のエ
ンドヌクレアーゼ混合物も消化のために用いることがで
きる。普通は、DNA とエンドヌクレアーゼは適当な緩衝
液中で一緒に、適当な時間(1〜48時間の範囲内、温度
範囲は25℃−65℃で、好ましくは37℃)インキュベート
する。
Digestion of the extracted DNA is carried out with a restriction endonuclease enzyme. Any restriction endonuclease enzyme can be used, with the proviso that it is, of course, not from the same species of organism as the one to be identified. Because if this condition is violated,
The DNA will remain completely intact (this
Eventually it will identify the organism. Because it is unlikely that the enzyme will cut DNA from its own source, the species). Since the organism species to be characterized will be unknown, a minimum amount of trial and error will be required to obtain a fragment digest, which will be routinely performed by a skilled person without undue experimentation. It is a work that can be performed. Examples of possible restriction endonuclease enzymes are Bgl I, BamHI, EcoR I, Pst I, Hind III,
Bal I, Hga I, Sal I, Xba I, Sac I, Sst I, Bcl
I, Xho I, Kpn I, Pvu II, Sau IIIa and others. Davis, Id., P.228-230. Mixtures of one or more endonucleases can also be used for digestion. Normally, the DNA and endonuclease are incubated together in a suitable buffer for a suitable period of time (ranging from 1 to 48 hours, temperature range 25 ° C-65 ° C, preferably 37 ° C).

【0045】その結果得られたクロマトグラフパターン
は、用いた1又はそれ以上のエンドヌクレアーゼのタイ
プに依存するだろうし、エンドヌクレアーゼに特異的で
あるだろう。従って消化のためにどの酵素(1種類か又
は数種類)を用いたかに注意する必要がある。なぜなら
ば、カタログに用いられる比較用パターンは、同じ酵素
又は酵素類を用いて作られていなければならないからで
ある。
The resulting chromatographic pattern will depend on the type of one or more endonucleases used and will be specific to the endonuclease. Therefore, it is necessary to pay attention to which enzyme (one kind or several kinds) was used for digestion. This is because the comparative patterns used in the catalog must be made with the same enzyme or enzymes.

【0046】エンドヌクレアーゼ消化後、種々の大きさ
の断片を含むインキュベーション混合物は適当なクロマ
トグラフィー法によって分離される。核酸消化物を大き
さによって分離することができて、その後の核酸プロー
ブとのハイブリッド化を可能とする方法ならなんでも用
いることができる。好ましいのはゲル電気泳動法であ
り、特に好ましいのは、アガロース・ゲル電気泳動法で
ある。この装置では、DNA 消化物は、普通は適当な緩衝
液中で電気泳動にかけられ、ゲルは普通は、臭化エチジ
ウム溶液に浸され、多分加えられる標準マーカー断片が
見えるようにするためにUV−光−箱に置かれる。
After endonuclease digestion, the incubation mixture containing fragments of different sizes is separated by suitable chromatographic methods. Any method that allows the nucleic acid digests to be separated by size and allows subsequent hybridization with nucleic acid probes can be used. The gel electrophoresis method is preferable, and the agarose gel electrophoresis method is particularly preferable. In this device, the DNA digest is usually electrophoresed in a suitable buffer and the gel is usually soaked in ethidium bromide solution and UV-probably exposed to visible marker fragments that may be added. Light-placed in a box.

【0047】分離し、目で見えるようにした後、そのDN
A 断片をサウザーン法によりニトロセルローズ濾紙に移
す(「Journal of Molecular Biology」38:503-517(197
5))。この移し換えは、変性および中和段階後に行うこ
とができ、普通は長時間かけ(約10−20時間)るか又は
電気的力をかけて、ゲルから濾紙へと移される。ゲルか
ら濾紙への移動を促進する機器は市販されている。受け
とったニトロセルローズ濾紙は次いでDNA を濾紙に結合
するため高温(60−80℃)で数時間加熱される。濾紙に
結合したDNA 消化断片のハイブリッド化に利用されるプ
ローブは、核酸プローブであり、或る与えられたよくわ
かっている有機体から得られたものであることが望まし
い。それは検出可能なように標識化されているか、又は
標識化されていないかのどちらかであるが、検出可能な
ように標識化されているものが望ましい。この場合に
は、核酸プローブは、そのような有機体から得られた検
出可能な標識化リボソームDNA(rRNA) 、リボソーム情報
を含む切り込み翻訳標識化DNA プローブ、リボソーム情
報を含むクローンDNA プローブ又はプローブ有機体から
のリボソームRNA に相補的である検出可能な標識化DNA
(rRNAcDNA) のいずれかである。組合せの選択によっ
て、リボソームプローブは前核細胞からのものでも真核
細胞(細胞質由来、又は小器官由来)からのものでもよ
い。最も好ましいのは、検出可能な標識が放射性燐のよ
うな放射性標識であることである(例、32P, 3H又は
14C)。核酸プローブは金属原子で標識化してもよい。
例えば、ウリジンおよびシチジンヌクレオチドは共有結
合水銀誘導体を形成することができる。水銀と結合した
ヌクレオシド・三燐酸は逆転写酵素を含む多くの核酸ポ
リメラーゼの良い基質である(Dale et al.,「Proceedin
gs of the National Academy of Sciences 」70: 2238-
2242, 1973)。天然核酸の直接的共有結合による水銀化
が報告された( Dale et al.,「Biochemistry」14 : 244
7-2457) 。水銀化重合体のリアニーリング(reannealin
g) 性は、対応する水銀のない重合体のそれと似ている
( Dale and Ward, 「Biochemistry」14 : 2458-2469)
。金属標識化プローブは、例えば光−聴音スペクトロ
スコピー、X線スペクトロスコピー、例えばX線蛍光、
X線吸収又は光子スペクトロスコピーによって検出する
ことができる。
After separating and visualizing, the DN
The A fragment is transferred to nitrocellulose filter paper by the Southern method ("Journal of Molecular Biology" 38: 503-517 (197
Five)). This transfer can be done after the denaturation and neutralization steps and is usually transferred from the gel to the filter paper over a long period of time (about 10-20 hours) or by applying electrical force. Devices that facilitate transfer from gel to filter paper are commercially available. The received nitrocellulose filter paper is then heated at elevated temperature (60-80 ° C) for several hours to bind the DNA to the filter paper. The probe utilized to hybridize the DNA digestion fragments bound to the filter paper is a nucleic acid probe, preferably derived from a given well-known organism. It is either detectably labeled or unlabeled, but it is preferably detectably labeled. In this case, the nucleic acid probe is a detectable labeled ribosomal DNA (rRNA) obtained from such an organism, a notch translation labeled DNA probe containing ribosome information, a cloned DNA probe containing ribosome information or a probe Detectable labeled DNA that is complementary to ribosomal RNA from the airframe
(rRNA cDNA). Depending on the choice of combination, the ribosomal probe may be from a prokaryotic cell or a eukaryotic cell (cytoplasm-derived or organelle-derived). Most preferably, the detectable label is a radioactive label such as radioactive phosphorus (eg 32 P, 3 H or
14 C). The nucleic acid probe may be labeled with a metal atom.
For example, uridine and cytidine nucleotides can form covalently bound mercury derivatives. Nucleoside triphosphate bound to mercury is a good substrate for many nucleic acid polymerases including reverse transcriptase (Dale et al., “Proceedin
gs of the National Academy of Sciences 70: 2238-
2242, 1973). Direct covalent mercuration of natural nucleic acids has been reported (Dale et al., "Biochemistry" 14: 244).
7-2457). Reannealing of Mercury Polymers
g) the nature is similar to that of the corresponding mercury-free polymer
(Dale and Ward, "Biochemistry" 14: 2458-2469)
. The metal-labeled probe is, for example, photo-acoustic spectroscopy, X-ray spectroscopy, for example X-ray fluorescence,
It can be detected by X-ray absorption or photon spectroscopy.

【0048】真核細胞および前核細胞からのrRNAの分離
は、当業者にはよく知られている。例えば真核細胞質リ
ボソームからrRNAを調製するためには、RNA を全細胞又
はリボソームから抽出し、スクロース勾配遠心法により
分離することができ、18S 型および28S 型フラクション
を分子量既知のマーカーを用いて集めることができる
(例えばPerry, R.P. およびKelly, D.E.,著「28S およ
び18S リボソームRNA の生産が少量のアクチノマイシン
Dによって阻害される時の 5S RNA の持続性合成」J.Ce
ll. Physiol.,72:235-246(1968) 、ここに参考文献とし
て記されている)。当然の結果として、小器官由来rRNA
は、同様な方法で、小器官フラクションから分離され精
製される(例えば Van Etten R.A. et al.,「Cell」 2
2:157-170 (1980)、又はEdwards, K. et al.,「Nucleic
Acids Reserch 」, 9 : 2853-2869(1981))。
Separation of rRNA from eukaryotic and prokaryotic cells is well known to those of skill in the art. For example, to prepare rRNA from eukaryotic cytoplasmic ribosomes, RNA can be extracted from whole cells or ribosomes and separated by sucrose gradient centrifugation and the 18S and 28S fractions collected using markers of known molecular weight. (For example, Perry, RP and Kelly, DE, “Sustainable Synthesis of 5S RNA When Production of 28S and 18S Ribosomal RNA Is Inhibited by Small Actinomycin D”, J. Ce.
ll. Physiol., 72: 235-246 (1968), incorporated herein by reference). As a corollary, organelle-derived rRNA
Is isolated and purified from organelle fractions in a similar manner (eg Van Etten RA et al., “Cell” 2
2: 157-170 (1980), or Edwards, K. et al., `` Nucleic
Acids Reserch ", 9: 2853-2869 (1981)).

【0049】もし放射性標識化リボソームRNA プローブ
を用いるならば、このものは、適当な放射能をもつ化合
物を含んだ栄養物、又はそのような化合物を含む培養培
地中で、生育又は培養されたプローブ有機体から分離さ
れる。プローブが相補性DNAである場合( rRNAcDNA )
、このものは、プローブ有機体から分離されたrRNAを
放射性ヌクレオシド・三燐酸(例えば32P−ヌクレオシ
ド又は 3H−ヌクレオシド)の存在下、逆転写すること
によって作られる。
If a radiolabeled ribosomal RNA probe is used, this is a probe which has been grown or cultivated in a nutrient containing a compound having suitable radioactivity, or in a culture medium containing such a compound. Separated from organisms. When the probe is complementary DNA (rRNAcDNA)
, This is made by reverse transcribing rRNA isolated from the probe organism in the presence of radioactive nucleoside triphosphates (eg 32 P-nucleosides or 3 H-nucleosides).

【0050】標識化リボソームプローブは、又切り込み
翻訳DNA 分子、特に小器官由来の全環状DNA から得られ
たものであってもよい。具体的には、葉緑体又は糸粒体
の環状DNA が、放射性標識の存在下切り込み翻訳される
ことによって標識化DNA リボソームプローブが得られ
る。葉緑体標識化プローブは、葉緑体DNA と最も良くハ
イブリッド化し、糸粒体標識化プローブは、糸粒体DNA
と最も良くハイブリッド化するであろう。葉緑体(又は
糸粒体)の切り込み翻訳標識化リボソームプローブは、
糸粒体(又は葉緑体)DNA と2番目に良くハイブリッド
化するであろう。それは、あまり好ましくない形ではあ
るが、全植物(又は動物)のDNA ともハイブリッド化す
るだろう。リボソームプローブは、実用性を考慮した場
合はこの方法が良いとはいえないとしても真核細胞の核
DNA からも切り込み翻訳によって得られるかも知れな
い。これを実現するより有用なアプローチは、真核細胞
の核DNA からrRNA遺伝子を切りとり(制限酵素によ
り)、断片を分け、リボソーム遺伝子配列を同定し(ハ
イブリッド化によって)、そしてそのリボソーム遺伝子
配列を分離する(電気泳動法によって)ことである。次
いで分離したrRNA配列はプラスミド又はベクターに再結
合され、適当な宿主の形質転換(transformation)後32
−含有媒質中でクローニングを行えばよい。もう一つの
方法は、形質転換宿主を増殖し、次いでDNA を分離し、
切り込み翻訳によってそれを標識化するか、又はDNA を
分離し、rRNA配列を切りとり、次いで標識化する。得ら
れたリボソームプローブは rRNAcDNA と同じ状態でハイ
ブリッド化する(後記参照)。
The labeled ribosomal probe may also be one obtained from a truncated translated DNA molecule, in particular a whole circular DNA from the organelle. Specifically, chloroplast or filamentous circular DNA is cut and translated in the presence of a radioactive label to obtain a labeled DNA ribosomal probe. The chloroplast-labeled probe hybridizes best with chloroplast DNA and the glomerular-labeled probe hybridizes
Will hybridize best with. The incision translation labeled ribosome probe of chloroplast (or glomerulus) is
It will hybridize second best with glomerular (or chloroplast) DNA. It will hybridize to the DNA of the whole plant (or animal), albeit in a less preferred form. The ribosome probe is a nucleus of eukaryotic cells, even if this method is not good in consideration of practicality.
It may also be obtained from DNA by truncation translation. A more useful approach to achieve this is to cut the rRNA gene from the eukaryotic nuclear DNA (with a restriction enzyme), split the fragment, identify the ribosomal gene sequence (by hybridization), and separate the ribosomal gene sequence. (By electrophoresis). The isolated rRNA sequence is then religated into a plasmid or vector, 32 P after transformation of an appropriate host.
-The cloning may be carried out in the containing medium. Another method is to grow a transformed host, then isolate the DNA,
Label it by truncation translation or separate the DNA, excise the rRNA sequence, and then label. The resulting ribosomal probe hybridizes in the same state as rRNA cDNA (see below).

【0051】好ましい核酸プローブは、プローブ有機体
からのrRNAに相補的な、放射性標識化DNA である。具体
的には、rRNAはプローブ有機体からリボソームを分離
し、個々に分け、そして適したRNA を上述のようにして
実質的に精製する。斯くして得られたリボソームRNA
は、リボソームを含まず、運搬RNA(tRNA) 、又は伝達RN
A(mRNA) のような他のRNA もほとんど含まない。前核細
胞rRNAは普通は3種類のサブグループを含む。いわゆる
5S、16S 、および23S-断片である。cDNAへの逆転写は3
種類すべての混合物で行われるか、さもなければ16S お
よび23S 断片の混合物で行われる。これら成分のうち一
つだけで逆転写を行うのは、或る状態では可能であると
はいえ、あまり好ましくはない。真核rRNAは、普通は2
種類のサブグルーブ、18S 型および28S 型を含む。そし
てcDNAへの逆転写は18S および28S 断片の混合物か、こ
れらの中の各々によって行われる。
A preferred nucleic acid probe is radiolabeled DNA complementary to rRNA from the probe organism. Specifically, rRNA separates ribosomes from probe organisms, separates, and the appropriate RNA is substantially purified as described above. Ribosomal RNA thus obtained
Is a ribosome-free carrier RNA (tRNA), or transducing RN.
It contains almost no other RNA such as A (mRNA). Prokaryotic rRNA usually contains three subgroups. So-called
5S, 16S, and 23S-fragments. Reverse transcription to cDNA is 3
It is done with a mixture of all species or else with a mixture of 16S and 23S fragments. Reverse transcription with only one of these components is possible in some situations, but less preferred. Eukaryotic rRNA is usually 2
Includes types of subgrooves, 18S and 28S. And reverse transcription into cDNA is performed by a mixture of 18S and 28S fragments, or each of these.

