JP3437816B2 - Methods for measuring nucleic acids - Google Patents

Methods for measuring nucleic acids

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JP3437816B2 JP2000120097A JP2000120097A JP3437816B2 JP 3437816 B2 JP3437816 B2 JP 3437816B2 JP 2000120097 A JP2000120097 A JP 2000120097A JP 2000120097 A JP2000120097 A JP 2000120097A JP 3437816 B2 JP3437816 B2 JP 3437816B2
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target nucleic
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洋一 鎌形
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一隆 山田
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修 小山
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、核酸の測定方法に
関する。詳しくは蛍光色素で標識された核酸プローブを
用いる各種核酸の各種測定方法に関し、蛍光色素で標識
された核酸プローブを標的核酸にハイブリダイゼーショ
ンさせたときに生ずる、ハイブリダイゼーション前後に
おける蛍光色素の発光の減少量を測定するという原理に
基づく各種核酸の各種新規測定方法に関する。
The present invention relates to relates <br/> to measure how the nucleic acid. Specifically, it relates to various methods for measuring various nucleic acids using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, and decreases emission of the fluorescent dye before and after hybridization, which occurs when the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye is hybridized with a target nucleic acid. about the various new measuring how the various nucleic acid based on the principle of measuring the amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、蛍光色素で標識された核酸プロー
ブを用いて核酸量を測定する各種方法が知られている。
該方法には、以下のようなものがある。 (1)ドットブロッテング法 この方法は、標的核酸と当該核酸プローブをメンブラン
上でハイブリダイゼーションさせた後、未反応の核酸プ
ローブを洗い流し、標的核酸とハイブリダイゼーション
した核酸プローブに標識された蛍光色素分子のみの蛍光
強度を測定するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods for measuring the amount of nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye are known.
The method includes the following. (1) Dot brotting method In this method, after a target nucleic acid and the nucleic acid probe are hybridized on a membrane, unreacted nucleic acid probe is washed away, and a nucleic acid probe hybridized with the target nucleic acid is labeled with a fluorescent dye molecule. It is to measure the fluorescence intensity only.

【0003】(2)インターカレーター方法(Glazer et
al., Nature 359:959,1992):この方法は、インター
カレーターと称されるある種の蛍光色素が核酸の二重鎖
内にはまりこんだときに、強く発光するのでその発光の
増加量を測定する方法である。その蛍光色素として、例
えば、エチジウムブロマイド(実験医学、15巻、7
号、46〜51ページ、1997年、羊土社)、SYBR R
グリーン(Green) I(LightCyclerTM System;1999
年4月5日、ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社
発行のパンフレット)を挙げることができる。
(2) Intercalator method (Glazer et
al., Nature 359: 959, 1992): This method measures the increase in luminescence because a certain fluorescent dye called intercalator emits intense light when it is embedded in the double strand of nucleic acid. Is the way to do it. As the fluorescent dye, for example, ethidium bromide (Experimental Medicine, Volume 15, 7
Issue, pages 46-51, 1997, Yodosha), SYBR R
Green I (LightCycler TM System; 1999
Brochure issued by Roche Diagnostics KK on April 5, 2014).

【0004】(3)FRET(fluorescence energy transfe
r)を利用する方法(Mergney et al.,Nucleic Acid Re
s., 22: 920-928,1994.):この方法は、標的核酸にハイ
ブリダイズする二つの核酸プローブからなる。二つの核
酸プローブは、各々異なった蛍光色素で標識されてい
る。二つのプローブの内の一方は、FRET現象を通し
て、エネルギーを他方のプローブの蛍光色素に送りこれ
を発光させることができる蛍光色素で標識されている。
二つのプローブは、蛍光色素が向き合うように、かつ1
〜9塩基離れてハイブリダイズするように設計されてい
る。それで、二つの核酸プローブが標的核酸にハイブリ
ダイズすると蛍光色素の発光が起こり、発光の程度が標
的核酸の複製量に比例する。
(3) FRET (fluorescence energy transfe)
r) method (Mergney et al., Nucleic Acid Re
s., 22: 920-928, 1994.): This method consists of two nucleic acid probes that hybridize to a target nucleic acid. The two nucleic acid probes are labeled with different fluorescent dyes. One of the two probes is labeled with a fluorescent dye that is capable of sending energy to the fluorescent dye of the other probe through the FRET phenomenon to cause it to emit light.
The two probes are placed so that the fluorescent dyes face each other and
Designed to hybridize at ~ 9 bases apart. Therefore, when the two nucleic acid probes hybridize with the target nucleic acid, the fluorescent dye emits light, and the degree of light emission is proportional to the replication amount of the target nucleic acid.

【0005】(4)分子ビーコン方法(Tyagi et al.,
Nature Biotech.,14:303-308,1996.)この方法で使用す
る核酸プローブは、核酸プローブの一端にレポーター色
素、他端にクエンチャー色素が標識さている。そしてそ
の両端部は塩基配列において互いに相補性があるので、
プローブ全体としてhairpin stemを形成するように塩基
配列が設計されている。その構造のために液中に浮遊し
ている状態では、Forster共鳴エネルギーのため、レポ
ーター色素の発光は、クエンチャー色素により抑制され
ている。しかし、標的核酸にハイブリダイゼーションす
るとhairpin stem構造が壊れるために、レポーター色素
とクエンチャー色素の距離が大きくなるので、Forster
共鳴エネルギーの移動が起こらなくなる。そのために、
レポーター色素の発光が起こるようになる。
(4) Molecular beacon method (Tyagi et al.,
Nature Biotech., 14: 303-308, 1996.) The nucleic acid probe used in this method is labeled with a reporter dye at one end and a quencher dye at the other end. And since both ends are complementary to each other in the base sequence,
The nucleotide sequence is designed so that the probe as a whole forms a hairpin stem. When suspended in the liquid due to its structure, the emission of the reporter dye is suppressed by the quencher dye due to Forster resonance energy. However, the hybridization between the target nucleic acid and the hairpin stem structure causes the distance between the reporter dye and the quencher dye to increase, so Forster
The transfer of resonance energy does not occur. for that reason,
The reporter dye emits light.

【0006】(5)デービスの方法(Davis et al.、Nu
cleic acids Res.24: 702-706、1996)デービスは、オリ
ゴヌクレオチドの3’末端に蛍光色素を、炭素原子18
個を有するスペサーを介して結合したプローブを作成し
た。これをフローサイトメトリーに適用した。3’末端
に蛍光色素を直接に結合した場合より、ハイブリダイゼ
ーションした場合、10倍の蛍光強度が得られることを
報告した。これらの方法は、核酸の各種測定方法、HI
SH方法(fluorescent in situhybridization assay
s)、PCR方法、LCR方法(ligase chain reactio
n)、SD方法( strand displacement assays)、競合的ハ
イブリダイゼーション方法(competitive hybridizatio
n)などに適用されてめざましい発展をとげている。
(5) Davis method (Davis et al., Nu
cleic acids Res.24: 702-706, 1996) Davis uses a fluorescent dye at the 3'end of the oligonucleotide, which has 18 carbon atoms.
A probe was prepared which was bound via a spacer having an individual. This was applied to flow cytometry. It was reported that a 10-fold higher fluorescence intensity was obtained when hybridized than when a fluorescent dye was directly bound to the 3'end. These methods include various methods for measuring nucleic acids and HI.
SH method (fluorescent in situ hybridization assay
s), PCR method, LCR method (ligase chain reactio
n), SD method (strand displacement assays), competitive hybridization method (competitive hybridizatio)
It is applied to n) etc. and has achieved remarkable development.

【0007】これらの方法は、現在一般的に使用されい
るが、蛍光色素で標識した核酸プローブと標的核酸のハ
イブリダイゼーション反応を行った後、ハイブリダイゼ
ーションしなかった当該核酸プローブを反応系から洗い
流す必要があるという好ましくない手順を有している。
このような手順を除くと測定時間の短縮、測定の簡便
性、測定の正確性をもたらすことは明らかである。そこ
で、このような手順を有さない核酸測定方法の開発が望
まれていた。
These methods are generally used at present, but it is necessary to wash out the nucleic acid probe which has not hybridized from the reaction system after the hybridization reaction of the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye and the target nucleic acid. There is an unfavorable procedure that there is.
It is obvious that the removal of such a procedure leads to shortening of measurement time, convenience of measurement, and accuracy of measurement. Therefore, it has been desired to develop a nucleic acid measuring method that does not have such a procedure.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の状況に鑑み、蛍光色素で標識された核酸プローブを用
いる核酸測定方法において、より短時間に、より簡便、
より正確に目的の核酸量を測定できる方法を提供するこ
とである。
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, in a shorter time, in a simpler manner,
It is an object of the present invention to provide a method capable of measuring a target nucleic acid amount more accurately.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するにあたり、核酸プローブを用いた核酸測定方
法について検討を重ねた。その結果、蛍光色素で標識さ
れた核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーション
したときに、蛍光色素の発光が減少するという現象(蛍
光消光現象)があり、特定の色素においてはその減少が
顕著であり、かつその減少の程度は、蛍光色素が結合し
た部分の塩基の種類又は塩基配列に依存するということ
を発見した。本発明はかかる発見に基づいて完成された
ものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present inventors have made extensive studies on a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe. As a result, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes with a target nucleic acid, there is a phenomenon that the emission of the fluorescent dye is reduced (fluorescence quenching phenomenon), and the reduction is remarkable with a specific dye, And it was discovered that the degree of the decrease depends on the type or base sequence of the base of the portion to which the fluorescent dye is bound. The present invention has been completed based on such findings.

【0010】即ち、本発明は、蛍光色素で標識された核
酸プローブを用いる核酸測定方法において、上記核酸プ
ローブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたとき、
当該末端部分においてハイブリダイゼーションの塩基対
がG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを少なくと
も一対以上形成するように、当該プローブの塩基配列が
設計されている核酸プローブであり、当該核酸プローブ
標的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光
色素が、その発光を減少させる核酸プローブ(ただし、
「G−四量体構造を形成するオリゴヌクレオチドであっ
て、ドナー発蛍光団によって標識された第1末端とアク
セプターによって標識された第2末端とを有するもの」
及び「第1のプローブは発蛍光団を有し、第2のプロー
ブは第1のプローブに相補的で、該発蛍光団の蛍光を消
すことのできる消光剤分子を有するもの」を除く)(以
下単に「核酸プローブ」という)であり、上記核酸プロ
ーブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハイブ
リダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減少量
を測定することを特徴とする核酸の測定方法を提供す
る。上記方法で使用する好ましい核酸プローブとしては
以下のものが挙げられる。その他の好ましい核酸プロー
ブは後述する。その末端部において蛍光色素で標識され
ており、当該核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼ
ーションしたとき、当該末端部において、当該プローブ
と標的核酸とがハイブリダイゼーションした末端塩基か
ら1ないし3塩基離れて、標的核酸の塩基配列にG(グ
アニン)が少なくとも1塩基以上存在するように、当該
プローブの塩基配列が設計されている核酸プローブ。
That is, the present invention provides a nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, wherein when the above nucleic acid probe hybridizes with a target nucleic acid,
Hybridization base pairs at the end portion
Reduces the number of G (guanine) and C (cytosine) pairs
The base sequence of the probe is
A designed nucleic acid probe, and the nucleic acid probe
There upon hybridization to the target nucleic acid, a fluorescent dye, a nucleic acid probe (except to reduce the emission,
"G-tetramer structure-forming oligonucleotide having a first end labeled with a donor fluorophore and a second end labeled with an acceptor"
And "the first probe has a fluorophore and the second probe is complementary to the first probe and has a quencher molecule capable of quenching the fluorescence of the fluorophore") ( Hereinafter, simply referred to as a "nucleic acid probe"), the nucleic acid probe is hybridized with a target nucleic acid, and the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye before and after the hybridization is measured to provide a nucleic acid measuring method. Preferred nucleic acid probes used in the above method include the following. Other preferable nucleic acid probes will be described later. When the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at its end, and the nucleic acid probe hybridizes to the target nucleic acid, the target is separated by 1 to 3 bases from the end base at which the probe and the target nucleic acid hybridized, the nucleotide sequence of the nucleic acid as G (guanine) are present at least one or more bases, the nucleic acid probe base sequence of the probe is designed.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明において、DN
A、RNA、cDNA、mRNA、rRNA、XTP
s、dXTPs、NTPs、dNTPs、核酸プロー
ブ、ヘルパー核酸プローブ(又は核酸ヘルパープロー
ブ、又は単にヘルパープローブ)、ハイブリダイズ、ハ
イブリダイゼーション、インターカレーター、プライマ
ー、アニーリング、伸長反応、熱変性反応、核酸融解曲
線、PCR、RT−PCR、RNA−primed PCR、S
tretch PCR、逆PCR、Alu配列を利用したPC
R、多重PCR、混合プライマーを用いたPCR、PN
Aを用いたPCR法、ハイブリダイゼーション方法(hy
bridization assays)、HISH(fluorescent in situ
hybridization assays)方法、PCR方法(polymerase c
hain assays )、LCR方法(ligase chain reactio
n)、 SD方法(strand displacement assays)、競合的
ハイブリダイゼーション方法( competitive hybridizat
ion)、DNAチップ、核酸検出用(遺伝子検出用)デバ
イス,SNP(スニップ:一塩基置換多型)、複合微生
物系等の用語は、現在、分子生物学、遺伝子工学、微生
物工学等で一般的に使用されている用語と同じ意味であ
る。本発明の第一の特徴は、蛍光色素で標識された核酸
プローブを用いる標的核酸の測定方法において、当該核
酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたと
きに生ずる、ハイブリダイゼーション前後における蛍光
色素の発光の減少量を測定することにある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in more detail with reference to the preferred embodiments. In the present invention, DN
A, RNA, cDNA, mRNA, rRNA, XTP
s, dXTPs, NTPs, dNTPs, nucleic acid probe, helper nucleic acid probe (or nucleic acid helper probe, or simply helper probe), hybridization, hybridization, intercalator, primer, annealing, extension reaction, thermal denaturation reaction, nucleic acid melting curve, PCR, RT-PCR, RNA-primed PCR, S
PC using tretch PCR, inverse PCR, Alu sequence
R, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PN
PCR method using A, hybridization method (hy
bridization assays), HISH (fluorescent in situ)
hybridization assay) method, PCR method (polymerase c)
hain assays), LCR method (ligase chain reactio
n), SD method (strand displacement assays), competitive hybridization method
ion), DNA chip, nucleic acid detection (gene detection) device, SNP (snipping: single nucleotide substitution polymorphism), complex microbial system, etc. are now commonly used in molecular biology, genetic engineering, microbial engineering, etc. Has the same meaning as the term used in. The first feature of the present invention is, in a method for measuring a target nucleic acid using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, a decrease in emission of the fluorescent dye before and after hybridization, which occurs when the nucleic acid probe hybridizes with the target nucleic acid. To measure the quantity.

【0018】本発明において標的核酸の測定とは、定量
若しくは定量的検出、または単なる検出のことを云う。
蛍光色素で標識された核酸プローブを用いる核酸測定方
法とは、ハイブリダイゼーション方法(hybridization a
ssays)、HISH方法(fluorescent in situhybridiza
tion assays)、PCR方法(polymerase chain assay
s)、LCR方法(ligase chain reaction)、SD方法(str
and displacement assays)、 競合的ハイブリダイゼー
ション方法(competitive hybridization)などのことを
いう。これらの方法では、蛍光色素で標識された核酸プ
ローブを加えた後、標的核酸にハイブリダイゼーション
しなかった未反応の当該核酸プローブの蛍光色素を測定
系から洗浄等の方法で除去し、標的核酸にハイブリダイ
ゼーションした当該核酸プローブに標識された蛍光色素
を当該プローブから直接的に、又は当該プローブに間接
的な手段を施して(例えば、酵素を作用させたりし
て)、発光させて、その発光量を測定する方法である。
本発明はこのような複雑な操作をしないで目的核酸を測
定することに特徴がある。
In the present invention, the measurement of the target nucleic acid means quantitative or quantitative detection, or simple detection.
A nucleic acid measurement method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is a hybridization method (hybridization
ssays), HISH method (fluorescent in situ hybridiza
tion assay), PCR method (polymerase chain assay)
s), LCR method (ligase chain reaction), SD method (str
and displacement assays), competitive hybridization methods, etc. In these methods, after adding a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, the unreacted fluorescent dye of the nucleic acid probe that did not hybridize to the target nucleic acid is removed from the measurement system by a method such as washing, and the target nucleic acid is removed. A fluorescent dye labeled on the hybridized nucleic acid probe is directly emitted from the probe, or an indirect means is applied to the probe (for example, by causing an enzyme to act) to emit light, and the emitted light amount Is a method of measuring.
The present invention is characterized in that a target nucleic acid is measured without performing such a complicated operation.

【0019】本発明において標的核酸とは、定量若しく
は定量的検出、または単なる検出を目的とする核酸のこ
とを云う。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も
問わない。各種の核酸が混在していてもよい。例えば、
複合微生物系(複数微生物のRNA若しくは遺伝子DN
Aの混在系)又は共生微生物系(複数の動植物及び/又
は複数の微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在
系)における定量若しくは定量的検出、または単なる検
出を目的とする特定核酸である。尚、標的核酸の精製が
必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。例え
ば、市販されている精製キット等を使用して行うことが
できる。上記の核酸の具体例として、DNA、RNA、
PNA、2−O−メチル(Me)RNA、デオキシリボ
オリゴヌクレオチド(deoxyribo-oligonucleotides)、
リボキシオリゴヌクレオチド(riboxy-origonucleotide
s)等を挙げることができる。
In the present invention, the target nucleic acid means a nucleic acid for the purpose of quantitative or quantitative detection, or mere detection. With or without purification. Further, the size of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example,
Complex microbial system (RNA or gene DN of multiple microorganisms
A specific nucleic acid for quantitative or quantitative detection in a mixed system of A) or a symbiotic microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of a plurality of animals and plants and / or a plurality of microorganisms), or mere detection. When the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method. For example, a commercially available purification kit or the like can be used. Specific examples of the above-mentioned nucleic acid include DNA, RNA,
PNA, 2-O-methyl (Me) RNA, deoxyribo-oligonucleotides,
Riboxy-origonucleotide
s) and the like.

【0020】本発明において蛍光色素は、一般に核酸プ
ローブに標識して、核酸の測定・検出に用いられるもの
が便利に使用できるが、蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブが標的核酸にハイブリダイゼーションしたときに、
プローブに標識した当該蛍光色素が、その発光を減少さ
せるものが好適に用いられる。例えば、フルオレセイン
(fluorescein)又はその誘導体類{例えば、フルオレ
セインイソチオシアネート(fluorescein isothiocyana
te)(FITC)若しくはその誘導体等、Alexa 488、Alexa
532、cy3、cy5、EDANS(5-(2'-aminoethyl)amino-1-na
phthalene sulfonic acid)}、ローダミン(rhodamin
e)6G(R6G)又はその誘導体(例えば、テトラメチルロ
ーダミン(teramethylrhodamine)(TMR)、テトラメチ
ルローダミンイソチオシアネート(tetramethylrhodami
ne isothiocyanate)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhod
amine)、テキサスレッド(Texas red)、ボデピー(BODIP
Y)FL(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)FL/C3(商標名;モ
レキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米
国)、ボデピー(BODIPY)FL/C6(商標名;モレキュラー
・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピ
ー(BODIPY)5-FAM(商標名;モレキュラー・プローブ(M
olecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)T
MR(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Prob
es)社製、米国)、又はその誘導体(例えば、ボデピー
(BODIPY)TR(商標名;モレキュラー・プローブ(Mole
cular Probes)社製、米国)、デピー(BODIPY)R6G
(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)564(商標名;モ
レキュラー・プローブ(Molecular Probes)社製、米
国)、デピー(BODIPY)581(商標名;モレキュラー・
プローブ(Molecular Probes)社製、米国)等を挙げる
ことができる。これらの中でも、FITC、EDANS、6-joe、
TMR、Alexa 488、Alexa 532、ボデピー(BODIPY) FL/C
3(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probe
s)社製、米国)、ボデピー(BODIPY) FL/C6(商標
名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)社
製、米国)等を好適なものとして、また、FITC、TMR、6
-jeo、ボデピー(BODIPY) FL/C3(商標名;モレキュラ
ー・プローブ(Molecular Probes)社製、米国)、ボデ
ピー(BODIPY) FL/C6(商標名;モレキュラー・プロー
ブ(Molecular Probes)社製、米国)をより好適なもの
として挙げることができる。
In the present invention, the fluorescent dye can be conveniently used by labeling a nucleic acid probe and used for the measurement / detection of nucleic acid. To
The fluorescent dye labeled on the probe is preferably used as it reduces its luminescence. For example, fluorescein or derivatives thereof {eg, fluorescein isothiocyana
te) (FITC) or its derivatives, Alexa 488, Alexa
532, cy3, cy5, EDANS (5- (2'-aminoethyl) amino-1-na
phthalene sulfonic acid)}, rhodamine
e) 6G (R6G) or its derivatives (eg, tetramethylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate (tetramethylrhodami)
ne isothiocyanate (TMRITC), x-rhodamine (x-rhod
amine), Texas red (Texas red), Bodepee (BODIP)
Y) FL (trade name; Molecular Probe
s), USA), BODIPY FL / C3 (trade name; Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes) BODIPY5-FAM (trade name; molecular probe (M)
olecular Probes), USA), BODIPY T
MR (Trade name; Molecular Probe
es, Inc., USA) or a derivative thereof (eg, BODIPY TR (trade name; Molecular Probe (Mole)
cular Probes), USA), DEPY (BODIPY) R6G
(Trade name: Molecular Probe
s), USA), BODIPY 564 (trademark name; Molecular Probes, USA), BODIPY 581 (trademark; molecular
Probes (Molecular Probes, USA) and the like. Among these, FITC, EDANS, 6-joe,
TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C
3 (Trade name; Molecular Probe
s), USA), BODIPY FL / C6 (trade name; Molecular Probes, USA), etc. as suitable ones, and FITC, TMR, 6
-jeo, BODIPY FL / C3 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA) Can be mentioned as a more suitable one.

【0021】標的核酸にハイブリダイゼーションさせる
核酸プローブは、オリゴデオキシリボヌクレオチドで構
成されていてもよいし、オリゴリボヌクレオチドで構成
されていてもよい。また、それらの双方が介在している
キメリックオリゴヌクレオチド(chemiric oligonucleo
dite)でもよい。また、2−o−メチルオリゴリボヌク
レオチド(2'-o-Methyl oligoribonucleotides)(olig
oribonucleotideの5’末端のヌククレオサイド(nucleo
side)部がシチジンで、そのシチジンの2’位のOH基
がメチル(methyl)基で修飾されているもの)を使用し
てもよい。又はRNAとの親和性を高めるために、当該
2’−o−メチルオリゴリボヌクレオチドをオリゴデオ
キシヌクレオチド(oligodeoxynuclueotide)の中に介
在させていてもよい。
The nucleic acid probe to be hybridized with the target nucleic acid may be composed of oligodeoxyribonucleotides or oligoribonucleotides. In addition, both of them intervene in the chemeric oligonucleotide (chemiric oligonucleoside).
dite). In addition, 2-o-Methyl oligoribonucleotides (olig
Nucleoside at the 5'end of oribonucleotide
side part) is cytidine, and the OH group at the 2′-position of the cytidine is modified with a methyl group). Alternatively, the 2′-o-methyl oligoribonucleotide may be interposed in oligodeoxynuclueotide in order to enhance the affinity with RNA.

【0022】尚、2’−o−メチルオリゴリボヌクレオ
チドのような修飾されたRNAをオリゴデオキシヌクレ
オチドの中に介在させた核酸プローブは主にRNAの測
定に用いるものである。当該プローブを使用してRNA
を測定する場合、試料であるRNA溶液を、当該プロー
ブとハイブリダイゼーションさせる前に、80〜100
℃、好ましくは90〜100℃、最適には93〜97℃
で、1〜15分間、好ましくは2〜10分間、最適には
3〜7分間加熱処理してRNAの高次構造を破壊するこ
とが好適である。また、当該核酸プローブの塩基鎖が3
5塩基以下の場合、配列領域へのハイブリダイゼーショ
ン効率を上げるためにヘルパープローブ、例えば、(5')
AGGCCGGCCCTTGACTTTCC T(3')なる塩基配列のオリヌクレ
オチドを反応溶液に添加することが好適である。この場
合、ヘルパープローブはオリゴデオキシヌクレオチド体
でも、また、2−o−メチルオリゴリボヌクレオチド体
でもよい。ただし、35塩基鎖を超える核酸プローブを
使用する場合は、標的のRNAを熱変性するだけでよ
い。このような本発明の核酸プローブをRNAにハイブ
リダイゼーションさせると、反応液中のRNAの量に応
じて蛍光強度が減少し、最終RNA濃度が約150pM
までRNAを測定できる。
A nucleic acid probe in which a modified RNA such as 2'-o-methyl oligoribonucleotide is interposed in an oligodeoxynucleotide is mainly used for measuring RNA. RNA using the probe
In the case of measuring, the RNA solution, which is a sample, is
° C, preferably 90-100 ° C, optimally 93-97 ° C
It is suitable to destroy the higher-order structure of RNA by heat treatment for 1 to 15 minutes, preferably 2 to 10 minutes, optimally 3 to 7 minutes. The base chain of the nucleic acid probe is 3
When the length is 5 bases or less, a helper probe such as (5 ') is added to increase the efficiency of hybridization to the sequence region.
It is preferable to add an oligonucleotide having a nucleotide sequence of AGGCCGGCCCTTGACTTTCC T (3 ′) to the reaction solution. In this case, the helper probe may be an oligodeoxynucleotide body or a 2-o-methyloligoribonucleotide body. However, when using a nucleic acid probe having a length of more than 35 bases, the target RNA only needs to be heat-denatured. When such a nucleic acid probe of the present invention is hybridized with RNA, the fluorescence intensity decreases according to the amount of RNA in the reaction solution, and the final RNA concentration is about 150 pM.
Up to RNA can be measured.

