JP2709273B2 - ミコバクテリアの溶菌方法 - Google Patents

ミコバクテリアの溶菌方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱を伴うミコバクテ
リアの溶菌方法および検出方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】ミコバクテリア(My
cobacteria)は、巨大で、多様であり、か
つ、細胞壁の脂質含有率が高くて成長速度の遅い好気
性、非胞子形成性、非運動性の桿菌に属する、広範囲に
分散しているファミリーである。いくつかのミコバクテ
リアは無害であるが、他の幾つか、例えばミコバクテリ
アツベルクロシス(M.tuberculosis)は
重要な病原菌である。ミコバクテリア種は、おのおのの
成長速度、色素生産、動物感染性、および生化学的反応
性により分類される。
【0003】病原性ミコバクテリアの存在を測定するた
めの多くの検出方法は、生物の溶菌および生物中の核酸
の増幅に基づく。しかしながら、現在利用可能な溶菌方
法は、費用がかかり、労力を要し、時間を浪費し、そし
て有害試薬、特定の装置等を必要とする。これは、溶菌
のためのストリンジェントな条件を必要としない他の種
の細胞の溶菌プロトコルとは対照的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の側面は、
ミコバクテリア、例えばミコバクテリウムホルツイツム
(Micobacterium fortuitum)
およびミコバクテリウムツベルクロシス(Micoba
cterium tuberculosis)を溶菌さ
せて核酸を放出させるための方法である。この方法は、
ミコバクテリアを溶菌するのに効果的な時間および温度
で水溶液中のミコバクテリアを加熱して、溶菌と同時に
ミコバクテリアから核酸を放出させることからなる。上
記水溶液は、溶菌と同時にミコバクテリアから放出され
る核酸の分解を阻害するのに効果的な量でキレート剤
(例えば、EDTA,EGTA)を含む。加熱工程は、
放出された核酸の増幅および/または検出へと続く。
【0005】上記方法の特定の態様は、ミコバクテリア
を含む疑いのある生物学的サンプルをキレート剤含有水
溶液と接触させて溶菌溶液を形成し、次に、その中に存
在するミコバクテリアを溶解するのに効果的な時間およ
び温度で該溶菌溶液を加熱することからなる。該溶液
は、溶菌と同時にミコバクテリアから放出される核酸の
分解を阻害するのに十分であるが、引き続く、溶液中の
ミコバクテリア核酸セグメントの増幅を阻害するには不
十分な量のキレート剤を含む。加熱工程の後、ミコバク
テリア核酸セグメントの増幅工程は、溶菌溶液中で実施
される(例えば、溶菌溶液に増幅試薬を加えて該増幅試
薬をミコバクテリア核酸セグメントと反応させることに
よる)。
【0006】本明細書では、核酸サンプル中のミコバク
テリア核酸の検出に有用なキットも開示される。キット
は、ミコバクテリアの溶菌と同時にミコバクテリア核酸
の分解を阻害するのに十分な量のキレート剤を含む溶菌
溶液を含み、そして典型的には、ミコバクテリア核酸セ
グメントを増幅することができる核酸増幅試薬も含む。
溶菌溶液および増幅試薬は典型的には別々のコンテナー
に封入される。
【0007】本明細書において用いられる単語「ミコバ
クテリア」は、抗酸性、非運動性、桿状の細菌である。
一般的には、デービス(B.Davis)らの、Mic
robiology,724−742(第3版、198
0)を参照されたい。一般的にすべてが、ミコバクテリ
ウム科ファミリーに属する。例示として、ミコバクテリ
アは、ミコバクテリウムアフリカナム(Mycobac
terium africanum)、ミコバクテリウ
ムエビウム(Mycobacterium aviu
m)、ミコバクテリウムボビス(Mycobacter
ium bovis)、ミコバクテリウムボビスBCG
(Mycobacterium bovis−BC
G)、ミコバクテリウムケロネア(Mycobacte
rium chenonae)、ミコバクテリウムホル
ツイツム(Mycobacteriumfortuit
um)、ミコバクテリウムゴルドネア(Mycobac
terium gordonae)、ミコバクテリウム
