JP2966478B2 - Mycobacterial microorganism detection method - Google Patents

Mycobacterial microorganism detection method

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JP2966478B2
JP2966478B2 JP2142582A JP14258290A JP2966478B2 JP 2966478 B2 JP2966478 B2 JP 2966478B2 JP 2142582 A JP2142582 A JP 2142582A JP 14258290 A JP14258290 A JP 14258290A JP 2966478 B2 JP2966478 B2 JP 2966478B2
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tuberculosis
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ミコバクテリア(Mycobacteria)属に属す
る微生物の検出方法及びプライマーセットに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting a microorganism belonging to the genus Mycobacteria and a primer set.

[従来の技術] ヒト型結核菌(即ち、ミコバクテリウム・ツベルキュ
ロシス;Mycobacterium tuberculosis)は、ヒトの結核
の病原微生物であり、その検査は臨床上極めて重要であ
る。ヒト型結核菌は、ヒトに対して強い病原性を示し、
ほとんど全ての臓器および組織に結核性病変を起こす。
特に肺結核が圧倒的に多い。ミコバクテリア(Mycobact
eria)属に属する微生物として、前記のヒト型結核菌の
ほかに、非定型抗酸菌例えばウシ型結核菌(即ち、ミコ
バクテリウム・ボビス;M.bovis)またはトリ型結核菌
(即ち、ミコバクテリウム・アビウム;M.avium)が知ら
れている。これらの非定型抗酸菌は病原性が弱いが、ヒ
ト、特にヒトの肺をしばしば侵す。しかし、肺結核と臨
床症状が酷似しているため、その鑑別が極めて重要であ
る。従って、ヒト型結核菌の同定と非定型抗酸菌との分
別を短時間に行なうことは、的確な化学療法を実施する
にあたり、特に重要な意義を有する。
[Background Art] Mycobacterium tuberculosis is a pathogenic microorganism of tuberculosis in humans, and its test is extremely important clinically. Mycobacterium tuberculosis shows strong pathogenicity to humans,
Causes tuberculous lesions in almost all organs and tissues.
In particular, pulmonary tuberculosis predominates. Mycobact
As microorganisms belonging to the genus eria, in addition to the above-mentioned M. tuberculosis, atypical mycobacteria such as M. bovis (ie, Mycobacterium bovis; M. bovis) or M. avium (ie, M. tuberculosis) Bacterium avium (M.avium) is known. These atypical mycobacteria are poorly pathogenic but often affect humans, especially human lungs. However, its clinical manifestations are very similar to those of pulmonary tuberculosis, and its differentiation is extremely important. Therefore, performing identification of Mycobacterium tuberculosis and differentiation from atypical mycobacteria in a short time is particularly important in performing accurate chemotherapy.

従来、結核菌の検出方法としては培養法が汎用されて
いた。例えば、特公昭51−7723号公報には、小川培地に
結核菌を接種して培養し、ヒト型結核菌とウシ型結核菌
とを識別する技術が記載されている。しかしながら、こ
れら従来の培養法によれば、培養に3〜8週間の期間が
必要であり、更に最終的な同定に2〜4週間かかる。従
って、早期診断には不都合であった。
Conventionally, a culture method has been widely used as a method for detecting Mycobacterium tuberculosis. For example, Japanese Patent Publication No. 51-7723 describes a technique of inoculating M. tuberculosis into Ogawa medium and culturing the M. tuberculosis to discriminate between M. tuberculosis and M. bovis. However, according to these conventional culturing methods, culturing requires a period of 3 to 8 weeks, and final identification requires 2 to 4 weeks. Therefore, it was inconvenient for early diagnosis.

一方、早期診断方法として、特開昭63−180859号公報
には、ヒト型結核菌に特異的なモノクローナル抗体をハ
イブリドーマ細胞ラインによって産生させ、このモノク
ローナル抗体を用いる測定方法が記載されている。しか
し、この方法では被検試料の前処理が煩雑であった。ま
た、各種の結核菌に特異的なI125ラベル化DNAプローブ
を用いるハイブリダイゼーション法も開発されている
(例えば、Diagn.Microbiol.Infect.Dis.1987;8:69−7
8)。しかしながら、この方法は放射性物質を用いるの
で特殊な設備を必要とし、更に、臨床試料からヒト型結
核菌を直接的に検出・同定することが必ずしも常に可能
なわけではなかった。
On the other hand, as an early diagnosis method, JP-A-63-180859 describes a measurement method in which a monoclonal antibody specific to M. tuberculosis is produced by a hybridoma cell line and the monoclonal antibody is used. However, in this method, the pretreatment of the test sample was complicated. In addition, a hybridization method using an I 125- labeled DNA probe specific to various Mycobacterium tuberculosis has been developed (for example, Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 1987; 8: 69-7).
8). However, this method requires special equipment because it uses a radioactive substance, and it is not always possible to directly detect and identify M. tuberculosis from clinical samples.