【0052】他の種類のRNA をほとんど含まない純粋の
rRNAを、cDNAに逆転写することのできる逆転写酵素と共
にインキュベートする。この場合より好ましいのは、仔
牛甲状腺DNA 加水分解物のようなプライマーの存在下に
おいて、鳥骨髄芽球症ウィールス(AMV)からの逆転写酵
素とインキュベートすることである。混合物は適当なデ
オキシヌクレオシド三燐酸を含んでいなければならず、
そのヌクレオシドのうち少くとも一つは、例えば32Pに
よって、放射性標識化されている。例えば、デオキシシ
チジン5′−(32P)、デオキシチミジン5′−
32P)、デオキシアデニン5′−(32P)、又はデオ
キシグアニジン5′−(32P)・三燐酸が放射性ヌクレ
オシドとして用いられる。30分〜5時間、25℃−40℃で
インキュベートし、クロロホルムおよびフェノールによ
る抽出および遠心分離並びにクロマトグラフィー後、放
射性標識化フラクションを合一し、cDNAプローブとす
る。実質的には純粋な型の放射性標識化cDNAプローブ、
即ち非標識化分子がなく、他の型のRNA に相補的なcDNA
もなく、蛋白性物質もなく、膜、小器官等の細胞成分も
ない放射性標識化cDNAプローブも、本発明の一面を構成
する。好ましいプローブは前核細胞の標識化 rRNAcDNA
で、最も好ましいのは細菌の標識化 rRNAcDNA である。
プローブの種は、細菌性微生物、例えばエンテロバクテ
リアセア (Enterobacteriaceae)、ブルセラ(Brucell
a)、バシルス(Bacillus)、シュードモナス(Pseudomona
s) 、ラクトバシルス(Lactobacillus) 、ハエモフィル
ス(Haemophillus)、ミクロバクテリウム (Microbacter
ium)、ビブリオ(Vibrio)、ネイセリア(Neisseria) 、バ
クトロイデス(Bactroides)科に含まれる種、およびその
他の嫌気性群、例えばレジオネラ(Legionella)等が使わ
れる。本出願において前核細胞の実施例は、細菌性前核
プローブ有機体としての大腸菌の使用に限られていると
はいえ、決してこの微生物に限られるものではない。プ
ローブとして放射性標識化型のcDNAの使用は、DNA のハ
イブリッド化中の安定性がより大きいので放射性標識化
リボソームRNA の使用より好ましい。
Pure containing almost no other types of RNA
The rRNA is incubated with a reverse transcriptase that can reverse transcribe to cDNA. More preferred in this case is incubation with reverse transcriptase from avian myeloblastosis virus (AMV) in the presence of primers such as calf thyroid DNA hydrolysate. The mixture must contain the appropriate deoxynucleoside triphosphates,
One at least of its nucleoside, for example by 32 P, are radioactively labeled. For example, deoxycytidine 5 ′-( 32 P), deoxythymidine 5′-
(32 P), deoxyadenine 5 '- (32 P), or deoxyguanidine 5' - (32 P) · triphosphates are used as radioactive nucleosides. After incubation for 30 minutes to 5 hours at 25 ° C to 40 ° C, extraction with chloroform and phenol, centrifugation and chromatography, the radiolabeled fractions are combined and used as a cDNA probe. A radiolabeled cDNA probe in substantially pure form,
That is, there is no unlabeled molecule and cDNA complementary to other types of RNA.
Also, a radiolabeled cDNA probe that is free of protein substances and free of cellular components such as membranes and organelles constitutes one aspect of the present invention. Preferred probes are labeled prokaryotic rRNA cDNAs.
And most preferred is bacterial labeled rRNA cDNA.
The species of the probe is a bacterial microorganism such as Enterobacteriaceae or Brucella.
a), Bacillus, Pseudomona
s), Lactobacillus, Haemophillus, Microbacter
ium), Vibrio, Neisseria, species from the Bactroides family, and other anaerobic groups such as Legionella. Although the pronuclear cell example in this application is limited to the use of E. coli as a bacterial pronuclear probe organism, it is by no means limited to this microorganism. The use of radiolabeled cDNA as a probe is preferred over the use of radiolabeled ribosomal RNA because of its greater stability during DNA hybridization.

【0053】標識化cDNAプローブがrRNAの忠実なコピー
でなければならないこと、即ち合成が行われるあらゆる
時に鋳型rRNAの全ヌクレオタイド配列が転写されたもの
であることを認識することが重要である。プライマーの
使用はこの点で必須である。cDNAが忠実なコピーである
ということは、ハイブリッド化後にこれが二つの特性を
もっているという事実によって証明することができる: 1.cDNAは標識化rRNAの 100%をリボヌクレアーゼ消化
から保護しなければならない;そして 2.標識化cDNAは、S1ヌクレアーゼに対する抵抗によ
ってわかるように、rRNAに特異的にアニールしなければ
ならない。
It is important to recognize that the labeled cDNA probe must be a faithful copy of the rRNA, ie that the entire nucleotide sequence of the template rRNA is transcribed at every time synthesis takes place. The use of primers is essential in this respect. That the cDNA is a faithful copy can be evidenced by the fact that it has two properties after hybridization: The cDNA must protect 100% of the labeled rRNA from ribonuclease digestion; and Labeled cDNA must anneal specifically to rRNA as evidenced by resistance to S1 nuclease.

【0054】ベルジャンスキーM.M.らの「C.R.Acad.Sc
Paris 」t286, シリーズD., p.1825-1828(1978) には大
腸菌rRNAに由来する 3H−放射性標識化cDNAについて記
載されている。この研究におけるcDNAは、本発明のよう
にプライマーの存在下逆転写酵素で調製したものではな
く、リボヌクレアーゼU2 を用いてあらかじめ分割して
おいたrRNAを鋳型として用いDNA ポリメラーゼIで調製
したものである。ベルジャンスキーらのrRNA消化産物(R
NAse U2 による)は、最初のrRNAと異なる塩基比を有
し、塩基および/又は短かい断片が失なわれたことを示
している。このようにして得られたcDNAは忠実なコピー
ではない。その上ベルジャンスキーが用いたDNA ポリメ
ラーゼIの使用は、rRNAのヘテロ重合転写に対するホモ
重合転写の優位に拍車をかけることが知られている(参
照、Sarin P.S. et al.,「Biochem.Biophys. Res. Com
m.」, 59:202-214(1974)) 。
Beljansky MM et al. “CRAcad.Sc
Paris "t286, Series D., p. 1825-1828 (1978), describes 3 H-radiolabeled cDNA derived from E. coli rRNA. The cDNA in this study was not prepared by reverse transcriptase in the presence of a primer as in the present invention, but was prepared by DNA polymerase I using rRNA previously divided with ribonuclease U 2 as a template. is there. Beljansky et al.'S rRNA digestion product (R
NAse U 2 ) has a different base ratio than the original rRNA, indicating that bases and / or short fragments have been lost. The cDNA thus obtained is not a faithful copy. Moreover, the use of DNA polymerase I used by Beljansky is known to accelerate the predominance of homopolymeric transcription over heteropolymeric transcription of rRNA (see Sarin PS et al., “Biochem. Biophys. Res. .Com
m., 59: 202-214 (1974)).

【0055】これらをまとめると、「リボソーム」プロ
ーブは、a) rRNA 遺伝子を含むゲノムDNA から、クロー
ニングおよび/又は切り込み翻訳によって、b) リボソ
ームRNA それ自身から、又はc) rRNAcDNA から、rRNAの
逆転写によって得られる。
Taken together, a "ribosome" probe is a reverse transcription of rRNA from a) genomic DNA containing the rRNA gene, by cloning and / or truncation translation, b) from the ribosomal RNA itself, or c) from the rRNA cDNA. Obtained by

【0056】本発明工程の次の段階は、未知有機体から
の分離DNA 消化物の、標識化していないか又は(好まし
くは)放射性標識化したrRNA又はcDNAプローブとのハイ
ブリッド化である。ハイブリッド化は未知有機体からの
共有結合的に標識化されたDNA 消化物を含有する紙を、
リボソームプローブを含むハイブリッド化混合物と接触
することによって行われる。インキュベーションは加温
下(50−70℃)長時間かけて行い、その後、濾紙を洗っ
て結合していない放射能を除去し(必要な場合)、次い
で空気乾燥し、検出の用意をする。もう一つの、上記方
法より遙かに迅速にできる非常に好ましいハイブリッド
化は、コーンD.E(Kohne,D.E)らの「Biochemistry」16 :
5329-5341(1977)に参考文献として記載の、室温フェノ
ール乳濁液再対合法である。
The next step in the process of the invention is the hybridization of isolated DNA digests from unknown organisms with unlabeled or (preferably) radiolabeled rRNA or cDNA probes. Hybridization was performed on paper containing covalently labeled DNA digests from unknown organisms.
It is carried out by contacting with a hybridization mixture containing a ribosomal probe. Incubation is carried out at elevated temperature (50-70 ° C) for an extended period of time, after which the filter paper is washed to remove unbound radioactivity (if necessary) and then air dried to prepare for detection. Another highly preferred hybridization, which is much faster than the above method, is the "Biochemistry" 16: Kohne, DE et al.
5329-5341 (1977), a room temperature phenol emulsion re-pairing method.

【0057】ハイブリッド化後、この方法では適当にハ
イブリッド形成した断片の選択的検出が必要である。こ
の検出は、ハイブリッド形成した断片が二重鎖構造であ
ることを利用し、これによる選択的方法(非標識化プロ
ーブの場合)、ラジオオートグラフ法又はコンピュータ
ー化されていてもされていなくてもよく、これにより検
出スピードを増すのであろう適当な放射線スキャナー法
(標識化プローブの場合)によって行うことができる。
これらの方法は熟練した当業者にはよく知られており、
この点でこれ以上記すことはないだろう。
After hybridization, this method requires selective detection of appropriately hybridized fragments. This detection takes advantage of the fact that the hybridized fragment has a double-stranded structure, which allows a selective method (in the case of unlabeled probe), radio-autograph method or computerized or not. Well, this can be done by any suitable radiation scanner method (in the case of labeled probes) which will increase the detection speed.
These methods are well known to the skilled person,
There is nothing more to say in this regard.

【0058】この方法の最終産物は、特定の位置に種々
の強度の明および暗領域をもったクロマトグラフ帯パタ
ーンである。これらの位置はEcoR I消化λバクテリオフ
ァージDNA のようなマーカーの分離法にかけることによ
って、特定の断片サイズ(キロベース対)に容易に照合
させることができる。このようにして帯相互の相対的位
置も各帯の絶対的大きさも容易に確かめることができ
る。未知有機体の帯パターンをカタログ又はライブラリ
ーにある帯パターンと比較する。カタログ又はライブラ
リーには少くとも2から、ほとんど無限といってよい程
の数の確定せる種々の有機体の属および種のパターンを
掲載する本からなっていても良い。例えば人の病気を発
生させる病理学的に関係のある細菌は約100 と推定さ
れ、そのため、病原細菌の標準カタログは50〜150 のそ
のようなパターンを含むだろうと推定される。疫学的判
定システムのための細菌菌株の型のカタログもまた含ま
れていても良い。
The final product of this method is a chromatographic band pattern with light and dark regions of varying intensity at specific locations. These positions can be easily matched to a particular fragment size (kilobase pair) by subjecting the marker to a marker such as EcoR I digested lambda bacteriophage DNA. In this way, the relative positions of the bands and the absolute size of each band can be easily ascertained. The banding pattern of the unknown organism is compared to the banding pattern found in the catalog or library. The catalog or library may consist of at least two to almost infinite number of books listing the genus and species patterns of various organisms that can be defined. For example, it is estimated that there are about 100 pathologically relevant bacteria that cause human illness, so a standard catalog of pathogenic bacteria would contain 50-150 such patterns. A catalog of bacterial strain types for epidemiological judging systems may also be included.

【0059】帯パターンは用いたエンドヌクレアーゼ酵
素のタイプ又はタイプ群に依存し、多分放射性標識化プ
ローブの出所(プローブ有機体)として用いられた特定
の有機体に、そして又プローブ調製のために利用したリ
ボソームRNA 情報の組成(例えば前核細胞の5S、16S 又
は23S 型サブタイプか、16S および23S 型のみか等)に
依存するだろう。こうして、カタログは各プローブ毎
に、記録された帯サイズおよび相対的強度をもった、種
々の酵素−特異的帯パターンを含むかも知れない。濾紙
に結合した結合DNA の濃度が減るにつれて、最も強い帯
のみが見えるようになり、この又はこれらの帯のサイズ
で種を確認することができる。これら帯パターンの一つ
ずつは、それぞれに完全なリボソームRNA で得られる帯
パターンおよび/又は或るサブタイプのみを含むリボソ
ームRNA で得られる帯パターンを含むかも知れない。叙
上の変化又は順列は、勿論、全てライブラリーに利用さ
れる。その上真核有機体については、ライブラリーは一
つのタイプのDNA 、又は小器官および/又は核−DNA の
組み合わせを用いることにより生じる諸パターンを含む
かも知れない。各DNA 消化物のパターンは、プローブ組
成に依るであろう。カタログは、もし1種類以上の株又
は種が、抽出サンプル中に存在していて、プローブによ
って検出される場合、それから生ずるパターンを解釈で
きるように整理されている。
The banding pattern depends on the type or types of endonuclease enzyme used, and is probably used for the particular organism used as the source of the radiolabeled probe (probe organism) and also for probe preparation. It will depend on the composition of the ribosomal RNA information (eg 5S, 16S or 23S subtypes of prokaryotic cells, 16S and 23S types only, etc.). Thus, the catalog may contain various enzyme-specific band patterns with recorded band sizes and relative intensities for each probe. As the concentration of bound DNA bound to the filter paper decreases, only the strongest bands become visible, and the size of these or these bands can identify the species. Each of these band patterns may comprise a band pattern obtained with the complete ribosomal RNA and / or a band pattern obtained with ribosomal RNA containing only certain subtypes. The above changes or permutations are, of course, all available to the library. Moreover, for eukaryotic organisms, the library may contain patterns of one type of DNA, or organelles and / or nuclear-DNA resulting from the use of combinations. The pattern of each DNA digest will depend on the probe composition. The catalog is organized so that if one or more strains or species are present in the extracted sample and detected by the probe, the pattern resulting therefrom can be interpreted.

