JP2992632B1 - Method for sequentially cutting out DNA fragments and method for analyzing DNA using the same - Google Patents

Method for sequentially cutting out DNA fragments and method for analyzing DNA using the same

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JP2992632B1
JP2992632B1 JP10262506A JP26250698A JP2992632B1 JP 2992632 B1 JP2992632 B1 JP 2992632B1 JP 10262506 A JP10262506 A JP 10262506A JP 26250698 A JP26250698 A JP 26250698A JP 2992632 B1 JP2992632 B1 JP 2992632B1
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Abstract

【要約】 【課題】DNAの塩基配列を解析するために利用されて
有用なDNA断片の切り出し方法、該方法を利用するD
NAの塩基配列の決定法及び該塩基配列決定法を使用す
るDNAの配列決定装置の提供。 【解決手段】(1)一方端を固定化したサンプルDNAの
他方自由末端に、制限酵素の認識配列を有するアダプタ
ーを結合する工程、及び(2)当該制限酵素で上記サンプ
ルDNAを切断する工程を含む、DNA断片の切り出し
方法、前記(1)及び(2)の工程を含む操作を単位サイクル
として、該サイクルを繰り返し行うことを特徴とする、
DNA断片の逐次切り出し方法。
Kind Code: A1 Abstract: A method for cutting out a useful DNA fragment used for analyzing a base sequence of DNA, and a method for using the method
Provided are a method for determining a base sequence of NA and a DNA sequencing apparatus using the method. The method includes the steps of (1) binding an adapter having a recognition sequence for a restriction enzyme to the other free end of a sample DNA having one end immobilized thereon, and (2) cutting the sample DNA with the restriction enzyme. A method for cutting out a DNA fragment, wherein the operation including the steps (1) and (2) is a unit cycle, and the cycle is repeated.
A method for sequentially cutting out DNA fragments.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、DNAの塩基配列
を解析するために利用されて有用なDNA断片の切り出
し方法、該方法を利用するDNAの塩基配列の決定法及
び該塩基配列決定法を使用するDNAの配列決定装置に
関する。 【0002】本発明のDNA断片の切り出し方法は、D
NAの塩基配列解析用の試料調製法として有用であり、
また本発明の塩基配列決定法は、特に長鎖のDNAに有
効に利用できる。なお、別の観点から、本発明は、I
型、IIs型及びIII型といったDNA上の認識部位と切
断部位とが異なる制限酵素の新規な用途に関するもので
もある。 【0003】 【従来の技術】近年のDNA配列決定に関する技術の発
展はめざましく、微生物からヒトに至るまで、多くの種
類の長大なゲノムDNAの塩基配列が決定されつつあ
る。ゲノム配列の解析は40〜150kbの大型クロー
ンの配列決定が中心であり、このため必然的にDNA配
列決定の効率化が求められる。DNA配列決定の効率化
に際して課題となるのは、2つの工程、すなわち(i) 大
型クローンから500bp〜1kb程度の長さを有する
数百のサブクローンを揃える「解析用DNA断片の調製
工程」、及び (ii) それらのサブクローンのDNAの塩
基配列を決定する「塩基配列のシークエンス工程」の効
率化である。特に前者のシークエンス用の鋳型DNAの
調製工程は、技術者の高度な技術と膨大な時間と手間を
要する。 【0004】従来、使用されているDNAの塩基配列決
定法としては、大きく分けて3つの方法、すなわち、シ
ョットガン法、プライマーウォーク法、ネスティッドデ
レーション法(ND)法が挙げられる。 【0005】ショットガン法は、サンプルDNAを超音
波や制限酵素等を用いてランダムに切断し、サブクロー
ニング法でDNA断片を調製し、各断片について塩基配
列を決定し、得られた配列の重複部を利用して、サンプ
ルDNA全体の塩基配列を決定する方法である(T.Mani
atis et al.,: Molecular Cloning, Cold Spring Harbo
r Lanoratory Press, 13, 21-33 (1989)等参照)。 【0006】プライマーウォーク法は、サンプルDNA
の塩基配列を端から順番に決定する方法である。この方
法では、まずサンプルDNAの末端領域の塩基配列を決
定し、次いで決定された塩基配列から次の領域に続くプ
ライマー配列を選択し、次いでそこを始点に再び塩基配
列をジデオキシ法(サンガー法)により決定していく
(T.Maniatis et al.,: Molecular Cloning, Cold Spri
ng Harbor Lanoratory Press, 13, 14-20 (1989)等参
照))。 【0007】ネスティッドデレーション法(ND)は、
サンプルDNAの末端領域を酵素で分解して、少しずつ
長さの異なるDNA断片を調製し、該断片の他方末端の
始点を揃えた後、長さの順番に、前記始点及び反対部の
末端から塩基配列を決定する方法である(T.Maniatis e
t al.,: Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Lano
ratory Press, 13, 34-41 (1989)等参照))。 【0008】これらの塩基配列決定法のうち、最も良く
用いられている方法はショットガン法である。しかし、
この方法は、ランダムに切り出してきた多数のDNA断
片の重複部を頼りにサンプルDNAの全配列を決定する
ことから、同じ配列を重複して解析するためリダンダン
シーが高く、このため時間と手間がかかり、さらに繰り
返し配列による大規模な読み違いの発生など重大な問題
を含んでいる。 【0009】プライマーウォーク法及びネスティッドデ
レーション法(ND法)は、このショットガン法の欠点
を克服するために開発されたものであり、端から順に塩
基配列決定を行うため効率のよい方法である。しかしな
がら、プライマーウォーク法は塩基配列解析のつど、毎
回適切なプライマーを設計する必要があり、またネステ
ィッドデレーション法はネスティッドデレーション反応
で連続する長さのサブクローンを調製する必要があって
いずれも煩雑な操作が必要であるという問題を含む。 【0010】さらに、上記従来の3つの方法は、いずれ
も大腸菌へのトランスフォーメーションを含み、特にシ
ョットガン法は、解析用DNA断片を調製するためにク
ローニング工程(大腸菌培養によるサブクローンの調
製)を含むため、手間を時間がかかり自動化に適さない
という難点があった。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑みて、DNAの配列決定における特に(i)「解析用
DNA断片の調製工程」の効率化を目指して開発された
ものである。すなわち、本発明は、効率のよい塩基配列
決定を達成するために有用なDNA試料(解析用DNA
断片)の調製法を提供することを目的とする。更に本発
明は、上記DNA試料調製法を利用した効率のよいDN
Aの塩基配列決定法及びDNAの塩基配列決定装置を提
供することを目的とする。 【0012】本発明の方法は、1)高いリダンダンシ
ー、2)繰り返し配列による読み間違いの発生、3)プ
ライマーの逐次的調製、4)ネスティッドデレーション
反応の手間、といったDNA塩基配列決定における従来
の問題を同時に解決するものである。また、本発明の方
法は、解析用DNA試料の調製の自動化、DNA配列決
定の自動化を可能とし、その結果、長鎖DNAの塩基配
列の簡便・迅速解析に寄与するものである。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく日夜研究を重ねていたところ、認識部位と
切断部位とが異なる特性を有する制限酵素を利用するこ
とにより、DNAの端からDNA断片を切断できること
を見いだし、更に切断していくDNA末端側に該制限酵
素の認識配列を有する特定のアダプターを結合して用い
ることにより、逐次繰り返してDNA末端側から所定の
塩基長を有するDNA断片を切り出すことができること
を見いだした。さらに、当該方法にシークエンス工程と
組み合わせることにより、長鎖のDNAであっても、効
率的に塩基配列を決定することが可能になることを確認
して本発明を開発するに至った。 【0014】すなわち、本発明は、認識部位と切断部位
とが異なる特性を有する制限酵素を用いて、サンプルD
NAの一方端からDNA断片を逐次的に切り出していく
方法である。 【0015】具体的には、本発明は、(1)一方端を固定
化したサンプルDNAの他方自由末端に、切り出しに使
用する制限酵素の認識配列を有するアダプターを付加す
る工程、及び(2)当該固定化サンプルDNAに該制限
酵素を作用させて、アダプター内の認識配列から一定鎖
長離れたサンプルDNA上の特定部位を切断することに
より、アダプターを含むDNA断片を切断する工程を含
む、DNA断片の切り出し方法である。 【0016】当該方法は、さらに、前記方法でDNA断
片が削られた固定化サンプルDNAに対して、引き続
き、前述の(1)アダプター付加工程、及び(2)制限酵素処
理工程を含む操作を、繰り返して行うことができ、これ
によってサンプルDNAの自由末端(フリー末端)から
その全長を構成するDNA断片を順番に切り出すことが
できる。よって本発明は、上記工程からなるDNA断片
の逐次切り出し方法である。本発明の方法は自動化する
ことが可能である。従って、本発明は上記のDNA断片
の逐次切り出し方法を行うことができる、遠心分離手
段、ピペッティング手段、温度コントロール手段、サン
プルDNA固定用固相担体、反応液収納容器、洗浄液収
納容器及び生成物収納容器を有するサイクリックな反応
装置にも関する。 【0017】斯くして切り出されたDNA断片は、増幅
されるか又は増幅されることなく、塩基配列決定に供さ
れ、斯くしてサンプルDNAの全長塩基配列を決定する
ことができる。 【0018】よって、本発明は前述するDNAの切り出
し方法を利用し、次いで切り出されたDNA断片の塩基
配列を解析する工程を含むDNAの解析方法であり、さ
らに該DNA解析方法に用いられる試薬キット及び上記
DNA解析方法を使用するDNA解析装置にも関する。 【0019】なお、本明細書における塩基配列、核酸等
の略号による表示は、IUPAC、IUBの規定、「塩
基配列又はアミノ酸配列を含む明細書等の作成のための
ガイドライン」(特許庁編)及び当該分野における慣用
記号に従うものとする。また、本発明で用いる遺伝子工
学技術及びその具体的な操作は、当該分野における慣用
方法及び試薬の製造又は販売メーカーが推奨する方法に
従うものとする(J.Sambrook, E.F.Fritsch and T.Mani