[発明が解決しようとする課題] 本発明者は、臨床試料中に含まれているヒト型結核菌
および非定型抗酸菌に関する早期の検出および分別を実
現するために種々研究を重ねた結果、特定のDNAプライ
マーを用いて、臨床試料中の抗酸菌(即ち、ヒト型結核
菌および非定型抗酸菌)のDNAを増幅し、増幅DNAを制限
酵素で処理し、そしてその処理パターンを解析すること
によって、抗酸菌(即ち、ヒト型結核菌および非定型抗
酸菌)を特異的に、高感度で、しかも迅速に検出しそし
て分別することができることを見いだした。従って、本
発明の目的は、抗酸菌を特異的に、高感度で、しかも迅
速に検出・分別する手段を提供することにある。
[Problem to be Solved by the Invention] The present inventors have conducted various studies in order to realize early detection and differentiation of M. tuberculosis bacteria and atypical mycobacteria contained in clinical samples. Using specific DNA primers, amplify the DNA of mycobacteria (ie, Mycobacterium tuberculosis and atypical mycobacteria) in clinical samples, treat the amplified DNA with restriction enzymes, and analyze the treatment pattern By doing so, it has been found that acid-fast bacilli (ie, Mycobacterium tuberculosis and atypical acid-fast bacilli) can be specifically and sensitively and rapidly detected and differentiated. Accordingly, an object of the present invention is to provide a means for specifically and rapidly detecting and separating acid-fast bacteria with high sensitivity.

[課題を解決するための手段] 前記の目的は、本発明により、 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第1のDNAプライマーと、式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第2のDNAプライマーと、DNAポリメラーゼと、
水性液体被検試料とを含む混合液をDNA増幅工程にか
け、得られた反応液をDNA分画検査工程にかけることを
特徴とする、ミコバクテリア(Mycobacteria)属に属す
る微生物の検出方法によって達成することができる。
[Means for Solving the Problems] The above object is achieved by the present invention, A first DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of a base sequence represented by A second DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of a base sequence represented by
Achieved by a method for detecting a microorganism belonging to the genus Mycobacteria, which comprises subjecting a mixture containing an aqueous liquid test sample to a DNA amplification step and subjecting the resulting reaction solution to a DNA fractionation inspection step. be able to.

また、本発明は、式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第1のDNAプライマーと、式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第2のDNAプライマーとからなるプライマーセ
ットに関する。
The present invention also relates to the formula A first DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of a base sequence represented by And a second DNA primer containing an oligonucleotide portion having the nucleotide sequence represented by the following formula:

本明細書においては記載の簡略化のために以下の記号
を用いる。
In the present specification, the following symbols are used for simplifying the description.

A:アデニン C:シトシン G:グアニン T:チミン DNA:デオキシリボ核酸 tRNA:転写リボ核酸 dATP:デオキシアデノシン三リン酸 dCTP:デオキシシチジン三リン酸 dGTP:デオキシグアノシン三リン酸 dTTP:デオキシチミジン三リン酸 dNTP:デオキシヌクレオシド三リン酸 bp:塩基対 本発明方法で検出することのできる微生物は、ミコバ
クテリア属に属する微生物である。これらは、抗酸菌と
称され、具体的には、ヒト型結核菌(M.tuberculosi
s)、ウシ型結核菌(M.bovis)、トリ型結核菌(M.aviu
m)、ミコバクテリウム・フォートゥイタム(M.fortuit
um)、ミコバクテリウム・チェロナイ(M.chelonei)、
ミコバクテリウム・ゴルドネアー(M.gordonae)、ミコ
バクテリウム・イントラセルラーレ(M.intracellular
e)、ミコバクテリウム・カンサシー(M.kansasii)、
ミコバクテリウム・マリーナム(M.marinum)、ミコバ
クテリウム・スクロフラセウム(M.scrofuraceum)、ミ
コバクテリウム・スメグマティス(M.smegmatis)、ミ
コバクテリウム・スツルガイ(M.szulgai)またはミコ
バクテリウム・ガストリ(M.gastri)を挙げることがで
きる。特に重要な微生物は、ヒト型結核菌、ウシ型結核
菌、トリ型結核菌、M.イントラセルラーレ、およびM.カ
ンサシーである。
A: adenine C: cytosine G: guanine T: thymine DNA: deoxyribonucleic acid tRNA: transcribed ribonucleic acid dATP: deoxyadenosine triphosphate dCTP: deoxycytidine triphosphate dGTP: deoxyguanosine triphosphate dTTP: deoxythymidine triphosphate dNTP : Deoxynucleoside triphosphate bp: base pair The microorganism that can be detected by the method of the present invention is a microorganism belonging to the genus Mycobacteria. These are called mycobacteria, and specifically, M. tuberculosis (M. tuberculosi)
s), M. bovis, M. avis (M.aviu)
m), M. fortuitum
um), Mycobacterium chelonii (M.chelonei),
Mycobacterium gordonae (M. gordonae), Mycobacterium intracellulare (M. intracellular)
e), M. kansasii,
M. marinum, M. scrofuraceum, M. smegmatis, M. szulgai or Mycobacterium gastri (M.gastri). Of particular interest are M. tuberculosis, M. bovis, M. avium, M. intracellulare, and M. kansasii.