イントラセルラエ(Mycobacterium in
tracellulare)、ミコバクテリウムカンサ
シ(Mycobacterium kansasi
i)、ミコバクテリウムレプレ(Mycobacter
ium leprae)、ミコバクテリウムミクロチ
(Mycobacterium microti)、ミ
コバクテリウムパラツベルクロシス(Mycobact
erium paratuberculosis)、ミ
コバクテリウムスクロフラセウム(Mycobacte
rium scrofulaceum)、およびミコバ
クテリウムツベルクロシス(Mycobacteriu
m tuberculosis)を含むがこれらに限定
されない。
【0008】本明細書において用いられる単語「核酸」
は、DNAおよびRNAの両者を意味する。本発明は、
核酸としてDNAに関する使用に特に好ましい。
【0009】本発明を実施するために用いられたミコバ
クテリアサンプルは、典型的には、ミコバクテリアを含
む疑いのある生物学的液体または生物学的組織の形態の
サンプルで得られる。適当な生物学的液体は、痰、気管
支洗浄物、胃洗浄物(飲み込まれた痰を含む)、血液、
乳、およびリンパ液を含むがこれらに限定されない。適
当な組織サンプルは、皮膚および他の柔らかい組織サン
プル(例えば、筋肉、脂肪)を含むが、これらに限定さ
れない。ミコバクテリアは人および動物種に感染するの
で、本発明は、人および家畜の診断法に適用でき、そし
てサンプルは人および動物種から集められる。例えば、
ミコバクテリウムボビス(M.bovis)はウシの結
核を引き起こし、ヒトにも伝染しうるので、本発明は、
ウシにおける感染を診断するため、およびヒトに伝染し
るうミコバクテリウムボビスの牛乳中の存在を試験する
ために用いられる。他の例としては、ミコバクテリウム
エビウム(Mycobacterium avium)
およびミコバクテリウムイントラセルラエ(Mycob
acterium intracellulare)は
鳥(例えば、チキンおよびハト)並びにブタに感染する
ので、本発明はそのような感染の検出に用いられる。さ
らに、ヒトは、さまざまなミコバクテリア、例えば以下
に限定されないが、ミコバクテリウムツベルクロシス
(Mycobacterium tuberculos
is)、ミコバクテリウムカンサシ(Mycobact
erium kansasii)、ミコバクテリウムエ
ビウム(Mycobacterium avium)、
ミコバクテリウムイントラセルラエ(Mycobact
erium intracellulare)、ミコバ
クテリウムスクロフラセウム(Mycobacteri
um scrofulaceum)、およびミコバクテ
リウムホルツイツム(Mycobacteriumfo
rtuitum)等に感染しやすいから、本発明は、そ
のような感染の検出に用いられる。
【0010】ミコバクテリアを含む疑いのあるサンプル
が痰サンプルの場合、該サンプルを、加熱工程の前また
は間に液化剤(liquifying agent)、
例えばN−アセチル−L−システイン(NALC)およ
び水酸化ナトリウムで消化してよい。
【0011】ミコバクテリアを含む疑いのあるサンプル
は、通常、以下に記載されるような核酸増幅手段のよう
な次の検出のために、サンプル中のミコバクテリアを十
分に溶菌するのに効果的な時間および温度で加熱する。
そのような溶菌に効果的な量の加熱は、細胞内成分、例
えばDNA、RNA等を放出するのに十分であるが、所
望の細胞内成分を破壊するかまたは次の使用において不
適切な(例えば、DNA増幅、ハイブリダイゼーション
および/または検出のための基質として用いるには不適
切な)形態にするには不十分なものである。典型的に
は、サンプルを5分から1時間、より典型的には10分
から20分、および50℃から150℃、より典型的に
は約70℃から約120℃で加熱する。唯一の限定は、
検出される細胞内成分(典型的には核酸)が加熱により
破壊されないことである。加熱はあらゆる適切な手段に
より実施され、水浴、マイクロウエーブ、オーブン、炎
等を含むがこれらに限定されない。
【0012】あらゆる適当な溶菌溶液を用いてミコバク
テリアを含む疑いのあるサンプルを加熱することができ
る。通常、溶菌溶液は水であるが、適当な緩衝液、例え