alis, "Molecular Cloning, A Laboratory Manual," Co
ld Spring Harbor Univ. Press, New York, 1988等参
照)。 【0020】 【発明の実施の形態】本発明において用いられる制限酵
素は、DNA上の認識部位と切断部位とが異なるもので
あればよく、かかる切断様式を有するものであれば特に
制限されない。好ましくは特定の塩基配列を認識し、該
配列から一定鎖長離れた部位を切断する制限酵素であ
り、より好ましくはDNAを切断して3’末端又は5’
末端に突き出た接着末端を有する二本鎖DNA断片を生
成する制限酵素である。 【0021】かかる制限酵素としては、I型制限酵素、
IIs型制限酵素及びIII型制限酵素を挙げることができ
るが、好ましくはIII型制限酵素及びIIs型制限酵素で
ある。 【0022】III型制限酵素は、通常4〜6塩基を有す
る塩基配列を認識し、それから一定鎖長(通常4〜25
塩基程度)離れた部位を切断するという切断様式を有し
ている。例えばEcoP15Iは、認識部から切断部と
の距離が現在知られているなかで最長のものであり、下
記の式で示される切断様式を有している。 【0023】 【化1】 【0024】〔ここで、(N)25及び(N’)27は、そ
れぞれA,T,G又はCのヌクレオチドの任意の組み合
わせからなる25bp及び27bpを有するヌクレオチ
ド配列を示す。なお、N’はNに対する相補ヌクレオチ
ドである。〕 このような25bp程度の遠隔切断型酵素としては、他
にEcoPI、Hinel、HinfIII、NgoM
X、StylTIが例示できる。 【0025】また、IIs型制限酵素としては、例えば、
下記のような近接切断型の切断様式を有するFoklを
挙げることができる。 【0026】 【化2】 【0027】〔ここで、(N)9及び(N’)13は、そ
れぞれA,T,G又はCの4種ヌクレオチドの任意の組
み合わせからなる9bp及び13bpを有するヌクレオ
チド配列を示す。なお、N’はNに対する相補ヌクレオ
チドである。〕 この他、近接切断型の切断様式を有する制限酵素として
は、BseRI、BsgI、BsmFI、BspMI、
MboII、MnII、PleI、SfaNIEco571
等を例示することができる。 【0028】これらの制限酵素は市販されており、通常
商業的に入手することができる。 【0029】本発明で用いられるアダプターは、基本的
にはDNA断片の切り出しに用いる上記制限酵素の認識
配列を有する2本鎖DNAであればよい。かかるアダプ
ターを対象のサンプルDNAの自由末端側に結合させ
て、次いで当該制限酵素を作用させることにより、制限
酵素はアダプター中の認識配列を認識して、それから一
定鎖長離れたサンプルDNA上の塩基配列を切断する。
これによりサンプルDNAから、所定長さの二本鎖DN
A断片が、好ましくは3’末端側または5’末端側に接
着末端を有する態様で、アダプターと結合した状態で切
り出される。 【0030】好ましくは、アダプターは、制限酵素の認
識配列に加えて、3’末端又は5’末端のいずれか一方
に突出末端を有するように設計することができる。かか
る突出末端の塩基数は、切り出しに用いる制限酵素によ
って生じるDNA断片の接着末端の塩基数nを挙げるこ
とができる。例えば、制限酵素として前述のEcoP1
5I又はFoklを用いる場合は、その切断様式から、
それぞれ2つ(27−25(N’−N)=2(n))又
は4つ(13−9(N’−N)=4(n))の突出末端
を有するアダプターを採用することができる。なお、か
かる突出末端の塩基配列は、特に制限されず、A,T,
G又はCの任意のヌクレオチドからなる任意配列である
ことができる。 【0031】反応系に用いられるアダプター試料として
は、アダプターの突出末端として全ての塩基(A,T,
G,C)の組み合わせからなる塩基配列を有するアダプ
ターの混合物(すなわち4n通りのアダプターを含む混
合物)が使用される。かかる混合物を用いることによ
り、サンプルDNAの切り出しで生じるDNA断片の接
着末端の塩基配列がいずれの配列であっても該任意の塩
基配列に対して、混合物中の特定のアダプターの突出末
端を相補的結合により付加(ライゲーション)すること
ができる。これにより、サンプルDNAを制限酵素処理
してDNA断片を切り出した後、引き続いて、DNA断
片の切り出しによって生じた接着末端を有する残部のサ
ンプルDNAに対して、繰り返しアダプターを結合させ
ることができ、その結果、サンプルDNAの末端部から
逐次所定の長さのDNA断片を繰り返し切断することが
可能となる。 【0032】例えば制限酵素として前述の式(1)に示
す切断様式を有するEcoP15Iを用いる場合を例に
すれば、より好適には、アダプターは下記に示すように
設計することができる。 【0033】 【化3】 【0034】ここで、X12が前述する突出末端を示
す。EcoP15Iによる切断によって生じるDNA断
片の接着末端の塩基数は2個なので、X12の塩基配列
の組み合わせは全てで16通り(42通り)ある。この
ためアダプター試料としては、全種類の突出末端を含む
16種類のアダプターの混合物が用いられる。 【0035】また、アダプターは、認識配列及び突出末
端に加えて、突出末端とは反対側(即ち、サンプルDN
Aと結合する反対側)に任意数mの任意の塩基配列(以
下、付加配列という)を有していることが好ましい。こ
れは、制限酵素はしばしば端の配列を認識しにくいた
め、これを防止して効率よいDNA断片の切り出しを図
るために採用される。 【0036】かかる付加配列の塩基数mは、用いる制限
酵素の種類によって異なるため、該酵素に応じて適宜定
めることができる。多くのII型制限酵素ではかかる付加
配列の塩基数mが調べられており、例えば通常の条件で
2時間で90%以上切断するために必要な付加配列の塩
基数mは、NotIでは8bp、PstIでは2bp、
BstXIでは8bpである。III型及びIIs型制限酵素
についても、制限はされないが、同様に2〜20bp、
好ましくは6〜8bp程度の塩基数を例示できる。付加
配列の塩基配列は、上記目的に適うものであれば特に制
限されず、任意の塩基配列とすることができる。 【0037】また付加配列として、シークエンスプライ
マーの配列を採用することもできる。例えば、本発明に
よるDNA断片の切り出しに引き続いて、切り出された
DNA断片をシークエンスする場合、M13FW、M
4、M13REV、T3、T7等のシークエンスプライ
マーの配列(バイオ総合カタログ、1997/1998版、宝酒
造)をアダプターの付加配列として採用しておくと、切
り出されたDNA断片の一方のオリゴヌクレオチドをテ
ンプレートとして、引き続いてサンガー反応(ジデオキ
シ反応)等のシークエンス反応を行うことができる。ま
た、この場合、シークエンスプライマーの下流域にさら
に任意の塩基配列(以下、スペーサー配列ともいう。)
が付加されていてもよい。これはシークエンス時にプラ
イマーの直ぐ下流を読み始めることが困難であることに
鑑みたものであり、スペーサー配列としては通常10〜
50bp、好ましくは15〜20bpを有する任意の塩
基配列を挙げることができる。 【0038】また、アダプターは、その末端部(サンプ
ルDNAと結合する側の反対側)好ましくはアダプター
の付加配列の末端部に、固定化用の標識を有していても
よい。これにより、制限酵素処理によって切り出された
アダプターを含むDNA断片を、該アダプターの標識を
介してカラム等の任意の固定相に固定化することが可能
となる。これにより、切り出されたDNA断片と残部の
サンプルDNAとを容易に分離でき、また切り出された
DNA断片を固定化状態でシークエンスに供することが
できる。固定化用の標識としては、オリゴヌクレオチド
の固定化に通常使用されるものが広く用いられ、例えば
ビオチン、ジゴキシゲニン、アミノヘキサノール等を例
示することができる(TOYOBO Biochemicals For Life
Science97/98版カタログ等参照)。例えば、固定化標識
としてビオチンを用いる場合は、アビジンを固定化した
固定相を使用して、ビオチン−アビジン結合により固定
化することができる。 【0039】本発明は、特に制限されないが、通常2〜
20kbの塩基長を有するDNAを出発物質としてのサ
ンプルDNAとして用いることができる。より具体的に
は、6塩基認識の制限酵素では2〜10kbの塩基長を
有するサンプルDNAが挙げられる。好ましくは4〜6
kb程度の塩基長を有するサンプルDNAである。ま
た、本発明の方法はこのような長い塩基長を有するDN
Aに適用できる点を特徴とするものであるが、もちろん
2kb以下の塩基長を有するものをも対象とすることが
できる。 【0040】サンプルDNAは、予め、切り出しに用い
る制限酵素で処理して制限酵素地図を作り、切断様式を
確認しておくことが好ましい。 【0041】サンプルDNAは、ベクターに挿入して該
ベクターのプライマーを用いてPCRにより増幅するこ
とによって調製することができる。この際、増幅に用い
るプライマーとして固定化用の標識の付いたプライマー
を使用することにより、サンプルDNAの一端に固定化
用の標識を付着することができる。具体的には、標識さ
れたセンス鎖プライマーと無標識の相補鎖プライマーを
組み合わせてPCR増幅することによって上流末端に固
定化標識を有するサンプルDNAを調製することがで
き、また逆に無標識のセンス鎖プライマーと標識された
相補鎖プライマーを組み合わせてPCR増幅することに
よって下流末端に固定化標識を有するサンプルDNAを
調製することができる。 【0042】固定化用標識としては、特に制限されない
が、例えば前述するようなビオチン、ジゴキシゲニン、
アミノヘキサノール等が挙げられる(前記カタログ参
照)。好ましくはビオチンである。かかる固定化用標識
を利用することにより、容易にサンプルDNAを固相担
体に固定化することができる。 【0043】固相担体としては、制限はされないが、ラ
テックスビーズ、磁性体ビーズ、CPGカラム、合成樹
脂(ポリスチレン誘導体等)等を例示することができ
る。 【0044】具体的には、固定化用標識としてビオチン
を用いる場合はアビジンが固相担体の表面に導入固定化
して用いられ、また標識としてジゴキシゲニンを用いる
場合は抗体が固定化され、さらにアミノヘキサノールを
用いる場合にはシラノール基若しくはカルボキシル基が
担体に固定化して用いられる。また固相担体に予め制限
酵素消化末端(平滑末端又は接着末端)を有するヌクレ
オチドを結合しておき、それにサンプルDNAをリガー
ゼや相補結合等を利用して結合する方法も用いることが
できる。 【0045】サンプルDNAは、その一端を固相担体に
固定化した状態で、本発明の切り出し反応に供される。
その際、サンプルDNAが内部に切り出しに使用する制
限酵素の認識部位を有しない場合は、サンプルDNAの
上流末端(5’末端)(又は下流末端(3’末端))が
固相担体に固定化されて、切り出し反応によってサンプ
ルDNAのフリー末端である3’末端から5’方向に向
けて(又は5’末端から3’方向に向けて)、DNA断
片が切断されていく。また、サンプルDNAが内部に切
り出しに使用する制限酵素の認識部位を一カ所有してい
る場合は、例えば、サンプルDNAの上流末端(5’末
端)を担体に固定化した試料と、サンプルDNAの下流
末端(3’末端)を担体に固定化した試料との2種類の
試料を作成し、それぞれの試料を該制限酵素で消化し遊
離したDNA断片を除去し、サンプルDNAの上流領域
(酵素切断部位より上流域)に相当するDNA断片が固
定化された試料(試料A)と、サンプルDNAの下流領
域(酵素切断部位より下流域)に相当するDNA断片が
固定化された試料(試料B)との2つを得る。これらの
2つの試料に対してそれぞれ本発明の切り出し反応を行
うと、試料Aについては下流から上流(3’から5’方
向)に向けて、試料Bについては上流から下流(5’か
ら3’方向)に向けてDNA断片が切断され、結果とし
てサンプルDNAに本発明の切り出し反応を行ったこと
となり、サンプルDNAの全ての塩基配列を含む、塩基