本発明では、PCR(polymerase chain reaction)法
をDNA増幅工程として用いることができる。PCR法を利用
すると、微量の細胞DNAから、目的とするDNA領域のみを
自動的に約100万倍にまで増幅することができる(Scien
ce,239:487−491,1988)。PCR法では、増幅させるDNA領
域を挾んで+鎖および−鎖に対する2種のDNAプライマ
ーと、耐熱性DNAポリメラーゼとを用いて増幅サイクル
を繰り返す。
In the present invention, a PCR (polymerase chain reaction) method can be used as the DNA amplification step. By using the PCR method, it is possible to automatically amplify only the target DNA region up to about 1 million times from a small amount of cellular DNA (Scien
ce, 239: 487-491, 1988). In the PCR method, an amplification cycle is repeated using two types of DNA primers for a + strand and a − strand and a heat-resistant DNA polymerase across a DNA region to be amplified.

本発明方法で用いることのできる第1および第2のDN
Aプライマーは、ミコバクテリア属に属する微生物、特
にヒト型結核菌DNA、トリ型結核菌DNA、M.イントラセル
ラーレDNA、およびM.カンサシーDNAにおいて、ほぼ共通
の特異的タンパク質であるディナJ(dna J)タンパ
ク質をコードするDNA配列(第1393位から第1360位)の
上流5′側の20〜30塩基のオリゴヌクレオチドおよび
3′側の20〜30塩基のオリゴヌクレオチドである。具体
的には、第1のDNAプライマーとして、 からなるエイコサヌクレオチド部分を少なくとも含有す
るオリゴヌクレオチドを用いることができる。
First and second DN that can be used in the method of the present invention
The A primer is a specific protein that is almost common to microorganisms belonging to the genus Mycobacteria, particularly M. tuberculosis DNA, M. avium DNA, M. intracellulare DNA, and M. kansasii DNA, and is a specific protein, Dina J (dna J) An oligonucleotide having 20 to 30 bases 5 ′ to the upstream and a 20 to 30 base oligonucleotide 3 ′ to the DNA sequence (positions 1393 to 1360) encoding the protein. Specifically, as the first DNA primer, An oligonucleotide containing at least an eicosanucleotide moiety consisting of

また、本発明方法では第2のDNAプライマーとして、
具体的には、 からなるエイコサヌクレオチド部分を少なくとも含有す
るオリゴヌクレオチドを用いることができる。
In the method of the present invention, as the second DNA primer,
In particular, An oligonucleotide containing at least an eicosanucleotide moiety consisting of

第1および第2のDNAプライマーとして、30塩基を越
えるオリゴヌクレオチドを用いると自己重合する可能性
が高くなるので好ましくない。
It is not preferable to use an oligonucleotide having more than 30 bases as the first and second DNA primers because the possibility of self-polymerization increases.

本発明方法で用いる第1および第2のDNAプライマー
を構成する各塩基は、当業者に公知の任意の態様で修飾
(例えば、ビオチン化、発光物質によるラベル化)され
ていてもよい。
Each base constituting the first and second DNA primers used in the method of the present invention may be modified (for example, biotinylated, labeled with a luminescent substance) in any manner known to those skilled in the art.

本発明で用いる前記の第1および第2のDNAプライマ
ーは、通常のDNA自動合成機(例えば、アプライドバイ
オシステムズ社の自動合成機)を用いて、公知のDNA合
成法(例えば、ホスホアミダイト法)によって調製する
ことができる。
The first and second DNA primers used in the present invention can be obtained by a known DNA synthesis method (for example, a phosphoramidite method) using a normal DNA automatic synthesizer (for example, an automatic synthesizer manufactured by Applied Biosystems). Can be prepared by

本発明では、DNAポリメラーゼとして、耐熱性DNAポリ
メラーゼ、特に約95℃までの温度で活性を維持すること
のできる耐熱性DNAポリメラーゼ、例えば、市販のTaqポ
リメラーゼを用いることができる。
In the present invention, a thermostable DNA polymerase, particularly a thermostable DNA polymerase capable of maintaining its activity at a temperature up to about 95 ° C., for example, a commercially available Taq polymerase can be used as the DNA polymerase.