【0060】ユーザーは、得られた帯パターンを視覚的
に比較することもできるし、パターン認識用にプログラ
ムされた一次元のコンピューター式デジタルスキャナー
によっても比較することもできる。これらのコンピュー
タースキャナーは、タイム−オブ−セール(time - of
- sale) 処理(一般に利用される「スーパーマーケッ
ト」チェックアウトパターン読みとり装置)の当業者に
はよく知られている。理想としては、ライブラリー又は
カタログは複数の有機体の相対的帯パターンと、断片の
分子量又はサイズの絶対値とでコンピューターメモリー
の中に入っているべきである。そうなれば、カタログ比
較は、貯蔵情報要素の一つ又は両方(相対的パターンお
よび/又は絶対的サイズ要素)によって、未知のパター
ンをライブラリーに存在するパターンの一つと照合する
ことによって行われる。標準と比較した時の各帯の強度
は、ハイブリッド化した結合DNA の量をあらわすことも
できるので有機体の存在の程度、例えば真核細胞中の前
核細胞の存在の程度を推定するのに用いることができ
る。
The user can compare the resulting band patterns visually or by means of a one-dimensional computerized digital scanner programmed for pattern recognition. These computer scanners are time-of-sale.
sale) are well known to those skilled in the processing (commonly used "supermarket" checkout pattern readers). Ideally, the library or catalog should be in computer memory with the relative banding patterns of multiple organisms and the absolute value of the molecular weight or size of the fragments. If so, the catalog comparison is performed by matching the unknown pattern with one of the patterns present in the library by one or both of the stored information elements (relative pattern and / or absolute size element). The intensity of each band when compared to the standard can also represent the amount of hybridized bound DNA, so it can be used to estimate the extent of an organism, such as the presence of prokaryotic cells in eukaryotic cells. Can be used.

【0061】もしもユーザーが与えられた有機体の性質
を確認し、同定を更に進めたいと思うならば、そのよう
なユーザーは、未知の有機体を第二の異るエンドヌクレ
アーゼで消化し、得られた帯パターンを、二番目に選ん
だエンドヌクレアーゼの場合の有機体のカタログ帯パタ
ーンと比較すればよい。この過程は、正確な同定を行う
ために必要なだけ何回も繰り返すことができる。しかし
ながら、普通は単一プローブで一回分析をすれば大抵の
場合は十分である。
If the user wants to confirm the properties of a given organism and further identify, such a user can digest an unknown organism with a second, different endonuclease and obtain The resulting band pattern may be compared to the catalog band pattern of the organism for the second chosen endonuclease. This process can be repeated as many times as necessary to make an accurate identification. However, it is usually sufficient in most cases to perform a single analysis with a single probe.

【0062】本発明およびその変法は無数に応用でき
る。本発明は植物栽培者又は動物飼育者が彼等の対象物
を正しく確認するために用いてもよいし、臨床および微
生物学研究室で、真核細胞も含む何らかの媒体中に存在
する細菌、寄生虫又は菌類を同定するために用いてもよ
い。この後者の場合は、この方法は標準微生物検定法と
して用いられる。なぜならば微生物の分離および増殖の
必要がないからである。試験管内(in vitro)増殖および
特徴づけは、現在、マイコバクテリウム・レプラ(Mycob
acteriun leprae)(ライ病の病原菌)のような若干の微
生物にとっては不可能であり、必常的細胞内細菌(例え
ばリケッチャー、グラミジア等)のような若干の微生物
は標準培地上では不可能であるか、不可能でなくても非
常に危険である(例えばB.アントラシス(B. anthrac
is) (炭疽病の病原菌)。本法は核酸の単離に基づいて
おり、それは従来の細菌分離および特徴づけを行わない
から、これらの問題を排除することができる。この方法
はこれまで正式には記載のなかった微生物を検出するこ
とができると思われる。その上本法は、種の異なる菌株
を見分けることができ、これは、例えば細菌学における
疫学的類型化に役立つ。この方法は犯罪捜査で植物又は
動物組織を正しく、はっきりと同定するために、法医学
実験室で用いることができる。又作物被害の性質を確か
める場合、昆虫学者が昆虫の種を速かに同定するために
も用いられる。
The invention and its variants have numerous applications. The present invention may be used by plant growers or animal keepers to correctly identify their objects, and in clinical and microbiology laboratories, bacteria present in any medium, including eukaryotic cells, parasites. It may be used to identify insects or fungi. In this latter case, this method is used as a standard microbial assay. This is because there is no need for microbial isolation and growth. In vitro growth and characterization is currently underway for Mycobacterium lepra (Mycob lepra).
Not possible for some microorganisms such as acteriun leprae) (pathogens of Ley's disease) and some microorganisms such as essential intracellular bacteria (eg rickettcher, gramimidia, etc.) are not possible on standard medium Or very dangerous if not impossible (eg B. anthrac
is) (pathogen of anthrax). This method can eliminate these problems because it is based on the isolation of nucleic acids, which do not perform conventional bacterial isolation and characterization. It seems that this method can detect microorganisms that have not been formally described. Moreover, the method can distinguish between different strains, which is useful for epidemiological typing, for example in bacteriology. This method can be used in forensic laboratories to correctly and unambiguously identify plant or animal tissue in criminal investigations. It is also used by entomologists to quickly identify insect species when ascertaining the nature of crop damage.

【0063】更にこの方法を亜種以外の分類群(例えば
植物根の窒素酵素遺伝子;参照:Hennecke H 291「Natu
re」354(1981))の同定と結びつけることによって、この
方法論は個々の菌株の遺伝子型を調査し、同定するため
に用いることができる。
Further, this method is applied to taxa other than subspecies (for example, plant root nitrogen enzyme gene; reference: Hennecke H 291 "Natu.
Re "354 (1981)), this methodology can be used to probe and identify genotypes of individual strains.

【0064】この発明の方法は、微生物が見出されるあ
らゆる場所で、微生物の同定に好ましく使用される。こ
れら微生物は生理学的物質中にも非生理学的物質中にも
見出されるだろう。それらは工業的増殖培養基、培養肉
汁等の中に見出され、そして例えば遠沈法によって濃縮
させられるだろう。微生物が生理学的培地に見出される
のが好ましいし、それが感染した動物源に見出されるの
が最も好ましい。この後者の具体例では本法は動物、特
に好ましいのはヒトにおける細菌感染を診断するのに用
いられる。前核リボソームプローブによる細菌DNA の検
出および同定は高度に選択的で、動物(例えば哺乳類)
DNA の存在においてさえ障害なしに行える。もし前核リ
ボソームプローブを用いるならば、糸粒体DNA とのハイ
ブリッド化を最小にする条件を選ぶか、糸粒体の帯を当
該パターンから差し引くことができる。このようにして
この技術は臨床研究室、菌寄託機関、工業的発酵研究室
等において用いることができる。
The method of the present invention is preferably used for identification of microorganisms wherever they are found. These microorganisms will be found in physiological as well as non-physiological substances. They will be found in industrial growth media, culture broth, etc. and will be concentrated, for example by centrifugation. It is preferred that the microorganism be found in physiological media, most preferably it is found in the infected animal source. In this latter embodiment, the method is used to diagnose bacterial infections in animals, especially humans. Detection and identification of bacterial DNA with pronuclear ribosome probes is highly selective and can be performed in animals (eg mammals).
It can be done even without the presence of DNA. If a pronuclear ribosome probe is used, one can choose conditions that minimize hybridization to the glomerular DNA or subtract the glomerular bands from the pattern. In this way, this technique can be used in clinical laboratories, fungal depositary institutions, industrial fermentation laboratories and the like.

【0065】特に興味深いことは感染微生物の種および
菌株の同定に加えて、微生物の中に何らかの特殊な遺伝
子配列の存在を発見できる可能性のあることである。例
えば、薬剤耐性を仲介する伝達性プラスミッドR因子上
に見出される抗生物質耐性配列の存在を検出することが
できる。標識化R因子DNA 又はクローン標識抗生物質耐
性配列をハイブリット化混合物に加えることによって、
その有機体の抗生物質耐性の有無を正しく決めることが
できる(正規でない一本又は数本の帯があらわれる)。
又、加えた抗生物質耐性配列プローブ(1又は数種)の
存在下で一度ハイブリッド化した濾紙を再ハイブリッド
化してもよい。又、別の方法として、未知のDNA をアリ
コートに分け、第一のアリコートを同定のために、第二
のアリコートを薬剤耐性配列の存否のために、第三のア
リコートを毒素遺伝子のために用いるというように試験
することもできる。又、別の方法として、一放射線核種
(例えば32P)で標識化したリボソームプローブを別の
放射線核種(例えば 3H又は14C)で標識化したR−因
子プローブを加えてハイブリッド化混合物中で用いるこ
ともできるだろう。ハイブリッド化後、未知DNA 中のR
−因子DNA の存在を、二種類のスキャナーによる走査で
テストすることができる。一つは種および菌株同定のた
めであり(例えば32P)、他の一つは薬剤耐性等のため
のものである(例えば 3H又は14C)。この方法で実験
者は、微生物の分離および特徴づけをする必要なしに、
属および種を同定、菌株をタイプ分け、薬剤耐性、毒性
生産若しくはその他の特性、又は標識核酸配列若しくは
プローブで検出しうる種レベル以下の分類群のテストの
すべてを、一つの実験で行うことができる。
Of particular interest is the possibility, in addition to identifying the species and strain of the infecting microorganism, the possibility of discovering the presence of some unusual gene sequence in the microorganism. For example, the presence of antibiotic resistance sequences found on transmissible plasmid R factors that mediate drug resistance can be detected. By adding labeled Factor R DNA or clone-labeled antibiotic resistance sequences to the hybridizing mixture,
It is possible to correctly determine the presence or absence of antibiotic resistance of the organism (one or a few bands appearing irregular).
Alternatively, the filter paper once hybridized in the presence of the added antibiotic resistance sequence probe (one or several kinds) may be rehybridized. Alternatively, divide the unknown DNA into aliquots, use the first aliquot for identification, the second aliquot for the presence or absence of drug resistance sequences, and the third aliquot for the toxin gene. You can also test. Alternatively, as another method, a ribosomal probe labeled with one radionuclide (eg, 32 P) is added to an R-factor probe labeled with another radionuclide (eg, 3 H or 14 C) in a hybridization mixture. It could also be used. R in unknown DNA after hybridization
-The presence of factor DNA can be tested by scanning with two different scanners. One is for species and strain identification (eg 32 P), the other is for drug resistance etc. (eg 3 H or 14 C). In this way the experimenter is able to
Identification of genus and species, typing of strains, drug resistance, toxic production or other traits, or testing of taxa below species level detectable by labeled nucleic acid sequences or probes should all be done in a single experiment. it can.

【0066】R−因子は普遍的で、種の境界と交差して
いるので、同定は、いかなる細菌属又は種においても、
同じR−因子プローブで行うことができる(参照:Tomk
ins,L.S. etal.J. Inf. Dis., 141 : 625-636(198
1))。
Since the R-factor is ubiquitous and crosses the boundaries of the species, identification should be made in any bacterial genus or species.
It can be done with the same R-factor probe (see: Tomk
ins, LS et al. J. Inf. Dis., 141: 625-636 (198
1)).

【0067】更に、真核細胞又は前核細胞におけるウィ
ールス又はウィールス関連配列の存在も本発明の方法を
結合して検出および同定することができる。「Manual o
f Clinical Microbiology 」第三版(発行者 Lennette,
E.H, Amer Soc Microb 1980, 774-778)に掲載されてい
るすべてのウィールスを同定することができる。例え
ば、ピコルナヴィリデ(picornaviridae)、カリシヴィリ
デ(caliciviridae) 、レオヴィリデ(reoviridae)、トガ
ヴィリデ(togaviridae) 、オルトマイコヴィリデ(ortho
myxoviridae)、パラマイコヴィリデ(paramyxoviridae)
、ラブドヴィリデ(rhabdoviridae) 、レトロヴィリデ
(retroviridae)、アレナヴィリデ(arenaviridae)、コロ
ナヴィリデ(coronaviridae) 、ブニアヴィリデ(bunyavi
ridae)、パブオヴィリデ(parvoviridae)、パポバヴィリ
デ(papovaviridae) 、アデノヴィリデ(adenoviridae)、
ヘルペスヴィリデ(herpesviridae) 、ヴィドヴィリデ(v
idoviridae) およびポキシヴィリデ(poxviridae)等。
In addition, the presence of viruses or viral-related sequences in eukaryotic or prokaryotic cells can also be detected and identified by the method of the invention. "Manual o
f Clinical Microbiology "3rd edition (published by Lennette,
All viruses listed in EH, Amer Soc Microb 1980, 774-778) can be identified. For example, picornaviridae, caliciviridae, reoviridae, togaviridae, ortho-maicoviride
myxoviridae), Paramaikoviride (paramyxoviridae)
, Rhabdoviridae, Retroviride
(retroviridae), arenaviride (arenaviridae), coronaviride (coronaviridae), buniaviride (bunyavi)
ridae), puboviride (parvoviridae), papovaviride (papovaviridae), adenoviride (adenoviridae),
Herpesviridae, Vidovilide (v
idoviridae) and poxyviridae etc.

【0068】1)ウィールス性ゲノムが宿主DNA に組み込
まれている場合(DNA ウィールス例えばパポバヴィリデ
メンバー、RNA ウィールス例えばレトロヴィリデメンバ
ー)は、高分子量DNA を組織から抽出し、制限酵素によ
って消化する。全体的手順は細菌の場合と同様である。
ウィールス性プローブの選択は、この場合も、求められ
ている課題次第であり、「プローブウィールス」および
検出すべきウィールス関連配列間の相同性の程度に依存
する。都合よい配列相同性を得るためには、プローブお
よび組織の配列がウィールスの同じ科属又は種に関係し
ていることが必要だろう。保存された配列の程度に加え
て、ウィールスプローブが宿主DNA のウィールス関連配
列とハイブリッドを形成するかしないかは、ハイブリッ
ド化の条件、例えばストリンジェント条件であるかリラ
ックス条件であるかによって決まるだろう。ハイブリッ
ド化の結果は、宿主DNA に組み込まれたウィールス性配
列があることを示す一本の帯又は帯パターンであるだろ
う。この情報は、発癌の予測に役立つ。クローン化ウィ
ールス配列を含む標識化相補性核酸プローブのいずれを
もプローブとすることができる。RNA ウィールスの場合
には、例えばウィールス RNA を用いて逆転写酵素でDN
A を作ることができ、DNA ウィールスの場合には、例え
ば切り込み翻訳によって標識化したウィールスDNA を用
いることができる。ここでも複数のプローブ、特に、異
なる標識をしたプローブを用いることができる。
1) When the virus genome is integrated into the host DNA (DNA virus such as papovaviride member, RNA virus such as retroviride member), high molecular weight DNA is extracted from a tissue and the restriction enzyme is used. Digest. The overall procedure is similar to that for bacteria.
The choice of viral probe will again depend on the task sought and will depend on the degree of homology between the "probe virus" and the viral related sequence to be detected. To obtain convenient sequence homology, it will be necessary for the probe and tissue sequences to be related to the same family or species of Weels. In addition to the degree of conserved sequences, the Willes probe may or may not hybridize to the Wills related sequences of the host DNA, depending on the conditions of hybridization, for example, stringent or relaxed conditions. . The result of the hybridization will be a single band or band pattern indicating the presence of viral sequences integrated into the host DNA. This information helps predict carcinogenesis. Any of the labeled complementary nucleic acid probes containing the cloned viral sequences can be used as the probe. In the case of RNA viruses, for example, using virus RNA, DN with reverse transcriptase.
A can be made and in the case of DNA viruses, for example, viral DNA labeled by truncation translation can be used. Again, multiple probes can be used, especially those with different labels.