ばトリス緩衝塩溶液(例えば、50mM Tris−H
Cl,150mM NaCl,pH8.0)、リン酸緩
衝塩溶液(例えば、50mM リン酸ナトリウム、15
0mM NaCl,pH8.0)、ポリメラーゼチェイ
ンリアクション緩衝液(例えば、10mM Tris−
HCl,pH8.8,50mM KCl,1.5mM
MgCl2)、Bethesda Research
Labsから得られるREACT6(商標名)緩衝液
(50mM Tris−HCl,pH7.1,50mM
NaCl,50mM KCl,6mM MgC
2)、リン酸ナトリウム溶液(pH5.0からpH1
2.0)、Sigma Chemical社から得られ
るTRIZMA(商標名)9.0(トリスヒドロキシア
ミノメチルアミン)であってもよい。溶液は付加的に界
面活性剤、例えば0.5%のツイーン(Tween)2
0および0.5%のノニデット(Nonidet)p−
40を含んでよい。加熱されたサンプルは付加的に遠心
分離してよく、それにより上清および沈殿物が次の使用
において利用可能になる。
【0013】溶菌溶液は、核酸が該溶菌溶液に放出され
た後に分解されないようにするために効果的であるが、
好ましくは次の検出または増幅工程を妨害するには不十
分な量のキレート剤を含む。キレート剤の正確な量は、
用いられる特定のキレート剤および溶菌溶液に依存する
が、典型的には約1または10mMから約50または1
00mMまでである。適当なキレート剤の例としては、
EDTA(エチレンジアミン四酢酸)およびEGTA
(エチレングリコール−ビス(β−アミノエチルエーテ
ル)−N,N,N,N四酢酸)、ジアミノシクロヘキサ
ン四酢酸(CDTA)、o−フェナンスロリン、および
サリチル酸を含むがこれらに限定されない。EDTAに
関しては、溶菌溶液に含まれる量は、好ましくは約5m
Mから15mM、最も好ましくは約10mMである。E
GTAに関しては、溶菌溶液に含まれる量は、好ましく
は1または2mMから25または50mM、最も好まし
くは約1または2mMから10mMである。
【0014】サンプルを加熱したら、細胞内成分の次の
使用は、増幅、検出等を含みうる。さらなる工程として
は、DNAの精製、例えば有機抽出(例えば、フェノー
ル/クロロホルム抽出)またはガラスまたは珪藻のよう
なシリカ表面上での固相抽出を含む。
【0015】本発明の方法は、一本鎖の形態で生物から
DNAおよびRNAを放出させることにより、一本鎖の
形態のDNAおよびRNAを必要とする増幅または検出
法において次の使用に直接用いられうる。
【0016】ミコバクテリア核酸(例えばDNAまたは
RNA)の検出は、以下に記載されるとおり、その前に
増幅を行っても行わなくても実施することができる。検
出は、サザンブロット分析、電気泳動ゲルの視覚化等の
手段により実施されうる。検出は、ミコバクテリア核酸
に選択的に結合する核酸プローブをハイブリダイズする
ことにより実施されるが、その際、プローブは適切な検
出可能な基を結合させることにより標識される。
【0017】プローブは、いくつかの方法により標識お
よび検出されうる。例えば、プローブは放射性標識され
てオートラジオグラフィーにより検出される。オートラ
ジオグラフィーに適切な標識は、3H,125I,35S,14
Cおよび32Pを含むがこれらに限定されない。他の検出
可能な基としては、リガンド、蛍光団、化学蛍光発光
剤、電気化学によるセンサー、酵素例えばホースラディ
ッシュパーオキシダーゼ、抗体、ビオチン、アビジン、
放射性ヌクレオチド、酵素阻害剤、コエンザイム、ルシ
フェリン、パラマグネチック金属、およびスピンラベル
を含むがこれらに限定されない。標識の選択は、標識が
プローブに結合するようにするものであって、かつ、そ
のような結合が公知の技術により実施しうるものであ
る。
【0018】選択された核酸配列または標識核酸配列の
増幅は、あらゆる適切な手段により実施してよい。一般
的には、コー(D.Kwoh)とコー(T.Kwo
h)、Am.Biotechnol.Lab.8,14
−25(1990)を参照されたい。適切な増幅技術の
例は、ポリメラーゼチェインリアクション、ライゲース
チェインリアクション、鎖置換増幅、転写に基づく増幅
(コー(D.Kwoh)ら、Proc.Natl.Ac
ad.Sci.,USA 86,1173−1177