本発明方法で用いる液体被検試料は、ミコバクテリア
属に属する微生物、即ち、抗酸菌(ヒト型結核菌および
非定型抗酸菌、例えば、トリ型結核菌、M.イントラセル
ラーレおよびM.カンサシー)を含有している疑いのある
試料であれば特に制限されない。例えば、喀痰、胃吸引
液、気管支肺胞洗浄液、便、尿、髄液または血液を用い
ることができる。これらの液体被検試料に対して、DNA
増幅工程にかける前に、DNA抽出処理(例えば、フェノ
ール/クロロホルム処理)を実施するのが好ましい。
The liquid test sample used in the method of the present invention is a microorganism belonging to the genus Mycobacteria, that is, mycobacteria (M. tuberculosis and atypical mycobacteria, such as M. avium, M. intracellulare and M. intracellulare). The sample is not particularly limited as long as it is suspected of containing KS. For example, sputum, gastric aspirate, bronchoalveolar lavage, stool, urine, cerebrospinal fluid or blood can be used. For these liquid test samples, DNA
It is preferable to perform a DNA extraction treatment (for example, a phenol / chloroform treatment) before the amplification step.

本発明方法では、前記の第1および第2のDNAプライ
マー、DNAポリメラーゼならびに液体被検試料を含む混
合液を用いる。第1および第2のDNAプライマーおよびD
NAポリメラーゼの使用量は、液体被検試料の種類によっ
て変化するが、PCR法によるDNA増幅工程を実行すること
ができる範囲で容易に決定することができる。
In the method of the present invention, a mixed solution containing the above-mentioned first and second DNA primers, DNA polymerase and a liquid test sample is used. First and second DNA primers and D
The amount of NA polymerase to be used varies depending on the type of the liquid test sample, but can be easily determined as long as the DNA amplification step by the PCR method can be performed.

この混合液は、場合により、緩衝液(例えば、トリス
塩酸緩衝液)、安定化剤(例えば、ゼラチン)、または
塩類(例えば、塩化ナトリウム)を含有することができ
る。
The mixture can optionally include a buffer (eg, Tris-HCl buffer), a stabilizer (eg, gelatin), or salts (eg, sodium chloride).

本発明方法では、前記の混合液を用いてPCR法の増幅
サイクルを実施する。増幅サイクルは、 (i)DNAの変性工程(約90℃〜約95℃で、約10秒間〜
約2分間)、 (ii)1本鎖DNAとプライマーとのアニーリング工程
(約37℃〜約70℃で、約30秒間〜約3分間)、および (iii)DNAポリメラーゼによるDNA合成工程(約65℃〜
約80℃で、約30秒間〜約5分間) とからなる。1サイクル毎にDNAは2倍に増幅され、n
サイクル後には2n倍に増幅される。本発明においては、
前記の増幅サイクルを10〜60回、好ましくは20〜40回繰
り返す。最後のサイクルにおいては、工程(iii)で加
熱時間を約5〜10分間に延長してDNA合成が完全に行な
われるようにするのが好ましい。
In the method of the present invention, an amplification cycle of the PCR method is performed using the above-mentioned mixture. The amplification cycle includes (i) a DNA denaturation step (about 90 ° C. to about 95 ° C. for about 10 seconds to
(Ii) a step of annealing single-stranded DNA to a primer (at about 37 ° C to about 70 ° C for about 30 seconds to about 3 minutes); and (iii) a step of synthesizing DNA with a DNA polymerase (about 65 minutes). ° C ~
(At about 80 ° C. for about 30 seconds to about 5 minutes). The DNA is doubled every cycle, and n
After the cycle, it is amplified by 2 n times. In the present invention,
The above amplification cycle is repeated 10 to 60 times, preferably 20 to 40 times. In the last cycle, it is preferred to extend the heating time in step (iii) to about 5 to 10 minutes so that the DNA synthesis is completely performed.

被検試料中にミコバクテリア属に属する微生物、特に
ヒト型結核菌、トリ型結核菌、M.イントラセルラーレま
たはM.カンサシーのいずれかが存在すると、前記の増幅
サイクル終了後に、約50〜1000bpのDNAが大量に合成さ
れる。このDNAを次の制限酵素処理工程によって処理す
る。
Microorganisms belonging to the genus Mycobacteria, especially Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, M. intracellulare or M. kansasii in the test sample, after the end of the amplification cycle, about 50-1000bp. Is synthesized in large quantities. This DNA is treated by the following restriction enzyme treatment step.