【0069】同じ一般的特徴がDNA およびRNA ウィール
スに等しくあてはまる。ウィールスのゲノムは相対的に
小さく、沈降核酸は遠心分離によって集めるのが好まし
い。全操作を核酸全部を用いて行ってもよいし、種々の
操作を別々に行ってもよい。遠心分離する前に、細胞RN
A をスプーリングで、取り除くことにより、ウィールス
核酸を濃縮することができると考えられる。これは、ウ
ィールスゲノムが組み込まれているかどうかを調べるた
めにも用いることができる。
The same general characteristics apply equally to DNA and RNA viruses. The viruses genome is relatively small and the precipitated nucleic acids are preferably collected by centrifugation. All operations may be performed using all nucleic acids, or various operations may be performed separately. Before centrifugation, cell RN
It is thought that the virus nucleic acid can be concentrated by removing A by spooling. It can also be used to determine if the Wiles genome has been integrated.

【0070】ウィールスプローブをハイブリッド化する
ためには、そのプローブが未知有機体と同じ科、属又は
種であることが必要だし、少くとも最も好ましい。反応
条件、ストリンジェントかリラックスかが、与えられた
プローブと関連性の低いゲノムとがハイブリッドを形成
するか否かを決める。プローブは、標識化されたクロー
ンウィールス配列であるかも知れないし、完全なゲノム
又はその一部であるかも知れない。
In order to hybridize a Weals probe, it is necessary, and at least most preferred, that the probe is of the same family, genus or species as the unknown organism. The reaction conditions, stringent or relaxing, determine whether a given probe will hybridize to a less related genome. The probe may be a cloned clone virus sequence, which may be the entire genome or a part thereof.

【0071】前記したサウザーンに記載の方法は、大き
いDNA 断片(約0.5 キロペース以上)を、アルカリ変性
後、ニトロセルロース紙に移し換えるために有用であ
る。この方法はDNA ウィールスの場合には有用で、RNA
ウィールスの場合には役に立たないかも知れない。RNA
を活性化セルロース紙(ジアゾベンジルオキシメチル
紙)に移して共有結合で結合させ、そしてこれをRNA ウ
ィールスのために用いることができる。サウザーン法の
トーマスによる変法(Thomas, P.,「Proc. Nat. Acad.Sc
i 」USA 77: 5201-5205(1980))は、RNA および小さいDN
A 断片を、ハイブリッド化のために、ニトロセルロース
紙に効率的に移すのに用いることができる。RNA および
小DNA 断片を、グリオキザールおよびジメチルスルフォ
キシドで変性し、アガロースゲル中で電気泳動にかけ
る。この操作で、100 〜2000ヌクレオタイドであるDNA
断片、およびRNA は効率的に移動し、ハイブリッド化中
ニトロセルロース紙上に残留する。これは、小さいリボ
ソームDNA 断片に対しても有用である。そこで、最も好
ましいのは制限酵素によって消化された標本を分割し、
その一部の核酸をグリオキザールで変性することであ
る。サウザーンおよびトーマス操作法は、最大量の情報
を与えるであろう。
The method described in Southern described above is useful for transferring large DNA fragments (about 0.5 kilopace or more) to nitrocellulose paper after alkaline denaturation. This method is useful in the case of DNA viruses,
In the case of Wheels it may not be useful. RNA
Can be transferred to activated cellulose paper (diazobenzyloxymethyl paper) and covalently attached and used for RNA viruses. Thomas's modification of the Southern method (Thomas, P., "Proc. Nat. Acad. Sc.
i "USA 77: 5201-5205 (1980)) is an RNA and small DN.
The A fragment can be used to efficiently transfer to nitrocellulose paper for hybridization. RNA and small DNA fragments are denatured with glyoxal and dimethylsulfoxide and electrophoresed in an agarose gel. With this operation, DNA that is 100-2000 nucleotides
The fragments, and RNA migrate efficiently and remain on the nitrocellulose paper during hybridization. It is also useful for small ribosomal DNA fragments. Therefore, it is most preferable to divide the sample digested with the restriction enzyme,
That is, a part of the nucleic acid is denatured with glyoxal. The Southern and Thomas maneuvers will give the greatest amount of information.

【0072】2)DNA ウィールスの場合、二重鎖(DS) ウ
ィールスDNA で制限分析を行うことによって存在するウ
ィールスを同定することができる。単鎖(SS)DNA ウィー
ルスは種々異る長さのゲノムを有するだろう。ハイブリ
ッドを形成するプローブ(配列情報は DS-DNA に変換さ
れ得る)、ハイブリッドを形成した断片のパターンおよ
び/又は1若しくは複数のサイズはウィールスの同定に
使用できる。ここでも又、相補性核酸プローブを得る多
数の方法がある。例えば DS-DNA の場合は、切り込み翻
訳を用いることができ、 SS-DNA の場合には、DNA ポリ
メラーゼがcDNA合成のために用いられる。
2) In the case of DNA viruses, existing viruses can be identified by performing restriction analysis on double-stranded (DS) virus DNA. Single-stranded (SS) DNA viruses will have different length genomes. Hybridizing probes (sequence information can be converted to DS-DNA), patterns of hybridizing fragments and / or one or more sizes can be used to identify viruses. Again, there are numerous ways to obtain complementary nucleic acid probes. For example, in the case of DS-DNA, truncated translation can be used, and in the case of SS-DNA, DNA polymerase is used for cDNA synthesis.

【0073】3)RNA ウィールスの場合、RNA は制限エン
ドヌクレアーゼによって消化されない(配列情報はDS-D
NAに変換されたかも知れない)。異るRNA ウィールスの
ゲノムは異る大きさをもち、若干のRNA ウィールスのゲ
ノムには1分子以上の分子がある。このことにより、或
るプローブ又は合一プローブによって検出された塩基配
列に沿って、RNA ウィールスを同定することができる。
プローブの1例は、ウィールスRNA を用いて合成したcD
NAである。
3) In the case of RNA viruses, RNA is not digested by restriction endonucleases (sequence information is DS-D
It may have been converted to NA). The genomes of different RNA viruses have different sizes, and some RNA viruses have more than one molecule in their genome. As a result, RNA viruses can be identified along the base sequence detected by a certain probe or a coalescing probe.
One example of a probe is cD synthesized using virus RNA.
It is NA.

【0074】標本中の感染性病原菌を探す場合、その標
本から核酸を抽出することにより、又は先づ培地又は細
胞で培養して病原菌の数をふやすこと、又は遠心法のよ
うな濃縮過程を用いること又はすべてのアプローチを試
みることによって直接的に探すことができる。
To search for infectious pathogens in a sample, nucleic acid is extracted from the sample, or the cells are first cultured in a medium or cells to increase the number of pathogens, or a concentration process such as centrifugation is used. Or try all the approaches directly.

【0075】本発明から、その方法を実行するために必
要な要素を含む「キット」を作成することは容易であ
る。そのようなキットは、試験管又はバイアルのような
1個以上の容器をその中にきっちりと詰められるように
仕切られたキャリヤーからなるものであろう。上記容器
の一つは、非標識化核酸プローブ又は例えば有機体プロ
ーブからのリボソームRNA に対する放射性標識化cDNAの
ような検出可能に標識された核酸プローブ(細菌を確認
するためのキットの場合は、前核細胞の rRNAcDNA が一
層好ましい)を含んでいて良い。標識化核酸プローブ
は、凍結乾燥の形か又は必要ならば適当な緩衝液中に存
在するだろう。1又はそれ以上の容器は未知有機体から
のDNA の消化に利用される一種類かそれ以上のエンドヌ
クレアーゼ酵素を含むだろう。これら酵素はそれだけ
で、又は混合物として、凍結乾燥形か、適当な緩衝液溶
液となって存在する。キットに採用される酵素類は、そ
のためのカタログが用意されているような酵素であるこ
とが理想的である。しかしユーザーが実験時に自分達自
身の比較標準を作ることを妨げるものは何もないので、
もしユーザーが、或る未知のものが実際に、与えられた
属又は種のものであることを疑うならば、その人は既知
のものの帯パターンを作り、それを未知のものの帯パタ
ーンと比較すればよい。このように、キットはこのサブ
プロセスを行うのに必要なすべての要素を含んでもよ
い。これらの要素とは、1以上の既知有機体(細菌のよ
うな)又は既知有機体から分離されたDNA を含む。その
他に、キットは、広く小冊子、又は本又はパンフレット
と定義される「カタログ」又はコンピューターテープ又
はディスク、又はコンピューターアクセスナンバー等々
を含み、これらは植物の種、哺乳類の種、細菌の種、特
に病理学的に重要な細菌、昆虫の種等のような或る群の
種々の有機体のクロマトグラフィー帯パターンを内蔵す
る。このようにしてユーザーは未知有機体の帯パターン
を用意し、これをカタログ内のパターンと視覚的に(又
はコンピューターで)比較するだけでよい。キットは
又、一つの容器中にはプローブ合成のためのプローブrR
NAを、もう一つの容器中には放射性標識化デオキシリボ
ヌクレオシッド・三燐酸を、そしてもう一つの容器には
プライマーを含んでいても良い。このようにしてユーザ
ーは自分自身のプローブ rRNAcDNA を作ることができ
る。
From the present invention, it is easy to make a "kit" containing the necessary elements for carrying out the method. Such a kit would consist of a carrier which is partitioned to tightly pack one or more containers, such as test tubes or vials, therein. One of the containers is a non-labeled nucleic acid probe or a detectably labeled nucleic acid probe such as radiolabeled cDNA for ribosomal RNA from an organism probe (in the case of a kit to identify bacteria, (Preferably a nuclear rRNA cDNA). The labeled nucleic acid probe will be in lyophilized form or, if necessary, in a suitable buffer. One or more containers will contain one or more endonuclease enzymes utilized in the digestion of DNA from unknown organisms. The enzymes are present alone or as a mixture in lyophilized form or in a suitable buffer solution. Ideally, the enzymes used in the kit are those for which catalogs are prepared. But nothing prevents users from creating their own comparison standards during experiments,
If the user suspects that an unknown is actually of a given genus or species, he or she creates a known swath pattern and compares it to the unknown swath pattern. Good. Thus, the kit may include all the elements necessary to carry out this subprocess. These elements include one or more known organisms (such as bacteria) or DNA isolated from known organisms. In addition, the kit may include a brochure, or "catalog" or computer tape or disk, defined as a book or pamphlet, or a computer access number, which may be plant species, mammalian species, bacterial species, particularly disease species. It incorporates a chromatographic zone pattern of a group of different organisms such as bacteria, insect species, etc. of biological importance. In this way, the user need only prepare a banding pattern of unknown organisms and compare this visually (or computer) with the pattern in the catalog. The kit also includes a probe rR for probe synthesis in one container.
NA may be included, a radiolabeled deoxyribonucleoside triphosphate in another container, and a primer in another container. In this way users can create their own probe rRNA cDNA.

【0076】最後に、キットは、緩衝液、増殖培地、酵
素、ピペット、プレート、核酸、ヌクレオシッド・三燐
酸、濾紙、ゲル原料、移し換え材料、オートラジオグラ
フィー補充品のような、本発明の技術を行うために必要
な付加的要素のすべてを含んでいても良い。それは又、
抗生物質耐性配列プローブ、ウィールスプローブ又はそ
の他の特異的性質をもつプローブも含んでいても良い。
Finally, the kit may be a technique of the invention, such as buffers, growth media, enzymes, pipettes, plates, nucleic acids, nucleoside triphosphates, filter papers, gel raw materials, transfer materials, autoradiographic supplements. It may include all of the additional elements needed to do It also
It may also include an antibiotic resistance sequence probe, a Weals probe or a probe with other specific properties.

【0077】これまで本発明を一般的に述べてきたが、
本発明は一定の実施例を参照することにより、より良く
理解されるであろう。なお、実施例は単に説明の目的の
ためにのみ記載されたものであり、特記しない限り本発
明を制限する意図はない。
While the present invention has been generally described above,
The present invention may be better understood with reference to certain embodiments. It should be noted that the examples are described merely for the purpose of explanation, and are not intended to limit the present invention unless otherwise specified.