(1989)を参照されたい)、自己維持(self−
sustained)配列複製(グアテリ(J.Gua
telli)ら、Proc.Natl.Acad.Sc
i.,USA 87,1874−1878(1990)
を参照されたい)、およびQβレプリカーゼ増幅システ
ム(リザルディ(P.Lizardi)ら、BioTe
chnology 6,1197−1202(198
8)を参照されたい)を含むがこれらに限定されない。
そのようなすべての技術は、少なくとも1つの増幅プロ
ーブ、または1対の増幅プローブを含むが、該プローブ
は増幅試薬として作用し、増幅されるミコバクテリアの
核酸セグメントに特異的に結合する。次に、増幅試薬を
増幅される核酸セグメントに反応(例えば臨床的に反
応)させて、増幅させる。
【0019】ポリメラーゼチェインリアクション(PC
R)は、公知の技術を用いて実施される。例えば、米国
特許第4,683,195号、第4,683,202
号、第4,800,159号および第4,965、18
8号を参照されたい(これら全米国特許の開示は引用に
より本明細書の一部をなす)。
【0020】ライゲースチェインリアクション(LC
R)は、公知の技術を用いて実施される。例えば、バイ
ス(R.Weiss)、Science 254,12
92(1991)を参照されたい。一般的には、反応
は、2対のオリゴヌクレオチドプローブ:1対は検出さ
れる配列の一方の鎖に結合し;他方の対は検出される配
列の他方の鎖に結合する:を用いて実施される。各対
は、共に完全に対応する鎖とオーバーラップする。反応
は、第1に、検出される配列の鎖を変成(分離)し、次
に、加熱安定性ライゲースの存在下で2対のオリゴヌク
レオチドプローブと変成した鎖とを反応させることによ
り、オリゴヌクレオチドプローブの各対が共に連結され
て、次に、反応産物を分離し、次に、配列が所望の程度
まで増幅されるまでこの工程を臨床的に繰り返す。
【0021】鎖置換増幅(SDA)も、公知の技術を用
いて実施される。例えば、ウオーカー(G.Walke
r)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.,U
SA89,392−396(1992);ウオーカー
(G.Walker)ら、Nucleic Aids
Res.,20,1691−1696(1992)を参
照されたい。SDAは、単一の増幅プライマーまたは1
対の増幅プライマーを用いて、後者の場合対数的増幅が
達成される。一般的には、SDA増幅プライマーは、
5’から3’の方向に向かって、周辺配列(flank
ing sequence:必須ではないDNA配
列)、反応に用いられる制限酵素の認識部位、および増
幅および/または検出される標的配列にハイブリダイズ
するオリゴヌクレオチド配列(例えば、本発明のオリゴ
ヌクレオチド配列)からなる。さらに、DNAサンプル
を最初に消化して制限断片を形成する工程は、DNAポ
リメラーゼの鎖置換活性を利用し、かつ、周辺位置(f
lanking position)の基質に結合する
1対の「バンパー」プライマーを各増幅プライマーが結
合する位置の5’の位置に加えることにより除くことが
できる。
【0022】核酸サンプル中のミコバクテリア核酸を検
出するためのキットは、(a)ミコバクテリアサンプル
から放出された核酸サンプルを得るための上記濃度のキ
レート剤を含有するひとつまたは複数の溶菌溶液、およ
び/または(b)プローブと核酸サンプルの間のハイブ
リダイゼーションを可能にするハイブリダイゼーション
溶液を含む。プローブは、溶液に懸濁されて提供されて
も、凍結乾燥の形態で別に提供されてもよい。適切なハ
イブリダイゼーション緩衝液の一例としては、6×SS
C(0.9Mの塩化ナトリウム、0.09Mのクエン酸
ナトリウム、pH7.0)、0.1MのEDTA(pH
8.0)、5×デンハルト(Denhardt)溶液
[0.1%(we/v)Ficoll Type 40
0、0.1%(w/v)ポリビニルピロリドン、0.1
%(w/v)ウシ血清アルブミン]および100μg/
mlのきざまれた変成サケ精子DNA(Bethesd
aResearch Laboratories,Ga
ithersburg,MD20877,USAからカ
タログ番号5565UAとして市販されている)を含