本発明方法の制限酵素処理工程では、前記の工程で増
幅されたDNAを1種または複数種(特には、2種)のII
型制限エンドヌクレアーゼによって処理する。増幅の鋳
型となるDNA部分は、ヒト型結核菌、トリ型結核菌、M.
イントラセルラーレまたはM.カンサシーの種類に応じて
別異の塩基配列部分をそれぞれ有している。従って、そ
の別異の塩基配列部分を認識する特定の制限エンドヌク
レアーゼを用いると、鋳型DNA(即ち、増幅されたDNA)
の種類に応じて様々な態様の消化が行なわれたり、ある
いは消化が行なわれないことになる。制限エンドヌクレ
アーゼとしては、前記の別異の塩基配列部分を認識する
ことのできるものであれば任意のものを用いることがで
きるが、特には4塩基〜14塩基(好ましくは、6塩基)
のパリンドロームを認識する制限エンドヌクレアーゼを
用いる。これらの制限エンドヌクレアーゼは、例えば、
Sma I、Nae I、Acc IIIまたはHinf Iである。前記の制
限エンドヌクレアーゼを組み合わせて用いることがで
き、例えば、Sma IとNae Iとの組み合わせが好ましい。
Acc IIIは、単独での使用が可能である。
In the restriction enzyme treatment step of the method of the present invention, the DNA amplified in the above step is treated with one or more (in particular, two) II
Treat with type restriction endonuclease. The DNA portion that serves as a template for amplification includes M. tuberculosis, M. avium, and M. avium.
It has different base sequence portions depending on the type of intracellulare or M. kansasii, respectively. Therefore, when a specific restriction endonuclease that recognizes the different base sequence portion is used, the template DNA (that is, the amplified DNA) is used.
Depending on the type of digestion, various types of digestion may or may not be performed. As the restriction endonuclease, any restriction endonuclease can be used as long as it can recognize the above-mentioned different nucleotide sequence portion, and in particular, 4 to 14 bases (preferably 6 bases)
A restriction endonuclease that recognizes the palindrome is used. These restriction endonucleases include, for example,
Sma I, Nae I, Acc III or Hinf I. The above restriction endonucleases can be used in combination, and for example, a combination of Sma I and Nae I is preferable.
Acc III can be used alone.

本発明方法の制限酵素処理工程は、PCR増幅工程によ
って得られた反応液に緩衝液を加え、更に前記の制限酵
素を添加し、酵素反応に適切な温度(例えば、20〜40
℃)にて、酵素による消化が充分に行なわれる時間(例
えば、30分〜2時間)にわたって実施する。
In the restriction enzyme treatment step of the method of the present invention, a buffer solution is added to the reaction solution obtained by the PCR amplification step, the above-described restriction enzyme is further added, and a temperature suitable for the enzyme reaction (for example,
C.) for a period of time during which the digestion with the enzyme is sufficiently carried out (for example, 30 minutes to 2 hours).

こうして処理されたDNAを含有する処理液をDNA分画検
査工程によって解析する。即ち、処理液中に含まれてい
るDNA分画の大きさから消化の態様を把握し、その消化
の態様から、処理前の増幅DNA(即ち、鋳型DNA)の種類
を解析することができる。
The treatment solution containing the DNA thus treated is analyzed by a DNA fractionation inspection step. That is, the mode of digestion can be ascertained from the size of the DNA fraction contained in the treatment solution, and the type of amplified DNA (ie, template DNA) before treatment can be analyzed from the mode of digestion.

DNA分画検査工程としては、ゲル電気泳動およびエチ
ジウムブロマイド染色を利用する方法、ドット・ハイブ
リダイゼーション法、またはジデオキシ法による塩基配
列決定法などを用いることができる。ゲル電気泳動を行
なう場合には、例えば、アガロースゲルを担体としたサ
ブマリーン型電気泳動、またはアクリルアミドを用いた
スラブ型電気泳動を使用することができる。
As the DNA fractionation inspection step, a method using gel electrophoresis and ethidium bromide staining, a dot hybridization method, a base sequence determination method using the dideoxy method, and the like can be used. When performing gel electrophoresis, for example, submarine electrophoresis using an agarose gel as a carrier, or slab electrophoresis using acrylamide can be used.

ドット・ハイブリダイゼーション法を行なう場合に
は、非放射性プローブ(例えば、ビオチン化プローブま
たは化学発光物質でラベルしたプローブ)を用いること
ができる。
When performing the dot hybridization method, a non-radioactive probe (for example, a biotinylated probe or a probe labeled with a chemiluminescent substance) can be used.

更に、ジデオキシ法による塩基配列決定法を利用する
場合には、蛍光ラベルを使用したDNAオートシークエン
サー(アプライドバイオシステムズ社)を用いることが
できる。
Furthermore, when a nucleotide sequence determination method by the dideoxy method is used, a DNA autosequencer using a fluorescent label (Applied Biosystems) can be used.

[実施例] 以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明する
が、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but these do not limit the scope of the present invention.