配列解析用試料を調製することができる。 【0046】一方、サンプルDNAに二カ所以上の制限
酵素の認識部位がある場合は、制限酵素処理によって3
つ以上のDNA断片が生じる。この際、切り出された両
端以外のDNA断片に対しては、前述する固定化用標識
プライマーを用いた増幅方法では固定化標識が付加でき
ないので固定化できず、本発明の切り出し方法の適用が
困難となる。前述する制限酵素地図の作成による切断様
式の確認は、かかる不都合を予め回避するための措置で
あり、本発明においてはかかる前準備によってサンプル
DNAの切り出しに適した制限酵素を探索しておくこと
が望ましい。または、サンプルDNAに二カ所以上の酵
素認識部位がある場合、サンプルDNAをベクターに挿
入した段階で、端側のフラグメントを制限酵素による部
分消化/セルフライゲーションによって削除する処置を
行うこともできる。 【0047】本発明の切り出し方法により切り出された
DNA断片(2本鎖)は、固定化標識が付いたアダプタ
ーを用いて調製した場合はそれを利用して固定化し、そ
の後遠心して得られる沈殿物を洗浄し、配列解析に供す
ることができる。また固定化標識のないアダプターを用
いて調製した場合は、スピンカラム(MERmaid SP
IN、フナコシ製)で処理した後、配列解析に供するこ
とができる。 【0048】本発明方法によるDNA断片の逐次切り出
しは、簡便にはサイクリックな反応装置で行うことがで
きる。かかる反応装置は、少なくとも遠心分離手段、ピ
ペッティング手段、温度コントロール手段、サンプルD
NA固定用固相担体、反応液収納容器、洗浄液収納容器
及び生成物収納容器を有している。本発明はかかるサイ
クリックな反応装置をも提供するものである。なお、上
記各種手段は、例えば自動プラスミド精製装置等で用い
られているような、当業界で通常使用されるものが広く
採用される。 【0049】更に本発明は、本発明のDNA断片切り出
し方法を利用して逐次切り出されたDNA断片に対し
て、引き続いて、その塩基配列を決定する方法であり、
斯くしてサンプルDNAの全塩基配列を決定することが
できる。具体的には、(1)一方端を固定化したサンプル
DNAの他方自由末端に、制限酵素の認識配列を有する
アダプターを結合する工程、(2) 当該制限酵素で上記サ
ンプルDNAを切断する工程、及び(3) 前記工程で切り
出されたDNA断片の塩基配列を解析する工程を含むD
NAの解析方法であり、(1)、(2)及び(3)の工程を含む
操作を単位サイクルとして該サイクルを繰り返し行うこ
とによって20kb程度の長鎖DNAであっても容易に
塩基配列を決定することができる。 【0050】また本発明はかかるDNA配列決定法に用
いられるDNA解析装置にも関する。当該DNA解析装
置は、少なくとも複数の反応容器と、各反応容器に試薬
又はサンプルDNAを供給する手段と、サンプルDNA
にアダプターを結合する手段と、該サンプルDNAを制
限酵素で処理する手段と、切断されたDNA断片を分離
する手段と、分離されたオリゴヌクレオチドの塩基配列
を解析する手段を有している。ここで塩基配列の解析手
段としては、質量分析法やDNAアレイチップの適用を
好適に挙げることができる。 【0051】また本発明は、本発明のDNA解析方法又
はDNA解析装置に用いられる試薬キットにも関し、当
該試薬キットは、前述するDNA上の認識部位と切断部
位とが異なる制限酵素、並びに、前述するシークエンス
プライマー配列を有する付加配列,制限酵素の認識配列
及び突出末端を有し、該突出末端が制限酵素によって生
じるDNA断片の接着末端と同一の塩基数nを有し、そ
の塩基配列が全塩基(A,T,G,C)の全ての組み合
わせからなる4n種類のアダプターの混合物からなるア
ダプター試料を少なくとも含むものである。また、本発
明の試薬キットは、他の成分として、例えばライゲーシ
ョンのためのバッファー等を有することもできる。 【0052】 【実施例】以下、本発明を、実施例に基づいて図を参照
しながら詳細に説明する。ただし、これらの実施例は本
発明の一態様にすぎず、本発明はこれらの実施例に何ら
限定されるものではない。 【0053】実施例1 制限酵素:BspMIの利用 図1に、当該実施例におけるDNA断片の切り出し方法
を示すフローチャートを示す。なお、説明の都合上、切
り出しの対象とする第一のサンプルDNAをサンプルD
NA(1)とし、制限酵素処理によって解析用DNA断
片が削られた第二のサンプルDNAをサンプルDNA
(2)とする(以降、同様にサンプルDNA(3)、
(4)、(5)とする。)。 【0054】(イ)DNA断片の切り出しに用いる制限
酵素としてBspMIを選んだ。当該制限酵素は、図2
に示すように配列(11)を認識して、矢印で示す位置で
DNAを切断する。 【0055】サンプルDNA(1)として、スピルリナ
のゲノムのフィトエン合成酵素遺伝子(DDBJ acces
sion number AB001284)を含むDNAを採用し
た。具体的には該サンプルDNA(1)は、Spir ulina
platensis M-135株のゲノムDNA(Sau3Aによる
部分分解)のλZAPIIファージベクターゲノムライブ
ラリーから既存の方法により、Synechococcus PCC7952
のフィトエン合成酵素遺伝子の保存配列から作ったプロ
ーブDNAを用いて、ライブラリーをスクリーニングし
(DIG-ハイプライムDNAラベリング&デテクションキ
ット:ベーリンガーマイハイム)、次いで選別されたク
ローンからファージベクターを分離してPCR法により
以下のように調製した。 【0056】(ロ)5’末端にビオチンを標識したT3
プライマー(センス鎖プライマー:サワディテクノロジ
ー)と標識なしのT7プライマー(相補鎖プラーマー)
を用いて、先のファージクローンをテンプレートとして
PCR(TAKARA Ex Taq. DNAポリメラーゼ5U/100μ
l)を行い、スピンカラム(SP-400、ファルマシア)で
精製した。なお、PCRは94℃で30秒、55℃で3
分、72℃で5分のサイクルを30サイクル行うことに
よって実施した。こうして得られるサンプルDNAをス
トレプトアビジンコートチューブ(ベーリンガーマンハ
イム)に導入し、結合する。一方、5’末端をビオチン
で標識したT7プライマー(相補鎖プライマー)と標識
なしのT3プライマー(センス鎖プライマー)を用いた
PCRから、生成物を別のストレプトアビジンコートチ
ューブに固定化する。 【0057】次いで、これら2種類の固定化サンプルD
NA(1)を、制限酵素BspMIで消化して遊離部分
を除去し、T3プライマーで固定化されたサンプルDN
A(酵素切断部位より上流域のサンプルDNAが固定化
されたサンプル:以下、サンプルDNA(A1)とい
う。)と、T7プライマーで固定化されたサンプルDN
A(酵素切断部位より下流域のサンプルDNAが固定化
されたサンプル:以下、サンプルDNA(B1)とい
う。)をそれぞれ作成した(図1、step0)。 【0058】(ハ)固相担体に結合したサンプルDNA
(A1)又はサンプルDNA(B1)の自由末端側に、
制限酵素BspMIの認識配列を含む既知配列からなる
アダプター(12)をライゲーションによって結合させる
(Step1)。具体的にはサンプルDNA(A1)又はサ
ンプルDNA(B1)を含む試料に、後述するアダプタ
ー試料を添加混合して、T4 DNAリガーゼを用いて
ライゲーション反応(16℃、2時間インキュベーショ
ン)を行う。 【0059】ここで使用されるアダプター(12)は、図
3に示すように、a)シークエンスプライマー、b)ス
ペーサー配列、c)制限酵素BspMI認識配列、及び
d)4塩基からなる突出末端から構成されるものであ
る。 【0060】ここでd)突出末端(X1234)にお
いて採用される塩基配列は、A,T,C,Gの任意の塩
基の組み合わせによって構成される配列(44通り、す
なわち256通り)をすべて包含するものである。従っ
て、アダプター試料として、上記d)突出末端の塩基配
列に応じて256種のアダプターが作成され、その混合
物が使用される。かかる塩基の全ての組み合わせを含む
塩基配列(X1234)を突出末端として有するアダ
プター試料(混合物)を使用することにより、サンプル
DNA(A1)又はサンプルDNA(B1)のフリーの
接着末端の任意の塩基配列に応じて、該配列に相補配列
を有するアダプターを結合することが可能となる。 【0061】なお、本実施例で用いたサンプルDNAは
制限酵素認識部位を1カ所有していたが、制限酵素認識
部位が1カ所もないサンプルDNAの場合は、固定化用
標識を有するプライマーで増幅することによって5’末
端又は3’末端のいずれか一方に固定化標識をつけ、そ
れを利用して固相担体に結合させ、突出末端が1塩基T
(X1=T)であるアダプターを用いて一回目の切り出
し反応を行いことができる。 【0062】サンプルDNA(A1)又はサンプルDN
A(B1)のそれぞれについてアダプターをライゲーシ
ョンした後、洗浄してBspMI消化を行う(37℃、
2時間インキュベーション)(Step2)。そうすると、
サンプルDNA(A1)から、アダプターを含むDNA
断片(a)が、またサンプルDNA(B1)からアダプ
ターを含むDNA断片(b)が、それぞれ切断される。 【0063】得られたDNA断片(a)及び(b)は回
収され、所望の配列解析に供される。 例えば具体的に
は、得られた試料をテンプレートとしてサイクルシーク
エンス反応を行い、キャピラリー電気泳動自動シークエ
ンサーにより配列決定を行うことができる。本実施例に
おいては、キャピラリー電気泳動自動シークエンサー
(ABI PRISM 310 gnetic Analizer)を採用し、サイク
ルシークエンス反応には3’末端に相補するFITCラ
ベルプライマーM4(TAKARA社製)とThermo Sequenase
Fluorecent labelled primer cycle sequencing kit
(Amersham社製)を用い、またPCRはThermal Cycler
(TP2000 TAKARA社製)を用いて、メーカーの推奨する
条件を用いて、オリゴヌクレオチドの塩基配列を決定し
た。 【0064】その結果、図4に示すように、DNA断片
(a)の長鎖オリゴヌクレオチドの塩基配列は、5’g
atcatat−(突出末端部を除くアダプター配列)
3’であり、またDNA断片(b)の長鎖オリゴヌクレ
オチドの塩基配列は、3’(突出末端部を除くアダプタ
ー配列)tatagagc5’であった。 【0065】一方、DNA断片(a)又は(b)が切り
出された固定化サンプルDNA(2)(サンプルDNA
(A)及び(B)に対応して、それぞれ固定化サンプル
(A2)又は(B2)という。)について、前述のアダ
プター試料を用いて、上記のStep1及びStep2の工程が
繰り返される(図1参照)。前述するように、アダプタ
ーとして全ての塩基配列(X1234)を突出末端と
して有するアダプター混合試料を用いることにより、固
定化サンプルDNA(A2)又は(B2)が有する任意
の接着末端に対して、相補的な塩基配列(X12
34)を有するアダプターを結合することができる。 【0066】すなわち、ここでは、接着末端3’cta
g5’を有するサンプルDNA(A2)には突出末端X
1234=ctagを有するアダプターが、また、接
着末端5’ctcg3’を有するサンプルDNA(B
2)には突出末端X1234=gagcを有するアダ
プターがライゲーション反応によって結合する。洗浄
後、BspMIで消化すると、それぞれサンプルDNA
(A2)又は(B2)から、アダプターを含むDNA断
片(a2)又は(b2)が切断され、斯くして得られた
DNA断片は、前述するように塩基配列の解析決定に供
される。なお、実際には、切断されたDNA断片のアダ
プター領域の固定配列をプライマーとして配列決定が行
われるので、図5に示すように、サンプルDNA(A
1)は下側の相補鎖の配列が5’→3’方向に決定され
ることになり、サンプルDNA(B1)は上側の正鎖の
配列が5’→3’方向に決定されることになりる。 【0067】その結果、DNA断片(a2)又は(b
2)から決定されたサンプルDNAの塩基配列は、次の