む。また、マニアティス(T/Maniatis)ら、
MolecularCloning:A Labora
tory Manual,387−388(1982)
(Cold Spring Harbor Labor
atory)を参照されたい。キットの成分は、典型的
には共通のコンテナーに共にパッケージされる(例え
ば、破りやすいシールでシールされたコンテナー)。キ
ットは、典型的には、本明細書に記載されているよう
な、本発明の方法を実施するための指示書を含む(例え
ば、パッケージまたはコンテナー上にプリントされた指
示書のシート)。採用されるアッセイフォーマットに依
存して、キットの付加的成分として、検出プローブを用
いた次の検出のためのサンプル中のミコバクテリア核酸
セグメント増幅用のひとつ以上または1対の増幅プロー
ブ、ミコバクテリア核酸セグメントを検出するためのひ
とつ以上の検出プローブ(増幅するかしないかに拘わら
ず)、および検出工程を実施するための手段(例えば、
検出可能なマーカーで標識した本発明のプローブ、およ
び該検出可能マーカーが酵素である場合の付加的な酵素
基質)を含む。
【0023】使用に際し、本発明の好ましい態様におい
ては、ミコバクテリアを含む疑いのある生物学的サンプ
ルを溶菌溶液に加え、そして加熱することにより溶菌さ
せて核酸を放出させる。次に、増幅試薬を直接溶菌溶液
に加えて溶菌溶液中で増幅反応を実施する。増幅試薬は
いかなる適切な形態であってよく、例えば水溶液として
運ばれるか、乾燥しているか、凍結乾燥されているか、
またはフリーズドライの形態であってよい。溶菌溶液中
で直接増幅できることは、すべての検出方法を大きく単
純化させて、前の反応からのアンプリコンとの反応物の
混入の可能性を大きく減少させるのに役立つ。増幅され
たミコバクテリア核酸セグメントは、次に、あらゆる適
切な手段により検出できる(アンプリコンの混入の可能
性は、増幅後にはほとんど問題ない)。
【0024】本発明は、以下の実施例においてより詳細
に説明されるが、その際、mgはミリグラムを表し、m
lはミリリットルを表し、μlはマイクロリットルを表
し、mMはミリモラーを表し、kbはキロベースを表
し、そして、温度は摂氏温度で表される。以下の実施例
は、本発明の例示であり、本発明を限定するためのもの
ではない。
【0025】
【実施例】
実施例1 ミコバクテリアDNAの加熱処理による低分子断片の生
成 この実施例の目的は、加熱によるミコバクテリアの溶菌
が断片化された低分子のDNAを生成することを示すこ
とである。この実施例において用いられた物質は、ラム
ダパージDNA標準(Bethesda Resear
ch Laboratoriesから得られた);ミコ
バクテリウムホルツイツム(加熱失活、BACTEC
(商標名)培養)、約108生物/ml;1%アガロー
スゲル;およびエチジウムブロマイドである。
【0026】この実施例は、以下のとおりに実施され
た:1mlのミコバクテリウムホルツイツムを5分間の
ミクロ遠心分離により濃縮し、そしてその結果得られた
細菌沈殿物を100μlの25mM KPO4,pH
7.5(「緩衝液」)に懸濁した。これは、以下の反応
物を調製するための保存溶液であった:(1)20μl
のミコバクテリウムホルツイツム+2μlの緩衝液;
(2)20μlのミコバクテリウムホルツイツム+2μ
lのラムダDNA標準;(3)2μlのラムダDNA標
準+20μlの緩衝液;(4)2μlのラムダ標準+2
0μlのミコバクテリウムホルツイツム;(5)20μ
lのミコバクテリウムホルツイツム+2μlのラムダD
NA標準;(6)2μlのラムダ標準+20μlの緩衝
液。
【0027】上記6つの反応調製物を以下のとおりに処
理した:調製物1−3は15分間95℃にて加熱し;調
製物4は15分間95℃にて加熱してから冷やし、次に
2μlのラムダDNAを加え;そして調製物5および6
は加熱しなかった。次に、サンプルを簡単にミクロ遠心
分離して、エチジウムブロマイド染色した1%アガロー
スゲル上で分析した。反応1および2は、2.3から
0.1kbの範囲の大きさのDNA蛍光を示した。明瞭
な高分子量のバンドは、約9kbにおける薄いバンドを
除いて観察されなかった。反応3−6は、分子量標準か
ら判断して、23.1、9.9,6.6,4.4,2.