【0078】材料および方法 A.細菌 高分子量DNA の抽出 細菌肉汁培養物を遠沈し、細胞を冷食塩水で洗った。そ
の細胞を詰め込んだ(packed)細胞のグラム重量の約10倍
のml容量の抽出緩衝液(0.15M塩化ナトリウム、0.1 M
EDTA、0.03M トリスpH8.5 )に懸濁させた。リゾチ
ーム10mg/mlを最終濃度0.5 mg/mlとなるように加え
た。懸濁液を37℃で30分間インキュベートした。細胞破
壊は、25% SDSを最終濃度2.5 %になるように加え、濃
度を10分間60℃に上げることによって行った。水浴中で
冷却後、メルカプトエタノールを最終濃度1%になるよ
うに加えた。プロナーゼ(商品名)20mg/ml 0.02 Mト
リス緩衝液(pH7.4)を37℃で2時間予備消化し、それか
ら最終濃度1mg/mlになるように加えた。その溶液を37
℃で18時間インキュベートした。フェノールは再蒸留し
たフェノール1l、二回蒸留した水2.5 l、飽和トリス
塩基270 ml、メルカプトエタノール12ml及び最終濃度10
-3Mになるような量のEDTAを混合し、4℃でその混合物
を分離せしめることにより調製した。そのフェノールを
洗浄用緩衝液(10-1M塩化ナトリウム、10-3M EDTA、
10mM トリスpH8.5)で洗った。それから等量の新鮮緩衝
液を加えた。メルカプトエタノールを最終濃度0.1 %に
なるように加えた。溶液を混合し、4℃で貯蔵した。調
製したフェノール半容量とクロロホルム半容量を溶菌細
胞溶液に加えた。これを約10分間振とうし、3400×gで
15分間遠沈した。水相を25mgガラスピペットで除去し
た。境界にほとんど沈澱物がなくなるまでこの抽出操作
を繰返した。1/9 容量の2N酢酸ナトリウム(pH5.5)を
水相に加えた。2倍容量の−20℃95%エチルアルコール
をフラスコの壁面に沿ってゆっくりと注いだ。パスツー
ルピペットの先端を溶融して閉じ、沈降DNA をスプール
するために用いた。高分子量DNA は緩衝液中に溶解した
(10-3M EDTA、10-2MトリスpH7.4)。DNA 濃度は、換
算係数として吸光度1単位について30μg を用い、260n
m における吸光度により測定した。
Materials and Methods A. Bacterial high molecular weight DNA extraction Bacterial broth cultures were spun down and the cells washed with cold saline. Extraction buffer (0.15M sodium chloride, 0.1M sodium chloride) in a volume of about 10 times the gram weight of the packed cells.
It was suspended in EDTA, 0.03M Tris pH8.5). Lysozyme 10 mg / ml was added to give a final concentration of 0.5 mg / ml. The suspension was incubated at 37 ° C for 30 minutes. Cell disruption was performed by adding 25% SDS to a final concentration of 2.5% and raising the concentration to 60 ° C for 10 minutes. After cooling in a water bath, mercaptoethanol was added to a final concentration of 1%. Pronase (trade name) 20 mg / ml 0.02 M Tris buffer (pH 7.4) was pre-digested at 37 ° C. for 2 hours and then added to a final concentration of 1 mg / ml. The solution 37
Incubated at 18 ° C for 18 hours. Phenol was redistilled phenol 1 l, double distilled water 2.5 l, saturated Tris base 270 ml, mercaptoethanol 12 ml and final concentration 10
It was prepared by mixing EDTA in an amount of −3 M and allowing the mixture to separate at 4 ° C. The phenol was added to the washing buffer (10 -1 M sodium chloride, 10 -3 M EDTA,
It was washed with 10 mM Tris pH 8.5). Then an equal volume of fresh buffer was added. Mercaptoethanol was added to a final concentration of 0.1%. The solutions were mixed and stored at 4 ° C. The prepared half volume of phenol and half volume of chloroform were added to the lysed cell solution. Shake this for about 10 minutes at 3400 xg
Spun for 15 minutes. The aqueous phase was removed with a 25 mg glass pipette. This extraction operation was repeated until almost no precipitate was found at the boundary. 1/9 volume of 2N sodium acetate (pH 5.5) was added to the aqueous phase. Two volumes of -20 ° C 95% ethyl alcohol were slowly poured along the wall of the flask. The tip of the Pasteur pipette was melted and closed and used to spool the precipitated DNA. High molecular weight DNA was dissolved in buffer (10 -3 M EDTA, 10 -2 M Tris pH 7.4). The DNA concentration is 260n using the conversion factor of 30 μg per unit of absorbance.
It was measured by the absorbance at m 2.

【0079】DNA の制限エンドヌクレアーゼ消化 EcoR I制限エンドヌクレアーゼ反応は、0.1 Mトリス−
HCl pH7.5 、0.05MNaCl、 0.005M MgCl2 、および 10
0μg/ml仔牛血清アルブミン中で行われた。EcoR I反応
混合物は DNA /μg につき5単位の酵素を含んでおり、
これを37℃で4時間インキュベートした。PST I 制限エ
ンドヌクレアーゼ反応は 0.006Mトリス−HCl pH7.4 、
0.05M塩化ナトリウム、 0.006M塩化マグネシウム、
0.006M2−メルカプトエタノール、および 100μg/ml
仔牛血清アルブミン中で行われた。 PST I 反応混合物
は DNA /μg につき2単位の酵素を含み、これを37℃で
4時間インキュベートした。通常、10μg のDNA は最終
容量40μlに消化された。10倍濃度の緩衝液を加えた。
滅菌蒸留水をDNA 溶量に応じて加えた。λ−バクテリオ
ファージDNA は、断片の大きさ決定のためのマーカー帯
を作るため、EcoR Iで制限された。普通2μg λDNA は
20単位のEcoR Iで消化されて最終容量20μlになった。
Restriction endonuclease digestion of DNA The EcoRI restriction endonuclease reaction was performed with 0.1 M Tris-
HCl pH 7.5, 0.05M NaCl, 0.005M MgCl 2 , and 10
Performed in 0 μg / ml calf serum albumin. The EcoR I reaction mixture contains 5 units of enzyme per DNA / μg,
This was incubated at 37 ° C for 4 hours. PST I restriction endonuclease reaction is 0.006M Tris-HCl pH7.4,
0.05M sodium chloride, 0.006M magnesium chloride,
0.006M2-mercaptoethanol, and 100μg / ml
It was performed in calf serum albumin. The PST I reaction mixture contained 2 units of enzyme per DNA / μg, which was incubated at 37 ° C for 4 hours. Usually, 10 μg of DNA was digested to a final volume of 40 μl. A 10 × buffer was added.
Sterile distilled water was added according to the amount of DNA dissolved. λ-Bacteriophage DNA was restricted with EcoRI to create a marker band for fragment size determination. Usually 2 μg λ DNA
Digested with 20 units of EcoR I to a final volume of 20 μl.

【0080】ゲル電気泳動法およびDNA 転移 DNA 消化物に約20%までのグリセロールおよびブロモフ
ェノールブルー色素を加えた。λDNA 消化物の場合は、
1×EcoR I緩衝液20μlを各20μl反応混合物に加え
た。普通は75%グリセロール15μlおよび 0.5%ブロモ
フェノール色素5μlを各40μl反応混合物に加えた。
消化した細菌DNA 10μg および消化したλDNA 2μg を
パー・ウエル(per well)に入れ溶かしたアガロースで表
面をおおう。消化物を0.02M酢酸ナトリウム、0.002M
EDTA 、 0.018Mトリス塩基、および 0.028Mトリス H
Cl pH8.05を含む 0.8%アガロース中、35Vで、色素が1
3〜16cm泳動するまで電気泳動をおこなった。その後ゲ
ルをエチジウムプロミド(0.005mg/ml)に浸し、λ断片
を見えるようにするためUV光箱に置いた。DNA を上述の
サウザーンの方法でニトロセルロース濾紙に移した。ゲ
ルは、振動台上で20分間、変性溶液(1.5M塩化ナトリウ
ム、 0.5M水酸化ナトリウム)で処理した。変性溶液を
中和溶液( 3.0M塩化ナトリウム、 0.5Mトリス HCl
pH7.5)に置き代え、40分後、そのゲルをpH紙でチェック
した。中和後、ゲルを6×SSC 緩衝液(SSC =0.15M塩
化ナトリウム、 0.015Mクエン酸ナトリウム) で10分間
処理した。ゲルと、ニトロセルロース紙を通し、6×SS
C を、ペーパータオルの束で15時間吸引することにより
DNA 断片をゲルからニトロセルロース紙に移した。3mm
クロマトグラフ紙2枚の間にフィルターを置き、アルミ
ホイールで、光った側を外側にして包み、真空オーブン
中80℃で4時間乾かした。
Gel Electrophoresis and DNA Transfer DNA digests were spiked with up to about 20% glycerol and bromophenol blue dye. For λDNA digests,
20 μl of 1 × EcoR I buffer was added to each 20 μl reaction mixture. Normally, 15 μl of 75% glycerol and 5 μl of 0.5% bromophenol dye were added to each 40 μl reaction mixture.
10 μg of digested bacterial DNA and 2 μg of digested λDNA are put into a per well and the surface is covered with agarose dissolved. Digested material is 0.02M sodium acetate, 0.002M
EDTA, 0.018M Tris base, and 0.028M Tris H
1% dye at 35V in 0.8% agarose containing Cl pH 8.05
Electrophoresis was performed until migration of 3 to 16 cm. The gel was then dipped in ethidium bromide (0.005 mg / ml) and placed in a UV light box to visualize the λ fragments. The DNA was transferred to nitrocellulose filter paper by the method of Southern described above. The gel was treated with denaturing solution (1.5 M sodium chloride, 0.5 M sodium hydroxide) on a shaking table for 20 minutes. Denatured solution is neutralized solution (3.0M sodium chloride, 0.5M Tris HCl
pH 7.5) and after 40 minutes the gel was checked with pH paper. After neutralization, the gel was treated with 6 × SSC buffer (SSC = 0.15M sodium chloride, 0.015M sodium citrate) for 10 minutes. Pass the gel and nitrocellulose paper, 6 × SS
By aspirating C with a bunch of paper towels for 15 hours
The DNA fragment was transferred from the gel to nitrocellulose paper. 3 mm
A filter was placed between two pieces of chromatograph paper, wrapped with an aluminum wheel with the shining side outward, and dried in a vacuum oven at 80 ° C. for 4 hours.

【0081】 32PリボソームRNA 相補性DNA の合成(32
P− rRNAとDNA ) 大腸菌 R-13 23Sおよび16S 型リボソームRNA に相補的
32P−標識DNA を、鳥骨髄芽球症ウィールス(AMV) か
らの逆転写酵素を用いて合成した。反応混合物は、5μ
lの 0.2M ジチオトレイトール、25μlの1Mトリス
pH8.0 、 8.3μlの3M塩化カリウム、40μlの0.1
M 塩化マグネシウム、70μlのアクチノマイシン、14
μlの0.04M dATP 、14μlの0.04M dGDP 、14μlの
0.04M dTTP 、および96.7μlの水を含んでいた。次の
ものをプラスチック製チューブに加えた: 137.5μlの
反応混合物、15μlの仔牛胸線プライマー(10 mg/m
l)、7μlのH20、3μlのrRNA(40 μg /OD単位濃
度を用いると、2.76μg /μlとなる)、40μlのデオ
キシシチジン5′−(32P)三燐酸(10mCi/ml) 、およ
び13μlのAMV ポリメラーゼ(6,900単位/μl)。酵酵
反応を37℃で1.5 時間行なった。その後、その溶液を5
mlずつのクロロホルムおよび調製フェノールで抽出し
た。遠心分離後(JS 13,600 RPM) 、水相を直接セファデ
ックス(商品名) G-50 カラム(1.5×22cm) 上に積層し
た。プラスチック製の10mlピペットをカラムとして用い
た。小さいガラスビーズ1個を先端に置き、ピンチ金具
をつけたゴム管が装着され、1晩0.05%SDS に浸して膨
潤した脱気G-50を加えた。水相を壁に沿って直接G-50に
流し込み、それから0.05%SDS で溶出した。0.5 mlずつ
の20フラクションをプラスチック製バイアルに集めた。
ピークフラクションを含むチューブは、3H−識別器を
用いて各試料毎に 0.1分間計数を行い、全カウントを記
録するセレンコフ計測法で発見した。ピークフラクショ
ンを合一した。アリコートをアクエゾル(商品名、市販
で入手可)に加え、1ml当りの32PのCPM(毎分カウン
ト)をシンチレーション計数器によって測定した。
Synthesis of 32 P ribosomal RNA complementary DNA ( 32
P-rRNA and DNA) 32 P-labelled DNA complementary to E. coli R-13 23S and 16S type ribosomal RNA was synthesized using reverse transcriptase from avian myeloblastosis virus (AMV). Reaction mixture is 5μ
l 0.2M dithiothreitol, 25 μl 1M Tris
pH 8.0, 8.3 μl 3M potassium chloride, 40 μl 0.1
M magnesium chloride, 70 μl actinomycin, 14
μl 0.04 M dATP, 14 μl 0.04 M dGDP, 14 μl
It contained 0.04 M dTTP, and 96.7 μl water. The following were added to a plastic tube: 137.5 μl reaction mix, 15 μl calf thoracic primer (10 mg / m 2
l), 7 μl H20, 3 μl rRNA (2.76 μg / μl using 40 μg / OD unit concentration), 40 μl deoxycytidine 5 ′-( 32 P) triphosphate (10 mCi / ml), and 13 μl AMV polymerase (6,900 units / μl). The fermentation reaction was carried out at 37 ° C for 1.5 hours. Then add the solution to 5
Extracted with ml of chloroform and prepared phenol. After centrifugation (JS 13,600 RPM), the aqueous phase was directly layered on a Sephadex (trade name) G-50 column (1.5 × 22 cm). A plastic 10 ml pipette was used as the column. One small glass bead was placed on the tip, a rubber tube equipped with a pinch fitting was attached, and degassed G-50 swollen by immersing it in 0.05% SDS overnight was added. The aqueous phase was poured directly along the wall into G-50 and then eluted with 0.05% SDS. 20 fractions of 0.5 ml were collected in plastic vials.
The tubes containing the peak fractions were found by Selenkoff counting, counting for 0.1 min for each sample using a 3 H-discriminator and recording the total count. The peak fractions were combined. Aliquots were added to Aquesol (trade name, commercially available) and CPM (counts per minute) of 32 P per ml was measured by scintillation counting.

【0082】ハイブリッド化およびオートラジオグラフ
ィー リボソームRNA 遺伝子配列を含む断片を、フィルター上
のDNA を32P− rRNAcDNA にハイブリッド化した液、オ
ートラジオグラフィーによって検出した。フィルター
を、ハイブリッド化混合液(3×SSC 、 0.1%SDS 、10
0 μg /ml変性および超音波処理した犬DNA およびダイ
ンハルト溶液(それぞれ 0.2%の仔牛血清アルブミン、
フィコール(Ficoll)、およびポリビニールピロリジン))
中に、68℃で1時間浸した。32P rRNAcDNA を4×106
CPM/mlの割で加え、ハイブリッド化反応液を68℃で48時
間インキュベートした。それからフィルターを3×SSC
で洗い、次いで 0.1%SDS で15分間隔で2時間又は清浄
溶液が約3,000cpm 32P/mlを含むようになるまで洗っ
た。フィルターを空気乾燥し、プラスチックラップで包
み、コダックX−OMATR フィルムで−70℃で約1時間オ
ートラジオグラフィーを行った。
Hybridization and Autoradiograph
The fragment containing the I over ribosomal RNA gene sequences, hybridization was liquid the DNA on the filters to 32 P- rRNAcDNA, and detected by autoradiography. Filter the hybridized mixture (3 x SSC, 0.1% SDS, 10
0 μg / ml denatured and sonicated dog DNA and Dynehardt's solution (0.2% calf serum albumin, respectively)
Ficoll, and polyvinylpyrrolidine))
It was immersed therein at 68 ° C. for 1 hour. 32 P rRNA cDNA was added to 4 × 10 6
CPM / ml was added and the hybridization reaction was incubated at 68 ° C for 48 hours. Then filter 3 x SSC
And then 0.1% SDS for 15 minutes at 2 hours or until the cleaning solution contained about 3,000 cpm 32 P / ml. The filters were air dried, wrapped in plastic wrap and autoradiographed with Kodak X-OMATR film at -70 ° C for about 1 hour.