通りであった a2:5’gatcgcag3’ b2:5’ctcggaag3’ 同様に、逐次得られるサンプルDNA(3)、(4)及
び(5)に対してStep1及びStep2の反応を繰り返する
ことにより、得られるDNA断片a3、b3、a4、b
4、a5及びb5から、順次サンプルDNAの基配列を a3: 5’gcaggtca3’ b3: 5’gaagggtt3’ a4: 5’gtcaacgt3’ b4: 5’ggttgaat3’ a5: 5’acgtatgg3’ b5: 5’gaatatcc3’ と決定することができた。 【0068】これらのことから、サンプルDNA(1)
の塩基配列は、図5に示すように、5'−ccat acgt tgac
ctgc gatc atat ctcg gaag ggtt gaat atcc−3'と決定
できた。 【0069】実施例2 制限酵素:EcoP15Iの利
用 前述する式(1)に示す切断様式を有する制限酵素Ec
oP15Iを用いて、塩基配列が不明のサンプルDNA
の塩基配列を解析した。 【0070】具体的には、まず、実施例1と同様に、λ
ZAPIIクローンをビオチン標識T3プライマーと無標
識T7プライマーを用いてPCRにより増幅し、得られ
たPCR産物を固相担体ストレプトアビジンコートチュ
ーブに固定化した。また、上記と同様にしてビオチン標
識T7プライマーと無標識T3プライマーによるPCR
産物を別のストレプトアビジンコートチューブに固定化
した。次いで、2種類の固定化DNAをEcoP15I
で消化して、遊離DNAを除去した。なお、説明の都合
上、前者の固定化サンプルDNAをサンプルDNA(A
1)、後者の固定化DNAをサンプルDNA(B1)と
称する。 【0071】アダプターとして、a)シークエンスプラ
イマー、b)スペーサー配列、c)制限酵素BspMI
認識配列、及びd)2塩基からなる突出末端(X12
を有する図6に記載する配列からなるDNAを使用し
た。ここで突出末端配列はX12について42通り、つ
まり16通りあることになるので、各突出末端を有する
16種類のアダプターを調製し、その混合物をアダプタ
ー試料とした。次いで、サンプルDNA(A1)又は
(B1)に、かかるアダプター試料を加えて、T4DN
Aリガーゼを用いてライゲーション反応(16℃、2時
間インキュベーション)を行い、サンプルDNA(A
1)又は(B1)の接着末端に相補的な突出末端(X1
2)を有するアダプターを、該サンプルDNAの該末
端に結合した。 【0072】次いで、得られたサンプルDNAを洗浄
し、EcoP15Iを用いて消化し(37℃、2時間イ
ンキュベーション)、サンプルDNA(A1)又は(B
1)からそれぞれDNA断片(a1)又は(b1)を切
断した。得られた試料を実施例1と同様にテンプレート
としてサイクルシークエンス反応を行い、キャピラリー
電気泳動自動シークエンサーにより配列決定を行うこと
ができる。具体的には切断されたDNA断片のアダプタ
ー領域の固定配列をプライマーとして配列決定が行われ
るので、図7に示すように、サンプルDNA(A1)は
上側の正鎖の配列が5’→3’方向に決定されることに
なり、サンプルDNA(B1)は下側の相補鎖の配列が
5’→3’方向に決定されることになる。 【0073】DNA断片(a1)又は(b1)から決定
されたサンプルDNAの塩基配列は、次の通りであっ
た。 【0074】 a1:5’tcccaccgtcccagcgacccgatagca3’ b1:5’gactgatgtctttggcggttatgggta3’ 一方、DNA断片(a1)又は(b1)が切り出された
固定化サンプルDNA(2)(サンプルDNA(A)及
び(B)に対応して、それぞれ固定化サンプル(A2)
又は(B2)という。)について、再び前述のアダプタ
ー試料を加えてライゲーション反応を行い、フリーの接
着末端に相補配列を有する特定のアダプターを結合させ
た。洗浄後、これをEcoP15Iで処理して該サンプ
ル(A2)又は(B2)サンプルから、DNA断片(a
2)又は(b2)を回収した。かかるDNA断片(a
2)又は(b2)から決定されたサンプルDNAの塩基
配列は、次の通りであった。 【0075】 a2:5’caatataaattcaactcatcaaaggta3’ b2:5’tactgctgaaccggatctgagtgttcc3’ この結果、サンプルDNA(1)の塩基配列は、 5'−ggaacactcagatccggttcagcagtacccataaccgccaaagaca
tcagtcccaccgtcccagcgacccgatagcaatataaattcaactcatca
aaggta−3' と決定された。 【0076】 【発明の効果】効率的なDNA配列決定技術は、バイオ
テクノロジー産業の発達及び基礎的な生物学的研究のた
めに非常に重要である。従来のDNA配列決定技術で
は、大型クローンから配列決定用の鋳型DNAとなるサ
ブクローンを調製するのに多大な時間と手間を要し、自
動化が困難であった。本発明のDNA断片の切り出し方
法は、同一の制限酵素及び同一のアダプターを繰り返し
使用することにより、サンプルDNAの末端から所定の
塩基長を有するDNA断片を逐次切り出すことができる
方法である。このため自動化に適しており、PCR法、
及びDNAチップや質量分析機等による、オリゴヌクレ
オチドの配列決定技術を組み合わせることにより、数k
b〜数十kb、好ましくは10kb程度、より好ましく
は4〜6kbの長鎖のDNAの塩基配列を自動的に解析
することを可能とするものである。従って、本発明によ
れば、DNA解析をより簡便にかつ迅速に行うことがで
き、DNA解析操作の効率化を図ることができる。しか
して本発明は、遺伝子診断や犯罪捜査等のDNA配列を
ベースとするあらゆる分野に応用できるだけでなく、現
在急速に進められているヒトゲノムDNAの大規模シー
クエンシング等に広く応用できる。 【0077】 【配列表】 <110>Takeo Satou:Director general, Agency of Industrial Science & Techno logy <120>Method for sequential cleavage of DNA and method for analysis of DN A using the same <130>113M0181 <160>6 <210>1 <211>44 <212>DNA <213>Spirulina <400>1 ccatacgttg acctgcgatc atatctcgga agggttgaat atcc 44 <210>2 <211>27 <212>DNA <213>Artificial Sequence <400>2 tcccaccgtc ccagcgaccc gatagca 27 <210>3 <211>27 <212>DNA <213>Artificial Sequence <400>3 gactgatgtc tttggcggtt atgggta 27 <210>4 <211>27 <212>DNA <213>Artificial Sequence <400>4 caatataaat tcaactcatc aaaggta 27 <210>5 <211>27 <212>DNA <213>Artificial Sequence <400>5 tactgctgaa ccggatctga gtgttcc 27 <210>6 <211>102 <212>DNA <213>Spirulina <400>6 ggaacactca gatccggttc agcagtaccc ataaccgcca aagacatcag tcccaccgtc 60 ccagcgaccc gatagcaata taaattcaac tcatcaaagg ta 102
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [0001] The present invention relates to a DNA base sequence.
Of useful DNA fragments used for analyzing DNA
Method for determining the base sequence of DNA using the method
And a DNA sequencing device using said sequencing method
Related. [0002] The method for cutting out a DNA fragment of the present invention comprises the steps of:
Useful as a sample preparation method for base sequence analysis of NA,
In addition, the nucleotide sequencing method of the present invention is particularly useful for long-chain DNA.
It can be used effectively. From another point of view, the present invention relates to I
Type, IIs and III recognition sites on DNA
For new uses of restriction enzymes with different cleavage sites
There is also. [0003] 2. Description of the Related Art In recent years, techniques relating to DNA sequencing have been developed.
The exhibition is remarkable, and many species, from microorganisms to humans,
The nucleotide sequence of a large genomic DNA is being determined
You. Analysis of genomic sequence is 40-150 kb large claw
Sequencing is the main focus of DNA
Efficiency of column determination is required. Efficient DNA sequencing
The challenge in this case is two steps: (i)
It has a length of about 500 bp to 1 kb from the type clone
Prepare hundreds of subclones "Preparation of DNA fragment for analysis"
Step ", and (ii) DNA salts of those subclones.
Effectiveness of the “base sequence sequencing process” to determine the base sequence
It is efficiency. In particular, for the former template DNA for sequencing
The preparation process requires a high level of technician skill and a huge amount of time and effort.
It costs. Conventionally, the base sequence of DNA used has been determined.
Generally, there are three general methods:
Shotgun method, primer walk method, nested data
ND method. [0005] In the shotgun method, sample DNA is supersonic
Cut randomly using waves, restriction enzymes, etc.