3およひ2.0kbの明瞭なDNAバンドを示した。
【0028】完全鎖長のミコバクテリアのゲノミックD
NAは、アガロースゲル上で約23kbとして泳動す
る。しかしながら、上記のように処理すると、ほとんど
が低分子量DNA(≦≒2kb)としてミコバクテリア
から放出された。ラムダDNAの存在下で溶菌が起こる
と、それも分断されることから、分断の工程はミコバク
テリアDNAに特異的でないことが示された。ラムダD
NAとミコバクテリアを同時に加熱しなかった場合の反
応はラムダDNAの分断を示さなかったことから、加熱
およびミコバクテリアの存在または培地はミコバクテリ
アDNAに特異的でないDNA分断工程を活性化したこ
とが示唆された。
【0029】実施例2 ミコバクテリアDNAの加熱溶菌に対する キレーション、還元および時間の影響 この実施例の目的は、キレーション、還元および時間
が、溶菌の間にミコバクテリアDNAの分断に対して影
響するか否かを測定することであった。用いられた物質
は、上記実施例1と同じであるが、還元剤ジチオスレイ
トール(DTT)およびエチレンジアミン四酢酸(ED
TA)も含んだ。簡単に言えば、ミコバクテリウムホル
ツイツム培養液の3つの1mlアリコートを5分間ミク
ロ遠心分離した。各細菌沈殿物は、(A)100μlの
25mM KPO4溶液、(B)100μlの50mM
EDTAを含有する25mM KPO4溶液、または
(C)100μlの50mM DTTを含有する25m
M KPO4溶液の何れかに懸濁した。次に、ミコバク
テリウムホルツイツムの各保存溶液20μlを以下の4
処理の何れかに供した: (I)95℃において15分間加熱; (II)2μlのラムダDNAを加えて、次に、反応物
を95℃において15分間加熱; (III)95℃において15分間加熱したあと、2μ
lのラムダDNAを加えた;または (IV)2μlのラムダDNAを加えたが反応物は加熱
しなかった。
【0030】対照反応はラムダDNAのみを含み、以下
のように処理した: (V)20μlのAまたは20μlのBまたは20μl
のC中の2μlのラムダDNAを加えて95℃において
15分間加熱した。
【0031】処理後、反応溶液を4℃において一晩保存
した。
【0032】上記反応の翌日、反応溶液をエチジウムブ
ロマイド染色1%アガロースゲル上で分析した。処理I
(加熱のみ)において、EDTAの存在(B)は約20
−23kbの明瞭な分子量のDNAをもたらした。他の
2つの条件(DTTまたは緩衝液のみ)は、2.3kb
サイズマーカー未満の低分子量スメアを生じた。DTT
はフリーラジカルを結合すると期待され、または択一的
にその中のイオウは金属イオンを結合すると期待され、
よって、DTTの活性の欠如は驚くべきことであった。
【0033】処理II(ラムダDNAおよび加熱)は、
EDTAの存在が適切な分子量のラムダDNA標準を保
存し、緩衝液のみまたはDTTの存在下においては、ラ
ムダDNAマーカーは低分子量スメアとして出現した。
他のすべての処理においては、ラムダDNA標準は適切
なサイズに移動した。これらのデータから、50mMの
EDTAの添加は、ミコバクテリウムホルツイツム由来
の低分子量DNAの出現およびラムダDNAの明らかな
分断を低下させることが示される。
【0034】実施例3 ミコバクテリウムホルツイツムの溶菌の間の DNA分断に対するキレーターの作用のタイトレーショ
ン この実施例において用いられた物質は、上記実施例1お
よび2と同じであり、EDTA(エチレンジアミン四酢
酸)およびEGTA(エチレングリコール−ビス(B−
アミノエチルエーテル)−N,N,N,N四酢酸)を含
んだ。
【0035】BACTEC(商標名)で培養されたミコ
バクテリウムホルツイツムの3つの1mlアリコートを
5分間ミクロ遠心分離した。その結果得られた沈殿物
は、個々に100マイクロリットルの25mM KPO
4溶液(pH7.5)に懸濁して、保存した。反応物
は、20μlのミコバクテリウムホルツイツム+以下の
10倍連続希釈:0.5;0.05;0.005;0.
