JP3005668B2 - 遺伝子型の判定方法 - Google Patents

遺伝子型の判定方法

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JP3005668B2
JP3005668B2 JP8312654A JP31265496A JP3005668B2 JP 3005668 B2 JP3005668 B2 JP 3005668B2 JP 8312654 A JP8312654 A JP 8312654A JP 31265496 A JP31265496 A JP 31265496A JP 3005668 B2 JP3005668 B2 JP 3005668B2
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幸一 千國
亮一 田邉
進 室谷
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農林水産省畜産試験場長
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、遺伝子型の判定方
法に関し、詳しくは変異部位を含むDNA領域を、全遺
伝子型から増幅できる1組のプライマーと遺伝子型を決
定する変異部位の配列を3’末端にもつプライマーを共
存させたポリメラーゼ連鎖反応により増幅させ、得られ
た反応産物を電気泳動法によって分析することによって
生物の遺伝子型を判定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】遺伝子型の違いは、DNAの塩基配列に
生じる塩基の置換,挿入または欠失によって引き起こさ
れる。ポリメラーゼ連鎖反応(Polymerase
chain reaction、以下PCRと言う。)
法を利用した遺伝子型の判定には、変異に特異的なプラ
イマーで増幅する方法、PCR産物を制限酵素で切断す
る方法(PCR−RFLP)、PCR産物をハイブリダ
イゼイションで判定する方法、PCR産物の1本鎖高次
構造多型解析法(PCR−SSCP)等がある。
【0003】このうち、変異に特異的なプライマーで増
幅する方法は、遺伝子型をPCR産物の有無で判定する
ため、ヘテロ型をホモ型から識別することが不可能であ
り、変異塩基の種類によっては、非特異的な増幅が起こ
る。また、その他の方法についても、PCRの後に複雑
な操作の手順が必要とされ、いずれも簡易な分析方法で
はない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、ヘテロ型及び
ホモ型の遺伝子型を判定でき、しかも微小な塩基の変異
に起因する生物の遺伝子型の違いを簡易に同定する方法
の開発が望まれている。本発明は、微少な塩基変異に起
因する生物の遺伝子型の違いを簡便に同定する方法の提
供を目的とする。本発明者らは、上記の課題について鋭
意研究を重ねた結果、変異部位を含むDNA領域を増幅
する1組のプライマーと3’末端が変異部位に相当する
プライマーを共存させてPCRを行うと、遺伝子型によ
って反応産物の長さが異なることを見出した。この知見
に基づいて、PCRを行い、その反応産物の長さを分析
することによって、塩基の変異に起因する生物のすべて
の遺伝子型の違いを簡易に判定する本発明の方法に到達
した。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、変異
部位を含むDNA領域を、全遺伝子型から増幅できる1
組のプライマーと該プライマーによって挟まれた位置に
遺伝子型を決定する変異部位の配列を3’末端にもつプ
ライマーを共存させたPCRにより増幅させ、得られた
反応産物を電気泳動法によって分析し、当該反応産物の
長さから遺伝子型を判定することを特徴とする遺伝子型
の判定方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明では、変異部位を含むDN
A領域を、全遺伝子型から増幅できる1組のプライマー
該プライマーによって挟まれた位置に遺伝子型を決定
する変異部位の配列を3’末端にもつプライマーの2種
を共存させてPCRを行い、得られた反応産物の長さを
電気泳動法により分析し、その遺伝子型の判定を行うも
のである。
【0007】変異特異的なプライマーの位置は、共通プ
ライマーで増幅される領域の中に含まれているようにな
っているため、変異特異的なプライマーから増幅される
遺伝子型は短い産物を生産し、該当しない遺伝子型は長
い産物を生産する。すなわち、3’末端を変異部位とす
るプライマーからは、その配列に該当する遺伝子型のD
NAの反応産物、つまりその変異部位から増幅が開始さ
れるため、遺伝子型共通プライマーからの産物よりも短
い産物ができる。しかし、遺伝子型共通プライマーから
の産物は、この変異特異的プライマーからの産物に妨害
されるため、ほとんど増幅されない。したがって、3’
末端に変異部位を有するプライマーに該当する遺伝子型
からは、その変異部位から増幅される短い産物が主にで
きる。一方、変異特異的プライマーに該当しない遺伝子
型からは、共通プライマーからの産物だけが生産され
る。