【0023】核酸プローブを用いる従来のハイブリダイ
ゼーション方法によるRNAの測定において、核酸プロ
ーブとしてオリゴデオキシヌクレオチド体又はオリゴリ
ボヌクレオチド体が用いられてきた。RNAはそれ自体
が強固な高次構造をとるため、プローブと標的RNAと
のハイブリダイゼーション効率が悪く、定量性に乏しか
った。そのために、RNAを変性させた後、メンブラン
に固定してからハイブリダイゼーション反応を行うとい
う繁雑性を従来方法は有していた。これに対して、前記
の本発明方法は、RNAの特定構造部と高い親和性を有
するリボース部修飾核酸プローブを用いているので、従
来方法に較べて高い温度でハイブリダイゼーション反応
を行うことができる。それで、RNAの高次構造の前記
悪影響は、前処理としての加熱変性処理、ヘルパープロ
ーブの併用だけで克服可能である。これにより本発明方
法においてハイブリダイゼーション効率は実質的に10
0%になり、定量性が向上する。また、従来方法に較べ
て格段に簡便になる。
In the measurement of RNA by the conventional hybridization method using a nucleic acid probe, an oligodeoxynucleotide body or an oligoribonucleotide body has been used as a nucleic acid probe. Since RNA itself has a strong higher-order structure, the efficiency of hybridization between the probe and the target RNA was poor, and the quantification was poor. Therefore, the conventional method has the complexity of denaturing RNA and then immobilizing it on a membrane before carrying out a hybridization reaction. On the other hand, since the above-mentioned method of the present invention uses a ribose moiety-modified nucleic acid probe having a high affinity for a specific structure part of RNA, it is possible to carry out a hybridization reaction at a higher temperature than conventional methods. . Therefore, the adverse effect of the higher order structure of RNA can be overcome only by the heat denaturation treatment as the pretreatment and the combined use of the helper probe. Accordingly, the hybridization efficiency is substantially 10 in the method of the present invention.
It becomes 0%, and the quantification is improved. In addition, it is much simpler than the conventional method.

【0024】本発明のプローブの塩基数は5〜50であ
り、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜20
である。50を超える場合は、HISH方法に用いたと
き細胞膜の透過性が悪くなり、本発明の適用範囲を狭め
ることになる。5未満の場合は、非特異的ハイブリダイ
ゼーションが惹起し易くなり、測定誤差が大きくなる。
The probe of the present invention has a base number of 5 to 50, preferably 10 to 25, and particularly preferably 15 to 20.
Is. If it exceeds 50, the permeability of the cell membrane will deteriorate when used in the HISH method, and the scope of application of the present invention will be narrowed. If it is less than 5, non-specific hybridization is likely to occur, resulting in a large measurement error.

【0025】そのプローブの塩基配列は、標的核酸に特
異的にハイブリダイゼーションするものであればよく、
特に限定されない。好ましくは、蛍光色素で標識された
核酸プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションした
とき、(1)当該プローブにハイブリダイゼーションし
た標的核酸の末端塩基部から1ないし3塩基離れて、標
的核酸の塩基配列にG(グアニン)がすくなとも1塩基
以上存在するように、当該プローブの塩基配列が設計さ
れいる塩基配列、(2)プローブの末端部分においてプ
ローブ−核酸ハイブリッド複合体の塩基対がG(グアニ
ン)とC(シトシン)のペアーを少なくとも一対以上形
成するように、当該プローブの塩基配列が設計されてい
る塩基配列、が好ましい。
The base sequence of the probe may be any as long as it specifically hybridizes with the target nucleic acid,
There is no particular limitation. Preferably, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized with a target nucleic acid, (1) the base sequence of the target nucleic acid is separated by 1 to 3 bases from the terminal base portion of the target nucleic acid hybridized with the probe. The base sequence of the probe is designed such that (guanine) is present in at least one base, and (2) the base pair of the probe-nucleic acid hybrid complex is G (guanine) and C in the terminal portion of the probe. A base sequence in which the base sequence of the probe is designed so as to form at least one or more pairs of (cytosine) is preferable.

【0026】本発明における核酸プローブのオリゴヌク
レオチドは、通常の一般的オリゴヌクレオチドの製造方
法で製造できる。例えば、化学合成法、プラスミドベク
ター、ファージベクター等を使用する微生物法等で製造
できる(Tetrahedron letters、 22巻、 1859〜1862
頁、 1981年; Nucleic acids Research、 14巻、6227〜
6245頁、1986年)。尚、現在、市販されている核酸合成
機を使用するのが好適である(例えば、ABI394(Perkin
Elmer社製、USA))。
The oligonucleotide of the nucleic acid probe in the present invention can be produced by a general method for producing an ordinary oligonucleotide. For example, it can be produced by a microbial method using a chemical synthesis method, a plasmid vector, a phage vector, etc. (Tetrahedron letters, Volume 22, 1859-1862).
Page, 1981; Nucleic acids Research, Volume 14, 6227-
6245, 1986). It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer (for example, ABI394 (Perkin
Elmer, USA)).

【0027】オリゴヌクレオチドに蛍光色素を標識する
には、従来公知の標識法のうちの所望のものを利用する
ことができる(Nature Biotechnology、 14巻、 303〜3
08頁、 1996年; Applied and Environmental Microbiol
ogy、 63巻、 1143〜 1147頁、 1997年; Nucleic acids
Research、 24巻、 4532〜4535頁、 1996年)。例え
ば、5´末端に蛍光色素分子を結合させる場合は、先
ず、常法に従って5´末端のリン酸基にスペーサーとし
て、例えば、-(CH2)n-SHを導入する。これらの導入体は
市販されているので市販品を購入してもよい(メドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー(Midl
and Certified Reagent Company))。この場合、nは
3〜8、好ましくは6である。このスペーサーにSH基
反応性を有する蛍光色素又はその誘導体を結合させるこ
とにより標識したオリゴヌクレオチドを合成できる。こ
のようにして合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌ
クレオチドは、逆相等のクロマトグラフィー等で精製し
て本発明で使用する核酸プローブとすることができる。
In order to label the oligonucleotide with the fluorescent dye, any desired one of the conventionally known labeling methods can be used (Nature Biotechnology, vol. 14, 303-3).
08, 1996; Applied and Environmental Microbiol
Ogy, 63, 1143-1147, 1997; Nucleic acids
Research, 24, 4532-4535, 1996). For example, when coupling the fluorophore to the 5'-end, first, as a spacer to a phosphate group of the 5 'end in a conventional manner, for example, - (CH 2) introducing n -SH. Since these introduction bodies are on the market, you may purchase a commercially available product (Medland Certified Resin Company (Midl
and Certified Reagent Company)). In this case, n is 3-8, preferably 6. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye having an SH group reactivity or a derivative thereof to this spacer. The thus-synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by chromatography such as reverse phase chromatography to obtain the nucleic acid probe used in the present invention.

【0028】また、オリゴヌクレオチドの3’末端に蛍
光色素を結合させることもできる。この場合は、リボー
ス又はデオキシリボースの3’位CのOH基にスペーサ
ーとして、例えば、-(CH2)n-NH2を導入する。これらの
導入体も前記と同様にして市販されているので市販品を
購入してもよい(メドランド・サーテイファイフド・レ
ージント・カンパニー(Midland Certified Reagent Co
mpany))。また、リン酸基を導入して、リン酸基のO
H基にスペサーとして、例えば、-(CH2)n-SHを導入す
る。これらの場合、nは3〜8、好ましくは4〜7であ
る。このスペーサーにアミノ基、SH基に反応性を有す
る蛍光色素又はその誘導体を結合させることにより標識
したオリゴヌクレオチドを合成できる。このようにして
合成された蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチド
は、逆相等のクロマトグラフィー等で精製して本発明で
使用する核酸プローブとすることができる。このアミノ
基を導入する場合、キット試薬(例えば、Uni-link am
inomodifier(CLONTECH社製、米国)、フルオ・リポタ
ーキット(FluoReporter Kits) F-6082、 F-6083、 F-6
084、 F-10220(いずれもモレクキュラー・プローベ(M
olecular Probes)社製、米国))を用いるのが便利で
ある。そして、常法に従って当該オリゴリボヌクレオチ
ドに蛍光色素分子を結合させることができる。また、プ
ローブ核酸の鎖内に蛍光色素分子を導入することも可能
である(ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, 32-38頁(1998
年))。以上のようにして本発明の核酸プローブが調製
できるが、好ましいプローブの形態は、3’又は5’末
端が蛍光色素が標識されたものであり、その標識されて
いる末端の塩基がG又はCであるものである。5’末端
が標識され、3’末端が標識されていない場合、3’末
端のリボース又はデオキシリボースの3’位CのOH基
をリン酸基等、また3’末端のリボースの2’位CのO
H基をリン酸基等で修飾してもよく何ら制限されない。
It is also possible to attach a fluorescent dye to the 3'end of the oligonucleotide. In this case, for example, — (CH 2 ) n —NH 2 is introduced into the OH group at the 3′-position C of ribose or deoxyribose as a spacer. Since these introduced bodies are also commercially available in the same manner as above, a commercially available product may be purchased (Medland Certified Reagent Co.
mpany)). In addition, by introducing a phosphate group, O of the phosphate group is introduced.
As Supesa the H group, for example, - (CH 2) introducing n -SH. In these cases, n is 3-8, preferably 4-7. A labeled oligonucleotide can be synthesized by binding a fluorescent dye or a derivative thereof having reactivity to an amino group and an SH group to this spacer. The thus-synthesized oligonucleotide labeled with a fluorescent dye can be purified by chromatography such as reverse phase chromatography to obtain the nucleic acid probe used in the present invention. When introducing this amino group, a kit reagent (for example, Uni-link am
inomodifier (CLONTECH, USA), Fluo Reporter Kits F-6082, F-6083, F-6
084, F-10220 (both molecular probe (M
It is convenient to use olecular probes), USA). Then, a fluorescent dye molecule can be bound to the oligoribonucleotide according to a conventional method. It is also possible to introduce a fluorescent dye molecule into the strand of the probe nucleic acid (ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 225, 32-38 (1998
Year)). Although the nucleic acid probe of the present invention can be prepared as described above, a preferred probe form is one in which the 3 ′ or 5 ′ end is labeled with a fluorescent dye, and the base at the labeled end is G or C. Is what is. When the 5'-end is labeled and the 3'-end is unlabeled, the OH group at the 3'-position C of ribose or deoxyribose at the 3'-end is a phosphate group, and the 2'-position C of ribose at the 3'-end is O
The H group may be modified with a phosphoric acid group or the like without any limitation.

【0029】本発明の核酸プローブは、単に核酸測定だ
けでなく、標的核酸若しくは遺伝子の多型(polymorphi
sm)または/および変異(mutation)を解析若しくは測
定する方法に好適に利用できる。特に下記に述べるDN
Aチップと併用することによりより便利な方法を提供す
る。すなわち、本発明の核酸プローブと標的核酸若しく
は遺伝子とのハイブリダイゼーションにおいて、GCペ
アーを形成するかどうかにより、蛍光強度が変化する。
それで、本発明の核酸プローブを標的核酸若しくは遺伝
子にハイブリダイゼーションさせ、発光強度を測定する
ことにより、標的核酸若しくは遺伝子の多型(polymorp
hism)または/および変異(mutation)を解析若しくは
測定することができる。具体的方法は、実施例に記し
た。この場合、標的核酸若しくは遺伝子は各種の核酸若
しくは遺伝子の増幅方法のうちの一つの方法により増幅
された増幅物でもよし、抽出されたものでもよい。また
標的核酸はその種類を問わない。本発明を適用しうる標
的核酸の例としてRNA、DNA、PNA、人工修飾核
酸などを挙げることができる。ただ、鎖中または末端に
グアニン塩基が存在しておればよい。鎖中または末端に
グアニン塩基が存在しないと蛍光強度が減少しない。よ
って、本発明方法により、G→A、G←A、C→T、C
←T、G→C、G←Cの変異、または置換、すなわち、
1塩基多型(single nucleotide polymorphism (SNP))
などの多型(polymorphism analysis)等を解析若しく
は測定することができる。なお、現在、多型分析は、マ
キサム・ギルバート(Maxam-Gilbert)法、ジデオキシ
(dideoxy)法を用いて核酸若しくは遺伝子の塩基配列
を決定することにより行われているのが現状である。
The nucleic acid probe of the present invention can be used not only for nucleic acid measurement, but also for polymorphism of a target nucleic acid or gene.
It can be preferably used for a method for analyzing or measuring sm) or / and mutation. DN described below
A more convenient method is provided by using it together with the A chip. That is, in the hybridization of the nucleic acid probe of the present invention with the target nucleic acid or gene, the fluorescence intensity changes depending on whether or not a GC pair is formed.
Then, the nucleic acid probe of the present invention is hybridized with the target nucleic acid or gene, and the luminescence intensity is measured to obtain the polymorphism of the target nucleic acid or gene.
hism) or / and mutations can be analyzed or measured. The specific method is described in Examples. In this case, the target nucleic acid or gene may be an amplified product amplified by one of various nucleic acid or gene amplification methods, or may be an extracted product. The target nucleic acid may be of any type. Examples of target nucleic acids to which the present invention can be applied include RNA, DNA, PNA, and artificially modified nucleic acids. However, the guanine base may be present in the chain or at the end. If there is no guanine base in the chain or at the end, the fluorescence intensity does not decrease. Therefore, according to the method of the present invention, G → A, G ← A, C → T, C
← T, G → C, G ← C mutation or substitution, that is,
Single nucleotide polymorphism (SNP)
It is possible to analyze or measure polymorphism (polymorphism analysis) and the like. At present, polymorphism analysis is performed by determining the nucleotide sequence of a nucleic acid or gene using the Maxam-Gilbert method or the dideoxy method.

【0030】それで、本発明の核酸プローブを標的核酸
または/および遺伝子の多型(polymorphism)及び変異
(mutation)を解析若しくは測定する測定キットに含有
させることにより、標的核酸若しくは遺伝子の多型(po
lymorphism)または/および変異(mutation)を解析若
しくは測定する測定キットとして好適に使用することが
できる。
Therefore, by incorporating the nucleic acid probe of the present invention into a measurement kit for analyzing or measuring the polymorphism and mutation of the target nucleic acid and / or gene, the polymorphism of the target nucleic acid or gene (po
It can be suitably used as a measurement kit for analyzing or measuring lymorphism) and / or mutation.

【0031】本発明の標的遺伝子の多型(polymorphis
m)または/および変異(mutation)を解析若しくは測
定する方法により得られるデータを解析する場合に、標
的核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリ
ダイズしたときの反応系の蛍光強度値を、前記のものが
ハイブリダイズしていないときの反応系の蛍光強度値に
より補正する処理過程を設けると、処理されたデータは
信頼性の高いものになる。それで本発明は、標的核酸若
しくは遺伝子の多型(polymorphism)または/および変
異(mutation)を解析若しくは測定する方法のためのデ
ータ解析方法を提供する。
Polymorphism of the target gene of the present invention
m) or / and when analyzing the data obtained by the method of analyzing or measuring mutation, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid is hybridized with the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, Providing a processing step for correcting with the fluorescence intensity value of the reaction system when the above is not hybridized makes the processed data highly reliable. Therefore, the present invention provides a data analysis method for a method for analyzing or measuring polymorphism or / and mutation of a target nucleic acid or gene.

【0032】また、本発明の特徴は、標的核酸若しくは
遺伝子の多型(polymorphism)または/および変異(mu
tation)を解析若しくは測定する測定装置において、標
的核酸若しくは遺伝子が蛍光色素で標識された核酸プロ
ーブとハイブリダイズしたときの反応系の蛍光強度値
を、前記のものがハイブリダイズしていないときの反応
系の蛍光強度値により補正する処理手段を有することを
特徴とする標的核酸若しくは遺伝子の多型(polymorphi
sm)または/および変異(mutation)を解析若しくは測
定する測定装置である。
A feature of the present invention is that polymorphism or / and mutation (mu) of the target nucleic acid or gene.
In the measuring device for analyzing or measuring the reaction (tation), the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or gene hybridizes with the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye A target nucleic acid or gene polymorphism (polymorphi) having a processing means for correcting the fluorescence intensity value of the system.
sm) or / and a measurement device for analyzing or measuring mutation.

【0033】また、本発明の特徴は、標的核酸若しくは
遺伝子の多型(polymorphism)または/および変異(mu
tation)を解析若しくは測定する方法により得られるデ
ータを解析する場合に、標的核酸若しくは遺伝子が蛍光
色素で標識された核酸プローブとハイブリダイズしたと
きの反応系の蛍光強度値を、前記のものがハイブリダイ
ズしていないときの反応系の蛍光強度値により補正する
処理過程をコンピュータに実行させるためのプログラム
を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。
A feature of the present invention is that the target nucleic acid or gene has polymorphism or / and mutation (mu).
When the data obtained by the method for analyzing or measuring It is a computer-readable recording medium in which is recorded a program for causing a computer to execute a process of correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when not soybean.

【0034】本発明のプローブは固体(支持層)表面、
例えばスライドガラスの表面に固定されていてもよい。
この場合、蛍光色素で標識されていない端が固定されて
いるのが好ましい。この形式は現在DNAチップと言わ
れる。遺伝子発現(gene expression)のモニタリン
グ、塩基配列(base sequence)の決定,変異解析(mu
tation analysis),1塩基多型(single nucleotide p
olymorphism (SNP))などの多型解析(polymorphism an
alysis)等に使用できる。勿論、核酸測定用デバイス
(チップ)として使用することができる。
The probe of the present invention has a solid (supporting layer) surface,
For example, it may be fixed to the surface of the slide glass.
In this case, it is preferable that the end not labeled with the fluorescent dye is fixed. This format is currently called a DNA chip. Gene expression monitoring, base sequence determination, mutation analysis (mu
tation analysis), single nucleotide polymorphism (single nucleotide p
olymorphism (SNP) and other polymorphism analysis (polymorphism an
alysis) etc. Of course, it can be used as a nucleic acid measuring device (chip).

【0035】本発明のプローブを例えばスライドガラス
の表面に結合させるには、ポリリジン、ポリエチレンイ
ミン、ポリアルキルアミンなどのポリ陽イオンをコート
したスライドガラス、アルデヒド基を導入したスライド
ガラス、アミノ基を導入したスライドガラスを先ず用意
する。そして、i)ポリ陽イオンをコートしたスライドガ
ラスには、プローブのリン酸基を反応させる、ii)アル
デヒド基を導入したスライドガラスには、アミノ基を導
入したプローブを反応させる、iii)アミノ基を導入した
スライドガラスには、PDC(pyridinium dichromat
e)導入、アミノ基又はアルデヒド基導入したプローブ
を反応させる、などにより達成できる(Fodor,P.A.,et a
l.,Science,251,767-773(1991); Schena,M.,et al.,Pro
c.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,10614-10619(1996);McGa
l,G.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.,93,13555-13
560(1996);Blanchad,A.P.,et al.,Biosens.Bioelectro
n.,11,687-690(1996))。
For binding the probe of the present invention to, for example, the surface of a slide glass, a slide glass coated with a polycation such as polylysine, polyethyleneimine or polyalkylamine, a slide glass having an aldehyde group introduced, or an amino group is introduced. First, the prepared slide glass is prepared. Then, i) the slide glass coated with a polycation is reacted with a phosphate group of the probe, ii) the slide glass introduced with an aldehyde group is reacted with a probe introduced with an amino group, iii) an amino group The PDC (pyridinium dichromat)
e) It can be achieved by introducing, reacting a probe having an amino group or an aldehyde group introduced (Fodor, PA, et a
l., Science, 251, 767-773 (1991); Schena, M., et al., Pro.
c.Natl.Acad.Sci., USA, 93,10614-10619 (1996); McGa
l, G., et al., Proc.Natl.Acad.Sci., USA, 93,13555-13
560 (1996); Blanchad, AP, et al., Biosens. Bioelectro.
n., 11, 687-690 (1996)).

【0036】核酸プローブを固体表面にアレー状に配
列、結合させたデバイスは核酸測定用がより便利にな
る。この場合、塩基配列の異なる多くの本発明のプロー
ブを、個別に同一固体表面上に結合していデバイスをつ
くることにより、同時に多種遺伝子を検出定量できる。
このデバイスにおいては、プローブ毎に、前記固体のプ
ローブを結合したと反対側の面に少なくとも一つの温度
センサーとヒーターが設け、そのプローブを結合した前
記固体の領域が最適温度条件になるように温度調節され
得るように設計されているのが好適である。
A device in which nucleic acid probes are arranged and bound in an array on a solid surface is more convenient for nucleic acid measurement. In this case, a large number of different genes can be detected and quantified at the same time by making a device by binding many probes of the present invention having different base sequences individually on the same solid surface.
In this device, for each probe, at least one temperature sensor and a heater are provided on the surface opposite to the side where the solid probe is bonded, and the temperature is adjusted so that the solid region to which the probe is bonded has an optimum temperature condition. It is preferably designed to be adjustable.

【0037】このデバイスにおいては、本発明のプロー
ブ以外のプローブ、例えば、一つの分子内に二つの異な
った蛍光色素を有し、標的核酸にハイブリダイゼーショ
ンしていないときは、二つの蛍光色素の相互作用によ
り、消光若しくは発光しているが、標的核酸にハイブリ
ダイゼーションすると蛍光若しくは消光するように設計
された構造をもつ核酸プローブ、即ち、前記の分子ビー
コン(Tyagi et al., Nature Biotech.,14:303-308,199
6)等を結合したものも好適に使用できる。それで、この
ようなデバイスも本発明の技術的範囲内に含まれる。
In this device, a probe other than the probe of the present invention, for example, two different fluorescent dyes in one molecule, and two fluorescent dyes that interact with each other when not hybridized to a target nucleic acid By action, a nucleic acid probe that is quenched or luminescent, but has a structure designed to fluoresce or quench when hybridized to a target nucleic acid, that is, the molecular beacon (Tyagi et al., Nature Biotech., 14: 303-308,199
Those obtained by combining 6) and the like can also be preferably used. Therefore, such a device is also included in the technical scope of the present invention.

【0038】本発明のデバイスを用いる測定方法の基本
的操作は、核酸プローブを結合した固体表面上にmRN
A、cDNA、rRNA等の標的核酸を含む溶液をの
せ、ハイブリダイゼーションさせるだけである。これに
より、標的核酸量に応じて蛍光量の変化がおこり、その
蛍光変化量から標的核酸の検出定量が可能となる。ま
た、一つの固体表面上に塩基配列の異なる核酸プローブ
を多数種結合させることにより、一度に多くの核酸を検
出定量することができる。それで、DNAチップと全く
同じ用途で使用できるので新規のDNAチップである。
最適の反応条件では標的核酸以外の核酸は蛍光の発光量
を変化させないために、未反応な核酸を洗浄する操作は
必要がない。更に、微小ヒーターにて核酸プローブの種
類毎に温度コントロールすることにより、当該プローブ
毎に最適反応条件にコントロールできるために正確な定
量が可能となる。また、微小ヒーターにて温度を連続的
に変化させ、その間、蛍光量を測定することにより、核
酸プローブと標的核酸との解離曲線を解析することがで
きる。その解離曲線の違いからハイブリダイゼーション
した核酸の性質の判定や、SNPの検出ができる。
The basic operation of the measuring method using the device of the present invention is as follows.
A solution containing a target nucleic acid such as A, cDNA, or rRNA is simply put on and hybridized. As a result, the amount of fluorescence changes depending on the amount of target nucleic acid, and the target nucleic acid can be detected and quantified from the amount of change in fluorescence. Further, by binding a large number of nucleic acid probes having different base sequences on one solid surface, many nucleic acids can be detected and quantified at one time. Therefore, it is a novel DNA chip because it can be used for exactly the same purpose as a DNA chip.
Nucleic acids other than the target nucleic acid do not change the fluorescence emission amount under the optimum reaction conditions, and therefore the operation of washing unreacted nucleic acid is not necessary. Furthermore, by controlling the temperature for each type of nucleic acid probe with a minute heater, it is possible to control the optimum reaction conditions for each probe, so that accurate quantification is possible. Further, by continuously changing the temperature with a minute heater and measuring the amount of fluorescence during that time, the dissociation curve between the nucleic acid probe and the target nucleic acid can be analyzed. From the difference in the dissociation curves, the properties of the hybridized nucleic acids can be determined and SNP can be detected.

【0039】従来の標的核酸測定用デバイスは、蛍光色
素で修飾されていない核酸プローブを固体表面に結合
(固定:fix)し、それに蛍光色素で標識した標的核酸
をハイブリダイゼーションさせた後、ハイブリダイゼー
ションしていない標的核酸を洗い流して、残存している
蛍光色素の蛍光強度を測定していた。蛍光色素で標的核
酸を標識するには、例えば、特定mRNAを標的とした
場合、次のstepsを取る:(1)細胞から抽出されたm
RNA全部を抽出する。(2)それから、逆転写酵素
(reverse transcriptase)を用いて、蛍光色素で修飾
されヌクレオサイドをとり込ませながらcDNAを合成
する。本発明ではこのような操作は必要がない。
In the conventional device for measuring target nucleic acid, a nucleic acid probe not modified with a fluorescent dye is bound (fixed) to a solid surface, and a target nucleic acid labeled with the fluorescent dye is hybridized to the nucleic acid probe, followed by hybridization. The target nucleic acid which was not treated was washed away, and the fluorescence intensity of the remaining fluorescent dye was measured. To label a target nucleic acid with a fluorescent dye, for example, when targeting a specific mRNA, take the following steps: (1) m extracted from cells
Extract all RNA. (2) Then, using reverse transcriptase, cDNA is synthesized while being modified with a fluorescent dye and incorporating nucleoside. The present invention does not require such an operation.

【0040】当該デバイスには各種のプローブが多数ス
ポットしてあるが、その各々のプローブにハイブリダイ
ゼーションする核酸の最適ハイブリダイゼーション条
件、例えば、温度等は各々異なる。よって本来であれ
ば、プローブ毎(スポット毎)に、ハイブリダイゼーシ
ョン反応、洗浄操作を最適な条件で行う必要がある。し
かし、それは物理的に不可能であるので、すべてのプロ
ーブ毎に同一の温度でハイブリダイゼーションを行い、
また、洗浄も同一温度で同一洗浄液で行われている。そ
れで、ハイブリダイゼーションが期待されている核酸が
ハイブリダイゼーションしなかったり、ハイブリダイゼ
ーションしてもハイブリダイゼーションが強固でないの
で容易に洗い流されてしまう等の欠点を有していた。そ
のような原因で核酸の定量性が低いものであった。本発
明ではこの洗浄操作が必要がないのでこのような欠点を
有しない。また、スポットの底に微小ヒータを設け、ハ
イブリダイゼーション温度をコントロールすることで、
プローブ毎に最適温度でハイブリダイゼーション反応を
行わせることができる。それで、本発明は定量性が格段
に向上したものである。
A large number of various probes are spotted on the device, but the optimum hybridization conditions of the nucleic acid that hybridizes to each probe, such as temperature, are different. Therefore, originally, it is necessary to perform the hybridization reaction and the washing operation for each probe (spot) under optimum conditions. However, because it is physically impossible, all probes should be hybridized at the same temperature,
Further, cleaning is also performed with the same cleaning liquid at the same temperature. Therefore, there are drawbacks such that nucleic acids expected to hybridize do not hybridize, or even if they hybridize, they are easily washed out because the hybridization is not strong. Due to such a cause, the quantification of nucleic acid was low. The present invention does not have this drawback, since this washing operation is not necessary. In addition, by providing a minute heater at the bottom of the spot and controlling the hybridization temperature,
The hybridization reaction can be performed at an optimum temperature for each probe. Therefore, the present invention has significantly improved quantitativeness.