DNA fragments are prepared by the
Determine the sequence and use the resulting sequence overlap to sample
This is a method for determining the base sequence of whole DNA (T. Mani
atis et al.,: Molecular Cloning, Cold Spring Harbo
r Lanoratory Press, 13, 21-33 (1989), etc.). [0006] The primer walk method uses a sample DNA
Are determined in order from the end. This one
First, the base sequence of the terminal region of the sample DNA is determined.
From the determined nucleotide sequence,
Select the primer sequence, and then base it again from that point.
Rows are determined by the dideoxy method (Sanger method)
(T. Maniatis et al.,: Molecular Cloning, Cold Spri
ng Harbor Lanoratory Press, 13, 14-20 (1989)
See)). The nested deletion method (ND) is
Decompose the terminal region of the sample DNA with an enzyme
DNA fragments having different lengths are prepared, and the other end of the fragment is prepared.
After aligning the starting point, in order of length, the starting point and the opposite part
This is a method for determining the base sequence from the end (T. Maniatis e
t al.,: Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Lano
ratory Press, 13, 34-41 (1989), etc.)). [0008] Of these nucleotide sequencing methods, the best
The method used is the shotgun method. But,
This method uses a large number of randomly cut DNA fragments.
Determining the entire sequence of the sample DNA based on the overlapping part of the pieces
Therefore, redundant analysis of the same sequence
High seas, which takes time and effort, and
Serious problems such as large misreads caused by return arrays
Contains. Primer walk method and nested data
The disadvantage of this shotgun method is that the translation method (ND method)
Was developed in order to overcome the
This is an efficient method for performing base sequencing. But
However, the primer walk method is used for each base sequence analysis.
It is necessary to design appropriate primers
The nested deletion method is a nested deletion reaction
Need to prepare continuous length subclones
All of them involve a problem that complicated operations are required. Further, any of the above three conventional methods is
Also include transformation into E. coli, especially
The shotgun method is a method for preparing DNA fragments for analysis.
Roning process (preparation of subclone by E. coli culture)
), Which is time-consuming and unsuitable for automation
There was a drawback. [0011] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to such a situation.
In particular, in DNA sequencing, (i)
DNA fragment preparation process "
Things. That is, the present invention provides an efficient base sequence
DNA samples useful for achieving the determination (analysis DNA
Fragment)). In addition
Akira describes an efficient DN using the above DNA sample preparation method.
A DNA sequencing method and DNA sequencing equipment
The purpose is to provide. The method of the present invention has the following advantages: 1) High redundancy
-2) Occurrence of misreading due to repeated arrangement, 3)
Sequential preparation of lymer 4) Nested deletion
Conventional methods for DNA sequencing, such as the labor required for reactions
At the same time. In addition, the present invention
The method includes the automation of the preparation of DNA samples for analysis and DNA sequencing.
Constant automation and, as a result, the base sequence of long-chain DNA
It contributes to simple and quick analysis of columns. [0013] Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above problems.
I was studying day and night to solve the problem,
Use restriction enzymes that have different properties from the cleavage site.
Can cut DNA fragments from the ends of DNA
Is found, and the restriction enzyme is added to the DNA end to be further cleaved.
Specific adapter having a recognition sequence
By repeating the above steps, a predetermined
Able to cut out DNA fragments having base length
Was found. In addition, the method includes a sequencing step
By combining them, even long-chain DNA can be effective.
Confirmed that it was possible to determine the base sequence efficiently
As a result, the present invention was developed. That is, the present invention provides a recognition site and a cleavage site.
Using a restriction enzyme having properties different from
DNA fragments are sequentially cut out from one end of NA
Is the way. Specifically, the present invention provides (1) fixing one end
To the other free end of the sampled DNA
Add an adapter with a recognition sequence for the restriction enzyme to be used.
And (2) the restriction on the immobilized sample DNA
Enzyme is actuated, and a certain chain is determined from the recognition sequence in the adapter.
To cut a specific site on a sample DNA that is long away
The step of cutting the DNA fragment containing the adapter.
This is a method for cutting out DNA fragments. The method further comprises the steps of:
Continue to use the stripped immobilized sample DNA
(1) Adapter addition step and (2) Restriction enzyme treatment
The operations including the process steps can be performed repeatedly.
From the free end (free end) of the sample DNA
The DNA fragments that make up the full length can be cut out in order.
it can. Therefore, the present invention provides a DNA fragment comprising the above steps.
Is a sequential cutting method. The method of the present invention is automated
It is possible. Therefore, the present invention relates to the above DNA fragment.
Centrifugal separation hand that can perform the sequential cutting method
Steps, pipetting means, temperature control means, sun
Solid support for pull DNA fixation, reaction solution storage container, washing solution collection
Cyclic reaction with container and product container
It also relates to equipment. The DNA fragment thus cut out is amplified.
Without sequencing or amplification
Thus, the full-length nucleotide sequence of the sample DNA is determined.
be able to. Therefore, the present invention provides the above-described DNA excision.
And then the base of the excised DNA fragment
A method for analyzing DNA comprising a step of analyzing a sequence.
And a reagent kit used in the DNA analysis method and
The present invention also relates to a DNA analyzer using a DNA analysis method. The base sequence, nucleic acid and the like in the present specification
The abbreviations of the symbols are defined in IUPAC and IUB, "Salt
For the preparation of specifications etc. including the base sequence or amino acid sequence
Guidelines ”(Japan Patent Office) and customs in the field
The symbols shall be followed. In addition, the genetic engineering used in the present invention
Technology and its specific operations are
Method and method recommended by the manufacturer or distributor of the reagent
(J. Sambrook, E.F.Fritsch and T. Mani
alis, "Molecular Cloning, A Laboratory Manual," Co
ld Spring Harbor Univ. Press, New York, 1988
See). [0020] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Restriction enzymes used in the present invention
In the element, the recognition site and the cleavage site on DNA are different.
As long as it has such a cutting style.
Not restricted. Preferably, it recognizes a specific nucleotide sequence and
It is a restriction enzyme that cuts a site away from the sequence by a certain length.
More preferably, the DNA is cleaved to give a 3 'end or 5'
Generate double-stranded DNA fragments with cohesive ends protruding
The resulting restriction enzyme. Examples of such a restriction enzyme include a type I restriction enzyme,
Examples include type IIs restriction enzyme and type III restriction enzyme.
But preferably with a type III restriction enzyme and a type IIs restriction enzyme.
is there. Type III restriction enzymes usually have 4 to 6 bases.
Base sequence is recognized, and then a certain chain length (usually 4 to 25
Has a cleavage mode of cutting away sites
ing. For example, EcoP15I has
Is the longest distance currently known,
It has a cutting mode represented by the above formula. [0023] Embedded image [Where (N)twenty fiveAnd (N ')27Is
Any combination of nucleotides A, T, G or C respectively
Nucleotides having 25 bp and 27 bp comprising
Shows the array of codes. N 'is the complementary nucleotide to N
Is. ] Such a remote cleavage enzyme of about 25 bp includes other
EcoPI, Hinel, HinfIII, NgoM
X and StylTI can be exemplified. Examples of the IIs type restriction enzyme include, for example,
Fokl having a close-cut type of cutting mode as follows:
Can be mentioned. [0026] Embedded image [Where (N)9And (N ')13Is
Any set of four nucleotides of A, T, G or C respectively
Nucleotide having 9 bp and 13 bp consisting of combinations
2 shows a tide sequence. N 'is a complementary nucleotide to N.
It is a tide. ] In addition, as a restriction enzyme having a proximity cleavage type
Are BseRI, BsgI, BsmFI, BspMI,
MboII, MnII, PleI, SfaNIEco571
And the like. These restriction enzymes are commercially available.
It can be obtained commercially. The adapter used in the present invention is basically
Recognition of the above restriction enzymes used for excision of DNA fragments
Any double-stranded DNA having a sequence may be used. Such adapt
To the free end of the sample DNA of interest.
Then, by allowing the restriction enzyme to act,
The enzyme recognizes the recognition sequence in the adapter and
Cleave the base sequence on the sample DNA separated by a constant chain length.
As a result, a double-stranded DN of a predetermined length can be obtained from the sample DNA.
The A fragment is preferably ligated to the 3 'terminal or 5' terminal.
Cut in the state of having an attached end with the adapter
Be sent out. [0030] Preferably, the adapter is adapted for recognition of a restriction enzyme.
In addition to the recognition sequence, either the 3 'end or the 5' end
Can be designed to have protruding ends. Heel
The number of bases at the protruding end depends on the restriction enzyme used for excision.
The number of bases n at the cohesive end of the DNA fragment
Can be. For example, as a restriction enzyme, the aforementioned EcoP1
When using 5I or Fokl, from its cleavage mode,
Two each (27-25 (N'-N) = 2 (n)) or
Are four (13-9 (N'-N) = 4 (n)) protruding ends
Can be employed. In addition,
The base sequence of the protruding end is not particularly limited, and A, T,
Any sequence consisting of any nucleotide of G or C
be able to. As an adapter sample used in the reaction system
Indicates that all bases (A, T,
Adapter having a base sequence consisting of a combination of G, C)
Mixture (ie, 4nMixed with street adapter
Compound) is used. By using such a mixture
Of DNA fragments generated by cutting out sample DNA
Regardless of the base sequence at the terminal end, any salt
Protrusion of specific adapter in the mixture relative to the base sequence
Addition (ligation) of the ends by complementary binding
Can be. This allows sample DNA to be treated with restriction enzymes
After cutting out the DNA fragment, the DNA fragment was
Remaining support with adhesive ends created by cutting the piece
The adapter is repeatedly bound to the sample DNA.
As a result, from the end of the sample DNA
It is possible to cut DNA fragments of a predetermined length repeatedly.
It becomes possible. For example, a restriction enzyme represented by the above formula (1)
In the case of using EcoP15I having the cleavage mode
Then, more preferably, the adapter is as shown below
Can be designed. [0033] Embedded image Here, X1XTwoIndicates the protruding end described above.
You. DNA breakage caused by EcoP15I cleavage
Since the number of bases at the cohesive end of the piece is 2, X1XTwoBase sequence
Are 16 combinations (4TwoStreet). this
Adapter sample contains all kinds of protruding ends
A mixture of 16 adapters is used. Further, the adapter comprises a recognition sequence and a protruding end.
In addition to the end, opposite the protruding end (ie, sample DN
An arbitrary number m of any base sequence (hereinafter referred to as the opposite side to bond with A)
Below, referred to as an additional sequence). This
This is because restriction enzymes often have difficulty recognizing end sequences.
In order to prevent this, efficient extraction of DNA fragments
Adopted for The number m of bases in the additional sequence is limited
Since it differs depending on the type of enzyme, it is appropriately determined according to the enzyme.