【0008】遺伝子型がヘテロ型の場合は、両遺伝子型
のDNAが存在するため、2種類の産物ができることか
ら、ヘテロ型であると判定することができる。なお、複
数の変異部位が領域内に存在する場合も、それらの変異
部位を含めて増幅する1組のプライマーと複数の変異特
異的なプライマーを共存させてPCRにより増幅させ、
以下前記と同様に行うことにより、遺伝子型を判定する
ことが可能である。
【0009】本発明の方法に用いるDNAやプライマー
は、通常のPCRに用いられるグレードのもので良い。
また、プライマーは、PCRの常法に用いられるものと
同様に、DNA合成機により合成することができ、20
〜30mer程度のもの、好ましくは25〜30mer
のものを用いる。本発明では、このDNAを鋳型とし、
得られたプライマーを用いてPCRによりDNAの増幅
を行う。すなわち、200μl容プラスチック試験管に
鋳型DNA,耐熱性DNAポリメラーゼ,dNTPs,
プライマー,反応液および蒸留水を混合し、必要に応じ
て鉱物油で試験管を覆い、PCR機(例えばPERKI
N ELMER社製)にかける。反応工程は、熱変性9
3〜98℃10〜60秒、アニーリング50〜65℃1
0〜60秒、伸長反応65〜76℃10〜240秒、好
ましくは熱変性94℃30秒、アニーリング60℃45
秒、伸長反応72℃45秒を1サイクルとし、これを3
0〜40回、好ましくは35〜40回行う。次に、この
PCRによって得られた産物を電気泳動分析する。ここ
で、電気泳動分析は常法によって行えばよく、例えば4
%アガロースを含むTAE緩衝液ゲル中で、100Vの
電圧をかけて電気泳動し、分離したDNAバンドパター
ンを分析する。これにより、遺伝子型を判定することが
できる。
【0010】本発明を利用した遺伝子型判定キットを作
成することにより、遺伝子型の違いに起因する生物の生
理的な相違を予測することが可能となり、各種疾病の遺
伝子治療や植物等の品種改良などを行うことができる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明を実施例によって詳しく説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 牛の成長ホルモン遺伝子のエキソン4および5におい
て、エキソン5のコドン127および172に存在する
2ヵ所の塩基置換を含む領域について、以下の手順で、
遺伝子型の判定を行った。なお、コドン127,172
の塩基の変異については、第1表に示す。
【0012】
【表1】
【0013】1)プライマーの合成 プライマーの合成は、試薬会社に依頼した。合成したプ
ライマーはGH4F,GH5R,GHARおよびGHA
BRであり、これらは配列表の配列番号1〜4に記載し
た塩基配列を有する。
【0014】合成した牛の成長ホルモン遺伝子のエキソ
ン4および5に対するプライマーのうち、全遺伝子型を
増幅できる1組のプライマーをGH4F(配列番号:
1),GH5R(配列番号:2)とした。このプライマ
ーを用いたPCRによって、656bpの増幅産物が得
られる。また、変異特異的なプライマーとして、エキソ
ン5におけるコドン127の変異部位を3’末端にもつ
プライマーをGHAR(配列番号:3)とした。このプ
ライマーによって、347bpの増幅産物が得られる。
【0015】2)PCR DNA100ngを鋳型として、200μM dNTP
s,0.4μM プライマー(GH4F,GH5R)お
よび0.1μM プライマー(GHAR)に、0.5ユ
ニットのTaqポリメラーゼ(PERKIN ELME
R社製)を加えて20μlの反応液とした。PCR機
(PERKIN ELMER社製)を用い、熱変性94
℃30秒、アニーリング60℃45秒、伸長反応72℃
45秒を1サイクルとし、これを40回行った。
【0016】3)電気泳動分析 次に、上記のPCRによって得られた産物を、電気泳動
分析する。電気泳動装置としては、コスモ・バイオ社製
のミューピッドを用いた。ゲルトレーに泳動ゲル(組成
は、4%アガロース,TAE緩衝液)を作成し、PCR
によって増幅したDNAを添加した。次いで、100V
の電圧をかけて電気泳動し、分離したDNAバンドパタ
ーンを常法により染色し、分析した。DNA分子量マー
カーとして、φ×174DNA/HincII dige
stを用いた。分子量マーカーの大きさは、大きい方か
ら順に1057,770,612,495,392,3
45bpである。この電気泳動の泳動像を図1に示す。
【0017】実施例2 変異特異的なプライマーとして、GHARの代わりに、
エキソン5のコドン172の変異部位を3’末端にもつ
プライマーであるGHABR(配列番号:4)を用いた
こと以外は、すべて実施例1と同様に行った。このプラ
イマーによって、483bpの増幅産物が得られた。こ
の電気泳動の泳動像を図2に示す。
【0018】実施例3 変異特異的なプライマーとして、エキソン5のコドン1
27の変異部位を3’末端にもつプライマーのGHAR
(配列番号:3)、コドン172の変異部位を3’末端
にもつプライマーのGHABR(配列番号:4)を用い
たこと以外は、すべて実施例1と同様に行った。この電