【0041】本発明においては、前記した核酸プローブ
又はデバイスを使用することで、標的核酸を短時間で、
簡便かつ特異的に測定することができる。以下に測定法
を述べる。本発明の測定方法において、先ず、測定系に
前記の核酸プローブを添加し、標的核酸にハイブリダイ
ゼーションさせる。その方法は、通常の既知方法で行な
うことができる(Analytical Biochemistry、 183巻、
231〜244頁、 1989年; Nature Biotechnology、 14巻、
303〜308頁、 1996年; Applied and Environmental Mi
crobiology、 63巻、 1143-1147頁、 1997年)。例え
ば、ハイブリダイゼーションの条件は、塩濃度が0〜2
モル濃度、好ましくは0.1〜1.0モル濃度、pHは
6〜8、好ましくは6.5〜7.5である。
In the present invention, by using the above-mentioned nucleic acid probe or device, the target nucleic acid can be obtained in a short time.
It can be measured simply and specifically. The measuring method is described below. In the measuring method of the present invention, first, the nucleic acid probe is added to the measuring system and hybridized with the target nucleic acid. The method can be performed by a conventional known method (Analytical Biochemistry, Volume 183,
231-244, 1989; Nature Biotechnology, Volume 14,
303-308, 1996; Applied and Environmental Mi
crobiology, 63, 1143-1147, 1997). For example, the hybridization conditions include a salt concentration of 0 to 2
The molar concentration is preferably 0.1 to 1.0, and the pH is 6 to 8, preferably 6.5 to 7.5.

【0042】反応温度は、前記核酸プローブが標的核酸
の特異的部位にハイブリダイゼーションして得られるハ
イブリド複合物のTm値±10℃の範囲内であるのが好
ましい。このようにすることにより非特異的なハイブリ
ダイゼーションを防止することができる。Tm−10℃
未満のときは、非特異的ハイブリダイゼーション起こ
り、Tm+10℃を越えるときは、ハイブリダイゼーシ
ョンが起こらない。尚、Tm値は本発明で用いる核酸プ
ローブを設計するのに必要な実験と同様にして求めるこ
とができる。すなわち、当該核酸プローブとハイブリダ
イゼーションする相補塩基配列のオリゴヌクレオチドを
前記の核酸合成機等で化学合成し、当該核酸プローブと
のハイブリダイゼーション物のTm値を通常の方法で測
定する。
The reaction temperature is preferably within the range of Tm value ± 10 ° C. of the hybrid complex obtained by hybridizing the nucleic acid probe with the specific site of the target nucleic acid. By doing so, non-specific hybridization can be prevented. Tm-10 ° C
When it is less than Tm, non-specific hybridization occurs, and when it exceeds Tm + 10 ° C., hybridization does not occur. The Tm value can be determined in the same manner as the experiment necessary for designing the nucleic acid probe used in the present invention. That is, an oligonucleotide having a complementary base sequence that hybridizes with the nucleic acid probe is chemically synthesized by the above-mentioned nucleic acid synthesizer or the like, and the Tm value of the hybridized product with the nucleic acid probe is measured by a usual method.

【0043】また、その反応時間は1秒間〜180分
間、好ましくは5秒間〜90分間である。1秒間未満の
ときは、ハイブリダイゼーションにおいて未反応の本発
明の核酸プローブが多くなる。また、反応時間を余り長
くしても特に意味がない。なお、反応時間は核酸種、す
なわち、核酸の長さ、あるいは塩基配列によって大きく
影響を受ける。前記のようにして、本発明において核酸
プローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせる。
そして、ハイブリダイゼーションの前後で、蛍光色素の
発光量を蛍光光度計で測定し、発光の減少量を計算す
る。その減少量の大きさは標的核酸量と比例するので、
標的核酸の量を求めることができる。
The reaction time is 1 second to 180 minutes, preferably 5 seconds to 90 minutes. When the time is less than 1 second, the amount of unreacted nucleic acid probe of the present invention in hybridization increases. Further, there is no particular meaning even if the reaction time is made too long. The reaction time is greatly affected by the nucleic acid species, that is, the length of the nucleic acid or the base sequence. In the present invention, the nucleic acid probe is hybridized with the target nucleic acid as described above.
Then, before and after hybridization, the luminescence amount of the fluorescent dye is measured by a fluorometer and the luminescence decrease amount is calculated. Since the magnitude of the decrease is proportional to the amount of target nucleic acid,
The amount of target nucleic acid can be determined.

【0044】反応液中の標的核酸の濃度:0.1〜1
0.0nMであるのが好ましい。反応液中のプローブの
濃度:1.0〜25.0nMであるが好ましい。検量線
を作成する場合は、標的核酸に対して、プローブを1.
0〜2.5の比率で用いるのが望ましい。
Concentration of target nucleic acid in reaction solution: 0.1 to 1
It is preferably 0.0 nM. The concentration of the probe in the reaction solution is preferably 1.0 to 25.0 nM. When creating a calibration curve, 1.
It is desirable to use it in a ratio of 0 to 2.5.

【0045】実際、試料中の未知濃度の標的核酸を測定
する場合、上記の条件で先ず、検量線を作成する。そし
て、複数の濃度のプローブを添加して、蛍光強度値の減
少を測定する。そして、測定された蛍光強度の減少値を
最大にするプローブ濃度を好ましいプローブ濃度とす
る。好ましい濃度のプローブで測定された蛍光強度の減
少値もって、検量線から標的核酸の定量値を求めること
になる。
Actually, when measuring an unknown concentration of target nucleic acid in a sample, first, a calibration curve is prepared under the above conditions. Then, the probe is added at a plurality of concentrations, and the decrease in the fluorescence intensity value is measured. Then, the probe concentration that maximizes the measured decrease value of the fluorescence intensity is set as the preferable probe concentration. With the decrease value of the fluorescence intensity measured by the probe having a preferable concentration, the quantitative value of the target nucleic acid is obtained from the calibration curve.

【0046】本発明の核酸測定法の原理は、前記のごと
くであるが、各種の核酸測定方法、例えば、FISH方
法、PCR方法、LCR方法、SD方法, 競合的ハイブ
リダイゼーション方法、TAS方法、 などに適用でき
る。
The principle of the nucleic acid measuring method of the present invention is as described above, but various nucleic acid measuring methods such as FISH method, PCR method, LCR method, SD method, competitive hybridization method, TAS method, etc. Applicable to

【0047】以下にその例を記す。 a)FISH方法に適用した場合 即ち、本発明は色々の種類の微生物若しくは他の動物や
植物が混在していて、相互に単離できない微生物系(複
合微生物系、共生微生物系)の細胞内若しくは細胞のホ
モジネート等の核酸測定に好適に適用できる。ここでい
う微生物とは一般的にいう微生物のことで、特に限定さ
れるものではない。例えば、真核微生物、原核微生物、
その他、マイコプラズマ、ウイルス、リッケチャ等を挙
げることができる。そして、特定配列を有する核酸と
は、これらの微生物系において、例えば、どのように活
躍しているのか調べたい菌株の細胞に特異性を有する塩
基配列をもつ核酸のことである。例えば、特定菌株の5
SrRNA、16SrRNA若しくは23SrRNA又
はそれらの遺伝子DNAの特定配列である。
An example will be described below. a) When applied to the FISH method, that is, the present invention is a mixture of various kinds of microorganisms or other animals or plants, and the cells of a microbial system (complex microbial system, symbiotic microbial system) which cannot be isolated from each other or It can be suitably applied to nucleic acid measurement of cell homogenates and the like. The term "microorganism" as used herein generally refers to a microorganism and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms,
Other examples include mycoplasma, virus, rickettsia, and the like. The nucleic acid having a specific sequence is, for example, a nucleic acid having a nucleotide sequence having specificity for cells of a strain to be investigated for how it is active in these microbial systems. For example, 5 of specific strains
It is a specific sequence of SrRNA, 16SrRNA or 23SrRNA or their gene DNA.

【0048】本発明において核酸プローブを複合微生物
系又は共生微生物系に添加し、特定菌株の5SrRN
A、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれら
の遺伝子DNAの量を測定することにより、当該系にお
ける特定菌株の存在量を測定することできる。尚、複合
微生物系又は共生微生物系のホモジネートに前記核酸プ
ローブを添加して、ハイブリダイゼーション前後におけ
る蛍光色素の発光の減少量を測定して特定菌株の存在量
を測定する方法も、本発明の技術的範囲内とする。
In the present invention, a nucleic acid probe is added to a complex microbial system or a symbiotic microbial system to obtain 5SrRN of a specific strain.
By measuring the amount of A, 16S rRNA or 23S rRNA or their gene DNA, the abundance of the specific strain in the system can be measured. The method of measuring the abundance of a specific strain by adding the nucleic acid probe to a homogenate of a complex microbial system or a symbiotic microbial system and measuring the amount of decrease in the emission of a fluorescent dye before and after hybridization is also a technique of the present invention. Within the target range.

【0049】前記の測定方法は、例えば、以下の如くで
ある。即ち、核酸プローブを添加する前に、複合微生物
系又は共生微生物系の温度、塩濃度、pHを前記の条件
に調整する。複合微生物系又は共生微生物系における特
定菌株は、細胞数として10 7〜1012個/ml、好ま
しくは109〜1010個/mlに調整することが好適で
ある。それは希釈、又は遠心分離等による濃縮等で行う
ことができる。細胞数が107個/ml未満のときは、
蛍光強度が弱く、測定誤差が大きくなる。1012個/m
lを超えるときは、複合微生物系又は共生微生物系の蛍
光強度が強すぎるため、特定微生物の存在量を定量的に
測定することができなくなる。
The above measuring method is, for example, as follows.
is there. That is, before adding the nucleic acid probe,
The temperature, salt concentration, and pH of the system or symbiotic microbial system under the above conditions
Adjust to. Features in complex or symbiotic microbial systems
The number of fixed strains is 10 7-1012Pieces / ml, preferred
It is 109-10TenIt is preferable to adjust to
is there. Do it by dilution or concentration by centrifugation etc.
be able to. 10 cells7When less than / ml
Fluorescence intensity is weak and measurement error is large. 1012Pieces / m
When it exceeds 1, the complex or symbiotic microbial firefly
Since the light intensity is too strong, the abundance of specific microorganisms can be quantitatively determined.
It becomes impossible to measure.

【0050】添加する核酸プローブの濃度は、複合微生
物系又は共生微生物系における特定菌株の細胞数に依存
する。細胞数1×108/mlに対して0.1〜10.
0nM濃度、好ましくは0.5〜5nM濃度、より好ま
しくは1.0nM濃度である。0.1nM未満のとき
は、特定微生物の存在量を正確に反映したデータになら
ない。しかし、最適な核酸プローブの量は、細胞内の標
的核酸量に依存するために一概にはいえない。
The concentration of the nucleic acid probe to be added depends on the cell number of the specific strain in the complex microbial system or the symbiotic microbial system. Cell count of 1 × 10 8 / ml 0.1-10.
The concentration is 0 nM, preferably 0.5 to 5 nM, more preferably 1.0 nM. If it is less than 0.1 nM, the data will not accurately reflect the abundance of the specific microorganism. However, the optimum amount of the nucleic acid probe cannot be generally determined because it depends on the amount of the target nucleic acid in the cell.

【0051】次に本発明において前記核酸プローブと特
定菌株の5SrRNA、16SrRNA若しくは23S
rRNA又はその遺伝子DNAにハイブリダイゼーショ
ンさせるときの反応温度は、前記した条件と同様であ
る。また、その反応の時間も前記の条件と同様である。
前記のような条件で核酸プローブを特定菌株の5SrR
NA、16SrRNA若しくは23SrRNA又はそれ
の遺伝子DNAにハイブリダイゼーションさせ、ハイブ
リダイゼーション前後の複合微生物系又は共生微生物系
の蛍光色素の発光の減少量を測定する。
Next, in the present invention, the nucleic acid probe and 5SrRNA, 16SrRNA or 23S of a specific strain are used.
The reaction temperature for hybridization with rRNA or its gene DNA is the same as the above-mentioned conditions. The reaction time is also the same as the above conditions.
Under the above conditions, the nucleic acid probe was used for the 5SrR of the specific strain.
It is hybridized with NA, 16S rRNA or 23S rRNA or its gene DNA, and the decrease in the emission of the fluorescent dye of the complex microbial system or the symbiotic microbial system before and after the hybridization is measured.

【0052】前記のようにして測定された蛍光色素の発
光の減少量は、複合微生物系又は共生微生物系における
特定菌株の存在量と比例する。それは5SrRNA、1
6SrRNA若しくは23SrRNA又はそれらの遺伝
子DNAの量と特定菌株の存在量とが比例するからであ
る。
The amount of decrease in the luminescence of the fluorescent dye measured as described above is proportional to the amount of the specific strain present in the complex microbial system or the symbiotic microbial system. It is 5S rRNA, 1
This is because the amount of 6SrRNA or 23SrRNA or their gene DNA is proportional to the existing amount of the specific strain.

【0053】尚、本発明において、複合微生物系又は共
生微生物系における微生物以外の成分は、本発明の核酸
プローブと特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若
しくは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAとのハ
イブリダイゼーションを阻害しない限り、また、核酸プ
ローブの蛍光色素の発光を阻害をしない限り、特に限定
されない。例えば、KH2PO4、K2HPO4、NaH2PO4、Na2HPO4
等のリン酸塩、硫安、硝安、尿素等の無機窒素類、マグ
ネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウムイオン等
の金属イオンの各種塩類、マンガン、亜鉛、鉄、コバル
トイオン等の微量金属イオンの硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩
等の各種塩類、更にビタミン類等が適当に含まれていて
もよい。もし、上記の阻害が観察される場合は、遠心分
離等の操作で複数の微生物が混在する菌体系から菌体を
分離し、再び緩衝液系等に懸濁すればよい。
In the present invention, the components other than the microorganisms in the complex microbial system or the symbiotic microbial system are the same as long as they do not inhibit the hybridization of the nucleic acid probe of the present invention with 5SrRNA, 16SrRNA or 23SrRNA of the specific strain or their gene DNA. Further, it is not particularly limited as long as it does not inhibit the emission of the fluorescent dye of the nucleic acid probe. For example, KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4
Phosphates such as ammonium sulfate, ammonium nitrate, inorganic nitrogen such as urea, various salts of metal ions such as magnesium, sodium, potassium and calcium ions, sulfates of trace metal ions such as manganese, zinc, iron and cobalt ions, Various salts such as hydrochloride and carbonate, and vitamins may be appropriately contained. If the above inhibition is observed, cells may be separated from a bacterial system in which a plurality of microorganisms are mixed by an operation such as centrifugation, and suspended again in a buffer system or the like.

【0054】上記の緩衝液としては、リン酸緩衝液、炭
酸緩衝液、トリス・塩酸緩衝液、トリス・グリシン緩衝
液、クエン酸緩衝液、グット緩衝液等の各種緩衝液をも
用いることができる。緩衝液の濃度は、ハイブリダイゼ
ーション、FRET現象、蛍光色素の発光を阻害しない
濃度である。その濃度は緩衝液の種類に依存する。緩衝
液のpHは4〜12、好ましくは5〜9である。
As the above-mentioned buffer solution, various buffer solutions such as phosphate buffer solution, carbonate buffer solution, Tris / hydrochloric acid buffer solution, Tris / glycine buffer solution, citrate buffer solution and Good's buffer solution can be used. . The concentration of the buffer solution is a concentration that does not inhibit the hybridization, the FRET phenomenon, and the emission of the fluorescent dye. Its concentration depends on the type of buffer. The pH of the buffer solution is 4-12, preferably 5-9.

【0055】b)PCR methodsに適用する場合 PCR methodsであればどのような方法でも適用できる
のであるが、リアルタイム定量的PCR方法に適用する
場合を以下に記す。即ち、リアルタイム定量的PCR方
法において、本発明の特定の核酸プローブを用いてPC
Rを行い、反応前後の蛍光色素の発光の減少をリアルタ
イムで測定するものである。本発明のPCRとは各種方
法のPCRを意味するものである。例えば、RT−PC
R、RNA−primed PCR、Stretch PCR、逆PC
R、Alu配列を利用したPCR、多重PCR、混合プ
ライマーを用いたPCR、PNAを用いたPCR法等を
も含む。また、定量的とは、本来の定量測定の他に、検
出程度の定量測定をも意味するものとする。
B) When applied to PCR methods Although any method can be applied as long as it is a PCR method, the case where it is applied to a real-time quantitative PCR method is described below. That is, in a real-time quantitative PCR method, a PC using the specific nucleic acid probe of the present invention is used.
R is performed and the decrease in the emission of the fluorescent dye before and after the reaction is measured in real time. The PCR of the present invention means PCR of various methods. For example, RT-PC
R, RNA-primed PCR, Stretch PCR, reverse PC
It also includes PCR using R and Alu sequences, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR method using PNA, and the like. The term “quantitative” means not only the original quantitative measurement but also quantitative measurement of the degree of detection.

【0056】前記のとおり、標的核酸とは、存在量を定
量若しくは定量的検出するまたは単に検出する核酸のこ
とを云う。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も
問わない。各種の核酸が混在していてもよい。例えば、
複合微生物系(複数微生物のRNA若しくは遺伝子DN
Aの混在系)又は共生微生物系(複数の動植物及び/又
は複数微生物のRNA若しくは遺伝子DNAの混在系)
における増幅目的の特定核酸である。尚、標的核酸の精
製が必要な場合は従来公知の方法で行うことができる。
例えば、市販されている精製キット等を使用して行うこ
とができる。
As described above, the target nucleic acid refers to a nucleic acid whose amount is quantitatively or quantitatively detected or simply detected. With or without purification. Further, the size of the concentration does not matter. Various nucleic acids may be mixed. For example,
Complex microbial system (RNA or gene DN of multiple microorganisms
A mixed system) or symbiotic microbial system (mixed system of RNA or gene DNA of a plurality of animals and plants and / or a plurality of microorganisms)
The specific nucleic acid for the purpose of amplification in. When the target nucleic acid needs to be purified, it can be performed by a conventionally known method.
For example, a commercially available purification kit or the like can be used.

【0057】従来公知の定量的PCR方法はdATP、
dGTP、dCTP、dTTP若しくはdUTP、標的
核酸(DNA又はRNA)、Taqポリメラーゼ、プラ
イマー、並びに蛍光色素で標識した核酸プローブ若しく
はインターカレーターを用いてMgイオンの存在下に、
温度を低温、高温を繰り返しつつ標的核酸を増幅し、増
幅過程の蛍光色素の発光の増加量をリアルタイムでモニ
タリングするものである(実験医学、15巻、7号、4
6〜51ページ、1997年、羊土社)。
The conventionally known quantitative PCR method is dATP,
In the presence of Mg ion using dGTP, dCTP, dTTP or dUTP, target nucleic acid (DNA or RNA), Taq polymerase, a primer, and a nucleic acid probe or intercalator labeled with a fluorescent dye,
The target nucleic acid is amplified while the temperature is repeated at low temperature and high temperature, and the increase in the emission of the fluorescent dye during the amplification process is monitored in real time (Jikken Igaku, Vol. 15, No. 7, 4).
6-51 pages, 1997, Yodosha).

【0058】本発明の定量的PCR方法は、本発明の核
酸プローブを用いて標的核酸を増幅させ、増幅過程にお
いて、蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴と
するものである。本発明の定量的PCRにおいて、好ま
しい本発明のプローブとしては、その塩基数は5〜50
であり、好ましくは10〜25、特に好ましくは15〜
20で、PCRサイクル中に標的核酸の増幅産物とハイ
ブリダイゼーションするものであれば、どのようなもの
でもよい。また、フォワード(forward)型、リバース
(reverse)型のどちらに設計してもよい。
The quantitative PCR method of the present invention is characterized by amplifying a target nucleic acid using the nucleic acid probe of the present invention, and measuring the amount of decrease in luminescence of a fluorescent dye in the amplification process. In the quantitative PCR of the present invention, the preferred probe of the present invention has a base number of 5 to 50.
And preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to
At 20, any substance that hybridizes with the amplification product of the target nucleic acid during the PCR cycle may be used. Further, it may be designed as either a forward type or a reverse type.

【0059】例えば、以下のものを挙げることができ
る。 (1)5’末端部、好ましくは5’末端が、本発明の実
施に有用な蛍光色素で標識され、標的核酸に当該末端部
においてハイブリダイゼーションしたとき、当該プロー
ブと標的核酸とがハイブリダイゼーションした5’末端
の塩基部分から1〜3塩基5’側に離れて、標的核酸の
塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在
するように、塩基配列が設計されている。 (2)前記(1)のプローブの内、3’末端が蛍光色素
で標識されているプローブ。
For example, the following can be mentioned. (1) When the 5'end portion, preferably the 5'end, is labeled with a fluorescent dye useful in the practice of the present invention and hybridizes with the target nucleic acid at the end portion, the probe and the target nucleic acid hybridize. The base sequence is designed so that at least 1 base or more of G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid, apart from 1 to 3 bases 5'side from the base portion at the 5'end. (2) Among the probes of (1) above, a probe having a 3 ′ end labeled with a fluorescent dye.

【0060】(3)前記(1)のプローブの内、3’末
端、例えば、3’末端のリボース若しくはデオキシリボ
ースの3’位CのOH基がリン酸基等で修飾されている
もの、または、3’末端のリボースの2’位CのOH基
がリン酸基等で修飾されているもの。 (4)3’末端部、好ましくは3’末端が、本発明の蛍
光色素で標識され、3’末端の塩基がG又はCであるも
の、または3’末端のリボースの2’位のOH基がリン
酸基等で修飾されいるもの。 (5)前記(1)のプローブのうち、5’末端部、好ま
しくは5’末端が、本発明の蛍光色素で標識されている
もの。 (6)5’末端部、好ましくは5’末端が、本発明の実
施に有用な蛍光色素で標識され、5’末端の塩基がG又
はCであるもの。
(3) In the probe of the above (1), the 3'-terminal, for example, the 3'-terminal C or OH group of 3'-position of ribose or deoxyribose is modified with a phosphate group, or A OH group at the 2'-position C of ribose at the 3'-end is modified with a phosphate group or the like. (4) A 3'terminal, preferably a 3'terminal, is labeled with the fluorescent dye of the present invention, and the base at the 3'terminal is G or C, or the OH group at the 2'position of ribose at the 3'terminal Is modified with a phosphate group, etc. (5) The probe of (1) above, wherein the 5'end portion, preferably the 5'end, is labeled with the fluorescent dye of the present invention. (6) The 5'end, preferably the 5'end, is labeled with a fluorescent dye useful in the practice of the present invention, and the 5'end base is G or C.

【0061】前記(4)、(6)の場合、標的核酸の塩
基配列から、どうしても5’末端がG又はCに設計でき
ない場合は、標的核酸の塩基配列から設計したプライマ
ーであるオリゴヌクレオチドの5’末端に、5’−グア
ニル酸又は5’−シチジル酸を付加しても、本発明の目
的は好適に達成できる。よって、本発明において、
3’、又は5’末端の塩基がG又はCになるように設計
した核酸プローブとは、標的核酸の塩基配列から設計し
たプローブの他に、当該のプローブの3’又は5’末端
に5’−グアニル酸又は5’−シチジル酸を付加してな
るプローブを含むものと定義する。
In the cases of (4) and (6) above, if the 5'end cannot be designed to be G or C from the base sequence of the target nucleic acid, 5 of the oligonucleotide which is the primer designed from the base sequence of the target nucleic acid is used. Even if 5'-guanylic acid or 5'-cytidylic acid is added to the'terminal, the object of the present invention can be suitably achieved. Therefore, in the present invention,
A nucleic acid probe designed such that the base at the 3'or 5'end is G or C includes, in addition to the probe designed from the base sequence of the target nucleic acid, 5'at the 3'or 5'end of the probe. -Guanylic acid or 5'-cytidylic acid is defined as being included in the probe.