例1:プライマーの合成 第1のプライマー、即ち、 (5′)−GGGTGACGCGGCATGGCCCA−(3′)および、第
2のプライマー、即ち、 (5′)−CGGGTTTCGTCGTACTCCTT−(3′) の塩基配列を有するオリゴヌクレオチドを、380A−DNA
合成装置(アプライドバイオシステムズ社)により、ト
リチル−オンの条件下で合成した。27%アンモニア水溶
液でカラムから切り出し、55℃で1晩加熱した。得られ
た溶液2mlをイオン交換水1mlで希釈し、希釈液をOPC(O
ligonucleotide purification column)カートリッジ
(アプライドバイオシステムズ社)に1〜2滴/秒の速
度で加えた。溶出液を希釈アンモニア水溶液5mlで3
回、イオン交換水5mlで2回、2%TFA溶液5mlで2回、
そして更にイオン交換水5mlで2回洗浄した。吸着した
ヌクレオチドを20%アセトニトリル溶液1mlで3回溶出
して精製オリゴヌクレオチドを得た。こうして得られた
第1のプライマー(以下、プライマー1と称する)およ
び第2のプライマー(以下、プライマー2と称する)を
用いて以下の例2および例4を実施した。
Example 1: Synthesis of primers Oligos having the base sequences of the first primer, (5 ')-GGGTGACGCGGCATGGCCCA- (3') and the second primer, (5 ')-CGGGTTTCGTCGTACTCCTT- (3') Nucleotide to 380A-DNA
It was synthesized under the condition of trityl-one using a synthesizer (Applied Biosystems). The column was cut with a 27% aqueous ammonia solution and heated at 55 ° C. overnight. 2 ml of the obtained solution is diluted with 1 ml of ion-exchanged water, and the diluted solution is diluted with OPC (O
ligonucleotide purification column) cartridge (Applied Biosystems) at a rate of 1-2 drops / sec. Elute the eluate with 5 ml of diluted ammonia solution 3
2 times with 5 ml of deionized water, 2 times with 5 ml of 2% TFA solution,
Then, it was further washed twice with 5 ml of ion-exchanged water. The adsorbed nucleotide was eluted three times with 1 ml of a 20% acetonitrile solution to obtain a purified oligonucleotide. Using the thus obtained first primer (hereinafter referred to as primer 1) and second primer (hereinafter referred to as primer 2), the following Examples 2 and 4 were carried out.

例2:各種微生物DNAの増幅 (1)ヒト型結核菌(M.tuberculosis;ATCC27294)、ト
リ型結核菌(M.avium;ATCC15769)、M.イントラセルラ
ーレ(M.intracellulare;ATCC15984)およびM.カンサシ
ー(M.kansasii;ATCC12478)の各培養液からフェノール
クロロホルムでDNA抽出し、前記例1で調製したプライ
マーを用いて、以下の反応液により増幅した。500μl
のエッペンドルフチューブ中で、以下の成分からなる反
応液100μlを調製した。
Example 2: Amplification of DNA of various microorganisms (1) M. tuberculosis (ATCC27294), M. avium (ATCC15769), M. intracellulare (ATCC15984) and M. intracellulare (ATCC15984) DNA was extracted from each culture of Kansasi (M. kansasii; ATCC12478) with phenol-chloroform and amplified with the following reaction mixture using the primers prepared in Example 1 above. 500 μl
In an Eppendorf tube, 100 μl of a reaction solution comprising the following components was prepared.

Taq DNAポリメラーゼとしては、AmpliTaq DNAポリ
メラーゼ(シータス社)を用いた。
As Taq DNA polymerase, AmpliTaq DNA polymerase (Citas) was used.

次に、反応液をミネラルオイル(Sigma Cal M−35
16)100μlで覆った。得られた試料をDNA Thermal C
ycler(Perkin−Elmer Cetus社)に入れた。(i)94
℃で1分間、(ii)65℃で2分間および(iii)72℃で
2分間の3工程からなる増幅サイクルを37回繰り返し
た。なお、37回目の最後のサイクルでは、工程(iii)
を5分間行なった。
Next, the reaction solution was treated with mineral oil (Sigma Cal M-35).
16) Cover with 100 μl. DNA Thermal C
ycler (Perkin-Elmer Cetus). (I) 94
An amplification cycle consisting of three steps of (1) C. for 1 minute, (ii) 65 ° C. for 2 minutes and (iii) 72 ° C. for 2 minutes was repeated 37 times. In the 37th last cycle, step (iii)
For 5 minutes.

前記のDNA増幅操作によって得られた反応液各10μl
について、エチジウムブロマイド(0.5μg/ml)含有の
2%アガロースゲルで電気泳動を実施した。結果を第1
図の左側欄(undigested欄)に示す。第1図の左側欄
(undigested欄)において、上段は微生物の種類を示
し、右側の数値(236)は塩基対の大きさを意味し、そ
して下段(undigested)は制限酵素を用いていないこと
を示すものである。第1図の左側欄(undigested欄)か
ら明らかなように、4種の抗酸菌のDNAがすべて増幅さ
れ、236bpにバンドを示した。
10 μl each of the reaction solution obtained by the above DNA amplification operation
Was electrophoresed on a 2% agarose gel containing ethidium bromide (0.5 μg / ml). First result
This is shown in the left column (undigested column) in the figure. In the left column (undigested column) in FIG. 1, the upper column indicates the type of microorganism, the numerical value on the right (236) indicates the size of base pairs, and the lower column (undigested) indicates that no restriction enzyme is used. It is shown. As is clear from the left column (undigested column) in FIG. 1, the DNAs of all four mycobacteria were amplified and showed a band at 236 bp.