Can be Such additions are found in many type II restriction enzymes.
The number m of bases in the sequence has been examined, for example, under normal conditions.
Salt of additional sequence necessary to cut 90% or more in 2 hours
The radix m is 8 bp for NotI, 2 bp for PstI,
In BstXI, it is 8 bp. Type III and IIs restriction enzymes
Is not limited, but similarly, 2 to 20 bp,
Preferably, the number of bases is about 6 to 8 bp. Addition
The base sequence of the sequence is not particularly restricted so long as it is suitable for the above purpose.
The base sequence is not limited, and can be any base sequence. As an additional sequence, a sequence ply
The sequence of the mer can also be employed. For example, in the present invention
Subsequent to the excision of the DNA fragment by
When sequencing DNA fragments, M13FW, M
4. Sequence ply such as M13REV, T3, T7
Sequence of mer (Bio-Catalog, 1997/1998 edition, Takara Shu
) Is adopted as an additional sequence of the adapter.
Extract one oligonucleotide of the extracted DNA fragment
The Sanger reaction (dideoxy)
And the like. Ma
In this case, the downstream region of the sequencing primer
Any base sequence (hereinafter also referred to as a spacer sequence)
May be added. This is a
Difficulty starting reading immediately downstream of the immer
In view of the above, the spacer sequence is usually 10 to 10.
Any salt having 50 bp, preferably 15-20 bp
Base sequences can be mentioned. The adapter is connected to its end (sump).
Side opposite to the side that binds DNA) preferably an adapter
May have a label for immobilization at the end of the additional sequence of
Good. Thereby, it was cut out by restriction enzyme treatment.
The DNA fragment containing the adapter is labeled with the adapter.
Can be immobilized on any stationary phase such as a column
Becomes As a result, the cut DNA fragment and the remaining
Easily separated from sample DNA and cut out
DNA fragments can be subjected to sequencing in an immobilized state.
it can. Oligonucleotides may be used as immobilization labels.
What is commonly used for immobilization of is widely used, for example,
Biotin, digoxigenin, aminohexanol, etc.
(TOYOBO Biochemicals For Life
Science 97/98 version catalog etc.). For example, immobilized labels
When biotin is used, avidin was immobilized
Immobilized by biotin-avidin bond using stationary phase
Can be Although the present invention is not particularly limited, it is usually 2 to
DNA having a base length of 20 kb was used as a starting material.
It can be used as sample DNA. More specifically
Has a base length of 2 to 10 kb for a restriction enzyme that recognizes 6 bases.
Sample DNA. Preferably 4-6
This is a sample DNA having a base length of about kb. Ma
In addition, the method of the present invention provides a DN having such a long base length.
It is characterized in that it can be applied to A, but of course
Targets with a base length of 2 kb or less
it can. The sample DNA was used for excision in advance.
A restriction map by treating with restriction enzymes
It is preferable to confirm. The sample DNA was inserted into a vector and
Amplification by PCR using vector primers
And can be prepared by In this case, use for amplification
Labeled primer for immobilization as primer
Immobilized at one end of sample DNA by using
Labeling can be attached. Specifically,
Sense primer and unlabeled complementary primer
Combined and amplified by PCR to fix to the upstream end
It is possible to prepare sample DNA with
And conversely labeled with unlabeled sense strand primer
PCR amplification using a combination of complementary primers
Therefore, a sample DNA having an immobilized label at the downstream end
Can be prepared. The label for immobilization is not particularly limited.
However, for example, biotin, digoxigenin as described above,
Aminohexanol, etc.
See). Preferably it is biotin. Such a label for immobilization
The sample DNA can be easily loaded on the solid phase
Can be immobilized on the body. The solid phase carrier is not limited, but
Tex beads, magnetic beads, CPG columns, synthetic trees
Fats (polystyrene derivatives, etc.)
You. Specifically, biotin is used as a label for immobilization.
Avidin is introduced and immobilized on the surface of the solid support
Digoxigenin as a label
In this case, the antibody is immobilized and aminohexanol is further added.
When used, silanol groups or carboxyl groups
It is used after being immobilized on a carrier. Also limited to solid phase carriers in advance
Nucleic acid having an enzyme digestion end (blunt end or sticky end)
Otide is bound and the sample DNA is ligated.
It is also possible to use a method of binding using
it can. The sample DNA has one end on a solid support.
The immobilized state is subjected to the excision reaction of the present invention.
At this time, the sample DNA is internally cut
If it does not have a restriction enzyme recognition site,
The upstream end (5 'end) (or downstream end (3' end))
Immobilized on a solid phase carrier,
From the 3 'end which is the free end of DNA
(Or from the 5 'end to the 3' direction)
Pieces are being cut. Also, sample DNA is cut inside.
Possesses one recognition site for the restriction enzyme used for
For example, when the upstream end (5 'end) of the sample DNA
The sample whose end is immobilized on a carrier and the downstream of the sample DNA
Two types of samples, one with the end (3 'end) immobilized on a carrier
Prepare samples, digest each sample with the restriction enzyme and play
The separated DNA fragment is removed, and the upstream region of the sample DNA is removed.
(Upstream from the enzyme cleavage site)
Sample (sample A) and downstream region of sample DNA
DNA fragment corresponding to the region (downstream from the enzyme cleavage site)
Two are obtained with the immobilized sample (sample B). these
The excision reaction of the present invention was performed on each of two samples.
For sample A, the downstream to upstream (3 'to 5' direction)
For sample B, from upstream to downstream (5 '
DNA fragment is cut in the 3 ′ direction).
That the excision reaction of the present invention was performed on the sample DNA
And bases containing all base sequences of the sample DNA
A sample for sequence analysis can be prepared. On the other hand, two or more restrictions on the sample DNA
If there is an enzyme recognition site, 3
One or more DNA fragments result. At this time, both cut out
For DNA fragments other than the ends, the label for immobilization described above
In the amplification method using primers, immobilized labels can be added.
It cannot be fixed because it is not
It will be difficult. Cleavage by creating the restriction map described above
Checking the formula is a measure to avoid such inconvenience in advance.
In the present invention, the sample is prepared by such preparation.
Search for suitable restriction enzymes for DNA excision
Is desirable. Alternatively, two or more yeasts
If there is a recognition site, insert the sample DNA into the vector.
At the stage of insertion, the fragment on the end side is
Steps to eliminate by digestion / self-ligation
You can do it too. [0047] Cut out by the cutting method of the present invention.
DNA fragment (double-stranded) is an adapter with an immobilized label
If it is prepared using
Wash the precipitate obtained by centrifugation and submit it for sequence analysis.
Can be Also use adapter without immobilized label
If prepared using a spin column (MERmaid SP
IN, manufactured by Funakoshi) and subjected to sequence analysis.
Can be. Sequential cutting of DNA fragments by the method of the present invention
However, it can be conveniently performed in a cyclic reactor.
Wear. Such a reaction apparatus includes at least centrifugal separation means,
Petting means, temperature control means, sample D
Solid support for NA fixation, reaction liquid storage container, washing liquid storage container
And a product storage container. The present invention
It also provides a click reactor. In addition, above
The various means are used, for example, in an automatic plasmid purification device or the like.
Are commonly used in the industry, such as
Adopted. Further, the present invention provides a method for cutting out a DNA fragment of the present invention.
DNA fragments sequentially cut out using the
Then, subsequently, a method of determining its base sequence,
Thus, it is possible to determine the entire base sequence of the sample DNA.
it can. Specifically, (1) a sample with one end immobilized
Has a recognition sequence for a restriction enzyme at the other free end of DNA
A step of binding an adapter, (2)
Cutting the sample DNA, and (3) cutting in the above step.
D including the step of analyzing the base sequence of the DNA fragment
NA analysis method, including steps (1), (2) and (3)
The operation should be repeated as a unit cycle.
With this, even long-chain DNA of about 20 kb can be easily
The nucleotide sequence can be determined. The present invention is also applicable to such a DNA sequencing method.
The present invention also relates to a DNA analyzer. The DNA analysis device
At least several reaction vessels and reagents in each reaction vessel
Or means for supplying sample DNA, and sample DNA
Means for binding an adapter to the
Separation of digested DNA fragments by means of treatment with restriction enzymes
And the base sequence of the separated oligonucleotide
Is analyzed. Here is the base sequence analysis
Steps include mass spectrometry and the application of DNA array chips.
It can be suitably mentioned. The present invention also relates to the DNA analysis method of the present invention or
Also relates to the reagent kit used for the DNA analyzer.
The reagent kit includes a recognition site on DNA and a cleavage site described above.
Restriction enzymes with different positions, and the aforementioned sequences
Additional sequence with primer sequence, restriction enzyme recognition sequence
And a protruding end, which is generated by a restriction enzyme.
The same number of bases n as the cohesive end of the DNA fragment
Base sequence is all combinations of all bases (A, T, G, C)
4 consisting ofnAn adapter consisting of a mixture of different adapters
It contains at least a adapter sample. In addition,
The reagent kit described above contains other components, such as
It may have a buffer or the like for the application. [0052] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described in detail. However, these examples are
This is only one aspect of the present invention, and the present invention does not
It is not limited. [0053]Example 1  Restriction enzyme: Use of BspMI FIG. 1 shows a method for cutting out a DNA fragment in this embodiment.
Is shown. Note that for convenience of explanation,
The first sample DNA to be extracted is sample D
NA (1), DNA for analysis was cut by restriction enzyme treatment.
The second sample DNA from which the pieces have been removed is
(2) (hereinafter, similarly, sample DNA (3),
(4) and (5). ). (A) Restrictions used for cutting out DNA fragments
BspMI was chosen as the enzyme. The restriction enzyme is shown in FIG.
Recognize sequence (11) as shown in
Cleave the DNA. As sample DNA (1), Spirulina
Phytoene synthase gene (DDBJ acces)
sion number AB001284)
Was. Specifically, the sample DNA (1)Spir ulina
platensis Genomic DNA of M-135 strain (by Sau3A)
ΛZAPII phage vector genome live
Synechococcus PCC7952 by the existing method from the rally
Made from the conserved sequence of the phytoene synthase gene
Screening the library using the probe DNA
(DIG-High Prime DNA Labeling & Detection Key
: Boehringer Myheim)
Separation of phage vector from loan and PCR method
It was prepared as follows. (B) T3 labeled with biotin at the 5 'end
Primer (sense strand primer: Sawaddy Technology
-) And unlabeled T7 primer (complementary primer)
Using the previous phage clone as a template
PCR (TAKARA Ex Taq. DNA polymerase 5U / 100μ
1), and spin column (SP-400, Pharmacia)
Purified. PCR was performed at 94 ° C for 30 seconds and at 55 ° C for 3 seconds.