【0062】特に上記の(1)、(2)、(3)又は
(4)のプローブはプライマーとして利用されないよう
に設計したものである。FRET現象を用いるリアルタ
イム定量的PCR方法において使用する(蛍光色素で標
識した)二つのプローブの代わりに、本発明の一つのプ
ローブを用いてPCRを行うものである。PCRの反応
系に当該プローブを添加し、PCRを行う。核酸伸長反
応時、標的核酸若しくは増幅標的核酸にハイブリダイズ
していた当該プローブがポリメラーゼにより分解され、
ハイブリダイゼーション物から分解除去される。このと
きの反応系または核酸変性反応が完了した反応系の蛍光
強度値を測定する。また、標的核酸若しくは増幅した増
幅標的核酸が当該プローブとハイブリダイズしている反
応系(アニーリング反応、若しくはポリメラーゼにより
当該プローブがハイブリダイゼーション物から除かれる
までの核酸伸長反応時の反応系)の蛍光強度値を測定す
る。そして、前者からの蛍光強度値の減少率を算出する
ことにより増幅された核酸を測定する。当該プローブが
標的核酸若しくは増幅標的核酸から、核酸変性反応によ
り完全に解離するか、または核酸伸長時にポリメラーゼ
により当該プローブと標的核酸若しくは増幅標的核酸と
のハイブリダイゼーション物から分解除去されたときは
蛍光強度値は大きい。しかし、当該プローブが標的核酸
若しくは増幅標的核酸に十分にハイブリダイズしている
アニーリング反応が完了している反応系若しくは核酸伸
長反応時にポリメラーゼにより当該プローブと標的核酸
若しくは増幅標的核酸とのハイブリダイゼーション物か
ら分解除去されるまでの反応系の蛍光強度値は前者より
減少している。蛍光強度値の減少は増幅された核酸量に
比例する。この場合、当該プローブが標的核酸とハイブ
リダイゼーションしたときのそのハイブリダイゼーショ
ン物のTmが、プライマーのハイブリダイゼーション物
のTm値の±15℃、好ましくは±5℃の範囲になるよ
うに、(2)、(3)、(4)のプローブの塩基配列が
設計されることが望ましい。プローブのTm値が、プラ
イマーのTm値−5℃、特に−15℃未満であると、プ
ローブがハイブリダイゼーションしないために、蛍光色
素の発光の減少は起こらない。反対にプライマーのTm
値+5℃、特に+15℃を超えると、プローブが目的と
しない標的核酸ともハイブリダイゼーションするので、
プローブの特異性が失われる。
In particular, the probe of (1), (2), (3) or (4) above is designed so as not to be used as a primer. Instead of the two probes (labeled with fluorescent dye) used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon, PCR is performed using one probe of the present invention. The probe is added to the reaction system of PCR and PCR is performed. During the nucleic acid extension reaction, the probe that was hybridized to the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid is decomposed by a polymerase,
It is decomposed and removed from the hybridized product. At this time, the fluorescence intensity value of the reaction system or the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is measured. Further, the fluorescence intensity of the reaction system in which the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid amplified is hybridized with the probe (reaction system during the annealing reaction or the nucleic acid extension reaction until the probe is removed from the hybridized product by the polymerase) Measure the value. Then, the amplified nucleic acid is measured by calculating the reduction rate of the fluorescence intensity value from the former. Fluorescence intensity when the probe is completely dissociated from the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid by a nucleic acid denaturation reaction, or when the probe is decomposed and removed from the hybridized product of the probe and the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid by a polymerase during nucleic acid extension. The value is large. However, the probe is sufficiently hybridized with the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid. A reaction system in which the annealing reaction is completed or a hybridization product of the probe with the target nucleic acid or the amplified target nucleic acid by a polymerase during the nucleic acid extension reaction is used. The fluorescence intensity value of the reaction system before decomposition and removal is smaller than that of the former. The decrease in fluorescence intensity value is proportional to the amount of amplified nucleic acid. In this case, the Tm of the hybridization product when the probe hybridizes with the target nucleic acid is within ± 15 ° C., preferably ± 5 ° C. of the Tm value of the hybridization product of the primer, (2) It is desirable that the nucleotide sequences of the probes of (3) and (4) are designed. When the Tm value of the probe is less than the Tm value of the primer −5 ° C., especially −15 ° C., the probe does not hybridize, and therefore the emission of the fluorescent dye does not decrease. On the contrary, the Tm of the primer
Above a value of + 5 ° C, especially + 15 ° C, the probe will hybridize to undesired target nucleic acids,
The specificity of the probe is lost.

【0063】上記の(5)、(6)のプローブは、プラ
イマーとしてPCRの反応系に添加するものである。蛍
光色素で標識されたプライマーを用いるPCR方法は本
発明以外未だ知られていない。PCRの反応が進むに従
い、増幅された核酸は本発明の蛍光色素で標識される。
それで、核酸変性反応が完了している反応系の蛍光強度
値は大きいが、アニーリング反応完了しているか若しく
は核酸伸長反応時の反応系においては、反応系の蛍光強
度は前者の蛍光強度より減少する。
The probes of (5) and (6) above are added as primers to the PCR reaction system. Other than the present invention, a PCR method using a primer labeled with a fluorescent dye has not been known yet. As the PCR reaction proceeds, the amplified nucleic acid is labeled with the fluorescent dye of the present invention.
Therefore, the fluorescence intensity value of the reaction system in which the nucleic acid denaturation reaction is completed is large, but in the reaction system in which the annealing reaction is completed or during the nucleic acid extension reaction, the fluorescence intensity of the reaction system is smaller than the former fluorescence intensity. .

【0064】PCRの反応は通常のPCR方法と同様の
反応条件で行うことができる。それで、Mgイオン濃度
が低濃度(1〜2mM)である反応系で標的核酸の増幅
を行うことができる。勿論、従来公知の定量的PCRに
おいて使用されている高濃度(2〜4mM)のMgイオ
ン存在下の反応系でも本発明は実施できる。
The PCR reaction can be carried out under the same reaction conditions as in the ordinary PCR method. Therefore, the target nucleic acid can be amplified in a reaction system in which the Mg ion concentration is low (1-2 mM). Of course, the present invention can also be carried out in a reaction system in the presence of a high concentration (2 to 4 mM) of Mg ions used in conventionally known quantitative PCR.

【0065】尚、本発明のPCR方法において、本発明
のPCRを行い、その増幅産物について核酸の融解曲線
を分析を行ってTm値を求めるできる。この方法は新規
な核酸の融解曲線の分析方法である。本方法において本
発明のPCR方法に用いた核酸プローブ又はプライマー
として用いた核酸プローブが好適に利用できる。この場
合、本発明のプローブの塩基配列を、SNP(スニッ
プ;一塩基置換多型)を含む領域と相補的な配列にする
ことで、PCR終了後、その核酸の本発明のプローブか
ら解離曲線を解析することにより、その解離曲線の違い
からSNPの検出ができる。本発明のプローブの配列と
しては、SNPを含む配列と相補的な塩基配列を使用す
れば、プローブ配列とSNPを含む配列との解離曲線よ
り得られるTm値は、SNPを含まない配列との解離曲
線から得られるTm値より高くなる。
In the PCR method of the present invention, the PCR of the present invention is carried out, and the melting curve of the nucleic acid is analyzed with respect to the amplified product to determine the Tm value. This method is a novel method for analyzing melting curves of nucleic acids. In this method, the nucleic acid probe used in the PCR method of the present invention or the nucleic acid probe used as a primer can be preferably used. In this case, by making the nucleotide sequence of the probe of the present invention complementary to the region containing SNP (snips; single nucleotide substitution polymorphism), a dissociation curve of the nucleic acid of the probe of the present invention can be obtained after completion of PCR. By analysis, SNP can be detected from the difference in the dissociation curves. If a nucleotide sequence complementary to the SNP-containing sequence is used as the probe sequence of the present invention, the Tm value obtained from the dissociation curve between the probe sequence and the SNP-containing sequence shows the dissociation from the SNP-free sequence. It is higher than the Tm value obtained from the curve.

【0066】本発明の第二の特徴は、前記のリアルタイ
ム定量的PCR方法ので得られるデータを解析する方法
の発明である。リアルタイム定量的PCR方法は、現
在、PCRを行わせる反応装置、蛍光色素の発光を検出
装置、ユーザーインターフェース、即ち、データー解析
方法の各手順をプログラム化して、それを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体(別称:Sequence Det
ection Software System)、及びそれらを制御し、デ
ーター解析するコンピュータから構成される装置で、リ
アルタイムで測定されている。それで、本発明の測定も
このような装置で行われる。
The second feature of the present invention is the invention of a method for analyzing the data obtained by the above real-time quantitative PCR method. The real-time quantitative PCR method is currently a computer-readable recording medium in which a reaction apparatus for performing PCR, a detection apparatus for detecting the emission of a fluorescent dye, a user interface, that is, each procedure of a data analysis method is programmed and recorded. (Also known as: Sequence Det
section software system), and a device that controls them and analyzes the data, and is measured in real time. Therefore, the measurement of the present invention is also performed by such an apparatus.

【0067】以下に、先ず、リアルタイム定量的PCR
の解析装置から説明する。本発明において用いる装置
は、PCRをリアルタイムでモニタリングできる装置で
あればどのような装置でもよいが、例えば、ABI PRISM
TM 7700 塩基配列検出システム(Sequence Detection S
ystem SDS 7700)(パーキン・エルマー・アプライド・バ
イオシステム社(Perkin Elmer Applied Biosytems社、
USA))、ライトサイクラーTM システム(ロシュ・ダイア
グノスティックス株式会社、ドイツ)等を特に好適なも
のとして挙げることができる。
First, the real-time quantitative PCR will be described below.
The analysis device will be described first. The device used in the present invention may be any device as long as it can monitor PCR in real time. For example, ABI PRISM
TM 7700 Nucleotide Sequence Detection System (Sequence Detection S
ystem SDS 7700) (Perkin Elmer Applied Biosytems,
USA)), LightCycler system (Roche Diagnostics KK, Germany) and the like can be mentioned as particularly preferable ones.

【0068】尚、前記の反応装置は、標的核酸の熱変性
反応、アニーリング反応、核酸の伸長反応を繰り返し行
う装置(例えば、温度を95℃、60℃、72℃に繰り
返し行うことができる。)である。また、検出システム
は、蛍光励起用アルゴンレーザー、スペクトログラフ並
びにCCDカメラからなっている。更に、データー解析
方法の各手段をプログラム化して、それを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータにイ
ンストールされており、コンピュータを介して上記のシ
ステムを制御し、検出システムから出力されたデーター
を解析処理するプログラムを記録したものである。
The above-mentioned reaction apparatus is an apparatus for repeating the thermal denaturation reaction of the target nucleic acid, the annealing reaction, and the extension reaction of the nucleic acid (for example, the temperature can be repeatedly set to 95 ° C., 60 ° C., 72 ° C.). Is. The detection system is composed of an argon laser for fluorescence excitation, a spectrograph and a CCD camera. Furthermore, a computer-readable recording medium in which each means of the data analysis method is programmed and recorded therein is installed in a computer, controls the above system via the computer, and outputs the data output from the detection system. It is a record of a program for analyzing.

【0069】コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記
録されているデータ解析用プログラムは、サイクルごと
の蛍光強度を測定する過程、測定された蛍光強度を、サ
イクルの関数として、PCRのamplifcation plotをコ
ンピュータのデスプレー上に表示する過程、蛍光強度が
検出され始めるPCRサイクル数(threshold cyclenum
ber:Ct)を算出する過程、Ct値から試料核酸のコピー
数を求める検量線を作成する過程、前記各過程のデータ
ー、プロット値を印字する過程、からなっている。PC
Rが指数的に進行している場合、PCR開始時の標的核
酸のコピー数のLog値と、Ctとの間には直線関係が
成り立つ。従って標的核酸の既知量のコピー数を用いて
検量線を作成し、未知コピー数の標的核酸を含有するサ
ンプルのCtを検出することにより、標的核酸のPCR
開始時のコピー数を計算できる。
The program for data analysis recorded on a computer-readable recording medium is a process for measuring the fluorescence intensity of each cycle, the measured fluorescence intensity is a function of the cycle, and the amplifcation plot of PCR is displayed on the computer. In the process shown above, the number of PCR cycles at which fluorescence intensity starts to be detected (threshold cyclenum
ber: Ct), the process of preparing a calibration curve for obtaining the copy number of the sample nucleic acid from the Ct value, the data of each process, and the process of printing a plot value. PC
When R progresses exponentially, a linear relationship is established between the Log value of the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR and Ct. Therefore, a calibration curve is prepared using a known copy number of the target nucleic acid, and the Ct of the sample containing the unknown copy number of the target nucleic acid is detected to detect PCR of the target nucleic acid.
You can calculate the starting copy number.

【0070】本発明のPCR関連発明は、前記のような
リアルタイム定量的PCR方法で得られたデーターを解
析する方法である。以下に各特徴について記す。第一の
特徴は、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデー
ターを解析する方法において、各サイクルにおける増幅
した核酸が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した
核酸が蛍光色素で標識された核酸プローブとハイブリダ
イズしたときの反応系の蛍光強度値を、各サイクルにお
ける前記の結合したもの、あるいは前記のハイブリダイ
ズしたものが解離したときの反応系の蛍光強度値により
補正する演算処理過程、即ち、補正演算処理過程であ
る。
The PCR-related invention of the present invention is a method for analyzing the data obtained by the above real-time quantitative PCR method. Each feature will be described below. The first feature is a method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method, in which the amplified nucleic acid in each cycle binds to a fluorescent dye, or the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye as a nucleic acid probe. Calculation process for correcting the fluorescence intensity value of the reaction system when hybridized by the fluorescence intensity value of the reaction system when the above-mentioned bound one or the hybridized one is dissociated in each cycle, that is, correction This is a calculation process.

【0071】「増幅した核酸が蛍光色素と結合したと
き、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で標識された核酸
プローブとハイブリダイズしたときの反応系」とは、具
体的に例示すると、PCRの各サイクルにおける40〜
85℃、好ましくは50〜80℃の反応温度を有する核
酸伸長反応あるいはアニーリングのときの反応系を挙げ
ることができる。具体的温度は増幅した核酸の長さに依
存する。また、「前記の結合したもの、あるいは前記の
ハイブリダイズしたものが解離したときの反応系」と
は、PCRの各サイクルにおける核酸の熱変性の反応
系、具体的には、例えば、反応温度90〜100℃、好
ましくは94〜96℃のときのものである。
The "reaction system when the amplified nucleic acid binds to a fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes with a fluorescent dye-labeled nucleic acid probe" is specifically exemplified by each cycle of PCR. 40 in
A reaction system at the time of nucleic acid extension reaction or annealing having a reaction temperature of 85 ° C., preferably 50 to 80 ° C. can be mentioned. The specific temperature depends on the length of the amplified nucleic acid. Further, "the reaction system when the above-mentioned bound one or the above-mentioned hybridized one is dissociated" means a reaction system for thermal denaturation of nucleic acid in each cycle of PCR, specifically, for example, a reaction temperature of 90 ~ 100 ° C, preferably 94 to 96 ° C.

【0072】補正演算処理過程の補正演算処理としては
本発明の目的に合致するものであればどのようなもので
もよいのであるが、具体的には、次の〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による処理過程を含むものを例示すること
ができる。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 fn=fden,n/fhyb,n 〔数式2〕 〔式中、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕により算出された
nサイクルにおける補正演算処理値、 fhyb,n:nサイクルにおける、増幅した核酸が蛍光色
素と結合したとき、あるいは増幅した核酸が蛍光色素で
標識された核酸プローブとハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値、 fden,n:nサイクルにおける、前記の結合したもの、
あるいはハイブリダイズしたものが解離したときの反応
系の蛍光強度値〕。 尚、本過程においては、本過程で得られた補正演算処理
値若しくは当該値を各サイクル数に対してグラフ上にプ
ロットし、コンピュータのデスプレー上に表示及び/又
は印字する過程を含むものである。
Any correction calculation process in the correction calculation process may be used as long as it meets the object of the present invention. Specifically, the following [Formula 1] or [Formula 2] is used. It is possible to exemplify the one including the treatment process by. f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1] f n = f den, n / f hyb, n [Equation 2] [wherein f n : calculated by [Equation 1] or [Equation 2] Compensated calculation value in n cycles, f hyb, n : Reaction in n cycles when the amplified nucleic acid binds to the fluorescent dye or when the amplified nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye Fluorescence intensity value of the system, f den, n : the above bound at n cycles,
Alternatively, the fluorescence intensity value of the reaction system when the hybridized product is dissociated]. It should be noted that this step includes a step of plotting the correction calculation processing value or the value obtained in this step on a graph for each cycle number and displaying and / or printing on the display of the computer.

【0073】第二の特徴は、各サイクルにおける〔数式
1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処理値を次の
〔数式3〕あるいは〔数式4〕に代入し、各サンプル間
の蛍光変化割合あるいは蛍光変化率を算出し、それらを
比較するデータ解析方法である。
The second feature is that the correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change ratio between each sample or It is a data analysis method that calculates the rate of change in fluorescence and compares them.

【0074】Fn=fn/fa 〔数式3〕 Fn=fa/fn 〔数式4〕 〔式中、 Fn:nサイクルにおける、〔数式3〕あるいは〔数式
4〕により算出された蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率、 fn:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値 fa:〔数式1〕あるいは〔数式2〕による補正演算処
理値で、fnの変化が観察される以前の任意のサイクル
数のものであるが、通常は、例えば、10〜40サイク
ルのもの、好適には15〜30サイクルのもの、より好
適には20〜30サイクルのものが採用される。〕。 尚、本過程においては、本過程で得られた算出値、比較
値若しくは当該値を各サイクル数に対してグラフ上にプ
ロットし、コンピュータのデスプレー上に表示及び/又
は印字する過程を含むものであるが、〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による補正演算処理値については、それら
の過程は含むものであっても、含まないものであっても
よい。
F n = f n / f a [Equation 3] F n = f a / f n [Equation 4] [wherein, F n is calculated by [Equation 3] or [Equation 4] in n cycles. fluorescent change rate or fluorescence change rate, f n: correction processing value by [equation 1] or [equation 2] f a: correction processing value by [equation 1] or [equation 2], the change in f n is Any number of cycles before being observed, but usually 10 to 40 cycles, preferably 15 to 30 cycles, more preferably 20 to 30 cycles are used. It ]. It should be noted that this process includes a process of plotting the calculated value, the comparison value or the value obtained in this process on a graph for each cycle number, and displaying and / or printing on the display of the computer. The correction calculation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2] may or may not include those processes.

【0075】第三の特徴は、 31)〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
蛍光変化割合あるいは蛍光変化率のデーターを用いて、
〔数式5〕、〔数式6〕あるいは〔数式7〕による演算
処理する過程、 logb(Fn)、ln(Fn) 〔数式5〕 logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×b} 〔数式6〕 logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} 〔数式7〕
The third characteristic is: 31) Using the fluorescence change rate or the fluorescence change rate data calculated by [Equation 3] or [Equation 4],
Process of arithmetic processing by [Equation 5], [Equation 6] or [Equation 7], log b (F n ), ln (F n ) [Equation 5] log b {(1-F n ) × A}, ln {(1-F n) × b} [equation 6] log b {(F n -1) × A}, ln {(F n -1) × A} [equation 7]

【0076】〔式中、 A、b:任意の数値、好ましくは整数値、より好ましく
は自然数である。そして、A=100、b=10のとき
は、{(Fn−1)×A}は百分率(%)を表す。 Fn:〔数式3〕あるいは〔数式4〕により算出された
nサイクルにおける蛍光変化割合あるいは蛍光変化
率〕、 32)前記31)の演算処理値が一定値に達したサイク
ル数を求める演算処理過程、 33)既知濃度の核酸試料におけるサイクル数と反応開
始時の標的核酸のコピー数の関係式を計算する演算処理
過程、 34)未知試料におけるPCR開始時の標的核酸のコピ
ー数を求める演算処理過程、を有するデータ解析方法で
ある。そして、31)→32)→33)→34)の順か
らなる過程が好適である。
[Wherein A and b are arbitrary numerical values, preferably integer values, and more preferably natural numbers. Then, when A = 100 and b = 10, {(F n −1) × A} represents a percentage (%). F n : Fluorescence change rate or fluorescence change rate in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4], 32) An arithmetic processing step of obtaining the number of cycles at which the arithmetic processing value of 31) reaches a constant value 33) A calculation process for calculating the relational expression between the cycle number of a nucleic acid sample of known concentration and the copy number of the target nucleic acid at the start of the reaction, 34) A calculation process for obtaining the copy number of the target nucleic acid at the start of PCR in the unknown sample And a data analysis method including. Then, a process of 31) → 32) → 33) → 34) is preferable.

【0077】前記31)〜33)の各過程においては、
各過程で得られた演算処理値若しくは当該値を各サイク
ル数に対してグラフ上にプロットし、コンピュータのデ
スプレー上に表示及び/又は印字する過程を含むもので
あってもよい。前記34)の過程の演算処理値は、前記
と同様であるが、少なくとも印字される必要があるの
で、その過程を含むものである。尚、〔数式1〕あるい
は〔数式2〕による補正演算処理値、〔数式3〕あるい
は〔数式4〕による算出処理値は、各サイクル数に対し
てグラフ上にプロットし、コンピュータのデスプレー上
に表示及び/又は印字されても、されなくてもよいの
で、それらの過程は必要に応じて追加すればよい。
In each of the steps 31) to 33),
It may include a step of plotting the arithmetically processed value obtained in each step or the value for each cycle number on a graph and displaying and / or printing on a display of a computer. The calculation process value in the process of 34) is the same as that described above, but includes the process because it needs to be printed at least. The correction calculation processing value by [Equation 1] or [Equation 2] and the calculation processing value by [Equation 3] or [Equation 4] are plotted on a graph for each cycle number and displayed on a computer display. And / or they may or may not be printed, so these steps may be added as needed.

【0078】前記データ解析方法は、リアルタイム定量
的PCR方法が蛍光色素の発光の減少量を測定するもの
である場合に特に有効である。その具体例として、前記
の本発明のリアルタイム定量的PCR方法である。
The above-mentioned data analysis method is particularly effective when the real-time quantitative PCR method measures the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye. A specific example thereof is the above-mentioned real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0079】第4の特徴は、リアルタイム定量的PCR
の解析装置において、前記本発明のリアルタイム定量的
PCR方法のためのデータ解析方法を実行する演算及び
記憶手段を有するリアルタイム定量的PCRの測定及び
/又は解析装置である。
The fourth characteristic is real-time quantitative PCR.
In the analyzer described above, the apparatus for measuring and / or analyzing real-time quantitative PCR having a calculation and storage means for executing the data analysis method for the real-time quantitative PCR method of the present invention.

【0080】第5の特徴は、リアルタイム定量的PCR
の解析装置を用いてPCRを解析するデータ解析方法の
各手段をプログラム化して、そのプログラムを記録した
コンピュータ読取可能な記録媒体において、前記本発明
のデータ解析方法の各手段をコンピュータに実行させる
ことができるようにしたプログラムを記録したコンピュ
ータ読取可能な記録媒体である。
The fifth feature is real-time quantitative PCR.
To program each means of the data analysis method for analyzing PCR using the analysis device described above, and to cause a computer to execute each means of the data analysis method of the present invention in a computer-readable recording medium recording the program. It is a computer-readable recording medium in which a program for enabling the above is recorded.

【0081】第6の特徴は、核酸測定方法において、前
記本発明のデータ解析方法、測定及び/又は解析装置、
記録媒体を利用する新規な核酸の測定方法である。
The sixth feature is that in the method for measuring nucleic acid, the data analysis method, measurement and / or analysis device of the present invention,
It is a novel method for measuring nucleic acid using a recording medium.

【0082】また、第7の特徴は、前記の本発明の核酸
の融解曲線の分析方法、即ち、本発明のPCR方法を行
って核酸のTm値を求める方法によって得られるデータ
を解析する方法である。即ち、本発明のPCR法により
増幅された核酸について、低い温度から核酸が完全に変
性するまで、温度を徐々に上げる過程(例えば、50℃
から95℃まで)、この過程において、短い時間間隔
(例えば、0.2℃〜0.5℃間隔)で蛍光強度を測定
する過程、測定結果を時間毎にデスプレー上に表示する
過程、即ち、核酸の融解曲線を表示する過程、この融解
曲線を一次微分する過程、その値(−dF/dT、F:
蛍光強度、T:時間)を微分値としてデスプレー上に表
示する過程、その微分値から変曲点を求める過程からな
る、解析方法である。本発明においては、蛍光強度は温
度が上がるごとに増加する。本発明においては、各サイ
クルにおける核酸伸長反応時、好ましくはPCR反応終
了時の蛍光強度値を熱変性反応時の蛍光強度値を用いて
割る演算処理する過程を上記の過程に追加することによ
り、より好ましい結果が得られる。
The seventh feature is a method for analyzing data obtained by the above-mentioned method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention, that is, a method for obtaining a Tm value of a nucleic acid by carrying out the PCR method of the present invention. is there. That is, for the nucleic acid amplified by the PCR method of the present invention, the process of gradually increasing the temperature from low temperature until the nucleic acid is completely denatured (eg, 50 ° C.).
To 95 ° C.), in this process, a process of measuring the fluorescence intensity at short time intervals (for example, 0.2 ° C. to 0.5 ° C. intervals), a process of displaying the measurement results on the display every hour, that is, The process of displaying the melting curve of nucleic acid, the process of first-order differentiation of this melting curve, and its value (-dF / dT, F:
This is an analysis method including a process of displaying fluorescence intensity, T: time) as a differential value on a display, and a process of obtaining an inflection point from the differential value. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature rises. In the present invention, during the nucleic acid extension reaction in each cycle, preferably by adding to the above process a process of dividing the fluorescence intensity value at the end of the PCR reaction using the fluorescence intensity value of the thermal denaturation reaction, More favorable results are obtained.

【0083】本発明においては、前記の本発明の新規な
PCR方法のデータ解析方法に、本発明の核酸の融解曲
線の分析をする方法を追加してなる本発明のリアルタイ
ム定量的PCRの測定及び/又は解析装置も本発明の技
術的範囲内である。
In the present invention, the method for analyzing the melting curve of the nucleic acid of the present invention is added to the above-described data analysis method of the novel PCR method of the present invention, and the real-time quantitative PCR measurement of the present invention and The analysis device is also within the technical scope of the present invention.

【0084】更に、本発明の特徴の一つは、本発明の核
酸の融解曲線の分析をする方法の各手段をコンピュータ
に実行させることができるようにしたプログラムを記録
したコンピュータ読取可能な記録媒体、また、前記本発
明のPCR方法のデータ解析方法の各手段をコンピュー
タに実行させることができるようにしたプログラムを記
録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、本発
明の核酸の融解曲線の分析をする方法の各手段をコンピ
ュータに実行させることができるようにしたプログラム
を追加して記録したコンピュータ読取可能な記録媒体で
ある。
Further, one of the features of the present invention is a computer-readable recording medium having a program recorded thereon, which allows a computer to execute each means of the method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention. Further, the melting curve of the nucleic acid of the present invention is analyzed in a computer-readable recording medium having a program recorded thereon, which allows a computer to execute each means of the data analysis method of the PCR method of the present invention. It is a computer-readable recording medium additionally recorded with a program that allows a computer to execute each means of the method.

【0085】本発明の前記のデータ解析方法、装置、及
び記録媒体は、医学、法医学、人類学、古代生物学、生
物学、遺伝子工学、分子生物学、農学、植物育種学等の
各種の分野で利用できる。また、複合微生物系、共生微
生物系と云われ、色々の種類の微生物若しくは他の動
物、植物が混在していて相互に単離できない微生物系等
に好適に利用できる。ここで云う微生物とは一般的に云
う微生物のことで、特に限定されるものではない。例え
ば、真核微生物、原核微生物、その他マイコプラズマ、
ウイルス、リッケチャ等を挙げることができる。
The data analysis method, apparatus, and recording medium of the present invention are used in various fields such as medicine, forensics, anthropology, ancient biology, biology, genetic engineering, molecular biology, agriculture, and plant breeding. Available at. Further, it is referred to as a complex microbial system or a symbiotic microbial system, and can be suitably used for microbial systems in which various kinds of microorganisms or other animals and plants are mixed and cannot be isolated from each other. The microorganism referred to here is a microorganism generally referred to and is not particularly limited. For example, eukaryotic microorganisms, prokaryotic microorganisms, other mycoplasma,
A virus, a rickettsia, etc. can be mentioned.