【0083】B.哺乳類実験 ムス・ムスキュラス・ドメスティクス(マウス)のrRNA
プローブを18S および28S 型および28S 型だけのrRNAか
ら合成した。核酸をマウス肝から抽出し沈澱させた。高
分子量DNA をスプールし、除去した。残った核酸を遠沈
法により集め、50mM MgCl2 および 100mMトリス pH7.4
の緩衝液に溶かした。DNAse(RNAse は含まず) を濃度50
μg/mlになるまで加えた。混合物を37℃で30分間インキ
ュベートした。生成したRNA を再抽出し、エタノール沈
澱し、1mM燐酸ナトリウム緩衝液pH6.8 に溶解した。
0.1MトリスpH7.4 および0.01M EDTAの5〜20%スク
ロース勾配溶液を用意した。試料を加え、その勾配をSW
40回転子で7時間、35K rpmで回転させた。フラクショ
ンを光学密度により集めた。既知の分子量マーカーとの
比較により 18Sおよび28S フラクションを選んだ。すべ
ての哺乳類実験で、リラックス(relaxed) ハイブリッド
化条件を用いた。54℃。洗浄処理は54℃で行い、0.05%
SDS を加え3×SSC で15分間ずつ3回別々に洗った。
B. RRNA of mammalian experiment Mus musculus domesticus (mouse)
Probes were synthesized from 18S and 28S and 28S only rRNA. Nucleic acid was extracted from mouse liver and precipitated. High molecular weight DNA was spooled and removed. Remaining nucleic acid was collected by centrifugation, 50 mM MgCl 2 and 100 mM Tris pH7.4.
Dissolved in the buffer solution. Concentration of DNAse (not including RNAse) 50
Added until μg / ml. The mixture was incubated at 37 ° C for 30 minutes. The RNA produced was re-extracted, ethanol precipitated and dissolved in 1 mM sodium phosphate buffer pH 6.8.
A 5-20% sucrose gradient solution of 0.1 M Tris pH 7.4 and 0.01 M EDTA was prepared. Add the sample and switch the gradient to SW
It was spun at 40K rotor for 7 hours at 35K rpm. Fractions were collected by optical density. The 18S and 28S fractions were selected by comparison with known molecular weight markers. Relaxed hybridization conditions were used in all mammalian experiments. 54 ° C. Washing process is performed at 54 ℃, 0.05%
SDS was added and the mixture was washed 3 times with 3 x SSC for 15 minutes each three times.

【0084】実施例1 細菌の種は、リボソームRNA 遺伝子の制限エンドヌクレ
アーゼ分析によって定められる。 本実施例に用いられたP.アエルギノーザの数種の菌株
は、種を同定する最少の表現型特性を有する(Hugh R.
H., et al.「Manual of Clinical Microbiology」第2
版,ASM , 1974 , pp,250-269)(表2)。他の3つのシ
ュードモナスおよび2のアシネトバクター(Acinetobact
er) の菌株を選び、種および属を比較した(表3)。
Example 1 Bacterial species are restricted endonucleases of the ribosomal RNA gene
Determined by ase analysis. P. used in this example. Several strains of Aeruginosa have minimal phenotypic traits that identify the species (Hugh R.
H., et al. "Manual of Clinical Microbiology" 2nd
Edition, ASM, 1974, pp, 250-269) (Table 2). The other three Pseudomonas and two Acinetobactors
er) strains were selected to compare species and genera (Table 3).

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】シュードモナスおよびアシネトバクター種
の比較のために用いた菌株は表3に列挙する。
The strains used for comparison of Pseudomonas and Acinetobacter species are listed in Table 3.

【0087】[0087]

【表3】 [Table 3]

【0088】アシネトバクターを、比較のために選んだ
のは、それらが一定の属性を多くのシュードモナスと共
有するからである。
Acinetobacter were chosen for comparison because they share certain attributes with many Pseudomonas.

【0089】EcoR I 消化物中の断片の大きさ(キロベ
ース対)はP.ストウッゼリ(P.stutzeri) 16.0 、12.
0、9.4 ; P.フルオレッセンス(P.fluorescens) 16.
0、10.0、8.6 、7.8 、7.0 ; P.プチダ (P.putida)
24.0 、15.0、10.0、8.9 ;A.アニトラタス(A.anitra
tus) 20.0、15.0、12.5、9.8 、7.8 、6.1 、5.2 、4.
8、3.8 、2.8 (最も小さい3断片の大きさは計算しな
かった);A.ルオッフィ(A.lwoffii) 12.0、10.0、9.
1 、7.0 、6.4 、5.7 、5.5 、5.3 、4.8 、4.4 、3.6
、3.2 、2.9 (最も小さい3断片の大きさは計算しな
かった)である。PSTI 消化物中の断片の大きさ(キロ
ベース対)を次に示す;P.ストウッゼリ 6.7、6.1 、
5.5 ;P.フルオレッセンス10.0、9.4 、7.8 、7.0 ;
P.プチダ 10.5 、9.9 、6.8 、6.3 、4.4 ;A.アニ
トラタス 36.0 、28.0、20.5、12.0、10.0、5.8 、3.7
、2.6 、2.4 ;A.ルオッフィ 9.9、8.7 、7.2 、5.7
、4.0 、3.6 、3.2 、2.7 。
The size of the fragments in the EcoR I digest (kilobase pair) was P. P. stutzeri 16.0, 12.
0, 9.4; P. Fluorescens 16.
0, 10.0, 8.6, 7.8, 7.0; P. putida
24.0, 15.0, 10.0, 8.9; A. anitra
tus) 20.0, 15.0, 12.5, 9.8, 7.8, 6.1, 5.2, 4.
8, 3.8, 2.8 (the size of the smallest 3 fragments was not calculated); Luoffi (A.lwoffii) 12.0, 10.0, 9.
1, 7.0, 6.4, 5.7, 5.5, 5.3, 4.8, 4.4, 3.6
, 3.2, 2.9 (the size of the smallest 3 fragments was not calculated). The size of the fragments in the PSTI digest (kilobase pair) is shown below; Stowzeri 6.7, 6.1,
5.5; Fluorescence 10.0, 9.4, 7.8, 7.0;
P. Putida 10.5, 9.9, 6.8, 6.3, 4.4; Anitratus 36.0, 28.0, 20.5, 12.0, 10.0, 5.8, 3.7
, 2.6, 2.4; Luoffi 9.9, 8.7, 7.2, 5.7
, 4.0, 3.6, 3.2, 2.7.

【0090】P.アエルギノーザの7菌株から得られた
ハイブリッドを形成した制限断片を比較すると、この種
は、10.1、9.4 、7.6 および5.9 キロベース対(KBP)
の、rRNA遺伝子配列を含む断片EcoR I−特異的組み合わ
せによって定められる、という結論に達する(図1)。
P. Comparing hybridized restriction fragments from seven strains of Aeruginosa, this species shows that the 10.1, 9.4, 7.6 and 5.9 kilobase pairs (KBP)
, Which is defined by the EcoR I-specific combination of fragments containing the rRNA gene sequence (FIG. 1).

【0091】7.6 KBP EcoR I断片は、この試料では7菌
株中4菌株にあらわれる。同様な情況が種の菌株のいく
つかの表現型特性の中にもおこる。7菌株からの断片の
EcoRI組み合わせがその菌株を2群に分けるために用い
られるという事実は、P.アエルギノーザの最少表現型
特性をもつ2つの種があるという推論をひき出す。DNA
をPST I で消化した実験結果(図2)から、EcoR I 7.
6 KBP 断片によって示される菌株の変異は種内の変異を
あらわす、という結論を導く。なぜならば、PST I 断片
の1つの保存組み合わせ、9.4 、7.1 、6.6 および6.4
KBP があって、それがその種を定めているからである。
9.4 および6.6 KBP のPST I 断片は、P.アエルギノー
ザの7菌株の中6菌株にあらわれる;7.1 および6.4 KB
P PST I断片は試料とした菌株のすべてにあらわれる。P
ST I 断片の変異は、EcoR I 7.6 KBP 断片を含まない
菌株におこる; RH151は10.1および8.2KBP断片をもち、
RH809 は9.4KBP断片を含まないで、6.0KBP断片をもって
いる。そしてタイプ菌株のRH815 は6.6KBP断片を含まな
い。ハイブリッドを形成した断片のパターンは、酵素に
特異的な保存組み合わせが種の決定に用いられ得る、と
いう結論を支持する。一つの種の菌株は多分多数の断片
を保存組み合わせとしてもっているのであろう。若干の
菌株に断片の変異があっても、それは同定化を妨害する
ものではなく、疫学的研究に役立つことを証明するもの
と言える。
The 7.6 KBP EcoR I fragment appears in 4 out of 7 strains in this sample. A similar situation occurs in some phenotypic traits of species strains. Of fragments from 7 strains
The fact that the EcoRI combination is used to divide the strain into two groups is described in P. It draws the inference that there are two species with the minimal phenotypic trait of Aeruginosa. DNA
From the experimental results of digestion of E. coli with PST I (Fig. 2), EcoR I 7.
We conclude that strain variation exhibited by the 6 KBP fragment represents intra-species variation. Because one conserved combination of PST I fragments, 9.4, 7.1, 6.6 and 6.4
There is a KBP and it defines the species.
The 9.4 and 6.6 KBP PST I fragments are described in P. Appears in 6 out of 7 aeruginosa strains; 7.1 and 6.4 KB
The PPST I fragment appears in all of the sample strains. P
Mutations in the ST I fragment occur in strains that do not contain the EcoR I 7.6 KBP fragment; RH151 has 10.1 and 8.2 KBP fragments,
RH809 does not include 9.4KBP fragments, it has 6.0KBP fragments. And the type strain RH815 does not contain the 6.6KBP fragment. The pattern of hybridized fragments supports the conclusion that enzyme-specific conservative combinations can be used for species determination. Strains of one species probably have multiple fragments as conserved combinations. Fragment mutations in some strains do not interfere with identification and prove useful in epidemiological studies.

【0092】P.アエルギノーザ菌株におけるEcoR I
7.6 KBP 断片の変異発生は、他のシュードモナス種のタ
イプ菌株に見出されるハイブリッド形成EcoR I断片を試
験することによって展望的に考えられるかも知れない
(図3)。P.ストウッエリ、P.フルオレッセンスお
よびP.プチダのタイプ菌株は7.6 KBP 断片を含まない
が、同じ大きさのEcoR I断片を共通してもっている;
P.アエルギノーザおよびP.ストウッエリは9.4 KBP
断片を有しP.ストウッエリおよびP.フルオレッセン
スは16KBP 断片を有し、P.フルオレッセンスおよび
P.プチダは10KBP 断片をもっている。一般に断片の大
きさは4つのシュードモナス種のタイプ菌株各々に特有
なものである;そして各々の種のタイプ菌株はそれぞれ
異なるサイズ範囲の断片を有する。これらの一般的説明
はPST I 消化物についても言える(図4)。
P. EcoR I in aeruginosa strains
Mutagenesis of the 7.6 KBP fragment may be envisaged by examining the hybridizing EcoR I fragment found in other Pseudomonas species type strains (FIG. 3). P. Stowelli, P. Fluorescence and P. Putida type strains do not contain the 7.6 KBP fragment but share an EcoR I fragment of the same size;
P. Aeruginosa and P. Stowelli 9.4 KBP
Fragment having P. Stowelli and P.P. Fluorescence has a 16KBP fragment, Fluorescence and P. Petida has a 10KBP fragment. In general, the fragment size is unique to each of the four Pseudomonas species type strains; and each species type strain has different size range fragments. These general explanations apply to PST I digests (Figure 4).

【0093】4つのシュードモナス種および2つのアシ
ネトバクター種のそれぞれの断片パターン又はその1菌
株を比較する場合、各属の種は似ているが、属同志は異
なると結論づけることができる。2つのアシネトバクタ
ー種は4つのシュードモナス種に比べて、ハイブリッド
形成断片サイズの範囲がより大きい。
When comparing the respective fragment patterns of the four Pseudomonas species and the two Acinetobacter species or one strain thereof, it can be concluded that the species of each genus are similar, but the genus comrades are different. The two Acinetobacter species have a larger range of hybridizing fragment sizes than the four Pseudomonas species.

【0094】大腸菌、バシルス・スリンジネンシス(Bac
illus thuringiensis)およびB.ズブチリス(B.subtili
s)で得られるような制限酵素地図の助けがなければ、ど
こで酵素がrRNA遺伝子を切るのか、1ゲノムあたりのコ
ピーの数および複数の遺伝子又は不均質遺伝子間に非相
同性フランキング部(flanking regions)があるのかを予
想することは不可能である。大腸菌の rRNAcDNA プロー
ブはrRNA遺伝子配列を含む若干の制限断片とはハイブリ
ッドを形成しないかも知れないし、もしそうならば、こ
れは試験有機体と大腸菌との間に進化的距離又は分散が
あることを反映している。rRNAの保存性質を用いてこれ
がその場合にあたらないと論ずることができる。しかし
ながらこれは未知のいかなる種にも等しく適用できる標
準プローブがあるという利点に比べれば小さい問題であ
る。
E. coli, Bacillus thuringiensis (Bac
illus thuringiensis) and B. Subtilis (B. subtili
where the enzyme cuts the rRNA gene, without the help of a restriction map such as that obtained in s), the number of copies per genome and the heterologous flanking flanks between multiple genes or heterogeneous genes. It is impossible to predict if there are regions). The E. coli rRNA cDNA probe may not hybridize to some restriction fragments containing the rRNA gene sequence, and if so, this may reflect an evolutionary distance or variance between the test organism and E. coli. are doing. The conservative nature of rRNA can be used to argue that this is not the case. However, this is a minor problem compared to the advantage of having a standard probe that is equally applicable to any unknown species.

【0095】実施例2 制限分析と、DNA −DNA 液体ハイブリッド化との比較:
本研究に用いた菌株は表4および表5に列挙する。
Example 2 Comparison of restriction analysis with DNA-DNA liquid hybridization:
The strains used in this study are listed in Tables 4 and 5.

【0096】[0096]

【表4】 [Table 4]

【0097】[0097]

【表5】 [Table 5]

【0098】高分子量DNA が各々の菌株から分離され
た。RH3021およびRH 2990 の標識化DNA を用いて液体 D
NA-DNAハイブリダイゼーションデータを集めた。結果を
表6に示す。
High molecular weight DNA was isolated from each strain. Liquid D with labeled DNA from RH3021 and RH2990
NA-DNA hybridization data was collected. The results are shown in Table 6.