30 minute cycles of 5 minutes at 72 ° C
Therefore, it was implemented. The sample DNA obtained in this way is
Treptavidin coated tube (Boehringer Manha
Im) and bind. On the other hand, the 5 'end is biotin
Labeled with T7 primer (complementary strand primer)
No T3 primer (sense strand primer) was used
From the PCR, transfer the product to another streptavidin coat
Immobilize in a tube. Next, these two types of immobilized samples D
NA (1) is digested with the restriction enzyme BspMI and free
And the sample DN immobilized with the T3 primer
A (The sample DNA upstream of the enzyme cleavage site is immobilized.
Sample: hereinafter referred to as sample DNA (A1)
U. ) And sample DN immobilized with T7 primer
A (Sample DNA downstream of enzyme cleavage site is immobilized
Sample: hereinafter referred to as sample DNA (B1)
U. ) Were prepared respectively (FIG. 1, step 0). (C) Sample DNA bound to a solid support
(A1) or on the free end side of the sample DNA (B1),
Consists of a known sequence containing the recognition sequence of the restriction enzyme BspMI
Adapter (12) is attached by ligation
(Step 1). Specifically, sample DNA (A1) or
The adapter containing the sample DNA (B1)
-Add and mix the sample and use T4 DNA ligase
Ligation reaction (incubation for 2 hours at 16 ° C)
Do). The adapter (12) used here is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a) sequencing primer, b)
A pacer sequence, c) a restriction enzyme BspMI recognition sequence, and
d) Consisting of four base protruding ends
You. Here, d) the protruding end (X1XTwoXThreeXFour)
The base sequence employed is any salt of A, T, C, G
An array composed of combinations of groups (4FourStreet
That is, 256 patterns). Follow
Then, as an adapter sample, d) the base sequence at the protruding end
256 adapters are created for each row,
Things are used. Includes all combinations of such bases
Nucleotide sequence (X1XTwoXThreeXFour) Having as a protruding end
By using the putter sample (mixture), the sample
Free DNA (A1) or sample DNA (B1)
Depending on the base sequence of the cohesive end, a sequence complementary to the sequence
Can be bound. The sample DNA used in this example was
Owned one restriction enzyme recognition site.
For sample DNA with no single site, for immobilization
5'-end by amplifying with labeled primer
An immobilized label is attached to either the end or the 3 'end, and
Using this, it is bound to a solid support, and the protruding end is 1 base T
(X1= T) for the first cut using an adapter
The reaction can be carried out. Sample DNA (A1) or sample DN
Adapters for each of A (B1)
After washing, BspMI digestion is performed (37 ° C.,
2 hour incubation) (Step 2). Then,
DNA containing adapter from sample DNA (A1)
Fragment (a) is again adapted from sample DNA (B1).
The DNA fragment (b) containing the fragment is cleaved. The obtained DNA fragments (a) and (b)
And subjected to the desired sequence analysis. For example, specifically
Cycle seek using the obtained sample as a template
Perform an Ens reaction and perform capillary electrophoresis
The sequence can be determined by a sensor. In this embodiment
, A capillary electrophoresis automatic sequencer
(ABI PRISM 310 gnetic Analizer)
For the resequencing reaction, the FITC lane complementary to the 3 'end was used.
Bell Primer M4 (TAKARA) and Thermo Sequenase
 Fluorecent labelled primer cycle sequencing kit
(Manufactured by Amersham) and PCR was performed using Thermal Cycler.
(TP2000 TAKARA) and recommended by the manufacturer
Determine the nucleotide sequence of the oligonucleotide using the conditions
Was. As a result, as shown in FIG.
(A) The base sequence of the long-chain oligonucleotide is 5'g
atcatat- (adapter sequence excluding protruding ends)
3 'and the long-chain oligonucleotide of the DNA fragment (b).
The nucleotide sequence of otide is 3 '(adapter excluding protruding end)
-Sequence) tagagc5 '. On the other hand, DNA fragment (a) or (b)
The released immobilized sample DNA (2) (sample DNA
(A) and (B), respectively, the immobilized sample
(A2) or (B2). ), The ada
Using the putter sample, the above steps 1 and 2
It is repeated (see FIG. 1). As mentioned earlier, the adapter
All base sequences (X1XTwoXThreeXFour) With the protruding end
By using the adapter mixed sample
Any of the standardized sample DNA (A2) or (B2)
Base sequence (X1XTwoX
ThreeXFour) Can be attached. That is, in this case, the adhesive end 3'cta
The sample DNA (A2) having g5 '
1XTwoXThreeXFour= Ctag is also the adapter
A sample DNA having a terminating end 5'ctcg3 '(B
2) has a protruding end X1XTwoXThreeXFour= Ada with gagc
The puters bind by a ligation reaction. Washing
After digestion with BspMI, each sample DNA
DNA fragment containing adapter from (A2) or (B2)
Piece (a2) or (b2) was cut and thus obtained
The DNA fragment is used for analysis and determination of the base sequence as described above.
Is done. In addition, actually, the adapter of the cut DNA fragment is used.
Sequencing was performed using the fixed sequence of the
As shown in FIG. 5, the sample DNA (A
In 1), the sequence of the lower complementary strand is determined in the 5 '→ 3' direction.
Thus, the sample DNA (B1) is
The arrangement will be determined in the 5 '→ 3' direction. As a result, the DNA fragment (a2) or (b
The base sequence of the sample DNA determined in 2) is as follows:
Was on the street a2: 5'gatcgcag3 ' b2: 5'ctcggaag3 ' Similarly, sample DNAs (3), (4) and
Repeat steps 1 and 2 for (5) and (5)
The resulting DNA fragments a3, b3, a4, b
Starting from 4, a5 and b5, the base sequence of the sample DNA a3: 5'gcaggtca3 ' b3: 5'gaagggtt3 ' a4: 5'gtcaacgt3 ' b4: 5'ggttgaat3 ' a5: 5'acgtatgg3 ' b5: 5'gaatatcc3 ' I was able to decide. From these results, the sample DNA (1)
As shown in FIG. 5, the nucleotide sequence of 5′-ccat acgt tgac
 ctgc gatc atat ctcg gaag ggtt gaat atcc-3 '
did it. [0069]Example 2  Restriction enzyme: EcoP15I
for Restriction enzyme Ec having the cleavage mode shown in the above formula (1)
Sample DNA whose base sequence is unknown using oP15I
Was analyzed. Specifically, first, as in the first embodiment,
ZAPII clone was unlabeled with biotin-labeled T3 primer
Amplified by PCR using T7 primers
PCR product on solid support streptavidin coat tube
Immobilized on a tube. In addition, the biotin label
PCR with T7 primer and unlabeled T3 primer
Immobilize product in another streptavidin-coated tube
did. Next, the two kinds of immobilized DNAs were
To remove free DNA. For convenience of explanation
Above, the former immobilized sample DNA was converted to sample DNA (A
1) The latter immobilized DNA is referred to as sample DNA (B1).
Name. As an adapter, a) a sequence plug
Imer, b) spacer sequence, c) restriction enzyme BspMI
Recognition sequence, and d) a protruding end consisting of 2 bases (X1XTwo)
6 having the sequence described in FIG.
Was. Here, the protruding end sequence is X1XTwoAbout 4TwoStreet
Since there are 16 kinds of balls, each has a protruding end
Prepare 16 types of adapters and mix the mixture
-A sample was prepared. Next, the sample DNA (A1) or
(B1), the adapter sample was added, and T4DN
Ligation reaction using A ligase (16 ° C, 2 hours
Between the sample DNAs (A
The protruding end (X) complementary to the sticky end of (1) or (B1)1
XTwo) Is connected to the end of the sample DNA.
Joined to the end. Next, the obtained sample DNA is washed.
And digested with EcoP15I (37 ° C for 2 hours).
Incubation), sample DNA (A1) or (B
Cut DNA fragment (a1) or (b1) from 1), respectively.
Refused. The obtained sample was used as a template in the same manner as in Example 1.
Perform a cycle sequence reaction as
Perform sequencing using an automated electrophoresis sequencer
Can be. Specifically, an adapter for a cut DNA fragment
The sequence is determined using the fixed sequence of the
Therefore, as shown in FIG. 7, the sample DNA (A1)
The sequence of the upper positive chain is determined in the 5 '→ 3' direction.
In the sample DNA (B1), the sequence of the lower complementary strand is
The direction is determined in the 5 '→ 3' direction. Determined from DNA fragment (a1) or (b1)
The base sequence of the sample DNA obtained is as follows.
Was. [0074] a1: 5 'tcccaccgtcccagcgacccgatagca 3' b1: 5'gactgatgtctttggcggttatgggta3 ' On the other hand, the DNA fragment (a1) or (b1) was cut out.
Immobilized sample DNA (2) (sample DNA (A)
And (B), respectively, the immobilized sample (A2)
Or (B2). ) About the above mentioned adapter again
-Perform ligation reaction by adding sample,
Attach a specific adapter having a complementary sequence at the
Was. After washing, this is treated with EcoP15I to
(A2) or (B2) sample, DNA fragment (a
2) or (b2) was recovered. Such a DNA fragment (a
2) base of sample DNA determined from (b2)
The sequence was as follows: [0075] a2: 5'caatataaattcaactcatcaaaggta3 ' b2: 5'tactgctgaaccggatctgagtgttcc3 ' As a result, the base sequence of the sample DNA (1) 5'-ggaacactcagatccggttcagcagtacccataaccgccaaagaca
tcagtcccaccgtcccagcgacccgatagcaatataaattcaactcatca
aaggta-3 ' It was decided. [0076] As described above, an efficient DNA sequencing technique is
Technology industry development and basic biological research
Is very important for With conventional DNA sequencing technology
Is a large clone that serves as template DNA for sequencing.
It takes a lot of time and effort to prepare a clone,
It was difficult to mobilize. How to cut out the DNA fragment of the present invention
The method repeats the same restriction enzyme and the same adapter
By using, a predetermined
DNA fragments having base length can be cut out sequentially
Is the way. Therefore, it is suitable for automation,
And oligonucleotides using a DNA chip or mass spectrometer
By combining Otide sequencing technology, several k
b to several tens kb, preferably about 10 kb, more preferably
Automatically analyzes the base sequence of long-chain DNA of 4 to 6 kb
It is possible to do. Therefore, according to the present invention,
This makes DNA analysis easier and faster.
Thus, the efficiency of the DNA analysis operation can be improved. Only
The present invention provides a DNA sequence for genetic diagnosis and criminal investigation.