【0086】また、本発明の前記データ解析方法、装置
及び記録媒体を用いて、複合微生物系又は共生微生物系
における特定菌株の5SrRNA、16SrRNA若し
くは23SrRNA又はそれらの遺伝子DNAのコピー
数を定量することにより、当該系における特定菌株の存
在量を測定することができる。それは、5SrRNA、
16SrRNA若しくは23SrRNAの遺伝子DNA
のコピー数は菌株よって一定であるからである。尚、本
発明においては、複合微生物系又は共生微生物系のホモ
ジネートを用いて、本発明のリアルタイム定量的PCR
を行い、特定菌株の存在量を測定する方法も、本発明の
技術的範囲内とする。
By using the data analysis method, apparatus and recording medium of the present invention, the copy number of 5SrRNA, 16SrRNA or 23SrRNA of a specific strain or a gene DNA thereof in a complex microbial system or a symbiotic microbial system can be quantified. The abundance of the specific strain in the system can be measured. It ’s 5S rRNA,
16S rRNA or 23S rRNA gene DNA
This is because the copy number of is constant depending on the strain. In the present invention, a real-time quantitative PCR of the present invention is performed using a homogenate of a complex microbial system or a symbiotic microbial system.
The method for measuring the abundance of the specific strain is also within the technical scope of the present invention.

【0087】[0087]

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。 実施例1 大腸菌(Escherichia coli)の16SrRNAの核酸塩
基配列にハイブリダイゼーションする、即ち、(3')CCGC
TCACGCATC(5')の塩基配列を有する核酸プローブの調製
を以下の通りに行った。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. Example 1 Hybridization to the nucleobase sequence of 16S rRNA of Escherichia coli, that is, (3 ') CCGC
A nucleic acid probe having the base sequence of TCACGCATC (5 ') was prepared as follows.

【0088】核酸プローブの調製:(3')CCGCTCACGCATC
(5')の塩基配列をもつデオキシリボオリゴヌクレオチド
の3’末端のデオキシリボースの3’位炭素のOH基
に、−(CH27−NH2を結合したものを、メドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Mi
dland Certified Reagent Company、 米国)から購入し
た。更に、モレキュラープローブ(Molecular Probes)
社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kit
s)F-6082(ボデピーFLのプロピオン酸サクシニミジ
ルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimidyl
esters)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチドのア
ミン誘導体に結合する試薬を含有するキット)を購入し
た。当該キットを前記購入のオリゴヌクレオチドに作用
させて、本発明で使用するボデピーFLで標識した核酸
プローブを合成した。
Preparation of nucleic acid probe : (3 ') CCGCTCACGCATC
The 3'-position OH group of a carbon deoxyribose at the 3 'terminus of the deoxyribooligonucleotide with a nucleotide sequence of (5)', - those linked to (CH 2) 7 -NH 2, Medorando-Sateifaido - Resin Company (Mi
Purchased from dland Certified Reagent Company, USA). In addition, Molecular Probes
Company's Fluo Reporter Kit
s) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimidyl
In addition to (esters), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. The kit was allowed to act on the purchased oligonucleotide to synthesize the Bodepee FL-labeled nucleic acid probe used in the present invention.

【0089】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M NaHCO3/Na2CO
3緩衝液(pH9.0)に溶解した。当該溶解物をNA
P−25カラム(ファルマシア社製)でゲルろ過を行
い、未反応物を除去した。更に逆相HPLC(B gradient:
15〜65%、25分間)を以下の条件で行った。そし
て、溶出するメインピークを分取した。分取した画分を
凍結乾燥して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMよ
り23%の収率で核酸プローブを得た。
Purification of synthetic product : The obtained synthetic product was dried to obtain a dried product. 0.5M NaHCO 3 / Na 2 CO
It was dissolved in 3 buffer solutions (pH 9.0). NA of the lysate
Gel filtration was performed using a P-25 column (Pharmacia) to remove unreacted substances. In addition, reverse-phase HPLC (B gradient:
15 to 65% for 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The collected fractions were lyophilized to obtain a nucleic acid probe in a yield of 23% from the initial oligonucleotide raw material of 2 mM.

【0090】尚、上記の逆相クトマトグラフィーの条件
は次の通りである: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.
05NTEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18; 6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
The conditions of the above reverse phase chromatography are as follows: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.
05NTEA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250 mm Elution rate: 1.0 ml / min Temperature: 40 ° C. Detection: 254 nm

【0091】実施例2 殺菌したニュウトリエントブロス(NB)(Difco社
製)液体培地50ml(組成:NB、0.08g/10
0ml)を含有する200ml容の三角フラスコを用い
て、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養した。
次に、本培養液に99.7%エタノールを当量添加し
た。このエタノール添加培養液2mlを2.0ml容量
のエッペンドルフ遠心チューブで遠心分離し、菌体を得
た。30mMリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:7.
2)100μlで菌体を一回洗浄した。菌体を130m
MのNaCl含有の前記リン酸緩衝液100μlに懸濁
した。当該懸濁液を氷冷中で40分間超音波処理し(出
力:33w、発振周波数:20kHz、発振法:0.5
秒発振、0.5秒休止)、ホモジネートを作製した。
Example 2 Sterilized Nutrient Broth (NB) (manufactured by Difco) 50 ml of liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 10)
E. coli JM109 strain was shake-cultured overnight at 37 ° C. using a 200 ml Erlenmeyer flask containing 0 ml).
Next, an equivalent amount of 99.7% ethanol was added to the main culture solution. 2 ml of this ethanol-added culture broth was centrifuged in an Eppendorf centrifuge tube having a volume of 2.0 ml to obtain bacterial cells. 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH: 7.
2) The cells were washed once with 100 μl. 130m of fungus body
The suspension was suspended in 100 μl of the phosphate buffer containing M NaCl. The suspension was sonicated in ice for 40 minutes (output: 33 w, oscillation frequency: 20 kHz, oscillation method: 0.5
Second oscillation, rest for 0.5 seconds) to prepare a homogenate.

【0092】前記ホモジネートを遠心分離した後、上澄
液を採取し蛍光光度計のセルに移した。それを36℃に
温調した。それに36℃に予め加温した前記核酸プロー
ブの溶液を最終濃度で5nMとなるように添加した。3
6℃に温調しながら90分間大腸菌16SrRNAと核
酸プローブとをハイブリダイゼーションさせた。そして
蛍光光度計で蛍光色素の発光量を測定した。
After centrifuging the homogenate, the supernatant was collected and transferred to the cell of a fluorometer. It was thermostated at 36 ° C. A solution of the nucleic acid probe preheated to 36 ° C. was added thereto so that the final concentration was 5 nM. Three
E. coli 16S rRNA was hybridized with the nucleic acid probe for 90 minutes while controlling the temperature at 6 ° C. Then, the amount of emission of the fluorescent dye was measured with a fluorometer.

【0093】ハイブリダイゼーション前の蛍光色素の発
光量は、上記の上澄液の代りに、130mMのNaCl
含有の30mMのリン酸緩衝液(ソーダ塩)(pH:
7.2)を用いて測定した値を採用した。核酸プローブ
の量と上澄液の量の比を変えて発光量を測定した(励起
光503nm;測定蛍光色512nm)。その結果を図
1に示した。図1から分かるように、上澄液の量比が増
加することにより蛍光色素の発光が減少することが分か
る。即ち、本発明においては、核酸プローブにハイブリ
ダイゼーションする標的核酸量に比例して、蛍光色素の
発光の減少量の大きさが大きくなることが分かる。
The amount of luminescence of the fluorescent dye before hybridization was 130 mM NaCl instead of the above supernatant.
Containing 30 mM phosphate buffer (soda salt) (pH:
The value measured using 7.2) was adopted. The luminescence amount was measured by changing the ratio between the amount of the nucleic acid probe and the amount of the supernatant (excitation light 503 nm; measured fluorescence color 512 nm). The results are shown in Fig. 1. As can be seen from FIG. 1, the emission of the fluorescent dye decreases as the amount ratio of the supernatant increases. That is, in the present invention, it can be seen that the amount of decrease in emission of the fluorescent dye increases in proportion to the amount of target nucleic acid that hybridizes to the nucleic acid probe.

【0094】実施例3 核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の23SrR
NAにハイブリダイゼーションする(5')CCCACATCGTTTTG
TCTGGG(3')の塩基配列をもつオリゴヌクレオチドの5’
末端ヌクレオチドの3’位炭素のOH基に、−(CH2)
7−NH2を結合したものを、実施例1と同様にメドラン
ド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Mi
dland Certified Reagent Company、米国)から購入し
た。更に、実施例1と同様にモレキュラープローブ(Mo
lecular Probes)社からフロオ・リポーターキット(Fl
uoReporter Kit) F-6082 (ボデピーFLのプロピオン酸
サクシニミジルエステル(BODIPY FL propionic acid su
ccinimidyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレ
オチドのアミン誘導体に結合する試薬を含有するキッ
ト)を購入した。当該キットを前記オリゴヌクレオチド
に作用させて、ボデピーFLで標識した核酸プローブを
合成した。得られた合成物を実施例1と同様に精製し
て、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより25%の
収率でボデピーFLで標識した核酸プローブを得た。
Example 3 Preparation of nucleic acid probe: E. coli JM109 strain 23SrR
(5 ') CCCACATCGTTTTG which hybridizes to NA
5'of the oligonucleotide having the nucleotide sequence of TCTGGG (3 ')
The 3'-position OH group of a carbon terminal nucleotide, - (CH 2)
As in Example 1, the product to which 7- NH 2 was bound was prepared by Medland Certified Resin Company (Mi.
Purchased from dland Certified Reagent Company, USA). Further, as in Example 1, the molecular probe (Mo
lecular Probes) from Floo Reporter Kit (Fl
uoReporter Kit) F-6082 (BODIPY FL propionic acid su
In addition to the ccinimidyl ester), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with Bodpee FL. The obtained synthetic product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe labeled with Bodepee FL at a yield of 25% from the initial oligonucleotide raw material of 2 mM.

【0095】実施例4 実施例2で得られた大腸菌JM109株の菌体に実施例
2と同一の培地及び培養条件で調製したシュウドモナス
・プウシモビルス 421Y株(Pseudomonaspaucimobi
lis)(現在名:スフィンゴモナス・プウシモビルス)
(FERM P-5122)の菌体をOD660値で大腸菌JM1
09株と同濃度混合し、複合微生物系を調製した。得ら
れた混合液(大腸菌JM109株の菌体濃度は実施例2
と同一)について実施例2と同じ方法によりホモジネー
トを調製した。実施例3で調製した核酸プローブを用い
て、励起光を543nm、また、測定蛍光色を569n
mにする以外は、実施例2と同様な実験を行った結果、
実施例2と同様な結果を得た。
Example 4 Pseudomonas puusimovirus strain 421Y (Pseudomonas paucucimobi) prepared from the Escherichia coli JM109 strain cell obtained in Example 2 under the same medium and culture conditions as in Example 2
lis) (present name: Sphingomonas puusimovirs)
(FERM P-5122) with E. coli JM1 with OD660 value
09 strains were mixed at the same concentration to prepare a complex microbial system. The obtained mixed solution (the bacterial cell concentration of Escherichia coli JM109 was determined in Example 2
A homogenate was prepared by the same method as in Example 2. Using the nucleic acid probe prepared in Example 3, excitation light was 543 nm and measurement fluorescence color was 569 n.
As a result of conducting the same experiment as in Example 2 except that m is set,
The same result as in Example 2 was obtained.

【0096】実施例5 蛍光消光現象における標的核酸の塩基選択性、即ち、本
発明の塩基特異性を検討した。下記に示す標的合成デオ
キシリボオリゴヌクレオチド(30mer)のpoly a〜jの
10種類をDNA合成機ABI394(Perkin Elmer社
製、米国)で調製した。
Example 5 The base selectivity of the target nucleic acid in the fluorescence quenching phenomenon, that is, the base specificity of the present invention was examined. Ten kinds of poly a to j of the target synthetic deoxyribooligonucleotide (30 mer) shown below were prepared with a DNA synthesizer ABI394 (Perkin Elmer, USA).

【0097】更に、上記の合成DNAに対応するデオキ
シリボオリゴヌクレオチドの5’末端にボデピーFLで
標識した下記に示す本発明のプローブを調製した。上記
の合成DNAに対応するプライマーDNAの5’末端の
リン酸基に、−(CH2)6−NH2を結合したものをメド
ランド・サーテイファイド・レージント・カンパニー社
(Midland Certified Reagent Company、米国)から購
入した。更に、モレキュラープローブ(Molecular Prob
es)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter K
its)F−6082(ボデピーFLのプロピオン酸サク
シニジルエステル(BODIPY FL propionic acid succini
dyl esters)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチド
のアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を
購入した。当該キットを前記購入のプライマーDNAに
作用させて下記のボデピーFLで標識した本発明のプロ
ーブprobe a〜d、及びf〜hのを合成した。そ
して対応する合成デオキシリボオリゴヌクレオチドとハ
イブリダイゼーションしたときに、蛍光色素の発光がど
の程度減少するかを下記の条件下に調べ、本発明のプロ
ーブの特異性を検討した。
Furthermore, a probe of the present invention shown below was prepared by labeling the deoxyribooligonucleotide corresponding to the above synthetic DNA with Bodpy FL at the 5'end. A primer DNA corresponding to the above synthetic DNA having-(CH 2 ) 6 -NH 2 bound to the 5'-terminal phosphate group was prepared by Medland Certified Reagent Company, USA. ) Purchased from. In addition, the molecular probe (Molecular Prob
es) from FluoReporter K (FluoReporter K
its) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succini
In addition to dyl esters), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. The kit was allowed to act on the purchased primer DNA to synthesize the probes a to d and f to h of the present invention labeled with the following Bodpee FL. Then, how much the emission of the fluorescent dye was reduced when hybridized with the corresponding synthetic deoxyribooligonucleotide was examined under the following conditions to examine the specificity of the probe of the present invention.

【0098】 [0098]

【0099】 [0099]

【0100】 [0100]

【0101】 [0101]

【0102】 (1)ハイブリダイゼーション溶液のコンポーネント 合成DNA 320nM(終濃度) 核酸プローブ 80nM(終濃度) NaCl 50mM(終濃度) MgCl2 1mM(終濃度) トリス−塩酸緩衝液(pH=7.2) 100mM(終濃度) ミリQ純水 1.6992ml 終全量 2.0000ml (2)ハイブリダイゼーションの温度:51℃ (3)測定条件: 励起光 :543nm 測定蛍光色 :569nm(1) Components of Hybridization Solution Synthetic DNA 320 nM (final concentration) Nucleic acid probe 80 nM (final concentration) NaCl 50 mM (final concentration) MgCl 2 1 mM (final concentration) Tris-hydrochloric acid buffer solution (pH = 7.2) 100 mM (final concentration) MilliQ pure water 1.6992 ml Final total amount 2.0000 ml (2) Hybridization temperature: 51 ° C. (3) Measurement conditions: Excitation light: 543 nm Measurement fluorescence color: 569 nm

【0103】[0103]

【表1】 [Table 1]

【0104】その結果を表1に示した。表1から分かる
ように、蛍光色素で標識された核酸プローブが標的DN
A(デオキシリボオリゴヌクレオチド)にハイブリダイ
ゼーションしたときに、当該末端部において、当該プロ
ーブと標的DNAとがハイブリダイゼーションした末端
塩基部から1〜3塩基離れて、標的DNAの塩基配列に
G(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在するよう
に、当該プローブの塩基配列が設計されていることが好
適であることを示している。また、蛍光色素で標識され
た核酸プローブが標的DNAにハイブリダイゼーション
したときに、当該末端部においてハイブリダイゼーショ
ン物の塩基対がGとCのペアーを少なくとも一対以上形
成するように、当該プローブの塩基配列が設計されてい
ることが好適であることが表1から分かる。
The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, the nucleic acid probe labeled with the fluorescent dye is the target DN.
When hybridized to A (deoxyribooligonucleotide), G (guanine) is present in the base sequence of the target DNA at a distance of 1 to 3 bases from the terminal base portion where the probe and target DNA hybridized at the end portion. It indicates that it is preferable that the base sequence of the probe is designed so that at least one base is present. In addition, when the nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to the target DNA, the base sequence of the probe is such that the base pair of the hybridized product forms at least one pair of G and C at the end portion. It can be seen from Table 1 that it is preferable that

【0105】実施例6 下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プロー
ブを調製した。標的核酸内のG及び本発明の核酸プロー
ブ内のGの数の影響について、前記実施例と同様にして
調べた。
Example 6 A target nucleic acid having the following nucleotide sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The influence of the numbers of G in the target nucleic acid and G in the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above-mentioned Examples.

【0106】 [0106]

【0107】 [0107]

【0108】 [0108]

【0109】 [0109]

【0110】[0110]

【表2】 [Table 2]

【0111】表2から分かるように、標的核酸内のGの
数、本発明のプローブ内のGの数はそれほど蛍光強度の
減少に影響しないことが認識される。
As can be seen from Table 2, it is recognized that the number of G's in the target nucleic acid and the number of G's in the probe of the present invention do not significantly affect the decrease in fluorescence intensity.

【0112】実施例7 下記のような塩基配列の標的核酸と本発明の核酸プロー
ブを調製した。標的核酸内の塩基種及び本発明の核酸プ
ローブ内の塩基種の影響について、前記実施例と同様に
して調べた。
Example 7 A target nucleic acid having the following base sequence and a nucleic acid probe of the present invention were prepared. The influence of the base species in the target nucleic acid and the base species in the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above-mentioned Examples.

【0113】 [0113]

【0114】 [0114]

【0115】[0115]

【表3】 [Table 3]

【0116】表3及び前記の実施例から分かるように、
(i)蛍光色素で標識される本発明のプローブの末端がC
で構成され、標的核酸がハイブリダイゼーションしたと
き、GC ペアーを形成するとき、(ii)蛍光色素で標識
される本発明のプローブの末端がC以外の塩基で構成さ
れた場合、蛍光色素で標識されている個所の塩基と、標
的核酸の塩基との塩基ペアーより、標的核酸の3’末端
側にGが少なくとも1個以上存在する場合に、蛍光強度
の減少率が大きいことが分かる。
As can be seen from Table 3 and the examples above,
(i) The end of the probe of the present invention labeled with a fluorescent dye is C
And (ii) is labeled with a fluorescent dye when the target nucleic acid is hybridized and forms a GC pair, when the end of the probe of the present invention is composed of a base other than C, it is labeled with a fluorescent dye. It can be seen that the decrease rate of fluorescence intensity is large when at least one G is present at the 3′-end side of the target nucleic acid, based on the base pair of the base at the position where the target nucleic acid exists and the base of the target nucleic acid.

【0117】実施例8 本発明の核酸プローブに標識する色素の種類について、
前記実施例と同様にして調べた。なお、本発明のプロー
ブは、前記実施例7のプローブzを、また、標的核酸は
前記実施例7のオリゴヌクレオチドzを用いた。その結
果を、表4に示した。表から分かるように、本発明に用
いる蛍光色素として好適なものは、FITC、 BODIPY FL、
BODIPY FL/C3、 6-joe、TMRなどを挙げることができ
る。
Example 8 Regarding the kinds of dyes labeled on the nucleic acid probe of the present invention,
The investigation was conducted in the same manner as in the above-mentioned example. The probe of the present invention was the probe z of Example 7, and the target nucleic acid was the oligonucleotide z of Example 7. The results are shown in Table 4. As can be seen from the table, suitable fluorescent dyes for use in the present invention are FITC, BODIPY FL,
BODIPY FL / C3, 6-joe, TMR, etc. can be mentioned.

【0118】[0118]

【表4】 [Table 4]

【0119】実施例9 核酸プローブの調製:大腸菌JM109株の16SrR
NAの1156塩基目から1190塩基の塩基配列に相
当するKYM−7株の16SrRNA塩基配列に特異的
にハイブリダイゼーションする(5')CAT CCC CAC CTT CC
T CCC AGT TGACCC CGG CAG TC(3')(35塩基対)の塩
基配列をもち、1〜16及び25〜35塩基目がデオキ
シリボヌクレオチド、17〜24塩基目が2’位炭素の
OH基をアミノ基で修飾したリボオリゴヌクレオチドか
らなり、5’末端のリン酸基のOH基を-(CH2)7-NN2
修飾しを結合したものを、実施例1と同様にメドランド
・サーテイファイド・レージント・カンパニー社(Midl
and Certified Reagent Company、米国)から購入し
た。更に実施例1と同様にモレキュラープローブ(Mole
cular Probes)社からフロオ・リポーターキット(Fluo
Reporter Kits) F-6082(ボデピーFL/C6のプロピ
オン酸サクシニミジルエステル(BODIPY FL/ C6 propio
nic acid succinimidyl ester)の他に、当該化合物を
オリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合する試薬を含
有するキット)を購入した。当該キットを前記オリゴヌ
クレオチドに作用させて、ボデピーFL/C6で標識した核
酸プローブを合成した。得られた合成物を実施例1と同
様に精製して、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMよ
り23%の収率でボデピーFL/C6で標識した核酸プロー
ブを得た。このプローブを35塩基鎖2-O-Meプローブと
名づけた。
Example 9 Preparation of nucleic acid probe: E. coli JM109 strain 16SrR
It hybridizes specifically with the 16S rRNA base sequence of the KYM-7 strain corresponding to the base sequence from the 1156th base to the 1190th base of NA (5 ′) CAT CCC CAC CTT CC
It has a base sequence of T CCC AGT TGACCC CGG CAG TC (3 ') (35 base pairs). A ribooligonucleotide modified with a group, and the OH group of the phosphate group at the 5 ′ end modified with — (CH 2 ) 7 —NN 2 was bonded to・ Resinto Company (Midl
and Certified Reagent Company, USA). Further, as in Example 1, the molecular probe (Mole
Fluo Reporter Kit (Fluo
Reporter Kits) F-6082 (Bodepy FL / C6 propioic acid succinimidyl ester of propionate
nic acid succinimidyl ester), and a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. The kit was allowed to act on the oligonucleotide to synthesize a nucleic acid probe labeled with Bodpee FL / C6. The obtained synthesized product was purified in the same manner as in Example 1 to obtain a nucleic acid probe labeled with Bodepee FL / C6 in a yield of 23% from the initial oligonucleotide raw material of 2 mM. This probe was named 35-base chain 2-O-Me probe.

【0120】(5’)AGG CCG GCC CTT GAC TTT CCT
(3’)の塩基配列を有するリボキシオリゴヌクレオチ
ドを前記同様にしてDNA合成機を用いて合成して、ホ
ワード(forward)型のヘルパープローブとし
た。一方、(5’)AUG GGA GUUCAG UAG UAC CCG CAA U
GC UGG UCC(3')の塩基配列を有するリボキシオリゴヌク
レオチドを前記同様にしてDNA合成機を用いて合成し
て、バックワード(backward) 型のヘルパープローブと
した。
(5 ') AGG CCG GCC CTT GAC TTT CCT
A riboxy oligonucleotide having the nucleotide sequence of (3 ′) was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to obtain a forward type helper probe. On the other hand, (5 ') AUG GGA GUUCAG UAG UAC CCG CAA U
A riboxy oligonucleotide having the nucleotide sequence of GC UGG UCC (3 ') was synthesized using a DNA synthesizer in the same manner as described above to give a backward type helper probe.

【0121】前記の16SrRNAを95℃で5分加熱
処理した後、下記に示す反応条件においたプローブ溶液
に添加した後、蛍光測定機器パーキンエルマー(Perkin
Elmer) LS-50Bで蛍光強度を測定した。その結果を図
2に示した。尚、上記の加熱処理しない16SrRNA
を用いたものをコントロールとした。加熱処理した実験
区においては、蛍光強度の減少が大きいことが図2から
分かる。この結果は、16SrRNAを95℃で加熱処
理することで本発明のプローブとより強いハイブリダイ
ゼーションをしていることを示している。 反応条件: 16SrRNA: 10.0 nM プローブ: 25nM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、8.5% リチウムドデシルサルファイト、pH 5.1 温度: 70℃
The above 16S rRNA was heat-treated at 95 ° C. for 5 minutes and then added to the probe solution under the reaction conditions shown below.
The fluorescence intensity was measured with Elmer) LS-50B. The results are shown in Fig. 2. The 16S rRNA not subjected to the above heat treatment
Was used as a control. It can be seen from FIG. 2 that the decrease in fluorescence intensity is large in the heat-treated experimental section. This result indicates that heat treatment of 16S rRNA at 95 ° C. results in stronger hybridization with the probe of the present invention. Reaction conditions: 16S rRNA: 10.0 nM Probe: 25 nM Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite, pH 5.1 Temperature: 70 ° C

【0122】実施例10(ヘルパープローブのハイブリ
ダイゼーション効率への影響) 前記の16SrRNAにハイブリダイゼーションする下
記の本発明のプローブ及びヘルパープローブを前記と同
様にして調製した。そして下記の条件にて、本発明の2'
-O-Meプローブの効果、当該プローブの塩基鎖の長さの
影響、及びヘルパープローブの効果について検討した。
その結果を図3のA、B、C、Dに示した。図から、本
発明の2'-O-Meプローブがハイブリダイゼーション効率
に寄与していることが分かる。また、2'-O-Meプローブ
の塩基鎖が短い場合にヘルパープローブがハイブリダイ
ゼーション効率を高めるのに役立っている。
Example 10 (Influence of Helper Probe on Hybridization Efficiency) The following probes of the present invention and helper probes that hybridize to the above 16S rRNA were prepared in the same manner as above. Then, under the following conditions, 2'of the present invention
The effect of the -O-Me probe, the effect of the base chain length of the probe, and the effect of the helper probe were examined.
The results are shown in A, B, C and D of FIG. From the figure, it can be seen that the 2'-O-Me probe of the present invention contributes to the hybridization efficiency. In addition, when the base chain of the 2'-O-Me probe is short, the helper probe helps to improve the hybridization efficiency.