0005;0.00005;0.000005Mのうち
の一つの濃度のキレーター(EDTAまたはEGTA)
2μlからなる(対照は2μlの25mM KPO4
加えた)。次に、反応物を95℃において15分間加熱
し、細胞破片を1分間のミクロ遠心分離により沈殿させ
た。各反応物は4μlのタイプIIサンプル緩衝液(サ
ムブルック(J.Sambrook)ら、Molecu
lar Cloning:A Laboratory
Manual,表6.3(第2版、1989)(6×緩
衝液:0.25%ブロムフェノールブルー;0.25%
キシレンシアノールFF;Ficoll(タイプ40
0;ファルマシア社)の水溶液))を加えられ、15μ
lに関して、エチジウムブロマイド染色1%アガロース
ゲル上で分析した。その結果得られたゲルのプロフィー
ルから、両方のキレーターがDNAの分解を阻害し、E
GTAがゲノミックDNAを保護するのにより良好にみ
えたことが示された。このことは、EGTAがMg2+
良好なキレーターであることから、ミコバクテリウムホ
ルツイツム溶菌の間のDNA分断の機構がマグネシウム
依存性ではないことが示唆された。
【0036】実施例4 キレート剤の存在または不在下における 痰中のミコバクテリウムホルツイツムDNAの加熱溶菌 この実施例の目的は、痰中のミコバクテリウムホルツイ
ツムの溶菌が分断されたDNAを生成するか、およびそ
の分断がキレート剤により停止するか否かを測定するこ
とであった。
【0037】この実施例において用いられた物質は、実
施例1−3において記載された物質と本質的に同一であ
り、軍人経営(Veterans Administr
ation)病院(Durham,North Car
olina,米国)からの加工された臨床痰サンプルも
含む(アクセション番号903,909,904,91
0,786,783,987,899,790,90
6,901,984,898,791および902)。
【0038】BACTEC(商標名)で培養されたミコ
バクテリウムホルツイツムの1ミリリットルアリコート
(約108生物/ml)を1.5mlのSARSTED
T(商標名)スクリューキャップチューブに移し、5分
間ミクロ遠心分離することにより沈殿させた。上清を捨
てて、プールされていた加工された痰1mlを約20m
gの綿と共に加えた。次に、サンプルを手およびボルテ
ックスにより撹拌し、そして5分間ミクロ遠心分離し
た。上清を再び捨てて、沈殿物を0,0.5,5または
50mM濃度のキレーター(EDTAまたはEGTA)
を含む25mMKPO4(pH7.5)1mlに懸濁し
た。混合後、チューブを再び遠心分離し、上清を捨て
た。次に、チューブを15分間95℃において加熱し
た。約100μlの上清を各チューブから吸い出し、約
2秒間ミクロ遠心分離した。次に、それら上清20μl
をエチジウムブロマイド染色1%アガロースゲルによる
電気泳動で分析した。
【0039】これらの実験の結果は、上記の報告された
発見と一致した。ミコバクテリアの溶菌の間、DNAは
分断され、そしていずれかのキレーターの存在下でゲノ
ミックサイズのDNAが残った。最高の結果(即ち、最
も完全なゲノミックDNAが残った場合)は、0.5お
よび5mMのEGTAを用いた場合に観察された。
【0040】実施例5 キレーターの存在下における加熱溶菌とDNA増幅反応
の適合性 この実施例の目的は、ミコバクテリウムツベルクロシス
溶菌反応へのEGTAの添加がポリメラーゼチェインリ
アクション(PCR)と適合することを証明することで
あった。
【0041】この実施例において用いられた物質は、ミ
コバクテリウムホルツイツムの代わりにミコバクテリウ
ムツベルクロシスを用い、そしてPCR試薬も標準技術
にしたがって用いたこと以外は、上記実施例と本質的に
同じである。簡単に言えば、1000のミコバクテリウ
ムツベルクロシス細胞を1mlのKPO4(pH7.