Not only can it be applied to all base fields,
Large-scale human genomic DNA
Widely applicable to quenching and the like. [0077] [Sequence list] <110> Takeo Satou: Director general, Agency of Industrial Science & Techno logy <120> Method for sequential cleavage of DNA and method for analysis of DN A using the same <130> 113M0181 <160> 6 <210> 1 <211> 44 <212> DNA <213> Spirulina <400> 1 ccatacgttg acctgcgatc atatctcgga agggttgaat atcc 44 <210> 2 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 2 tcccaccgtc ccagcgaccc gatagca 27 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 3 gactgatgtc tttggcggtt atgggta 27 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 4 caatataaat tcaactcatc aaaggta 27 <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <400> 5 tactgctgaa ccggatctga gtgttcc 27 <210> 6 <211> 102 <212> DNA <213> Spirulina <400> 6 ggaacactca gatccggttc agcagtaccc ataaccgcca aagacatcag tcccaccgtc 60 ccagcgaccc gatagcaata taaattcaac tcatcaaagg ta 102

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例1のフローチャートを示す図で
ある。 【図2】実施例1で用いる制限酵素BspMIの切断様
式を示す図である。 【図3】実施例1で用いるアダプターの塩基配列を示す
図である。 【図4】図(A)は、実施例1において、サンプルDN
A(A)を制限酵素で切断することによって得られたD
NA断片(a)の塩基配列を示す図であり、また図
(B)は、同様に実施例1において、サンプルDNA
(B)を制限酵素で切断することによって得られたDN
A断片(b)の塩基配列を示す図である。 【図5】実施例1において、Step1及びStep2を有する
5サイクルで決定された塩基配列部位およびその配列の
一部を示す図である。 【図6】実施例2において用いられるアダプターの塩基
配列を示す図である。 【図7】実施例2において、Step1及びStep2の2サイ
クルで決定された塩基配列部位およびその配列の一部を
示す図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a flowchart of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a view showing a cleavage mode of a restriction enzyme BspMI used in Example 1. FIG. 3 is a view showing a base sequence of an adapter used in Example 1. FIG. 4A shows a sample DN in Example 1.
A (D) obtained by cutting A (A) with a restriction enzyme
FIG. 3 shows the nucleotide sequence of NA fragment (a), and FIG.
DN obtained by cutting (B) with a restriction enzyme
It is a figure which shows the base sequence of A fragment (b). FIG. 5 is a diagram showing a base sequence site determined in five cycles including Step 1 and Step 2 and a part of the sequence in Example 1. FIG. 6 is a view showing a base sequence of an adapter used in Example 2. FIG. 7 is a view showing a base sequence site determined in two cycles of Step 1 and Step 2 and a part of the sequence in Example 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−113896(JP,A) 特開 平2−92300(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12Q 1/68 WPI(DIALOG)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-113896 (JP, A) JP-A-2-92300 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) C12Q 1/68 WPI (DIALOG)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項l】(1)一方端を固定化した二本鎖のサンプ
ルDNAの他方自由末端に、DNA上の認識部位と切断
部位とが異なる制限酵素の認識配列を有するアダプター
ライゲーションする工程、及び (2)当該制限酵素で上記サンプルDNAを切断する工
程、 を含む、DNA断片の切り出し方法。 【請求項2】請求項1記載の(1)及び(2)の工程を
含む操作を単位サイクルとして、該サイクルを繰り返し
行うことを特徴とする、DNA断片の逐次切り出し方
法。 【請求項3】アダプターが、付加配列、制限酵素の認識
配列及び突出末端を有するものであって、該突出末端
が、該制限酵素によって生じるDNA断片の接着末端の
塩基数と同一の塩基数を有する塩墓配列からなるもので
ある、請求項1または2に記載の方法。 【請求項4】上記アダプターの付加配列が、シークエン
スプライマー配列を有するものである請求項記載の方
法。 【請求項5】アダプターが更に固定化用標識を有する
本鎖DNAである請求項1乃至のいずれかに記載の方
法。 【請求項6】遠心分離手段、ピペッティング手段、温度
コントロール手段、サンプルDNA固定用固相担体、反
応液収納容器、洗浄液収納容器及び生成物収納容器を有
する請求項2記載のDNA断片の逐次切り出し方法に用
いられるサイクリツクな反応装置。 【請求項7】(1)の工程が、付加配列、制限酵素の認
識配列及び突出末端を有するアダプターであって、該突
出末端が制限酵素によって生じるDNA断片の接着末端
と同一の塩基数nを有し、その塩基配列が全塩基(A,
T,G,C)の全ての組み合わせからなるものである4
n種類のアダプターの混合物を、サンプルDNA試料中
に配合することによって行なわれる請求項2乃至のい
ずれかに記載の方法。 【請求項8】(1)一方端を固定化した二本鎖のサンプ
ルDNAの他方自由末端に、DNA上の認識部位と切断
部位とが異なる制限酵素の認識配列を有するアダプター
ライゲーションする工程、 (2)当該制限酵素で上記サンプルDNAを切断する工
程、及び (3)前記工程で切り出されたDNA断片の塩基配列を
解析する工程、 を含む、DNAの解析方法。 【請求項9】請求項記載の(1)、(2)及び(3)
の工程を含む操作を単位サイクルとして、該サイクルを
繰り返し行うことを特徴とするDNAの解析方法。 【請求項10】アダプターが、シークエンスプライマー
配列を有する付加配列、制限酵素の認識配列及び突出末
端を有するものであって、該突出末端が、該制限酵素に
よって生じるDNA断片の接着末端の塩基数と同一の塩
基数を有する塩基配列からなるものである、請求項8又
は9に記載の方法。 【請求項11】(1)の工程が、シークエンスプライマ
ー配列を有する付加配列、制限酵素の認識配列及び突出
末端を有するアダプターであって、該突出末端が制限酵
素によって生じるDNA断片の接着末端と同一の塩基数
nを有し、その塩基配列が全塩基(A,T,G,C)の
全ての組み合わせからなる4n種類のアダプターの混合
物をサンプルDNA試料中に配合することによって行な
われる請求項9記載の方法。 【請求項12】請求項8乃至11のいずれかに記載のD
NA解析方法に用いられる試薬キットであり、少なくと
もDNA上の認識部位と切断部位とが異なる制限酵素;
並びに、シークエンスプライマー配列を有する付加配
列,制限酵素の認識配列及び突出末端を有し、該突出末
端が制限酵素によって生じるDNA断片の接着末端と同
一の塩基数nを有し、その塩基配列が全塩基(A,T,
G,C)の全ての組み合わせからなる4n種類のアダプ
ターの混合物からなるアダプター試料を含む試薬キッ
ト。 【請求項13】請求項8乃至11のいずれかに記載のD
NA解析方法を使用するDNA解析装置。 【請求項14】少なくとも複数の反応容器と、各反応容
器に試薬又はサンプルDNAを供給する手段と、サンプ
ルDNAにアダプターを結合する手段と、該サンプルD
NAを制限酵素で処理する手段と、切断されたDNA断
片を分離する手段と、分離されたオリゴヌクレオチドの
塩基配列を解析する手段を有する請求項13記載のDN
A解析装置。
(57) Claims: (1) A recognition site on DNA is cleaved at the other free end of a double-stranded sample DNA having one end immobilized.
A method for cutting out a DNA fragment, comprising: ligation of an adapter having a recognition sequence for a restriction enzyme having a different site , and (2) cutting the sample DNA with the restriction enzyme. 2. A method for successively cutting out DNA fragments, wherein the operation including the steps (1) and (2) according to claim 1 is defined as a unit cycle and the cycle is repeated. 3. An adapter having an additional sequence, a recognition sequence for a restriction enzyme, and a protruding end, wherein the protruding end has the same number of bases as the number of bases of a cohesive end of a DNA fragment generated by the restriction enzyme. The method according to claim 1, wherein the method comprises a salt tomb array. 4. The method according to claim 3 , wherein the additional sequence of the adapter has a sequence primer sequence. 5. A two adapter further comprises a label for immobilization
The method according to any one of claims 1 to 4 , which is a single-stranded DNA . 6. A DNA fragment according to claim 2, comprising a centrifugal separation means, a pipetting means, a temperature control means, a solid support for immobilizing a sample DNA, a reaction liquid storage container, a washing liquid storage container and a product storage container. Cyclic reactor used in the method. 7. The step (1) is an adapter having an additional sequence, a recognition sequence for a restriction enzyme and an overhanging end, wherein the overhanging end has the same number of bases n as the cohesive end of the DNA fragment generated by the restriction enzyme. And its base sequence is composed of all bases (A,
T, G, and C).
The method according to any one of claims 2 to 5 , wherein the method is performed by blending a mixture of n kinds of adapters into a sample DNA sample. (1) A recognition site on DNA is cleaved at the other free end of a double-stranded sample DNA having one end immobilized.
Ligation of an adapter having a recognition sequence for a restriction enzyme having a different site , (2) cutting the sample DNA with the restriction enzyme, and (3) analyzing the base sequence of the DNA fragment cut out in the step. A method for analyzing DNA, comprising the steps of: 9. The method according to claim 8 , wherein (1), (2) and (3).
A method for analyzing DNA, wherein the operation including the step of (1) is defined as a unit cycle and the cycle is repeated. 10. An adapter having an additional sequence having a sequence primer sequence, a recognition sequence for a restriction enzyme, and a protruding end, wherein the protruding end corresponds to the number of bases of the cohesive end of a DNA fragment generated by the restriction enzyme. 9. The method according to claim 8 , which comprises a base sequence having the same number of bases.
Is the method described in 9 . 11. The step (1) is an additional sequence having a sequence primer sequence, a restriction enzyme recognition sequence and an adapter having a protruding end, wherein the protruding end is the same as the cohesive end of a DNA fragment generated by the restriction enzyme. claims carried out in having a base number n, by blending the base sequence full nucleotide (a, T, G, C ) a mixture of adapters 4 n types of all the combinations of the sample DNA in the sample 9. The method according to 9 . 12. The D according to claim 8, wherein
A reagent kit used for the NA analysis method, wherein at least a recognition site and a cleavage site on DNA are different from each other;
And an additional sequence having a sequence primer sequence, a recognition sequence for a restriction enzyme, and a protruding end, wherein the protruding end has the same number n of bases as the cohesive end of a DNA fragment generated by the restriction enzyme, and the base sequence is entirely Bases (A, T,
A reagent kit comprising an adapter sample consisting of a mixture of 4 n types of adapters consisting of all combinations of G and C). 13. The D according to claim 8, wherein
A DNA analyzer using the NA analysis method. 14. At least a plurality of reaction vessels, means for supplying a reagent or sample DNA to each reaction vessel, means for connecting an adapter to the sample DNA, and sample D
14. The DN according to claim 13 , further comprising means for treating NA with a restriction enzyme, means for separating a cleaved DNA fragment, and means for analyzing the base sequence of the separated oligonucleotide.
A analyzer.
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