【0123】1)前記と同じ35塩基鎖2'-O-Meプロー
ブ、 2)前記1)と同じ35塩基鎖2'-O-Meプローブと同じ
塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキシリボ
ヌクレオチドで構成されているプローブ(35塩基鎖DN
A プローブ)、 3)前記1)の35塩基鎖2-O-Meプローブと同じ塩基配
列であるが、5’末端から8塩基分、3’末端から10
塩基分のヌクレオチドを削除したプローブ(17塩基鎖
2-O-Me プローブ)、 4)前記2)の33塩基鎖DNAプローブと同じ塩基配列
であるが、3’末端から16塩基分のヌクレオチドを削
除したプローブ(17塩基鎖DNAプローブ)、
1) The same 35-base 2'-O-Me probe as described above, 2) The same base sequence as the same 35-base 2'-O-Me probe as described in 1) above, except that the oligonucleotide is a deoxyribonucleotide. Constituted probe (35 base DN
A probe), 3) has the same nucleotide sequence as the 35-base 2-O-Me probe of 1) above, except for 8 bases from the 5'end and 10 from the 3'end.
A probe with 17 nucleotides deleted
2-O-Me probe), 4) a probe having the same nucleotide sequence as the 33-base-chain DNA probe of 2) above, but with 16 nucleotides deleted from the 3'end (17-base-chain DNA probe),

【0124】5)前記ホワード型ヘルパープローブの中
央8塩基分のOH基をメチル基で修飾したヘルパープロ
ーブ(ファード型 2-O-Meヘルパープローブ) 6)前記リバース 型ヘルパープローブの中央8塩基分
のOH基をメチル基で修飾したヘルパープローブ(リバ
ース型 2-O-Meヘルパープローブ) 7)前記フォワード型ヘルパープローブの塩基配列と同
じ塩基配列であるが、オリゴヌクレオチドがデオキヌク
レオチドで構成されているヘルパープローブ(ファワー
ド型 DNA ヘルパープローブ) 8)前記リバース 型ヘルパープローブの塩基配列と同
じ塩基配列であるが、デオキリボヌクレオチドがで構成
されているヘルパープローブ(リバース型 DNAヘルパー
プローブ) 9)(5')GUGACGGUCACUAUUUGACCUCCUUCCACCCC(3')なる塩
基配列を有するリボオリゴヌクレオチド(35塩基リボ
オリゴヌクレオチド)、 10)(5')GUGACGGUCACUAUUUG(3')なる塩基配列を有す
るリボオリゴヌクレオチド(17塩基鎖リボオリゴヌク
レオチド)、
5) Helper probe obtained by modifying the OH group for the central 8 bases of the Howard type helper probe with a methyl group (Fard type 2-O-Me helper probe) 6) For the central 8 bases of the reverse type helper probe Helper probe in which an OH group is modified with a methyl group (reverse type 2-O-Me helper probe) 7) A helper having the same base sequence as the forward type helper probe, but the oligonucleotide is composed of deoxynucleotides Probe (Fader-type DNA helper probe) 8) Helper probe (reverse-type DNA helper probe) 9) (5 ') having the same base sequence as the reverse-type helper probe but composed of deoxyribonucleotides Ribo-oligonucleotide having a base sequence of GUGACGGUCACUAUUUGACCUCCUUCCACCCC (3 ') (35 bases ribooligonucleotide), 10) (5 ') GUGACGGUCACUAUUUG (3') consisting ribooligonucleotide (17 bases stranded ribonucleic oligonucleotide having a nucleotide sequence),

【0125】 反応条件: 16SrRNA: 10nM プローブ: 25nM ヘルパープローブ: 1μM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、 8.5% リチウムドデシルサルファイト、pH 5.1 温度: ・35塩基鎖リボオリゴヌクレオチド2-O-Meプローブ使用の場合: 70℃ ・17塩基鎖リボオリゴヌクレオチド2−O−Meプローブまたは 33塩基鎖リボオリゴヌクレオチドDNAプローブ:65℃ ・17塩基鎖リボオリゴヌクレオチドDNAプローブ:50℃[0125]     Reaction conditions:       16S rRNA: 10nM       Probe: 25nM       Helper probe: 1 μM       Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide,                         8.5% lithium dodecyl sulfite, pH 5.1       temperature:         ・ When using a 35-base chain ribooligonucleotide 2-O-Me probe:           70 ° C         ・ 17-base chain ribooligonucleotide 2-O-Me probe or           33-base chain ribooligonucleotide DNA probe: 65 ° C         ・ 17-base chain ribooligonucleotide DNA probe: 50 ° C

【0126】実施例11(rRNA測定のための検量線
の作成) 0.1〜10nMの範囲の前記rRNAを95℃で5分
間加熱後、予め下記反応条件においた反応液に添加し、
1000秒後、蛍光強度の減少をパーキンエルマーLS-5
0Bを使用して測定した。その結果を図4に示した。図か
ら検量線は0.1〜10nMにおいて直線性を示すこと
が分かる。 反応条件: 33塩基鎖リボオリゴヌクレオチド2-O-Meプローブ: 1.0〜25nM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、 8.5% リチウムドデシルサルファイト、 pH 5.1 温度: 70℃
Example 11 (Preparation of calibration curve for rRNA measurement) The above-mentioned rRNA in the range of 0.1 to 10 nM was heated at 95 ° C. for 5 minutes and then added to a reaction solution previously subjected to the following reaction conditions,
After 1000 seconds, decrease the fluorescence intensity with Perkin Elmer LS-5
Measured using 0B. The results are shown in Fig. 4. From the figure, it can be seen that the calibration curve shows linearity at 0.1 to 10 nM. Reaction conditions: 33 base chain ribooligonucleotide 2-O-Me probe: 1.0 to 25 nM buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide, 8.5% lithium dodecyl sulfite, pH 5.1 temperature: 70 ° C

【0127】実施例12(FISH方法) セルロモナス(Cellulomonas)sp.KYM-7(FERM P-1680
6)及びアグロバクテリウム(Agrobacterium) sp. KYM-
8(FERM P-11358)の各々のrRNAにハイブリダイゼー
ションする本発明のプローブ35〜36塩基鎖デオキシオリ
ゴヌクレオチド 2-O-Meプローブを前記と同様にして調
製した。各プローブの塩基配列は下記の通りである。
Example 12 (FISH method) Cellulomonas sp. KYM-7 (FERM P-1680
6) and Agrobacterium sp. KYM-
The probe of the present invention which hybridizes to each rRNA of 8 (FERM P-11358) 35-36 base chain deoxyoligonucleotide 2-O-Me probe was prepared in the same manner as above. The base sequence of each probe is as follows.

【0128】セルロモナス sp.KYM-7のrRNA測定の
ための35塩基鎖デオキシオリゴヌクレオチド2−O−
Meプローブ:(5')CAT CCC CAC CTT CCT CCG AGT TGA
CCC CGG CAG TC(3')(アンダーライン部分がメチル基
で修飾されている。)。アグロバクテリウム sp. KYM-8
(FERM P-11358)のrRNA測定のための36塩基鎖デオ
キシオリゴヌクレオチド2−O−Meプローブ:(5')CA
T CCC CAC CTT CCT CTC GGC TTA TCA CCG GCA GTC(3')
(アンダーライン部分がメチル基で修飾されてい
る。)。
35 base chain deoxyoligonucleotide 2-O-for rRNA measurement of Cellulomonas sp. KYM-7
Me probe: (5 ') CAT CCC CAC CTT CCT C CG AGT TGA
CCC CGG CAG TC (3 ') (underlined part is modified with methyl group). Agrobacterium sp.KYM-8
(FERM P-11358) 36-base deoxyoligonucleotide 2-O-Me probe for rRNA measurement: (5 ') CA
T CCC CAC CTT CCT C TC GGC TTA T CA CCG GCA GTC (3 ')
(The underlined portion is modified with a methyl group.).

【0129】セルロモナス sp. KYM-7及びアグロバク
テリウムsp. KYM-8を下記の培地組成で下記の培養条件
で混合培養し、培養時間毎に培養物を採取した。それら
から、rRNAをRNeasy Maxikit(QIAGENE社)を用い
て調製した。当該rRNAを95℃で5分加熱後、予め
反応条件においた反応液に添加し、70℃、1000秒
間反応させた後、蛍光強度をパーキンエルマーLS-50Bを
使用して測定した。その結果を図5に示した。尚、全r
RNAはリボグリーン(RiboGreen) RNA Kit (会社
名:モレキュラープローブ(molecular probes)、所在
地名:Eugene,Oregon,USA)を用いて測定した。図から
分かるように、各菌株のrRNAの動態は全 rRNAの
動態と一致した。また、各菌株のrRNAの合計量は全
rRNAと一致した。このことは、本発明方法はFISH方
法において有効な方法になることを示している。
Cellulomonas sp. KYM-7 and Agrobacterium sp. KYM-8 were mixed and cultivated with the following medium composition under the following culturing conditions, and the cultures were collected at each culturing time. From them, rRNA was prepared using RNeasy Maxikit (QIAGENE). The rRNA was heated at 95 ° C. for 5 minutes, added to a reaction solution that had been subjected to reaction conditions in advance, reacted at 70 ° C. for 1000 seconds, and fluorescence intensity was measured using Perkin Elmer LS-50B. The results are shown in Fig. 5. All r
RNA was measured using RiboGreen RNA Kit (company name: molecular probes, location name: Eugene, Oregon, USA). As can be seen from the figure, the kinetics of rRNA of each strain was consistent with the kinetics of total rRNA. In addition, the total amount of rRNA of each strain was consistent with the total rRNA. This indicates that the method of the present invention is an effective method in the FISH method.

【0130】培地組成(g/l):デンプン,10.0;アス
パラギン酸,0.1; K2HPO4,5.0;KH2PO4,2.0;MgSO4・7
H2O ,0.2;NaCl,0.1; (NH4)2SO4;0.1. 培地100ml
を500ml容のコニカルフラスコに分注し、該フラス
コを120℃で10分間、オートクレーブ釜を用いて殺
菌した。
[0130] Medium Composition (g / l): starch, 10.0; aspartic acid, 0.1; K 2 HPO 4, 5.0; KH 2 PO 4, 2.0; MgSO 4 · 7
H 2 O, 0.2; NaCl, 0.1; (NH 4 ) 2 SO 4 ; 0.1. 100 ml of medium
Was dispensed into a 500 ml conical flask, and the flask was sterilized at 120 ° C. for 10 minutes using an autoclave kettle.

【0131】培養条件:前記の菌株を斜面培地で予め培
養した。該斜面培地より1白金耳の菌体をとり、前記の
殺菌したコニカルフラスコに接種した。30℃、150
rpmで撹拌培養した。
Culture conditions: The above strains were pre-cultured on a slant medium. Cells of 1 platinum loop were taken from the slant medium and inoculated into the sterilized conical flask. 30 ° C, 150
The culture was carried out with stirring at rpm.

【0132】 反応条件: 33塩基鎖デオキシオリゴヌクレオチド2−O−Meプローブ: 1.0〜10nM 緩衝液: 100mM コハク酸、125mM 水酸化リチウム、 8.5% リチウムドデシルサルファイト、pH 5.1 温度: 70℃[0132] Reaction conditions:   33 base chain deoxyoligonucleotide 2-O-Me probe: 1.0 to 10 nM   Buffer: 100 mM succinic acid, 125 mM lithium hydroxide,                 8.5% lithium dodecyl sulfite, pH 5.1   Temperature: 70 ℃

【0133】以下実施例13に、標的核酸若しくは遺伝
子の多型及び変異を解析若しくは測定する方法を記す。 実施例13 下記に示した塩基配列をもつ4種類のオリゴヌクレオチ
ドを前記実施例5のDNA合成機を用いて合成した。ま
た、前記実施例5と同様にして、下記の塩基配列の本発
明の核酸プローブを合成した。該プローブと各々のオリ
ゴヌクレオチドを溶液中でハイブリダイゼーションさせ
た後、蛍光強度の変化から1塩基置換の評価ができるか
どうか検討した。本発明の核酸プローブの塩基配列は、
標的オリゴヌクレオチドの3’末端にGが存在する場合
に、100%マッチするように設計されている。ハイブ
リダイゼーション温度は、プローブと標的オリゴヌクレ
オチドの全塩基対(base-pairs)が100%ハイブリダ
イゼーションできる40℃に設定した。プローブ及び標
的オリゴヌクレオチドの濃度、緩衝液の濃度,蛍光測定
装置、蛍光測定条件、実験操作などは、前記実施例5と
同様である。
Example 13 below describes a method for analyzing or measuring polymorphisms and mutations in target nucleic acids or genes. Example 13 Four kinds of oligonucleotides having the nucleotide sequences shown below were synthesized using the DNA synthesizer of Example 5 described above. Further, in the same manner as in Example 5, the nucleic acid probe of the present invention having the following base sequence was synthesized. After the probe and each oligonucleotide were hybridized in a solution, it was examined whether or not single base substitution could be evaluated from the change in fluorescence intensity. The nucleotide sequence of the nucleic acid probe of the present invention,
It is designed to match 100% when there is a G at the 3'end of the target oligonucleotide. The hybridization temperature was set to 40 ° C. at which 100% of all base-pairs of the probe and the target oligonucleotide can hybridize. The concentration of the probe and the target oligonucleotide, the concentration of the buffer solution, the fluorescence measuring device, the fluorescence measuring conditions, the experimental operation, etc. are the same as those in Example 5.

【0134】 [0134]

【0135】その結果を表5に示した。表から、標的オ
リゴヌクレオチドNo.1〜3においては、蛍光強度に
変化は観察されなかったが、標的オリゴヌクレオチドN
o.4においては84%の減少が観察された。
The results are shown in Table 5. From the table, the target oligonucleotide No. In 1 to 3, no change in fluorescence intensity was observed, but the target oligonucleotide N
o. 84% reduction was observed in 4.

【0136】[0136]

【表5】 [Table 5]

【0137】本発明において、標的核酸若しくは遺伝子
(No.1〜4)の多型及び変異を解析若しくは測定若
しくは測定する方法により得られるデータ(表5のカラ
ムA及びBのデータ)を解析する方法において、標的核
酸若しくは遺伝子が蛍光色素で標識された核酸プローブ
(上記の核酸プローブ)とハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値を、前記のハイブリダイズしていない
ときの反応系の蛍光強度値により補正するとは、表3の
(A−B)/Bの計算をいう。以上の結果より、標的核
酸が2本鎖の場合、G→A、G←A、C→T、C←T、
G→C、G←Cの置換を検出できることが明らかになっ
た。
In the present invention, a method for analyzing data (data in columns A and B in Table 5) obtained by a method for analyzing or measuring polymorphisms and mutations of target nucleic acids or genes (Nos. 1 to 4) In, the fluorescence intensity value of the reaction system when the target nucleic acid or gene is hybridized with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye (above nucleic acid probe), the fluorescence intensity value of the reaction system when not hybridized Correcting by means the calculation of (AB) / B in Table 3. From the above results, when the target nucleic acid is double-stranded, G → A, G ← A, C → T, C ← T,
It was revealed that the substitution of G → C and G ← C can be detected.

【0138】実施例14 図6に本発明のDNAチップのモデルを図示した。先
ず、実施例13で調製した本発明のプローブ、3'TTTTTT
TTGGGGGGGGC5'BODIPY FL/C6の3’末端の3’位のOH
にアミノ基を導入したもの、また、スライドガラスを反
応基としてエポキシ基を有するシランカップリン剤でス
ライドガラスの表面を処理したものを用意する。上記の
本発明のプローブを含む溶液をDNAチップ作成装置GM
STM417ARRAYER(TAKARA)で該スライドガラス上にスポッ
トする。そうすると、3’末端で発明のプローブがガラ
ス面に結合する。該スライドガラスを密閉容器内に4時
間位おき反応を完結させる。そして該スライドガラスを
0.2%SDS溶液、水に1分程度交互に2回づつ漬け
る。更にホウ素溶液(水300mlにNaBH41.0gを
溶かしたもの。)に5分位つける。95℃の水に2分つ
けてから、素早く0.2%SDS溶液、水に1分程度交
互に2回づつ漬けて試薬を洗い流す。室温で乾燥する。
このようにして本発明のDNAチップが調製される。更
に、各スポットのガラスの下面に図のような微小な温度
センサーとヒータを設けることにより、高性能な本発明
のDNAチップを作成することができる。このDNAチ
ップを用いて標的核酸若しくは遺伝子を測定する場合を
説明する。該プローブに標的核酸若しくは遺伝子がハイ
ブリダイゼーションしていないときは、又はハイブリダ
イゼーションしても本発明の蛍光色素標識末端でGCペ
アーを形成しないとき、若しくは当該プローブと標的核
酸しくは遺伝子とがハイブリダイゼーションした末端塩
基部分から1ないし3塩基離れて、標的核酸若しくは遺
伝子の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1ないし
3塩基存在しないときは、蛍光強度に変化ない。しか
し、ハイブリダイゼーションすると蛍光強度が減少す
る。この蛍光強度はDNAチップ解析装置GMSTM41
8アレースキャナー(Array Scanner)(TAKARA)を使
用して測定できる。
Example 14 FIG. 6 shows a model of the DNA chip of the present invention. First, the probe of the present invention prepared in Example 13, 3′TTTTTT
TTGGGGGGGGC5'BODIPY FL / C6 3'end 3'OH
An amino group is introduced into the slide glass, or a slide glass whose surface is treated with a silane coupling agent having an epoxy group as a reactive group is prepared. A solution containing the above-mentioned probe of the present invention is used as a DNA chip manufacturing apparatus GM.
Spot on the glass slide with S 417 ARRAYER (TAKARA). The probe of the invention then binds to the glass surface at the 3'end. The slide glass is placed in a closed container for about 4 hours to complete the reaction. Then, the slide glass is alternately immersed twice in a 0.2% SDS solution and water for about 1 minute twice. Further, it is placed in a boron solution (NaBH 4 1.0 g dissolved in 300 ml of water) for about 5 minutes. After soaking in water at 95 ° C for 2 minutes, quickly soak the reagent in 0.2% SDS solution and water alternately for about 1 minute twice to wash away the reagent. Dry at room temperature.
Thus, the DNA chip of the present invention is prepared. Further, by providing a minute temperature sensor and a heater as shown in the figure on the lower surface of the glass of each spot, a high performance DNA chip of the present invention can be prepared. A case of measuring a target nucleic acid or gene using this DNA chip will be described. When the target nucleic acid or gene is not hybridized with the probe, or when the hybridization does not form a GC pair at the fluorescent dye-labeled end of the present invention, or the probe is hybridized with the target nucleic acid or gene. When there is at least 1 to 3 bases of G (guanine) in the base sequence of the target nucleic acid or gene, 1 to 3 bases away from the terminal base portion, the fluorescence intensity does not change. However, the fluorescence intensity decreases upon hybridization. This fluorescence intensity is measured by the DNA chip analyzer GMS 41.
8 It can be measured using an Array Scanner (TAKARA).

【0139】以下、実施例15〜19に本発明のPCR
方法を記す。 実施例15 大腸菌のゲノムDNAにおける16SrRNA遺伝子を
標的核酸として、当該核酸の増幅のための(BODIPY FL/
C6で標識した)プライマーを調製した。
Hereinafter, the PCR of the present invention will be described in Examples 15 to 19.
Describe the method. Example 15 Using the 16S rRNA gene in Escherichia coli genomic DNA as a target nucleic acid, (BODIPY FL /
A C6 labeled primer was prepared.

【0140】プライマー1(Eu800R:リバース型)の調
製:(5')CATCGTTTACGGCGTGGAC(3')の塩基配列をもつデ
オキシリボオリゴヌクレオチドを、DNA合成機ABI394
(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該
オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基
をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシン
の5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したもの
を、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カン
パニー社(米国)から購入した。更に、モレキュラープ
ローブ社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter
Kits)F-6082(ボデピーFL/C6のプロピオン酸サクシニ
ミジルエステル(BODIPY FL propionic acid succinimi
dyl ester)の他に、当該化合物をオリゴヌクレオチド
のアミン誘導体に結合させる試薬を含有するキット)を
購入した。前記購入したオリゴヌクレオチドに当該キッ
トを作用させて、本発明のボデピーFL/C6で標識したプ
ライマー1を合成した。
Preparation of primer 1 (Eu800R: reverse type): A deoxyribooligonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ') CATCGTTTACGGCGTGGAC (3') was used as a DNA synthesizer ABI394.
(Manufactured by Perkin Elmer, USA), and the phosphate group at the 5'end of the oligodeoxyribonucleotide was treated with phosphatase to give cytosine, and the 5'-position carbon OH group of the cytosine had-(CH 2 ) 9- NH 2 conjugate was purchased from Midland Certified Resin Company (USA). In addition, from Molecular Probes, the Fluoro Reporter Kit (FluoReporter
Kits) F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinimi
In addition to the dyl ester), a kit containing a reagent for binding the compound to an amine derivative of an oligonucleotide) was purchased. The kit was made to act on the purchased oligonucleotide to synthesize the primer 1 labeled with Bodpee FL / C6 of the present invention.

【0141】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3緩衝液(pH
9.0)に溶解した。当該溶解物をNAP−25カラム
(ファルマシア社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除
去した。更に逆相HPLC(B gradient:15〜65%、2
5分間)を以下の条件で行った。そして、溶出するメイ
ンピークを分取した。分取した画分を凍結乾燥して本発
明のプライマー1を、最初のオリゴヌクレオチド原料2
mMより50%の収率で得た。
Purification of synthetic product: The synthetic product obtained was dried to obtain a dried product. Add it to 0.5M Na 2 CO 3 / NaHCO 3 buffer (pH
It was dissolved in 9.0). The lysate was subjected to gel filtration with a NAP-25 column (Pharmacia) to remove unreacted substances. Reverse phase HPLC (B gradient: 15-65%, 2
5 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The collected fractions were lyophilized to obtain the primer 1 of the present invention and the first oligonucleotide raw material 2
Obtained in 50% yield from mM.

【0142】尚、上記の逆相クロマトグラフィーの条件
は次の通りである: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.05N TEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18 ;6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
The conditions of the above reverse phase chromatography are as follows: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.05N TEAA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C 18 ; 6 × 250 mm Elution rate: 1.0 ml / min Temperature: 40 ° C. Detection: 254 nm

【0143】実施例16 プライマー2(Eu500R/forward:フォワード型)の調
製:(5')CCAGCAGCCGCGGTAATAC(3')の塩基配列をもつデ
オキシリボオリゴヌクレオチドの5’末端に蛍光色素
(BODIPY FL/C6)で標識したプライマー2を実施例13
と同様にして収率50%で調製した。
Example 16 Preparation of primer 2 (Eu500R / forward: forward type): A fluorescent dye (BODIPY FL / C6) was added to the 5'end of a deoxyribooligonucleotide having the nucleotide sequence of (5 ') CCAGCAGCCGCGGTAATAC (3'). The labeled primer 2 was used in Example 13
Was prepared in a similar manner to the above with a yield of 50%.

【0144】実施例17 殺菌したニュトリエントブロス(NB)(Difco社製)液体
培地5ml(組成:NB、0.08g/100ml)を含有する試験管
を用いて、大腸菌JM109株を37℃で一晩振蘯培養し
た。培養液1.5mlを1.5ml容量の遠心チューブで遠
心分離し、菌体を得た。この菌体から、DNeasy Tissue
Kit(キアゲン社、ドイツ国)を用いてゲノムDNAを
抽出した。その方法は本キットのプロトコルに従った。
その結果、17ng/μlのDNA溶液を得た。
Example 17 Escherichia coli JM109 strain was incubated overnight at 37 ° C. in a test tube containing 5 ml of sterilized nutrient broth (NB) (manufactured by Difco) liquid medium (composition: NB, 0.08 g / 100 ml). Cultured with shaking. The culture solution (1.5 ml) was centrifuged with a 1.5 ml capacity centrifuge tube to obtain cells. From this cell, DNeasy Tissue
Genomic DNA was extracted using Kit (Qiagen, Germany). The method followed the protocol of this kit.
As a result, a 17 ng / μl DNA solution was obtained.

【0145】実施例18 上記の大腸菌のゲノムDNA、プライマー1及び/又は
プライマー2を使用して、ロシュ・ダイアグノスティッ
クス株式会社発売のライトサイクラーTMシステム(Ligh
tCyclerTM System)を用いて常法通りにPCR反応を行
った。操作は当該システム機器の手順書に従った。ま
た、上記システムにおいてPCRは、当該手順書に記さ
れている核酸プローブ(FRET現象を利用する二個のプロ
ーブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識されていな
い通常のプライマー)の代りに本発明プライマー1及び
/又は2を用いる以外は当該手順書通りに行った。
Example 18 Using the above-mentioned Escherichia coli genomic DNA, primer 1 and / or primer 2, the LightCycler system (Ligh) sold by Roche Diagnostics KK
PCR reaction was carried out by a conventional method using the tCycler System). The operation followed the procedure manual of the system equipment. In the above system, PCR is the present invention instead of the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) described in the procedure manual and a normal primer (a normal primer not labeled with a fluorescent dye). The procedure was performed according to the procedure manual except that the primers 1 and / or 2 were used.

【0146】PCRは次のコンポーネントで行った。 大腸菌ゲノムDNA溶液 3.5μl(終濃度0〜6ng/20μl) (終コピー数0〜2.4・106個) プライマー溶液 0.8μl(終濃度0.08μM) Taq溶液 10.0μl ミリQ純水 5.7μl 全容量 20.0μl 尚、標的核酸である大腸菌16SrDNAは、図7の説
明欄に示される実験区の濃度で、また、プライマーは、
同様に図7の注に示される実験区のプライマー1及び/
又は2の組合せで実験を行った。
PCR was performed with the following components. E. coli genomic DNA solution 3.5 μl (final concentration 0 to 6 ng / 20 μl) (final copy number 0 to 2.4 · 10 6 ) Primer solution 0.8 μl (final concentration 0.08 μM) Taq solution 10.0 μl MilliQ pure Water 5.7 μl Total volume 20.0 μl The target nucleic acid E. coli 16SrDNA was at the concentration of the experimental section shown in the explanation column of FIG. 7, and the primer was
Similarly, the primer 1 and / or of the experimental section shown in the note of FIG.
Or, the experiment was performed with two combinations.

【0147】また、上記のTaq溶液は次の試薬の混合液
である。 Taq 溶液 96.0 μl ミリQ純水 68.2 μl Taq DNA ポリメラーゼ溶液 24.0 μl Taq スタート(start) 3.8 μl
The above Taq solution is a mixed solution of the following reagents. Taq solution 96.0 μl MilliQ pure water 68.2 μl Taq DNA polymerase solution 24.0 μl Taq start 3.8 μl

【0148】尚、Taq 溶液、 Taq DNAポリメラーゼ溶液
はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDN
Aマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Mast
er Hybridization Probes)キットのものである。特にTa
q DNA ポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャップ)
を10倍に希釈して用いた。また、Taq スタートは、ク
ローンテック社(USA)より販売されているTaq DNA
ポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加すること
で70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑えること
ができる。即ち、ホット・スタート(hot start)を行う
ことができるものである。
The Taq solution and the Taq DNA polymerase solution are DN sold by Roche Diagnostics KK
A master hybridization probe (DNA Mast
er Hybridization Probes) kit. Especially Ta
q DNA polymerase solution is 10 x conc. (red cap)
Was diluted 10 times before use. In addition, Taq Start is a Taq DNA sold by Clonetech (USA).
It is an antibody for polymerase, and the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed up to 70 ° C. by adding it to the reaction solution. That is, a hot start can be performed.