(2)前記の例2(1)に記載の操作と同じ操作を繰り
返すが、但し、微生物としてウシ型結核菌(M.bovis;AT
CC19274)、M.フォートゥイタム(M.fortuitum;ATCC195
42)、M.マリーナム(M.marinum;ATCC927)、およびM.
ガストリ(M.gastri;ATCC15754)を用いた。例2の結果
と同様に、4種の抗酸菌のDNAがすべて増幅され、236bp
にバンドを示した。
(2) The same operation as described in the above Example 2 (1) is repeated, except that M. bovis;
CC19274), M. fortuitum (ATCC195)
42), M. marinum (ATCC927), and M.
Gastri (M. gastri; ATCC15754) was used. As in the results of Example 2, the DNAs of all four mycobacteria were amplified and 236 bp
Shows the band.

例3:各種微生物DNAの消化パターンの比較 (1)前記例2(1)で得られたDNA増幅反応液8μl
に希釈(×10)緩衝液(55mM−MgCl2、70mMの2−メル
カプトエタノール)1μlを加え、更に制限酵素Sma I
(ベーリンガー・マンハイム社)(10U/μl)を添加し
て、37℃で1時間放置した。得られた処理液を例2
(1)と同様の条件で電気泳動した。結果を第1図の中
央欄(Smal欄)に示す。
Example 3: Comparison of digestion patterns of various microorganism DNAs (1) 8 μl of the DNA amplification reaction solution obtained in Example 2 (1)
And 1 μl of a dilution (× 10) buffer solution (55 mM-MgCl 2 , 70 mM 2-mercaptoethanol).
(Boehringer Mannheim) (10 U / μl) was added and left at 37 ° C. for 1 hour. Example 2
Electrophoresis was performed under the same conditions as in (1). The results are shown in the center column (Smal column) in FIG.

前記制限酵素Sma Iに替えてNae I(ベーリンガー・マ
ンハイム社)(10U/μl)を用いて同様に処理し、処理
液を電気泳動した。結果を第1図の右側欄(Nael欄)に
示す。
The same treatment was carried out using Nae I (Boehringer Mannheim) (10 U / μl) instead of the restriction enzyme Sma I, and the treated solution was subjected to electrophoresis. The results are shown in the right column (Nael column) of FIG.

第1図の中央欄(Smal欄)および第1図の右側欄(Na
el欄)において、上段は微生物の種類を示し、右側の数
値(236など)は塩基対の大きさを意味し、そして下段
は使用した制限酵素の種類を示す。
The center column (Smal column) in FIG. 1 and the right column (Na
In el column), the upper row shows the type of microorganism, the numerical value on the right (such as 236) means the size of base pairs, and the lower row shows the type of restriction enzyme used.

第1図の中央欄(Smal欄)および第1図の右側欄(Na
el欄)の結果をまとめると以下の第1表のとおりであ
る。
The center column (Smal column) in FIG. 1 and the right column (Na
Table 1 below summarizes the results in column el).

以上のように、4種の抗酸菌DNAはそれぞれ別異の消
化パターンを示すので、各々を識別することができる。
As described above, since the four types of acid-fast bacterium DNAs show different digestion patterns, they can be distinguished from each other.

(2)前記例3(1)に記載の操作と同じ操作を繰り返
すが、但し、制限酵素としてAcc III(宝酒造(株))
およびHinf I(ベーリンガー・マンハイム社)を使用し
た。結果を以下の第2表に示す。
(2) The same operation as described in the above Example 3 (1) is repeated, except that Acc III (Takara Shuzo Co., Ltd.) is used as a restriction enzyme.
And Hinf I (Boehringer Mannheim) were used. The results are shown in Table 2 below.

(3)前記の例2(2)で得られたDNA増幅反応液を用
い、例3(1)および例3(2)と同様の操作を実施し
た。結果を以下の第3表および第4表に示す。
(3) The same operation as in Example 3 (1) and Example 3 (2) was performed using the DNA amplification reaction solution obtained in Example 2 (2). The results are shown in Tables 3 and 4 below.