気泳動の泳動像を図3に示す。ヘテロ型のものには、大
きさの異なる2本の増幅産物が見られ、ホモ型のものと
異なる泳動像が得られた。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、PCR産物は遺
伝子型に特異的な長さを示すので、PCR産物を通常の
電気泳動法で分離するだけで、ヘテロ型およびホモ型の
遺伝子型を簡便、かつ正確に判定することができる。
【0020】
【配列表】
【0021】配列番号:1 配列の長さ:29 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 起源: 生物名:ウシ 配列の特徴 特徴を表す記号:exon 特徴を決定した方法:E 配列: TCTATGAGAA GCTGAAGGAC CTGGAGGAA 29
【0022】配列番号:2 配列の長さ:30 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 起源: 生物名:ウシ 配列の特徴 特徴を表す記号:exon 特徴を決定した方法:E 配列: CCAGAATAGA ATGACACCTA CTCAGACAAT 30
【0023】配列番号:3 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 起源: 生物名:ウシ 配列の特徴 特徴を表す記号:exon 特徴を決定した方法:E 配列: CGGGGGGTGC CATCTTCCAG 20
【0024】配列番号:4 配列の長さ:22 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 起源: 生物名:ウシ 配列の特徴 特徴を表す記号:exon 特徴を決定した方法:E 配列: ATGACCCTCA GGTACGTCTC CG 22
【図面の簡単な説明】
【図1】 変異部位を3’末端にもつプライマーとして
GHARを用いたPCR反応を行って得た増幅産物の電
気泳動写真である。
【図2】 変異部位を3’末端にもつプライマーとして
GHABRを用いたPCR反応を行って得た増幅産物の
電気泳動写真である。
【図3】 変異部位を3’末端にもつプライマーとして
GHARおよびGHABRを用いたPCR反応を行って
得た増幅産物の電気泳動写真である。
【符号の説明】
L・L:コドン127にコードされているアミノ酸のロ
イシン・ロイシンのホモ型(CTG/CTG) V・V:コドン127にコードされているアミノ酸のバ
リン・バリンのホモ型(GTG/GTG) L・V:コドン127にコードされているアミノ酸のロ
イシン・バリンのヘテロ型(CTG/GTG) T・T:コドン172にコードされているアミノ酸のス
レオニン・スレオニンのホモ型(ACG/ACG) M・M:コドン172にコードされているアミノ酸のメ
チオニン・メチオニンのホモ型(ATG/ATG) T・M:コドン172にコードされているアミノ酸のス
レオニン・メチオニンのヘテロ型(ACG/ATG) AA:表1に示した遺伝子型でAAのホモ型 BB:表1に示した遺伝子型でBBのホモ型 CC:表1に示した遺伝子型でCCのホモ型 AB:表1に示した遺伝子型でABのヘテロ型 AC:表1に示した遺伝子型でACのヘテロ型 BC:表1に示した遺伝子型でBCのヘテロ型を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 J.Lipid Res.32[1 ](1991)p.183−187 実験医学 (1990)第8巻 第4号 p.371−374 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG) JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変異部位を含むDNA領域を、全遺伝子
    型から増幅できる1組のプライマーと該プライマーによ
    って挟まれた位置に遺伝子型を決定する変異部位の配列
    を3’末端にもつプライマーを共存させたポリメラーゼ
    連鎖反応により増幅させ、得られた反応産物を電気泳動
    法によって分析し、当該反応産物の長さから遺伝子型を
    判定することを特徴とする遺伝子型の判定方法。
  2. 【請求項2】 牛の成長ホルモン遺伝子のエキソン5に
    存在する2ヵ所の塩基置換を含む領域について、請求項
    1記載の方法により遺伝子型を判定するにあたり、全遺
    伝子型を増幅できる1組のプライマーとして配列番号1
    記載のGH4Fと配列番号2記載のGH5Rを用い、変
    異特異的プライマーとして配列番号3記載のGHAR及
    び/又は配列番号4記載のGHABRを用いることによ
    り、遺伝子型を判定する方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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実験医学 (1990)第8巻 第4号 p.371−374

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