【0149】反応条件は次の如くである。 変性(denaturation) 初期:95℃、120秒 再:95℃、 0秒 アニーリング(annealing)条件 57℃、5秒 測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。
その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F
1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強
度は75に固定した。
The reaction conditions are as follows. Denaturation Initial: 95 ° C., 120 seconds Re: 95 ° C., 0 seconds Annealing conditions 57 ° C., 5 seconds Measurements were performed using a LightCycler system.
At that time, among the detectors of F1 to 3 in the system,
The detector of 1 was used, the gain of the detector was fixed to 10, and the excitation intensity was fixed to 75.

【0150】その結果を図7及び8に示した。図7及び
8から、蛍光色素の発光の減少が観察される時点のサイ
クル数と標的核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が
比例していることが分かる。尚、図においては、蛍光色
素の発光の減少量を蛍光強度の減少値として表現した。
図9は、サイクル数を関数として、大腸菌16SrDN
Aのコピー数を表現した大腸菌16SrDNAの検量線
である。相関係数は0.9973で、極めてよい相関を
示した。以上の結果から分かるように、本発明の定量的
PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数を測定
できるようになる。即ち、標的核酸の測定ができる。
The results are shown in FIGS. 7 and 8. From FIGS. 7 and 8, it can be seen that the cycle number at the time when the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of E. coli 16S rDNA of the target nucleic acid. In the figure, the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye is expressed as the decrease value of the fluorescence intensity.
Figure 9 shows E. coli 16SrDN as a function of cycle number.
It is a calibration curve of E. coli 16S rDNA expressing the copy number of A. The correlation coefficient was 0.9973, indicating a very good correlation. As can be seen from the above results, it becomes possible to measure the initial copy number of the target nucleic acid by using the quantitative PCR method of the present invention. That is, the target nucleic acid can be measured.

【0151】実施例19 実施例18においては、本発明のプローブをプライマー
としてPCRを行ったが、本実施例では従来法に用いる
FRET現象を利用する二個のプローブの代わりに本発
明のプローブを用いて下記の条件で本発明のPCRを行
った。 a)標的核酸:大腸菌の16S-rDNA b)使用プライマー: ・フォワードプライマー E8F: (3')AGAGTTTGATCCTGGCTC
AG(5') ・リバースプライマー E1492R:GGTTACCTTGTTACGACTT
(5') c)使用プローブ: BODIPY FL-(3')CCTTCCCACATCGTTT
(5') d)使用PCR測定機器:ライトサイクラーTMシステム e)PCRの条件: 変性反応:95℃ for 0秒 (60秒間、95℃) アニーリング反応: 50℃ for 5秒 核酸伸長反応: 72℃ for 70秒 全サイクル数: 70サイクル
Example 19 In Example 18, PCR was performed using the probe of the present invention as a primer. In this Example, the probe of the present invention was used instead of the two probes utilizing the FRET phenomenon used in the conventional method. PCR of the present invention was performed under the following conditions. a) Target nucleic acid: 16S-rDNA of E. coli b) Primers used: • Forward primer E8F: (3 ') AGAGTTTGATCCTGGCTC
AG (5 ')-Reverse primer E1492R: GGTTACCTTGTTACGACTT
(5 ') c) Probe used: BODIPY FL- (3') CCTTCCCACATCGTTT
(5 ') d) Using PCR measuring instrument: LightCycler TM system e) PCR conditions: denaturation: 95 ° C. for 0 seconds (60 seconds, 95 ° C.) annealing reaction: 50 ° C. for 5 seconds nucleic acid extension reaction: 72 ° C. for 70 seconds Total number of cycles: 70 cycles

【0152】f)蛍光測定(アニーリング反応と変性反
応後各サイクル後一回づつ測定された。 g)反応液の組成: 反応液の全量:20 μl DNA ポリメラーゼの量 (TaKaRa Ex taq): 0.5U Taq スタート(抗体): 0.3μl プライマーの濃度: 0.2μM (双方とも) プローブの濃度: 0.05 μM MgCl2 濃度: 2 mM BSA(bovine serum albumin)濃度:0.25 mg/ml dNTPs濃度: 2.5 mM (各ヌクレオチドについて).
F) Fluorescence measurement (measured once after each cycle after annealing reaction and denaturation reaction) g) Composition of reaction solution: Total amount of reaction solution: 20 μl Amount of DNA polymerase (TaKaRa Ex taq): 0.5U Taq start (antibody): 0.3 μl Primer concentration: 0.2 μM (both) Probe concentration: 0.05 μM MgCl 2 concentration: 2 mM BSA (bovine serum albumin) concentration: 0.25 mg / ml dNTPs concentration: 2.5 mM (each nucleotide about).

【0153】その結果を図10に示した。図から、蛍光
色素の発光の減少が観察される時点のサイクル数と標的
核酸の大腸菌16SrDNAのコピー数が比例している
ことが分かる。以上の結果から分かるように、本発明の
定量的PCR方法を用いると標的核酸の当初のコピー数
を測定できるようになる。即ち、標的核酸の測定ができ
る。
The results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the cycle number at the time when the decrease in the emission of the fluorescent dye is observed is proportional to the copy number of E. coli 16SrDNA of the target nucleic acid. As can be seen from the above results, it becomes possible to measure the initial copy number of the target nucleic acid by using the quantitative PCR method of the present invention. That is, the target nucleic acid can be measured.

【0154】次に以下の実施例に、上記の本発明の定量
的PCR方法を用いて得られるデータを解析する本発明
のデータ解析方法について記す。 実施例20 ヒトゲノムDNA(ヒトβ−グロビン(globin)(TaKa
Raカタログ商品番号9060)(TaKaRa株式会社製)
(以下、ヒトゲノムDNAという。)を標的核酸とし
て、当該核酸の増幅のためのボデピー FL/C6で標識した
プライマーを調製した。
The data analysis method of the present invention for analyzing the data obtained by using the above-described quantitative PCR method of the present invention will be described in the following examples. Example 20 Human genomic DNA (human β-globin (TaKa
Ra Catalog Item No. 9060) (TaKaRa Corporation)
(Hereinafter, referred to as human genomic DNA) was used as a target nucleic acid to prepare a primer labeled with Bodepee FL / C6 for amplification of the nucleic acid.

【0155】プライマーKM38+C(リバース型)の調製:
(5')CTGGTCTCCTTAAACCTGTCTTG(3')の塩基配列をもつデ
オキシリボオリゴヌクレオチドを、DNA合成機ABI394
(Perkin Elmer社製、米国)を用いて合成し、更に当該
オリゴデオキシリボヌクレオチドの5’末端のリン酸基
をホスファターゼ処理してシトシンとし、そのシトシン
の5’位の炭素OH基に、-(CH2)9-NH2を結合したもの
を、ミドランド・サーテイファイド・レージンド・カン
パニー社から購入した。更に、モレキュラープローブ社
からリポーターキット(FluoReporter Kits)F-6082(ボ
デピーFL/C6のプロピオン酸サクシニミジルエステル(BO
DIPY FL propionic acid succinimidylesters)の他に、
当該化合物をオリゴヌクレオチドのアミン誘導体に結合
させる試薬を含有するキット)を購入した。前記購入し
たオリゴヌクレオチドに当該キットを作用させて、本発
明のボデピーFL/C6で標識したプライマーKM38+Cを合成
した。
Preparation of primer KM38 + C (reverse type):
A deoxyribooligonucleotide having a nucleotide sequence of (5 ') CTGGTCTCCTTAAACCTGTCTTG (3') was added to a DNA synthesizer ABI394.
(Perkin Elmer, USA), and further, the phosphate group at the 5 ′ end of the oligodeoxyribonucleotide was treated with phosphatase to give cytosine, and the 5 ′ carbon OH group of the cytosine was treated with — (CH 2 ) 9- NH 2 conjugated was purchased from Midland Certified Resined Company. Further, from Molecular Probes, a reporter kit (FluoReporter Kits) F-6082 (bodepi FL / C6 succinimidyl propionate (BO
DIPY FL propionic acid succinimidylesters),
A kit containing a reagent for coupling the compound to an amine derivative of an oligonucleotide was purchased. The kit was made to act on the purchased oligonucleotide to synthesize the primer KM38 + C labeled with Bodpee FL / C6 of the present invention.

【0156】合成物の精製:得られた合成物を乾固し乾
固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaH2CO3緩衝液(pH9.0)
に溶解した。当該溶解物をNAP-25カラム(ファルマシア
社製)でゲルろ過を行い、未反応物を除去した。更に逆
相HPLC(B gradient:15〜65%、25分間)を以下の条件で
行った。そして、溶出するメインピークを分取した。分
取した画分を凍結乾燥して本発明のプライマーKM38+C
を、最初のオリゴヌクレオチド原料2mMより50%の収
率で得た。
Purification of synthetic product: The obtained synthetic product was dried to obtain a dried product. 0.5M Na 2 CO 3 / NaH 2 CO 3 buffer solution (pH 9.0)
Dissolved in. The lysate was subjected to gel filtration with a NAP-25 column (Pharmacia) to remove unreacted substances. Furthermore, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 25 minutes) was performed under the following conditions. Then, the eluting main peak was collected. The collected fractions were lyophilized to obtain the primer of the present invention KM38 + C.
Was obtained in a yield of 50% from the initial oligonucleotide starting material 2 mM.

【0157】尚、上記の逆相クロマトグラフィーの条件
は次の通りである: 溶出ソルベントA:0.05N TEAA 5%CH3CN 溶出ソルベントB(グラジエント(gradient)用):0.05N TEAA 40%CH3CN カラム:CAPCEL PAK C18;6×250mm 溶出速度:1.0ml/min 温度:40℃ 検出:254nm
The conditions of the above-mentioned reverse phase chromatography are as follows: Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CH 3 CN Elution solvent B (for gradient): 0.05N TEAA 40% CH 3 CN column: CAPCEL PAK C18; 6 × 250mm Elution rate: 1.0ml / min Temperature: 40 ℃ Detection: 254nm

【0158】実施例21 プライマーKM29(フォワード型)の調製:(5')GGTTGGCC
AATCTACTCCCAGG(3')の塩基配列をもつデオキシリボオリ
ゴヌクレオチドを実施例18と同様に合成した。
Example 21 Preparation of primer KM29 (forward type): (5 ') GGTTGGCC
A deoxyribooligonucleotide having a base sequence of AATCTACTCCCAGG (3 ′) was synthesized in the same manner as in Example 18.

【0159】比較実験例1(本発明の、核酸伸長反応時
の蛍光強度値を、熱変性反応時の蛍光強度値を用いて割
る演算処理過程を有ないデーター解析用ソフトウエアを
用いた実験例)。上記のヒトゲノムDNA、プライマー
KM38+C及びプライマーKM29を使用して、ライトサイクラ
TMシステムを用いてPCR反応を行い、各サイクル
毎の蛍光強度を測定した。尚、本比較実施例のPCR
は、前記に説明した蛍光色素色素で標識したプライマー
を用いるものであり、蛍光発光の増加でなく、減少を測
定する新規なリアルタイム定量的PCR方法である。デ
ーター解析用ソフトウエアは当該システムのものを用い
て行った。上記システムにおいてPCRは、当該手順書
に記されている核酸プローブ(FRET現象を利用する
二個のプローブ)と通常のプライマー(蛍光色素で標識
されていない通常のプライマー)の代りに本発明プライ
マーKM38+C及びKM29を用いる以外は当該装置の手順書通
りに行った。
Comparative Experimental Example 1 (Experimental example using data analysis software of the present invention, which does not have an arithmetic processing step of dividing the fluorescence intensity value during the nucleic acid extension reaction by the fluorescence intensity value during the thermal denaturation reaction ). Human genomic DNA and primers described above
Using KM38 + C and primer KM29, a PCR reaction was carried out using a LightCycler system, and the fluorescence intensity at each cycle was measured. The PCR of this comparative example
Is a novel real-time quantitative PCR method that uses a primer labeled with the above-described fluorescent dye and measures a decrease in fluorescence emission, not an increase in fluorescence emission. The software for data analysis was performed using the system. In the above system, PCR is the primer KM38 of the present invention in place of the nucleic acid probe (two probes utilizing the FRET phenomenon) and the ordinary primer (ordinary primer not labeled with a fluorescent dye) described in the procedure manual. Except for using + C and KM29, the procedure was as instructed for the device.

【0160】PCRは次のコンポーネントで行った。 ヒトゲノムDNA 1.0μl(最終濃度1〜10000コピー) プライマー溶液 4.0μl(最終濃度0.1μM) Taq溶液 10.0μl ミリQ純水 5.0μl 全容量 20.0μl 尚、ヒトゲノムDNAは、図11の説明欄に示される実
験区の濃度で実験を行った。MgCl2の最終濃度は2mMであ
った。
PCR was performed with the following components. Human genomic DNA 1.0 μl (final concentration 1-10000 copies) Primer solution 4.0 μl (final concentration 0.1 μM) Taq solution 10.0 μl MilliQ pure water 5.0 μl Total volume 20.0 μl Human genomic DNA is shown in the explanation column of FIG. The experiment was conducted at the concentration of the experimental section. The final concentration of MgCl 2 was 2 mM.

【0161】また、上記のTaq溶液は次に試薬の混合液
である。 Taq 溶液 96.0μl ミリQ純水 68.2μl Taq DNA ポリメラーゼ 24.0μl Taq スタート 3.8μl
The above Taq solution is a mixed solution of reagents. Taq solution 96.0 μl Milli-Q pure water 68.2 μl Taq DNA polymerase 24.0 μl Taq start 3.8 μl

【0162】尚、Taq溶液、 Taq DNA ポリメラーゼ溶液
はロシュ・ダイアグノスティックス株式会社発売のDN
Aマスターハイブリダイゼーションプローブ(DNA Mast
er Hybridization Probes)キットのものである。特に
Taq DNA ポリメラーゼ溶液は10×conc.(赤いキャッ
プ)を10倍に希釈して用いた。また、Taqスタート
は、クローンテック社(USA)より販売されているTa
q DNA ポリメラーゼ用の抗体で、これを反応液に添加す
ることで70℃までTaq DNAポリメラーゼの活性を抑え
ることができる。即ち、ホット・スタートを行うことが
できるものである。
The Taq solution and the Taq DNA polymerase solution are DN sold by Roche Diagnostics KK
A master hybridization probe (DNA Mast
er Hybridization Probes) kit. In particular, the Taq DNA polymerase solution was used by diluting 10 × conc. (Red cap) 10 times. In addition, Taq Start is Ta sold by Clonetech (USA).
q An antibody for DNA polymerase. By adding this antibody to the reaction solution, the activity of Taq DNA polymerase can be suppressed up to 70 ° C. That is, a hot start can be performed.

【0163】反応条件は次の如くである。 変性反応初期 :95℃、60秒 再変性反応 :95℃、10秒 アニーリング反応 :60℃、5秒 DNA伸長反応 :72℃、17秒 測定は、ライトサイクラーTMシステムを用いて行った。
その際、該システムにあるF1〜3の検出器にうち、F
1の検出器を用い、その検出器のゲインは10、励起強
度は75に固定した。
The reaction conditions are as follows. Initial denaturation reaction: 95 ° C., 60 seconds Re-denaturation reaction: 95 ° C., 10 seconds Annealing reaction: 60 ° C., 5 seconds DNA extension reaction: 72 ° C., 17 seconds The measurement was performed using a LightCycler system.
At that time, among the detectors of F1 to 3 in the system,
The detector of 1 was used, the gain of the detector was fixed to 10, and the excitation intensity was fixed to 75.

【0164】前記の如くにPCRを行って、各サイクル
の蛍光強度を実測した結果を図11に示した。即ち、各
コピー数のヒトゲノムDNAについて、各サイクルの変
性反応時及び核酸伸長反応時の蛍光強度を測定し、印字
したものである。どのサイクルにおいても変性反応時に
は蛍光強度値は一定であるが、核酸伸長反応時には、2
5サイクル目当たりから蛍光強度が減少しているのが観
察される。そうして、減少はヒトゲノムDNAのコピー
数がおおい順に起こることが分かる。
FIG. 11 shows the results of actually measuring the fluorescence intensity in each cycle by performing PCR as described above. That is, for each copy number of human genomic DNA, fluorescence intensity was measured and printed during denaturation reaction and nucleic acid extension reaction in each cycle. In any cycle, the fluorescence intensity value is constant during the denaturation reaction, but it is 2 during the nucleic acid extension reaction.
It is observed that the fluorescence intensity decreases from around the 5th cycle. Thus, it can be seen that the reductions occur in order of decreasing copy number of human genomic DNA.

【0165】図11においてヒトゲノムDNAの各コピ
ー数について初期のサイクル数の蛍光強度値が一様でな
い。それで、本実験例で使用するデーター解析方法に以
下の過程を追加した。 (b)10サイクル目の蛍光強度値を1として各サイク
ルの蛍光強度値を換算する過程、即ち、下記の〔数式
8〕による計算をする過程、 Cn=Fn(72)/F10(72) 〔数式8〕 ただし、Cn=各サイクル値の換算値、Fn(72)=各
サイクルの72℃の蛍光強度値、F10(72)=10サ
イクル目の72℃の蛍光強度値。 (c)前記(b)の過程で得られた換算値を、各サイク
ル数に対してプロットし、デスプレー上に表示及び/又
は印字する過程、
In FIG. 11, the fluorescence intensity values at the initial cycle number are not uniform for each copy number of human genomic DNA. Therefore, the following steps were added to the data analysis method used in this experimental example. (B) The process of converting the fluorescence intensity value of each cycle with the fluorescence intensity value of the 10th cycle being 1, that is, the process of calculating by the following [Formula 8], C n = F n (72) / F 10 ( 72) [Equation 8] where C n = converted value of each cycle value, F n (72) = fluorescence intensity value of 72 ° C. in each cycle, F 10 (72) = fluorescence intensity value of 72 ° C. in the 10th cycle . (C) a step of plotting the converted value obtained in the step (b) for each cycle number and displaying and / or printing on the display,

【0166】(d)前記(b)の過程で得られた各サイ
クルの換算値から下記の〔数式9〕による蛍光強度の変
化率(減少率、消光率)を計算をする過程、 〔数式9〕 Fdn =log10{100−Cn×100)} Fdn =2log10{1−Cn} ただし、Fdn=蛍光強度変化率(減少率、消光率)、C
n=〔数式8〕で得られた値。 (e)前記(d)の過程で得られた換算値を、各サイク
ル数に対してプロットし、デスプレー上に表示及び/又
は印字する過程、
(D) A step of calculating the rate of change (decrease rate, quenching rate) of the fluorescence intensity according to the following [Equation 9] from the converted value of each cycle obtained in the above step (b), [Equation 9 ] F dn = log 10 {100- C n × 100)} F dn = 2log 10 {1-C n} However, F dn = change in fluorescence intensity ratio (reduction ratio, extinction ratio), C
n = value obtained by [Equation 8]. (E) a step of plotting the converted value obtained in the step (d) for each cycle number and displaying and / or printing on a display,

【0167】(f)前記(d)の過程で処理されたデー
ターの内、0.5をスレッシュホールド(thresh
hold)し、その値に達したサイクル数を計算する過
程、 (g)前記(f)の過程で計算した値をX軸に、反応開
始前のコピー数をY軸にプロットしたグラフを作成する
過程、 (h)前記(g)の過程で作成したグラフをデスプレー
上に表示及び/又は印字する過程、 (j)前記(h)の過程で描かれた直線の相関係数又は
関係式を計算する過程、 (i)前記(j)の過程で計算された計算値又は関係式
をデスプレー上に表示及び/又は印字する過程。
(F) Of the data processed in the step (d), 0.5 is set as a threshold value.
hold) and calculate the number of cycles that has reached the value, (g) create a graph in which the value calculated in the above step (f) is plotted on the X-axis and the copy number before the start of the reaction is plotted on the Y-axis Process, (h) displaying and / or printing the graph created in the process of (g) on a display, (j) calculating the correlation coefficient or relational expression of the straight line drawn in the process of (h) And (i) a step of displaying and / or printing the calculated value or the relational expression calculated in the step (j) on the display.

【0168】上記のデーター解析用ソフトウエアを用い
て、前記図11で得られたデーターを前記に引き続いて
以下のようにデーターを処理した。図12は、上記
(b)の過程で処理されたデーターを印字した(前記
(c)過程)したものである。即ち、10サイクル目の
蛍光強度値を1として換算し、その換算値をサイクル数
に対してプロットしたものである。図13は、前記
(d)の過程で処理したデーターを印字した(前記
(e)過程)ものである。即ち、図12の各プロット値
から蛍光強度の減少率(消光率)を計算して、各計算値
を各サイクル数に対してプロットしたものである。
Using the data analysis software described above, the data obtained in FIG. 11 was processed as follows, following the above. In FIG. 12, the data processed in the above step (b) is printed (step (c) above). That is, the fluorescence intensity value at the 10th cycle was converted as 1, and the converted value was plotted against the number of cycles. In FIG. 13, the data processed in the step (d) is printed (step (e)). That is, the reduction rate (quenching rate) of fluorescence intensity was calculated from each plotted value in FIG. 12, and each calculated value was plotted against each cycle number.

【0169】図14は、前記(f)の過程で処理したデ
ーターについて、前記(g)の過程で作成したグラフを
印字した(前記(h)の過程)ものである。即ち、蛍光
強度減少率=0.5をスレッシュホールド(threshhol
d)し、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノ
ムDNAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットした
グラフである。このグラフの直線の相関係数(R2)を
前記(j)の過程で計算し、印字した(前記(i)の過
程)もので、0.9514であった。このように、この
相関係数では正確なコピー数を求めるは無理であった。
FIG. 14 shows the graph prepared in the step (g) for the data processed in the step (f) (step (h)). That is, the fluorescence intensity decrease rate = 0.5 is the threshold (threshhol
d) and the number of cycles reaching that value is plotted on the X-axis, and the copy number of the human genomic DNA before the reaction is plotted on the Y-axis. The correlation coefficient (R2) of the straight line in this graph was calculated and printed in the process (j) (process (i)), and was 0.9514. Thus, it was impossible to obtain an accurate copy number with this correlation coefficient.

【0170】実施例22(本発明のデーター解析方法を
用いてデーター処理がなされた実験例) PCRは比較実験例1と同様に行った。データー処理
は、比較実験例1の(b)の過程の前に下記の(a)の
過程をおき、(b)、(d)の過程を以下のように変更
する以外は比較実験例1と同様な過程で行った。 (a)各サイクルにおける増幅した核酸が蛍光色素で標
識された核酸プライマーとハイブリダイズしたときの反
応系の蛍光強度値(即ち、核酸伸長反応時(72℃)の
蛍光強度値)を、増幅した核酸が核酸プライマーとハイ
ブリダイズしたものが解離したときの反応系の蛍光強度
値(即ち、核酸熱変性反応時(95℃)の蛍光強度値)
で割る補正演算処理過程、即ち、実測の蛍光強度値を
〔数式1〕で補正した。 fn=fhyb,n/fden,n 〔数式1〕 [式中、fn=サイクルの蛍光強度の補正値、fhyb,n
各サイクルの72℃の蛍光強度値、fden,n=各サイク
ルの95℃の蛍光強度値]得られた値を各サイクル数に
プロットしたのが図15である。
Example 22 (Experimental example in which data processing was performed using the data analysis method of the present invention) PCR was carried out in the same manner as in Comparative Experimental example 1. The data processing was the same as Comparative Experimental Example 1 except that the following process (a) was performed before the process (b) in Comparative Experimental Example 1 and the processes (b) and (d) were changed as follows. The process was similar. (A) The fluorescence intensity value of the reaction system when the amplified nucleic acid in each cycle was hybridized with a nucleic acid primer labeled with a fluorescent dye (that is, the fluorescence intensity value at the nucleic acid extension reaction (72 ° C.)) was amplified. Fluorescence intensity value of reaction system when nucleic acid hybridized with nucleic acid primer is dissociated (that is, fluorescence intensity value during nucleic acid thermal denaturation reaction (95 ° C))
The calculation process of correction by dividing by, that is, the actually measured fluorescence intensity value was corrected by [Formula 1]. f n = f hyb, n / f den, n [Equation 1] [wherein f n = correction value of cycle fluorescence intensity, f hyb, n =
The fluorescence intensity value at 72 ° C. in each cycle, f den, n = fluorescence intensity value at 95 ° C. in each cycle] The obtained values are plotted in each cycle number in FIG. 15.

【0171】(b)各サイクルにおける〔数式1〕にお
ける補正演算処理値を〔数式3〕に代入し、各サイクル
における各サンプル間の蛍光変化率(減少率又は消光
率)を算出する演算処理過程、即ち、下記の〔数式1
0〕で演算処理する過程、 Fn=fn/f25 〔数式10〕 [式中、Fn=各サイクルの演算処理値、fn=〔数式
1〕で得られた各サイクルの値、f25=〔数式1〕で得
られた値で、サイクル数が25回目のもの]。〔数式1
0〕は〔数式3〕において、a=25とした場合におけ
るものである。
(B) An arithmetic processing step of substituting the corrected arithmetic processing value in [Equation 1] in each cycle into [Equation 3] to calculate the fluorescence change rate (decrease rate or quenching rate) between samples in each cycle. That is, the following [Equation 1
Process of processing with 0], F n = f n / f 25 [Equation 10] [wherein, F n = processing values of each cycle, f n = [value of each cycle obtained in Equation 1], f 25 = value obtained by [Equation 1] and having the 25th cycle]. [Formula 1
0] is when [a = 25] in [Equation 3].

【0172】(d)前記(b)の過程で得られた各サイ
クルの演算処理値を〔数式6〕による蛍光強度の変化率
(減少率又は消光率)の対数値を演算処理をする過程、
即ち、下記の〔数式11〕で演算処理する過程、 log10{(1−Fn)×100} 〔数式11〕 [式中、Fn=[数式10]で得られた値]。〔数式1
1〕は〔数式6〕において、b=10、A=100とし
た場合におけるものである。
(D) A step of calculating the logarithmic value of the change rate (decrease rate or quenching rate) of the fluorescence intensity according to [Equation 6] using the calculated value of each cycle obtained in the above step (b).
That is, the process of arithmetic processing by the following [Formula 11], log 10 {(1-F n ) × 100} [Formula 11] [wherein, F n = value obtained by [Formula 10]]. [Formula 1
1] is the case where b = 10 and A = 100 in [Equation 6].