【0099】[0099]

【表6】 [Table 6]

【0100】このデータは二つのハイブリッド化群があ
ることを示す。同様なデータが、B.ズブチリスについ
て文献に報告されている(Seki et al,「International
Journal of Systematic Bacteriology」25 : 258-270(1
975)) 。これら2群をRH3021およびRH2990によって代表
させることができる。リボソームRNA 遺伝子の制限エン
ドヌクレアーゼ分析が行われる。EcoR I消化物(図5)
は2群に分けることができた。RH3021によって代表され
る群は二つの強くハイブリッド化する断片を有する(2.
15および2.1KBP)。RH2990によって代表される群は二つ
の強くハイブリッド化する断片(2.6 および2.5KBP)を
有する。EcoR Iデータを用いてB.ズブチリス菌株を D
NA−DNA ハイブリッド化群の適当な所に置くことができ
る。DNA−DNA ハイブリッド化70%ルールによれば、
B.ズブチリスは実際には二つの種である。しかしなが
ら、PST I データ(図6)を考慮すれば、それらのグル
ープを、共通の祖先又は種属形成事象にかかわった二つ
の分散する集団と考えることができる。B.ズブチリス
は1つの種であるとする結論は表現型データと相関して
いる。表5に並べた菌株は、ゴードンR.Eら著の「Th
e Genus Bacillus」Agriculture Handbook No.427 (ア
メリカ農務省、農業リサーチサービス ワシントンD.
C.)p36-41 でB.ズブチリスと同定されている。制限分
析は、 DNA−DNAハイブリッド化データに匹敵するデー
タを用意することができるし、又、適切な酵素を選ぶこ
とによって、制限分析は分散にもかかわらず種を十分に
定めることができる。RH3061はPST I サイトを失った。
しかしながらEcoR Iデータは、その菌株がB.ズブチリ
スであることを示唆する。同じことがBgl IIデータ(図
7)およびSac I データ(図8)から結論づけられる。
This data shows that there are two hybridization groups. Similar data can be found in B. Subtilis has been reported in the literature (Seki et al, "International
Journal of Systematic Bacteriology '' 25: 258-270 (1
975)). These two groups can be represented by RH3021 and RH2990. Restriction endonuclease analysis of the ribosomal RNA gene is performed. EcoR I digest (Figure 5)
Could be divided into two groups. The group represented by RH3021 has two strongly hybridizing fragments (2.
15 and 2.1KBP). The group represented by RH2990 has two strongly hybridizing fragments (2.6 and 2.5KBP). B. using EcoR I data Subtilis strain D
It can be placed at a suitable place in the NA-DNA hybridization group. According to the 70% rule for DNA-DNA hybridization,
B. Subtilis is actually two species. However, considering the PST I data (Figure 6), those groups can be thought of as two dispersive populations involved in common ancestor or speciation events. B. The conclusion that Subtilis is a species correlates with phenotypic data. The strains listed in Table 5 are Gordon R. "Th
e Genus Bacillus "Agriculture Handbook No.427 (US Department of Agriculture, Agricultural Research Services Washington D.
C.) p. 36-41 B. It is identified as subtilis. Restriction analysis can provide data comparable to DNA-DNA hybridization data, and by choosing the appropriate enzyme, restriction analysis can be well-defined species despite variance. RH3061 lost PST I site.
However, EcoR I data indicate that the strain is B. Suggests that it is a subtilis. The same can be concluded from the Bgl II data (Figure 7) and Sac I data (Figure 8).

【0101】実施例3 制限分析の安定性パターン及びその他 バシルス ポリミカ(Bacillus polymyxa) 実験 Example 3 Stability patterns of restriction analysis and other Bacillus polymyxa experiments

【0102】[0102]

【表7】 [Table 7]

【0103】B.ズブチリスおよびB.ポリミカは、Ec
oR Iデータ(図9)、PST I データ(図10) Bgl IIデー
タ(図11左)およびSac I データ(図11右)によって区
別することができる。PST I 帯パターンにおける大きい
差から、バシルス・ポリミカは間違った属に入っている
と結論づけることができる。両方の種は共に胞子を生成
するが、それらは表現型的には似ていない。ATCCおよび
NRRL両方の培養コレクションのB.ポリミカのタイプ菌
株は同じ帯パターンをもつことは確かである。しかし重
要なデータは無胞子性突然変異体が同定できるというこ
とである。もしそれらが胞子を作ることができないなら
ばバシルス種を同定することは非常にむずかしく、多分
不可能だろう。
B. Subtilis and B. Polymica, Ec
It can be distinguished by oR I data (Fig. 9), PST I data (Fig. 10), Bgl II data (Fig. 11 left) and Sac I data (Fig. 11 right). From the large difference in the PST I band pattern, it can be concluded that Bacillus polymica is in the wrong genus. Both species produce spores, but they are phenotypically dissimilar. ATCC and
B. NRRL from both culture collections Certainly, Polymica type strains have the same banding pattern. However, the important data is that asporic mutants can be identified. If they were unable to sporulate, identifying Bacillus species would be very difficult and probably impossible.

【0104】実施例4 マウス組織中の細菌種を分離せずに同定する スイスマウス、ムス・ムスキュラス・ドメスティクス(M
us musculus domesticus) (同系交配株)にストレプト
コッカス・ニューモニエ(Streptococcus pneumoniae) R
H3077(ATCC 6303)の混濁懸濁液0.5 mlを腹腔内に接種し
た。マウスが瀕死の状態になった時、心臓、肺、肝を摘
出した。高分子量DNA をこれら組織、S.ニューモニエ
RH3077およびスイスマウス器官から分離し、DNA を消化
するためのEcoR Iを用いて、rRNA遺伝子の制限エンドヌ
クレアーゼ分析の操作を行った。フィルターを3×SSC
で洗う以外に、2×15分間0.3 ×SSC および0.05%SDS
で洗った。オートラジオグラフィーを48時間行った。デ
ータ(図12) はS. ニューモニエが7ケのハイブリッド
形成断片によって定められることを示した(17.0、8.0
、6.0 、4.0 、3.3 、2.6 および1.8KBP) 。この細菌
のcDNAプローブは2つのマウスDNA 断片(14.0 および6.
8KBP) とはあまりハイブリッド化しない。ハイブリッド
形成断片は感染組織におけるS.ニューモニエの存在を
知らせるものである。心臓DNA 抽出物中には7帯すべて
が見られる。肝DNA 抽出物中ではそれらの強度はより小
さいが、オートラジオグラフィーにより全部を見ること
ができる。肺DNA 抽出物中には6.0KBP帯のみがあらわれ
る。肺に細菌の数が少いのは、そのマウスが肺炎よりむ
しろ敗血症にかかっているためと説明することができ
る。肺は剖検で固質化を示していなかった。この検定の
感度を調べるために、細菌DNA をマウスDNA で稀釈し、
電気泳動にかけた。0.1 μg 細菌DNA を用いると、7つ
の帯すべてをオートラジオグラフで見ることができた。
10-3μg 細菌DNA では、17.0、8.0 および6.0KBP帯が見
られた。106 S.ニューモニエの細胞あたり5×10-3μ
g DNA という数字を用いると(Biochem Biophys Acta 2
6:68)、10-1μgは2×107 細胞に相当する。本法はこの
感度レベルで感染症の診断に役立ものである。
Example 4 Swiss mouse, Mus musculus domesticus (M) , identifies bacterial species in mouse tissues without isolation.
us musculus domesticus) (inbred strain) to Streptococcus pneumoniae R
0.5 ml of a turbid suspension of H3077 (ATCC 6303) was inoculated intraperitoneally. When the mice were moribund, the heart, lungs and liver were removed. High molecular weight DNA was isolated from these tissues, S. New monnier
Isolation from RH3077 and Swiss mouse organs and manipulation of restriction endonuclease analysis of the rRNA gene was performed using EcoRI for digesting DNA. Filter 3 x SSC
2 × 15 minutes 0.3 × SSC and 0.05% SDS
Washed in. Autoradiography was performed for 48 hours. The data (Figure 12) showed that S. pneumoniae is defined by seven hybridizing fragments (17.0, 8.0
, 6.0, 4.0, 3.3, 2.6 and 1.8KBP). This bacterial cDNA probe contained two mouse DNA fragments (14.0 and 6.
(8KBP) is not so hybrid. The hybridizing fragment is S. cerevisiae in infected tissue. It informs the existence of Pneumonier. All seven bands are found in the heart DNA extract. Although less intense in liver DNA extracts, they are all visible by autoradiography. Only the 6.0KBP band appears in the lung DNA extract. The low number of bacteria in the lungs may be explained by the fact that the mice have sepsis rather than pneumonia. The lungs showed no solidification at necropsy. To test the sensitivity of this assay, dilute bacterial DNA with mouse DNA,
It was subjected to electrophoresis. With 0.1 μg bacterial DNA, all seven bands were visible on the autoradiograph.
For 10 -3 μg bacterial DNA, 17.0, 8.0 and 6.0 KBP bands were observed. 10 6 S. 5 × 10 -3 μ per Pneumonie cell
Using the number g DNA (Biochem Biophys Acta 2
6:68), 10 -1 μg corresponds to 2 × 10 7 cells. This method is useful for diagnosing infectious diseases at this sensitivity level.

【0105】この実施例も、細菌プローブがマウスに特
異的なEcoR I断片とハイブリッド化することを示してい
る(図9参照、14.0および6.8KBPをもつ断片)。これら
の断片はマウス18S および28S 型リボソームRNA プロー
ブによって検出されたEcoR I断片に対応する(図14、前
記は6.8KBP断片が28S 型rRNA配列を含むことを示す)。
細菌プローブは、哺乳類リボソームRNA 遺伝子配列とは
あまりよくハイブリッド化しないので、帯は強度がより
小さく、細菌プローブおよび核哺乳類RNA の系は感度が
より小さく、感染している前核細胞のDNA に対する選択
性がはっきりあらわれる。細菌プローブをレーン(lane)
当り10μg 消化細菌DNA にハイブリッド化させた実験
で、細菌の帯は明らかに見えた時でも1レーン当り10μ
g 消化ヒト又はマウスDNA に対するハイブリッド形成は
発見されなかった。
This example also shows that the bacterial probe hybridizes with a mouse specific EcoR I fragment (see FIG. 9, fragments with 14.0 and 6.8 KBP). These fragments correspond to the EcoR I fragments detected by the mouse 18S and 28S type ribosomal RNA probes (FIG. 14, supra, shows that the 6.8KBP fragment contains the 28S type rRNA sequence).
Bacterial probes do not hybridize well with mammalian ribosomal RNA gene sequences, so the bands are less intense, the bacterial probe and nuclear mammalian RNA systems are less sensitive, and select against infected prokaryotic DNA. The sex appears clearly. Lane for bacterial probes
In an experiment hybridized to 10 μg / digested bacterial DNA, bacterial bands were clearly visible at 10 μg / lane even when clearly visible.
No hybridization to g-digested human or mouse DNA was found.

【0106】実施例5−8 哺乳類実験 これらの実施例は、rRNA制限分析によって有機体を確認
するという概念が、細菌のみならず複雑な真核有機体に
も成功裡に適用されることを説明するものである。
Examples 5-8 Mammalian Experiments These examples demonstrate that the concept of identifying organisms by rRNA restriction analysis has been successfully applied to complex eukaryotic organisms as well as bacteria. To do.

【0107】図13は哺乳類の属がムス・ムスキュラス・
ドメスティクス18S および28S 型rRNAプローブで確認で
きること、およびムスのいくつかの種が区別できること
を示す。この図では、酵素はPST I で、対象物およびそ
れぞれの帯は次のようである。 1.ムス・ムスキュラス・メロスイナス(Mus musculus me
lossinus)(マウス) 14.5、13.5、2.6 2.ムス・ムスキュラス・ドメスティクス(マウス)13.
5、2.6 3.カニス・ファミリアリス(Canis familiaris)(犬)1
2.0 4.カビア・ポルセルス(Cavia porcellus)(モルモッ
ト)17.0、14.0、13.0、8.8 、5.7 、4.7 および3.0 以
下の帯1個 5.クリセトウラス・グリセウス(Cricetulus griseus)
(ハムスター)25.0、4.7 6.ホモ・サピエンス(Homo sapiens)(ヒト)15.0、5.7 7.フェリス・カタス(Felis catus) (猫)20.0、9.7 8.ラタス・ノルベジカス(Ratus norvegicus)(ラット)
12.5 9.ムス・ムスキュラス・ドメスティクス(マウス)13.
5、2.6 10. ムス・セルビコロー・セルビコロー( Muscervicolo
r cervicolor) (マウス)14.0、 2.7 11. ムス・セルビコロー・パペウス(Muscervicolor pa
peus) (マウス)13.5、2.6 12. ムス・パハリ(Mus pahari)(マウス)13.0、3.7 13. ムス・コッキィー(Mus cookii)(マウス)13.5、2.
6
FIG. 13 shows that the genus of mammals is Mus musculus.
We show that this can be confirmed with the domesticus 18S and 28S rRNA probes, and that several species of Mus are distinguishable. In this figure, the enzyme is PST I and the objects and their respective bands are: 1. Mus musculus meus
lossinus) (mouse) 14.5, 13.5, 2.6 2. Mus musculus domesticus (mouse) 13.
5, 2.6 3. Canis familiaris (dog) 1
2.0 4. Cavia porcellus (guinea pig) 17.0, 14.0, 13.0, 8.8, 5.7, 4.7 and 3.0 and less than 1 band 5. Cricetulus griseus
(Hamster) 25.0, 4.7 6. Homo sapiens (Human) 15.0, 5.7 7. Felis catus (cat) 20.0, 9.7 8. Ratus norvegicus (rat)
12.5 9. Mus musculus domesticus (mouse) 13.
5, 2.6 10. Muscervicolo
r cervicolor) (mouse) 14.0, 2.7 11. Muscervicolor pa
peus) (mouse) 13.5, 2.6 12. Mus pahari (mouse) 13.0, 3.7 13. Mus cookii (mouse) 13.5, 2.
6

【0108】図14はマウスおよび猫DNA が、28S 型rRNA
cDNAのみによって区別できること、およびハイブリッド
化した帯のパターンがプローブ配列の構成に依存するこ
とを示す。第14図では酵素はEcoR Iで、対象物および帯
は次のようである。 1.ムス・ムスキュラス・ドメスティクス(マウス)6.8
KBP 2.フェリス・カタス(猫)8.3KBP 図15では酵素はSac I 、対象物および帯は次のようであ
る。 1.エリスロセバス・パタス(Erythrocebus patas)(パタ
ス猿)8.5 、3.7 、<3.0 2.ラタス・ノルベジカス(ラット)25.0、9.5 、3.6 、
<3.0 3.ムス・ムスキュラス・ドメスティカス(マウス)6.8
、<3.0 4.フェリス・カタス(猫)9.5 、5.3 、4.0 、<3.0 、
<3.0 5.ホモ・サピエンス(ヒト)10.5、<3.0 6.マカカ・ムラッタ(Macaca mulatta)(レーザス猿)9.
8 、<3.0
FIG. 14 shows that mouse and cat DNA is 28S type rRNA.
We show that they can be distinguished only by the cDNA and that the pattern of hybridized bands depends on the composition of the probe sequence. In Figure 14, the enzyme is EcoR I and the objects and bands are as follows. 1. Mus musculus domesticus (mouse) 6.8
KBP 2. Feliz catus (cat) 8.3KBP In Figure 15, the enzyme is Sac I and the objects and bands are as follows. 1. Erythrocebus patas (Patus monkey) 8.5, 3.7, <3.0 2. Ratus norvegicus (rat) 25.0, 9.5, 3.6,
<3.0 3. Mus musculus domesticus (mouse) 6.8
, <3.0 4. Feliz Catus (cat) 9.5, 5.3, 4.0, <3.0,
<3.0 5. Homo sapiens (human) 10.5, <3.0 6. Macaca mulatta (Laser monkey) 9.
8, <3.0

【0109】図15(Sac I消化)をその他の哺乳類の図と
比較する時、ハイブリッド形成パターンが酵素に特異的
であることがわかる。
When comparing FIG. 15 (Sac I digestion) with the diagrams of other mammals, it can be seen that the hybridization pattern is enzyme specific.