例4:生体試料における抗酸菌の分別・同定 (i)本発明方法による検査 ヒト型結核菌、トリ型結核菌、M.イントラセルラーレ
およびM.カンサシーの各感染患者から喀痰を採集し、2
%水酸化ナトリウム水溶液で液化し、遠心処理(2000×
g、10分間)した。得られたペレットを、1mM−EDTA含
有10mMトリス緩衝液(pH8.0)で洗浄し、1%ドデシル
硫酸ナトリウム含有10mMトリス緩衝液(pH8.0)500μl
に懸濁させ、フェノール/クロロホルムでDNAを抽出し
た。得られたDNAを、酵母tRNA(10μg)の存在下に、
エタノールで沈殿させた。得られた沈殿を10mMトリス緩
衝液(pH8.0)100μlに溶かし、その溶液10μlについ
て、前記例2に記載のDNA増幅操作、ならびに前記例3
に記載の制限酵素処理およびDNA分画検査操作を行なっ
た。
Example 4: Separation and identification of mycobacteria in biological samples (i) Test by the method of the present invention Sputum was collected from each infected patient of M. tuberculosis, M. avium, M. intracellulare and M. kansasii, 2
Liquefied with aqueous sodium hydroxide solution and centrifuged (2000 ×
g for 10 minutes). The obtained pellet was washed with 10 mM Tris buffer (pH 8.0) containing 1 mM-EDTA, and 500 μl of 10 mM Tris buffer (pH 8.0) containing 1% sodium dodecyl sulfate was used.
And the DNA was extracted with phenol / chloroform. The obtained DNA was prepared in the presence of yeast tRNA (10 μg).
Precipitated with ethanol. The resulting precipitate was dissolved in 100 μl of 10 mM Tris buffer (pH 8.0), and 10 μl of the solution was used for the DNA amplification operation described in Example 2 and Example 3
The restriction enzyme treatment and DNA fractionation test operation described in 1) were performed.

(ii)培養法による検査 比較する目的で、前記と同じ各臨床試料について、培
養法による検査を実施した。
(Ii) Inspection by culture method For the purpose of comparison, the same clinical samples as described above were examined by the culture method.

前記と同じ喀痰を2倍量の4%水酸化ナトリウム水溶
液と室温で15分間混合し、混合液100μlを1%小川培
地に接種し8週間37℃で培養した。チール・ネールゼン
(Ziel−Neelsen)法で抗酸菌を選別し抗酸菌をナイア
シンテスト(ナイアシンテスト小林;小林製薬製)によ
り同定したところ、前記(i)と同じ結果が得られた。
The same sputum was mixed with twice the amount of a 4% aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 15 minutes, and 100 μl of the mixture was inoculated into 1% Ogawa medium and cultured at 37 ° C. for 8 weeks. When the acid-fast bacterium was selected by the Ziel-Neelsen method and the acid-fast bacterium was identified by the niacin test (Niacin Test Kobayashi; manufactured by Kobayashi Pharmaceutical Co., Ltd.), the same results as in the above (i) were obtained.

[発明の効果] 本発明方法によれば、被検試料における各種の抗酸菌
の存在および種類を、特異的に、高感度に、しかも迅速
に検出することができる。
[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, the presence and type of various acid-fast bacteria in a test sample can be detected specifically, with high sensitivity, and quickly.

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

第1図は、4種の抗酸菌DNA増幅の結果(左側欄)、4
種の抗酸菌DNAを制限酵素Sma Iで処理した結果(中央
欄)および4種の抗酸菌DNAを制限酵素Nae Iで処理した
結果(右側欄)を示す説明図であって、図面に代わる写
真である。
FIG. 1 shows the results of amplification of four types of acid-fast bacterium DNA (left column).
FIG. 9 is an explanatory view showing the results of treating mycobacterial DNAs of various species with the restriction enzyme Sma I (middle column) and the results of treating the mycobacterial DNAs of four species with the restriction enzyme Nae I (right column). This is an alternative photo.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 昭行 埼玉県南埼玉郡宮代町学園台1―14―1 (72)発明者 竹脇 俊一 千葉県千葉市さつきヶ丘2―10―21― 106 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12Q 1/68 GenBank/EMBL/DDBJ WPI(DIALOG) BIOSIS(DIALOG)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Akiyuki Okubo 1-14-1 Gakuendai, Miyashiro-machi, Minamisaitama-gun, Saitama (72) Inventor Shunichi Takewaki 2-10-21-106 Satsukigaoka, Chiba-shi, Chiba 58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C12Q 1/68 GenBank / EMBL / DDBJ WPI (DIALOG) BIOSIS (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第1のDNAプライマーと、式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第2のDNAプライマーと、DNAポリメラーゼと、
水性液体被検試料とを含む混合液をDNA増幅工程にか
け、得られた反応液をDNA分画検査工程にかけることを
特徴とする、ミコバクテリア(Mycobacteria)属に属す
る微生物の検出方法。
(1) Expression A first DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of a base sequence represented by A second DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of a base sequence represented by
A method for detecting a microorganism belonging to the genus Mycobacteria, comprising subjecting a mixture containing an aqueous liquid test sample to a DNA amplification step, and subjecting the resulting reaction solution to a DNA fractionation inspection step.
【請求項2】式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第1のDNAプライマーと、式 で表される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド部分を
含有する第2のDNAプライマーとからなるプライマーセ
ット。
(2) A first DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of a base sequence represented by And a second DNA primer containing an oligonucleotide portion consisting of the nucleotide sequence represented by
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