5)にスパイクし、そして15分間95℃において加熱
した。50μlの反応物に、0.5,0.05,0.0
05,0.0005モラーのEGTA溶液または水を加
えた。次に、IS6110標的セグメント(チエリー
(D.Thierry)ら、IS6110、ミコバクテ
リウムツベルクロシスのIS様エレメント、Nucle
ic Acids Res.,18,188(199
0))のプライマーを含むPCR緩衝液50μlを加え
て、標準的方法によりPCRを実施した。
【0042】10mMのEGTAがPCR反応をわずか
に阻害したが、他の濃度では阻害しなかったことが見い
だされた。増幅を阻害しない1mMの濃度の結果は、上
記実施例4において完全なDNAを保持することが観察
された濃度の結果と一致した。したがって、EGTA存
在下におけるミコバクテリウムツベルクロシスの溶菌は
完全なゲノミックサイズのDNAを放出し、そして約1
0mM以下のEGTA濃度においては目に見えてPCR
増幅を阻害しないであろう。
【0043】上記実施例は、本発明を例示するものであ
り、本発明を限定するためのものではない。本発明は、
特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定され
る。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1:33) (C12N 15/09 C12R 1:33) (C12Q 1/04 C12R 1:33) (72)発明者 メリンダ・エス・フレイザー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27709,ダーラム,イースト・メイナー ド・アベニュー 104 (72)発明者 ジー・テランス・ウォーカー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27514,チャペル・ヒル,マウント・ボ ラス・ロード 209 (56)参考文献 特開 昭62−236478(JP,A) J.CLIN.MICROBIO L.,29(4)(1991)P.712−717 ARCHS.INST.PASTEU R.TUNIS.,655(3−4)P. 261−270 NUCLEIC.ACIDS.RES EARCH 17(5)(1989)P.2141

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミコバクテリアから核酸を放出させるた
    めのミコバクテリアの溶菌法であって、ミコバクテリア
    を溶菌するのに効果的な時間および温度で水溶液中のミ
    コバクテリアを加熱することを含み、その際、該水溶液
    は、溶菌に際してミコバクテリアから放出された核酸の
    分解を阻害するのに効果的な量のエチレングリコール−
    ビス(β−アミノエチルエーテル)−N,N,N,N−
    四酢酸(EGTA)を含む、前記方法。
  2. 【請求項2】 前記加熱工程が、5分間から1時間の
    間、および50℃から150℃の温度で実施される、請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ミコバクテリアを含む疑いのあるサンプ
    ル中のミコバクテリアの検出方法であって: 前記サンプルを、エチレングリコール−ビス(β−アミ
    ノエチルエーテル)−N,N,N,N−四酢酸(EGT
    A)を含む水溶液と混合して、溶菌溶液を形成し; サンプル中に存在するミコバクテリアを溶菌するのに効
    果的な時間および温度で該溶菌溶液を加熱し、その際、
    該溶液は、ミコバクテリアの溶菌と同時にミコバクテリ
    アから放出される核酸の分解を阻害するのに十分な量の
    EGTAを含み;そして 該溶菌溶液中でDNA増幅反応によりミコバクテリアの
    核酸セグメントを増幅する; 工程を含む、前記検出方法。
  4. 【請求項4】 溶菌溶液に増幅試薬を加え、そして該増
    幅試薬をミコバクテリア核酸セグメントと反応させるこ
    とにより、前記増幅工程を実施する、請求項3記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 前記増幅反応が、ポリメラーゼ連鎖反
    応、ライゲース連鎖反応、鎖置換増幅、転写に基づく増
    幅、自己維持(self−sustained)配列複
    製、およびQβレプリカーゼ増幅からなる群から選択さ
    れる、請求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記増幅工程の後に、前記ミコバクテリ
    ア核酸セグメントを検出する工程を実施する、請求項3
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 核酸サンプル中のミコバクテリア核酸を
    検出するために有用なキットであって、 (a)溶菌溶液中のミコバクテリアの加熱溶菌に際し、
    ミコバクテリア核酸の分解を阻害するのに効果的な量の
    エチレングリコール−ビス(β−アミノエチルエーテ
    ル)−N,N,N,N−四酢酸(EGTA)を含む、溶
    菌溶液;および、 (b)ミコバクテリア核酸セグメントを増幅するための
    核酸増幅試薬を含む、核酸サンプル中のミコバクテリア
    核酸を検出するために有用なキット。
  8. 【請求項8】 前記増幅試薬が、ポリメラーゼ連鎖反
    応、ライゲース連鎖反応、鎖置換増幅、転写に基づく増
    幅、自己維持(self−sustained)配列複
    製、およびQβレプリカーゼ増幅薬からなる群から選択
    される増幅反応に使用される、請求項7記載のキット。
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