【0110】図16は霊長類(primates)の動物が区別でき
ることを示す。培養細胞は、その元の種の組織と共通し
た帯を有し、異なるヒト培養細胞は帯が加わったり欠け
たりすることによって区別することができる。この図で
は、酵素はEcoR Iで、対象物および帯は次の通りであ
る。 1.エリスロセバス・パタス(パタス猿)>22.0、11.0、
7.6 、2.6 2.マカカ・ムラッタ(レーザス猿)22.0、11.5、7.6 3.ホモ・サピエンス(ヒト)>22.0、22.0、16.0、8.1
、6.6 4. M 241/88 (ランガー猿 培養細胞)14.0、7.2 、5.
7 5. HeLa(ヒト培養細胞)>8.1 、6.6 6. J96(ヒト培養細胞)>22.0、22.0、16.0、11.0、8.
1 、6.6 7. AO (ヒト培養細胞)22.0、16.0、8.1 、6.6 8. X-381(レーザス猿)22.0、11.5、7.6 これで本発明について十分に述べたので、当業者には本
発明又はその実施例の原理又は目的をゆがめることなく
多くの変形および置換が広い範囲にわたって行われ得る
ことが明らかである。
FIG. 16 shows that primates animals are distinguishable. Cultured cells have a band in common with the tissue of their original species, and different human cell cultures can be distinguished by the addition or lack of bands. In this figure, the enzyme is EcoR I and the objects and bands are: 1. Erythrocebas Patas (Patus monkey)> 22.0, 11.0,
7.6, 2.6 2. Macaca mulatta (Laser monkey) 22.0, 11.5, 7.6 3. Homo sapiens (human)> 22.0, 22.0, 16.0, 8.1
, 6.6 4. M 241/88 (Langer monkey cultured cells) 14.0, 7.2, 5.
7 5. HeLa (cultured human cells)> 8.1, 6.6 6. J96 (cultured human cells)> 22.0, 22.0, 16.0, 11.0, 8.
1, 6.6 7. AO (human cultured cells) 22.0, 16.0, 8.1, 6.6 8. X-381 (Laser monkey) 22.0, 11.5, 7.6 Now that the present invention has been sufficiently described, those skilled in the art can understand the present invention or Obviously, many modifications and substitutions can be made over a wide range without distorting the principle or purpose of the embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】シュードモナス・アエルギノーザ(Pseudomonas
aeruginosa)の菌株から分離したDNA のEcoR I制限エン
ドヌクレアーゼ消化を示す。プローブとして大腸菌の 1
6S型および 23S型リボソームRNA(rRNA) に対するcDNAを
用いた。
[Figure 1] Pseudomonas aeruginosa
aeruginosa) showing EcoR I restriction endonuclease digestion of DNA isolated from this strain. E. coli as a probe 1
CDNAs for 6S and 23S ribosomal RNA (rRNA) were used.

【図2】シュードモナス・アエルギノーザ(P.aeruginos
a)菌株から分離したDNA のPstI 制限エンドヌクレアー
ゼ消化を示す。プローブとして大腸菌の 16S型および 2
3S型rRNAに対するcDNAを用いた。
[Figure 2] Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginos)
a) PstI restriction endonuclease digestion of DNA isolated from the strain. E. coli 16S and 2 as probes
The cDNA for 3S rRNA was used.

【図3】グルコース−非発酵性 グラム−陰性桿菌種か
ら分離したDNA のEcoR I制限エンドヌクレアーゼ消化を
示す。プローブとして大腸菌の16S型および 23S型rRNA
に対するcDNAを用いた。
FIG. 3 shows EcoR I restriction endonuclease digestion of DNA isolated from glucose-nonfermentative Gram-negative rod species. E. coli 16S and 23S rRNAs as probes
The cDNA for was used.

【図4】グルコース−非発酵性 グラム−陰性桿菌種か
ら分離したDNA のPst I 制限エンドヌクレアーゼ消化を
示す。プローブとして大腸菌の16S型および 23S型rRNA
に対するcDNAを用いた。
FIG. 4 shows Pst I restriction endonuclease digestion of DNA isolated from glucose-nonfermentative Gram-negative rod species. E. coli 16S and 23S rRNAs as probes
The cDNA for was used.

【図5】種々のバシルス・ズブチリス(Bacillus subtil
is) 菌株から分離したDNA のEcoR I制限エンドヌクレア
ーゼ消化を示す。プローブとして大腸菌の 16S型および
23S型rRNAに対するcDNAを用いた。
FIG. 5: Various Bacillus subtilis
is) shows EcoR I restriction endonuclease digestion of DNA isolated from the strain. 16S of E. coli as a probe and
The cDNA for 23S rRNA was used.

【図6】図5と同じ菌株に対して、同じプローブで用い
て得られたPst I データを示す。
FIG. 6 shows Pst I data obtained with the same probe for the same strains as in FIG.

【図7】図5および図6と同じ菌株に対して同じプロー
ブを用いて得られたBgl IIデータを示す。
FIG. 7 shows Bgl II data obtained with the same probe for the same strains as FIGS. 5 and 6.

【図8】図5−7と同じ菌株に対して、同じプローブを
用いて得られたSac I データを示す。
FIG. 8 shows Sac I data obtained using the same probe for the same strains as in FIGS. 5-7.

【図9】B.ズブチリスおよびB.ポリミカ(B.polymyx
a)から分離したDNA のEcoR I制限エンドヌクレアーゼ消
化を示す。プローブとして大腸菌からの 16S型および 2
3S型rRNAに対するcDNAを用いた。
FIG. 9: B. Subtilis and B. B.polymyx
Figure 7 shows EcoRI restriction endonuclease digestion of DNA isolated from a). 16S and 2 from E. coli as probes
The cDNA for 3S rRNA was used.

【図10】図9と同じ菌株に対して、同じプローブを用
いて得られたPst I データを示す。
FIG. 10 shows Pst I data obtained using the same probe for the same strains as in FIG.

【図11】図9および図10と同じ菌株に対して同じプロ
ーブを用いて得られたBgl IIおよびSac I データを示
す。
FIG. 11 shows Bgl II and Sac I data obtained with the same probe for the same strains as FIGS. 9 and 10.

【図12】プローブとして大腸菌からの 16S型および 2
3S型rRNAに対するcDNAを用い、感染マウス組織から、Ec
oR I消化DNA 中のストレプトコッカス・ニューモニエ(S
treptococcus pneumoniae)の検出を示す。
Figure 12: 16S and 2 from E. coli as probes
Using cDNA for 3S-type rRNA, Ec
Streptococcus pneumoniae (S
detection of treptococcus pneumoniae).

【図13】ムス・ムスキュラス・ドメスティカス(Mus m
usculus domesticus) (マウス)の細胞質リボソームか
らの 18S型および 28S型rRNAに対するcDNAを用い、哺乳
類の組織から分離したDNA のPst I 消化を比較すること
によるマウス種の同定を示す。
[Figure 13] Mus musculus domesticus (Mus m
We show the identification of mouse species by comparing Pst I digestion of DNA isolated from mammalian tissues using cDNAs for 18S and 28S rRNAs from cytoplasmic ribosomes of usculus domesticus) (mouse).

【図14】ムス・ムスキュラス・ドメスティカス 28S型
rRNAcDNA プローブとハイブリッドを形成したマウスお
よび猫組織からのEcoR I消化DNA を示す。
[Figure 14] Mus Musculius Domesticus 28S type
Shows EcoR I digested DNA from mouse and cat tissues that hybridized with the rRNA cDNA probe.

【図15】ムス・ムスキュラス・ドメスティカス18S 型
および 28S型 rRNAcDNA プローブとハイブリッド形成し
た哺乳類組織からのSac I 消化DNA を示す。
FIG. 15 shows Sac I digested DNA from mammalian tissue hybridized with Mus musculus domesticus 18S and 28S rRNA cDNA probes.

【図16】ムス・ムスキュラス・ドメスティカス18S 型
および 28S型 rRNAcDNA プローブとハイブリッド形成し
た哺乳類組織および細胞培養からのEcoR I消化DNA を示
す。
FIG. 16 shows EcoR I digested DNA from mammalian tissue and cell cultures hybridized with Mus musculus domesticus 18S and 28S rRNA cDNA probes.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:40) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:12) C12R 1:12) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:125) C12R 1:125) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:19) C12R 1:19) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:32) C12R 1:32) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:385) C12R 1:385) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:39) C12R 1:39) 9162−4B C12N 15/00 A Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C12R 1:40) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:12) C12R 1:12) (C12Q 1 / 68 (C12Q 1/68 C12R 1: 125) C12R 1: 125) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:19) C12R 1:19) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1: 32) C12R 1:32) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1: 385) C12R 1: 385) (C12Q 1/68 (C12Q 1/68 C12R 1:39) C12R 1:39) 9162-4B C12N 15/00 A

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 未知有機体の種を同定する方法に使用す
るキットであって、当該方法が: (1)未知有機体の制限エンドヌクレアーゼ消化DNA
に、既知プローブ有機体の又は既知プローブ有機体由来
のリボソームRNA情報−含有核酸をハイブリダイゼー
ションさせたクロマトグラフパターンを得、 (2)そのクロマトグラフパターンと、 種の異なる複数の既知有機体の制限エンドヌクレアーゼ
消化DNAに、当該既知プローブ有機体の又は当該既知
プローブ有機体由来のリボソームRNA情報−含有核酸
をハイブリダイゼーションさせた追加の複数のクロマト
グラフパターンとを比較し、次いで (3)前記未知有機体のクロマトグラフパターン中に存
在するリボソームRNA配列−含有制限断片の組み合せ
であって、同種異株の間では保存されているが異種間で
は保存されていない組み合せを検出することによって当
該未知有機体の種を同定する方法であり; 当該キットが: 1又はそれ以上の容器をきっちりと入れられるように仕
切られたキャリヤーを有し;その最初の1の容器にはプ
ローブ有機体の又はプローブ有機体由来のリボソームR
NA情報−含有核酸が入っており;さらにこのキットに
は実質的に同種異株間では保存されているが同種間では
保存されていないリボソームRNA配列−含有制限断片
よりなるパターンを有するカタログであって、本、コン
ピュータテープ、コンピュータディスク又はコンピュー
タアクセス番号を含むカタログが入っていることを特徴
とするキット。
1. A kit for use in a method of identifying a species of an unknown organism, the method comprising: (1) restriction endonuclease digested DNA of an unknown organism.
To obtain a chromatographic pattern in which a ribosomal RNA information-containing nucleic acid of a known probe organism or derived from a known probe organism is hybridized, and (2) the chromatographic pattern and the limitation of a plurality of known organisms of different species. The endonuclease-digested DNA is compared with a plurality of additional chromatographic patterns obtained by hybridizing the ribosomal RNA information-containing nucleic acid of the known probe organism or derived from the known probe organism, and then (3) the unknown existence The unknown organism by detecting a combination of ribosomal RNA sequence-containing restriction fragment existing in the chromatographic pattern of the airframe, which is conserved among allogeneic strains but not among different species Is a method of identifying a species of: Has a carrier which is partitioned to be closely placed more containers; ribosomal R-derived or probe organism probe organism in its first primary container
NA information-containing nucleic acid is contained therein; and further, this kit is a catalog having a pattern consisting of ribosomal RNA sequence-containing restriction fragments which are substantially conserved among allogeneic strains but not among allogeneic strains. , A kit containing a catalog containing books, computer tapes, computer disks or computer access numbers.
【請求項2】 さらに1又はそれ以上の制限エンドヌク
レアーゼを含む容器を有するものである請求項1記載の
キット。
2. The kit according to claim 1, further comprising a container containing one or more restriction endonucleases.
【請求項3】 リボソームRNA情報−含有核酸プロー
ブが検出可能に標識されているものである請求項1記載
のキット。
3. The kit according to claim 1, wherein the ribosomal RNA information-containing nucleic acid probe is detectably labeled.
【請求項4】 リボソームRNA情報−含有核酸プロー
ブがリボソームRNA(rRNA)である請求項1記載
のキット。
4. The kit according to claim 1, wherein the ribosomal RNA information-containing nucleic acid probe is ribosomal RNA (rRNA).
【請求項5】 リボソームRNA情報−含有核酸プロー
ブがリボソームRNAに相補的なDNA(rRNAcD
NA)である請求項1記載のキット。
5. The ribosomal RNA information-containing nucleic acid probe is a DNA (rRNAcD) complementary to ribosomal RNA.
NA)).
【請求項6】 プローブ有機体が前核生物である請求項
1記載のキット。
6. The kit according to claim 1, wherein the probe organism is a prokaryote.
【請求項7】 プローブ有機体が真核生物である請求項
1記載のキット。
7. The kit according to claim 1, wherein the probe organism is a eukaryote.
【請求項8】 さらにウイルス核酸プローブを含む1又
はそれ以上の容器を有するものである請求項1記載のキ
ット。
8. The kit according to claim 1, further comprising one or more containers containing a viral nucleic acid probe.
【請求項9】 カタログが、さらにウイルスクロマトグ
ラフパターンを有するものである請求項1記載のキッ
ト。
9. The kit according to claim 1, wherein the catalog further has a virus chromatograph pattern.
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