【0173】上記の結果を図16及び17に示した。図
16は、前記(a)及び(b)の過程で処理された値を
サイクル数に対してプロットし、印字したものである。
図17は、図16で得られた値について前記(d)の過
程で計算された値を、サイクル数に対してプロットし、
印字したものである。
The above results are shown in FIGS. FIG. 16 is a graph in which the values processed in the steps (a) and (b) are plotted against the number of cycles and printed.
FIG. 17 is a graph in which the values calculated in the step (d) for the values obtained in FIG. 16 are plotted against the number of cycles,
It is printed.

【0174】次に、図17のグラフを基に、前記
(f)、(g)、及び(h)の過程で処理した。即ち、
図17のグラフを基に比較実験例1と同様に、log10
(蛍光強度変化率)のスレッシュホールド値として、
0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.2を選
び、その値に達したサイクル数をX軸に、ヒトゲノムD
NAの反応開始前のコピー数をY軸にプロットし、検量
線を描かせた。その結果を図18に示した。これらの検
量線について前記(j)及び(i)の過程で処理して求
めた相関係数(R2)は、前記各スレッシュホールド値
に対して、各々0.998、0.999、0.999
3、0.9985、0.9989、0.9988であっ
た。これらの相関係数から、スレッシュホールド値とし
て0.5(相関係数0.9993)を採用することが望
ましいことが認識できた。この相関係数をもつ検量線で
あれば、未知コピー数の核酸試料について反応開始前の
コピー数を精度よく求めることができることが分かる。
Next, based on the graph of FIG. 17, processing was performed in the steps (f), (g), and (h). That is,
Based on the graph of FIG. 17, log 10
As the threshold value of (change rate of fluorescence intensity),
0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.2 are selected, and the number of cycles that reaches the value is set on the X axis, and the human genome D
The copy number of NA before the start of the reaction was plotted on the Y-axis to draw a calibration curve. The result is shown in FIG. Correlation coefficients (R 2 ) obtained by processing these calibration curves in the steps (j) and (i) are 0.998, 0.999, 0. 999
3, 0.9985, 0.9989, 0.9988. From these correlation coefficients, it was recognized that it is desirable to adopt 0.5 (correlation coefficient 0.9993) as the threshold value. It can be seen that the calibration curve having this correlation coefficient can accurately determine the copy number before the start of the reaction for the nucleic acid sample having the unknown copy number.

【0175】実施例23(核酸の融解曲線分析及びTm
値分析の例) 本発明の新規なPCR法により増幅された核酸につい
て、51)低い温度から核酸が完全に変性するまで、温
度を徐々に上げるあるいは下げる過程(例えば、50℃
から95℃まで)、52)前記51)過程において、短
い時間間隔(例えば、0.2℃〜0.5℃間隔)で蛍光
強度を測定する過程、53)前記52)過程の測定結果
を時間毎にデスプレー上に表示する過程、即ち、核酸の
融解曲線を表示する過程、54)前記53)過程の融解
曲線を一次微分する過程、55)前記54)過程の微分
値(−dF/dT、F:蛍光強度、T:時間)をデスプ
レー上に表示する過程、56)前記55)から得られる
微分値から変曲点を求める過程からなるソフトウエアを
作成し、前記本発明のデーター解析用ソフトウエアに合
体した。当該データー解析用ソフトウエアを記録したコ
ンピューター読み取り可能な記録媒体をインストールし
た前記ライトサイクラーTMシステムを用いて本発明の新
規リアルタイム定量的PCR反応を行い、核酸融解曲線
の分析を行った。本発明においては、蛍光強度は温度が
上がるごとに増加する。
Example 23 (Nucleic Acid Melting Curve Analysis and Tm
Example of Value Analysis) 51) For nucleic acids amplified by the novel PCR method of the present invention, 51) a process of gradually increasing or decreasing the temperature from low temperature until the nucleic acid is completely denatured (eg, 50 ° C.)
To 95 ° C.), 52) a process of measuring fluorescence intensity at a short time interval (for example, 0.2 ° C. to 0.5 ° C. interval) in the process 51), 53) a measurement result of the process 52) in time Each step on the display, that is, the step of displaying the melting curve of the nucleic acid, 54) the step of first-derivating the melting curve of the step 53), 55) the differential value of the step 54) (−dF / dT, F: fluorescence intensity, T: time) is displayed on the display, 56) software comprising a process of obtaining an inflection point from the differential value obtained from 55) is prepared, and the data analysis software of the present invention is prepared. Combined in clothing. The novel real-time quantitative PCR reaction of the present invention was performed using the above-mentioned LightCycler system in which a computer-readable recording medium recording the data analysis software was installed to analyze the nucleic acid melting curve. In the present invention, the fluorescence intensity increases as the temperature rises.

【0176】実施例22と同じヒトゲノムDNAの1コ
ピーと10コピーについて、実施例20と同様のPCR
を行い、前記51)、52)、53)、54)及び5
5)の過程で処理されたデーターを印字したものが図1
9である。1コピーと10コピーの75回目の増幅産物
について、本実施例の51)、52)及び53)の過程
で処理した核酸融解曲線の図が図20である。54)の
過程でこの曲線を微分し、55)及び56)の過程で変
曲点(Tm値)を求めたものが図21である。図21か
ら、1コピーと10コピーの増幅産物のTm値が異なる
故に、各増幅産物は異なる産物であることが判明した。
The same PCR as in Example 20 was carried out for 1 copy and 10 copies of the same human genomic DNA as in Example 22.
51), 52), 53), 54) and 5 above.
Figure 1 shows the data printed in the process of 5).
It is 9. FIG. 20 is a diagram showing the nucleic acid melting curves of 1-copy and 10-copy of the 75th amplification product treated in the steps of 51), 52) and 53) of this Example. This curve is differentiated in the process of 54), and the inflection point (Tm value) is determined in the processes of 55) and 56). From FIG. 21, it was revealed that each amplification product was a different product because the Tm values of the amplification products of 1 copy and 10 copies were different.

【0177】[0177]

【発明の効果】本発明は次のような効果を有する。 1)前記のように本発明の核酸測定方法、本発明のプロ
ーブ及びデバイスを用いると、測定系から未反応の核酸
プローブを除く等の操作をすることがないので、標的核
酸を短時間でかつ簡便に測定できる。また、複合微生物
系又は共生微生物系に適用すると、当該系における特定
菌株の存在量を特異的かつ短時間に測定できる。また、
本発明は標的核酸若しくは遺伝子のSNPなどの多型ま
たは変異などの解析若しくは測定する簡便な方法を提供
している。 2)また、本発明の定量的PCR方法は、次のような効
果を有する。 a.TaqDNAポリメラーゼによる標的核酸の増幅に
阻害的に作用する因子が添加されていないことから、従
来公知の特異性のある通常のPCRと同様の条件で定量
的PCRを行うことができる。 b.また、PCRの特異性を高く保つことができるの
で、プライマーダイマーの増幅が遅くなることから、従
来公知の定量的PCRと比較すると定量限界が約1オー
ダー低くなる。 c.複雑な核酸プローブを用意する必要がないので、そ
れに要する時間と費用が節約できる。 d.標的核酸の増幅効果も大きく、増幅過程をリアルタ
イムでモニタリングすることができる。 3)また、リアルタイム定量的PCR方法で得られたデ
ーターを解析する際、本発明のデーター解析方法を用い
て、未知核酸コピー数の核酸試料について核酸のコピー
数を求める検量直線を作成すると、検量線の相関係数は
従来の方法により得られたものに較べて格段に高い。そ
れで、本発明のデーター解析方法を用いると核酸の正確
なコピー数を求めることができる。 4)また、本発明のリアルタイム定量的PCR方法によ
って得られたデーターの解析方法に係るデーター解析用
ソフトウエア、また、その解析方法の手順をプログラム
として記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、
また、それを用いたリアルタイム定量的PCRの測定若
しくは解析装置を用いると、相関係数の高い検量直線を
自動的に作成することができる。 5)また、本発明の新規な核酸の融解曲線の分析方法を
用いると、精度の高い、核酸のTm値を求めることがで
きる。更に、当該方法に係るデーター解析用ソフトウエ
ア、また、その分析方法の手順をプログラムとして記録
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、また、それ
を用いたリアルタイム定量的PCRの測定若しくは解析
装置を用いると、正確なTm値を求めることができる
The present invention has the following effects. 1) As described above, when the nucleic acid measuring method of the present invention, the probe and the device of the present invention are used, an operation such as removing an unreacted nucleic acid probe from the measurement system is not performed, so that the target nucleic acid can be obtained in a short time. It can be easily measured. When applied to a complex microbial system or a symbiotic microbial system, the abundance of a specific strain in the system can be measured specifically and in a short time. Also,
The present invention provides a simple method for analyzing or measuring polymorphisms such as SNPs of target nucleic acids or genes or mutations. 2) Further, the quantitative PCR method of the present invention has the following effects. a. Since no factor that inhibits the amplification of the target nucleic acid by Taq DNA polymerase is added, quantitative PCR can be performed under the same conditions as the conventionally known normal PCR with specificity. b. Further, since the specificity of PCR can be kept high, the amplification of the primer dimer is delayed, so that the limit of quantification is reduced by about one order as compared with the conventionally known quantitative PCR. c. Since it is not necessary to prepare a complicated nucleic acid probe, the time and cost required for it can be saved. d. The amplification effect of the target nucleic acid is great, and the amplification process can be monitored in real time. 3) Further, when analyzing the data obtained by the real-time quantitative PCR method, when a calibration line for determining the copy number of nucleic acid is prepared for a nucleic acid sample of unknown nucleic acid copy number by using the data analysis method of the present invention, The correlation coefficient of the line is much higher than that obtained by the conventional method. Therefore, by using the data analysis method of the present invention, an accurate copy number of nucleic acid can be obtained. 4) Further, data analysis software relating to a method for analyzing data obtained by the real-time quantitative PCR method of the present invention, and a computer-readable recording medium recording the procedure of the analysis method as a program,
Further, when a real-time quantitative PCR measuring or analyzing apparatus using the same is used, a calibration line having a high correlation coefficient can be automatically created. 5) In addition, by using the novel method for analyzing a melting curve of a nucleic acid of the present invention, a highly accurate Tm value of a nucleic acid can be obtained. Further, when using the data analysis software according to the method, or a computer-readable recording medium in which the procedure of the analysis method is recorded as a program, and a real-time quantitative PCR measurement or analysis apparatus using the same, Accurate Tm value can be calculated

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

【図1】実施例1で得た核酸プローブを用いて大腸菌の
16SrRNAの5´末端から数えて335から358
番目の核酸塩基配列を測定した場合の蛍光強度測定デー
タを示す図。
FIG. 1: 335 to 358 counted from the 5 ′ end of 16S rRNA of Escherichia coli using the nucleic acid probe obtained in Example 1.
The figure which shows the fluorescence intensity measurement data at the time of measuring the 1st nucleic acid base sequence.

【図2】35塩基鎖2-o-Meプローブの標的核酸へのハイ
ブリダイゼーションに対する熱処理の効果 点線:rRNAを加熱処理後,標的核酸が添加された。 実線:非加熱処理rRNA.
FIG. 2: Effect of heat treatment on hybridization of 35-base chain 2-o-Me probe to target nucleic acid Dotted line: target nucleic acid was added after heat treatment of rRNA. Solid line: unheated rRNA.

【図3】プローブと標的核酸16SrRNAのハイブリ
ダイゼーションに対するプローブの塩基鎖の塩基数、ヘ
ルパープローブ及びプローブの5’末端のリボースの
2’位OH基のメチル基修飾の効果
FIG. 3 shows the effect of modifying the number of bases of the probe base chain, the helper probe and the methyl group of the 2′-position OH group of ribose at the 5′-end of the probe on the hybridization between the probe and the target nucleic acid 16S rRNA.

【図4】本発明方法によるrRNA 測定のための検量
FIG. 4 Calibration curve for rRNA measurement by the method of the present invention

【図5】KYM7株及びKYM8株の複合培養系のrR
NA量の時間経過についての本発明のFISH方法によ
る分析
FIG. 5: rR of complex culture system of KYM7 strain and KYM8 strain
Analysis of NA amount over time by FISH method of the present invention

【図6】本発明のDNAチップをせつ明する図。FIG. 6 is a diagram showing the DNA chip of the present invention.

【図7】ボデピーFLで標識したプライマー1及び2を
用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発光
の減少量の関係を示す図。図中の〜なる記号は、下
記の意味を表す。
FIG. 7: Quantitative PCR method using Primers 1 and 2 labeled with Bodepee FL: a graph showing the relationship between the number of cycles and the amount of decrease in the emission of fluorescent dye. Symbols in the figure represent the following meanings.

【図8】ボデピーFLで標識したプライマー1及び2を
用いた定量的PCR方法:サイクル数と蛍光色素の発光
の減少量の対数値の関係を示す図。図中の〜なる記
号は、図7と同じ意味を表す。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the quantitative PCR method using Primers 1 and 2 labeled with Bodpee FL: the number of cycles and the logarithmic value of the decrease in emission of fluorescent dye. In the figure, the symbol ~ has the same meaning as in FIG. 7.

【図9】本発明の定量的PCR方法を用いて作成した大
腸菌16SrDNAの検量線を示す図。n:10n
FIG. 9 is a diagram showing a calibration curve of Escherichia coli 16S rDNA prepared by using the quantitative PCR method of the present invention. n: 10 n

【図10】上図は、FRET現象を用いるリアルタイム
定量的PCR方法において使用する蛍光色素で標識した
二つのプローブの代わりに、本発明の一つのプローブを
用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光強
度の現象率の変化を示す図である。下図は蛍光強度の現
象が有為に観察され始めるサイクル数(thresholdnumbe
r:Ct値)を算出し、検量線を作成した図である。
FIG. 10 shows the case where real-time quantitative PCR was performed using one probe of the present invention instead of two probes labeled with a fluorescent dye used in the real-time quantitative PCR method using the FRET phenomenon. It is a figure which shows the change of the phenomenon rate of fluorescence intensity. The figure below shows the number of cycles at which the phenomenon of fluorescence intensity begins to be significantly observed (thresholdnumbe
(r: Ct value) is calculated and a calibration curve is prepared.

【図11】本発明の補正演算処理しない場合の、本発明
のボデピーFLで標識したプライマーを用いたリアルタ
イム定量的PCRによって得られた蛍光減少曲線を示す
図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温
度=72℃ ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の
温度=72℃ ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系
の温度=72℃ ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応
系の温度=72℃ □:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定の反応系の温
度=95℃ ○:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定の反応系の
温度=95℃ △:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定の反応系
の温度=95℃ ◇:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定の反応
系の温度=95℃
FIG. 11 is a diagram showing a fluorescence decrease curve obtained by real-time quantitative PCR using a primer labeled with Bodpee FL of the present invention when the correction calculation processing of the present invention is not performed. ■: target nucleic acid = 10 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C ●: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for fluorescence intensity measurement = 72 ° C ▲: target nucleic acid = 1000 copies; for fluorescence intensity measurement Reaction system temperature = 72 ° C. ◆: target nucleic acid = 10000 copies; reaction system temperature for fluorescence intensity measurement = 72 ° C. □: target nucleic acid = 10 copies; reaction system temperature for fluorescence intensity measurement = 95 ° C. ◯: target nucleic acid = 100 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. Δ: target nucleic acid = 1000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C. ◇: target nucleic acid = 10000 copies; temperature of reaction system for measuring fluorescence intensity = 95 ° C

【図12】各曲線の10サイクル目の値を1として補正
する以外は、図11の曲線の場合と同様にして得られた
リアルタイム定量的PCRの蛍光減少曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー;蛍光強度測定温度=72℃ ●:標的核酸=100コピー;蛍光強度測定温度=72
℃ ▲:標的核酸=1000コピー;蛍光強度測定温度=7
2℃ ◆:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=
72℃ 5:標的核酸=10000コピー;蛍光強度測定温度=
72℃
FIG. 12 is a diagram showing a fluorescence decrease curve of real-time quantitative PCR obtained in the same manner as in the case of the curve in FIG. 11 except that the value at the 10th cycle of each curve is corrected to 1. ■: target nucleic acid = 10 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72 ° C ●: target nucleic acid = 100 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 72
° C ▲: target nucleic acid = 1000 copies; fluorescence intensity measurement temperature = 7
2 ° C ◆: target nucleic acid = 10,000 copies; fluorescence intensity measurement temperature =
72 ° C. 5: target nucleic acid = 10000 copies; fluorescence intensity measurement temperature =
72 ° C

【図13】図12の各曲線の各プロット値について、
[数式9]の蛍光強度減少率(変化率)を計算し、計算
値をプロットした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 13 is a graph showing plot values of curves shown in FIG.
The figure which shows the curve which calculated the fluorescence intensity reduction rate (change rate) of [Formula 9], and plotted the calculated value. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図14】図13のデーターから求めたヒトゲノムDN
Aの検量直線を示す図。 y=ヒトβ−グロビン遺伝子コピー数 x=サイクル数(Ct) R2=相関係数
FIG. 14: Human genome DN obtained from the data in FIG.
The figure which shows the calibration straight line of A. y = human β-globin gene copy number x = cycle number (Ct) R 2 = correlation coefficient

【図15】図11の各サイクルの測定値を〔数式1〕で
補正演算処理した値を各サイクル数に対してプロットし
た曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 15 is a diagram showing a curve in which measured values of each cycle in FIG. 11 are corrected and calculated by [Equation 1] and plotted with respect to each cycle number. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図16】図15の各サイクルの演算処理値を〔数式
3〕で演算処理した値をサイクル数に対してプロットし
た曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
16 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by arithmetically processing the arithmetically processed value of each cycle in FIG. 15 by [Formula 3] with respect to the number of cycles. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図17】図16の各サイクルの演算処理値を〔数式
6〕の式で演算処理した値をサイクル数に対してプロッ
トした曲線を示す図。 ■:標的核酸=10コピー ●:標的核酸=100コピー ▲:標的核酸=1000コピー ◆:標的核酸=10000コピー
FIG. 17 is a diagram showing a curve obtained by plotting a value obtained by performing arithmetic processing on the arithmetic processing value of each cycle in FIG. ■: Target nucleic acid = 10 copies ●: Target nucleic acid = 100 copies ▲: Target nucleic acid = 1000 copies ◆: Target nucleic acid = 10,000 copies

【図18】図16の各log(蛍光変化率)値からCt値
の候補として、0.1、0.3、0.5、0.7、0.
9、1.2を適当に選んで、それに対応する検量直線を
描かせた場合の図。尚、各検量線における相関係数を下
記に示した。 ▲:log10(蛍光変化率)=0.1;相関係数=0.9
98 ■:log10(蛍光変化率)=0.3;相関係数=0.9
99 ●:log10(蛍光変化率)=0.5;相関係数=0.9
993 △:log10(蛍光変化率)=0.7;相関係数=0.9
985 □:log10(蛍光変化率)=0.9;相関係数=0.9
989 ○:log10(蛍光変化率)=1.2;相関係数=0.9
988
FIG. 18 shows Ct value candidates of 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.
The figure when 9 and 1.2 are selected appropriately and the calibration straight line corresponding to it is drawn. The correlation coefficient for each calibration curve is shown below. ▲: log 10 (change rate of fluorescence) = 0.1; correlation coefficient = 0.9
98 ■: log 10 (change rate of fluorescence) = 0.3; correlation coefficient = 0.9
99 ●: log 10 (change rate of fluorescence) = 0.5; correlation coefficient = 0.9
993 Δ: log 10 (rate of change in fluorescence) = 0.7; correlation coefficient = 0.9
985 □: log 10 (change rate of fluorescence) = 0.9; correlation coefficient = 0.9
989 ○: log 10 (change rate of fluorescence) = 1.2; correlation coefficient = 0.9
988

【図19】1コピー及び10コピーのヒトゲノムDNA
について、本発明のボデピーFLで標識したプライマー
を用いてリアルタイム定量的PCRを行った場合の蛍光
減少曲線を示す図。ただし、〔数式1〕の補正演算処理
を施した。 1:標的核酸=0コピー 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 19: 1 copy and 10 copies of human genomic DNA
2 is a graph showing a fluorescence decrease curve when real-time quantitative PCR was performed using a primer labeled with Bodpee FL of the present invention. However, the correction calculation processing of [Formula 1] was performed. 1: target nucleic acid = 0 copies 2: target nucleic acid = 1 copy 3: target nucleic acid = 10 copies

【図20】図19に示されるPCRの増幅産物について
の核酸の融解曲線分析を行った場合の核酸の融解曲線を
示す図。 1:標的核酸=0コピー 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 20 is a diagram showing a melting curve of a nucleic acid when a melting curve analysis of the nucleic acid for the PCR amplification product shown in FIG. 19 is performed. 1: target nucleic acid = 0 copies 2: target nucleic acid = 1 copy 3: target nucleic acid = 10 copies

【図21】図20の曲線を微分して得られた、Tm値を
示す曲線を示す図(谷がTm値)。 2:標的核酸=1コピー 3:標的核酸=10コピー
FIG. 21 is a diagram showing a curve showing a Tm value obtained by differentiating the curve of FIG. 20 (valley is a Tm value). 2: target nucleic acid = 1 copy 3: target nucleic acid = 10 copies

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01N 33/542 G01N 33/566 33/566 C12N 15/00 ZNAA (31)優先権主張番号 特願2000−28896(P2000−28896) (32)優先日 平成12年2月1日(2000.2.1) (33)優先権主張国 日本(JP) (出願人による申告)国等の委託研究の成果に係る特許 出願(平成11年度、新エネルギー・産業技術総合開発機 構、複合生物系等生物資源利用技術開発、産業活力再生 特別措置法第30条の適用を受けるもの) (72)発明者 金川 貴博 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技 術院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 鎌形 洋一 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技 術院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 蔵田 信也 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山田 一隆 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 横幕 豊一 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小山 修 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古庄 健太 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−84983(JP,A) 特開 平10−262700(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G01N 33/542 G01N 33/566 33/566 C12N 15/00 ZNAA (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2000-28896 (P2000-28896) ) (32) Priority date February 1, 2000 (February 2, 2000) (33) Priority claiming country Japan (JP) (Declaration by applicant) Patent application relating to the results of consigned research by the country (Heisei Era) (Applied under the Article 30 of the New Energy and Industrial Technology Development Organization, the development of technologies for utilizing biological resources such as complex biological systems, and the Act on Special Measures for Industrial Vitality Regeneration) (72) Inventor Takahiro Kanagawa 1-chome, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture 1-3 Institute of Biotechnology, Industrial Technology, Institute of Industrial Technology (72) Inventor, Yoichi Kamagata 1-3-1, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Prefecture Institute of Institute of Biotechnology, Industrial Technology (72) Inventor Kurata Shinya 1-9-8 Higashi-Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering Co., Ltd. (72) Kazutaka Yamada 1-9-8 Higashi-Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo Environmental Engineering Co., Ltd. (72) Toyoichi Yokomaku 1-9-8 Higashi-Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Osamu Koyama 1-9-8 Higashi-Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor, Kenta Furusho Chiyoda-ku, Tokyo 1-9-8 Higashi-Kanda Environmental Engineering Co., Ltd. (56) Reference JP-A-10-84983 (JP, A) JP-A-10-262700 (JP, A)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 蛍光色素で標識された核酸プローブを用
いる核酸測定方法において、上記核酸プローブが標的核
酸にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端部分に
おいてハイブリダイゼーションの塩基対がG(グアニ
ン)とC(シトシン)のペアーを少なくとも一対以上形
成するように、当該プローブの塩基配列が設計されてい
る核酸プローブであり、当該核酸プローブが標的核酸に
ハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、その
発光を減少させる核酸プローブ(ただし、「G−四量体
構造を形成するオリゴヌクレオチドであって、ドナー発
蛍光団によって標識された第1末端とアクセプターによ
って標識された第2末端とを有するもの」及び「第1の
プローブは発蛍光団を有し、第2のプローブは第1のプ
ローブに相補的で、該発蛍光団の蛍光を消すことのでき
る消光剤分子を有するもの」を除く)であり、上記核酸
プローブを標的核酸にハイブリダイゼーションさせ、ハ
イブリダイゼーション前後における蛍光色素の発光の減
少量を測定することを特徴とする核酸の測定方法。
1. A nucleic acid measuring method using a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye, wherein the nucleic acid probe is a target nucleus.
When hybridized to an acid,
The base pair for hybridization is G (guanine
At least one pair of C) and C (cytosine)
The base sequence of the probe is designed to
A nucleic acid probe that reduces its luminescence when the nucleic acid probe hybridizes with a target nucleic acid (provided that the "G-tetramer structure-forming oligonucleotide is a donor Having a first end labeled with a fluorophore and a second end labeled with an acceptor "and" the first probe has a fluorophore and the second probe is complementary to the first probe. , Which has a quencher molecule capable of quenching the fluorescence of the fluorophore.), And hybridizing the nucleic acid probe to the target nucleic acid to measure the decrease in emission of the fluorescent dye before and after the hybridization. A method for measuring a nucleic acid, comprising:
【請求項2】 前記プローブが、その末端部において蛍
光色素で標識されており、当該核酸プローブが標的核酸
にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端部におい
て、当該プローブと標的核酸とがハイブリダイゼーショ
ンした末端塩基から1ないし3塩基離れて、標的核酸の
塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基以上存在
するように、当該プローブの塩基配列が設計されている
請求項1に記載の核酸測定方法。
2. A terminal base in which the probe is labeled with a fluorescent dye at the end thereof, and when the nucleic acid probe is hybridized with a target nucleic acid, the probe is hybridized with the target nucleic acid at the end. 2. The nucleic acid measuring method according to claim 1, wherein the base sequence of the probe is designed so that at least 1 base or more of G (guanine) is present in the base sequence of the target nucleic acid 1 to 3 bases away from.
【請求項3】 前記核酸プローブが、3’末端において
蛍光色素で標識されている請求項1に記載の核酸測定方
法。
3. The method for measuring nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 ′ end.
【請求項4】 前記核酸プローブが、5’末端において
蛍光色素で標識されている請求項1に記載の核酸測定方
法。
4. The method for measuring nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid probe is labeled with a fluorescent dye at the 5 ′ end.
【請求項5】 前記核酸プローブの3’末端塩基がG又
はCで、かつ3’末端が蛍光色素で標識されている請求
項1に記載の核酸測定方法。
5. The nucleic acid measuring method according to claim 1, wherein the 3′-terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 3′-terminal is labeled with a fluorescent dye.
【請求項6】 前記核酸プローブの5’末端塩基がG又
はCで、かつ5’末端が蛍光色素で標識されている請求
項1に記載の核酸測定方法。
6. The nucleic acid measuring method according to claim 1, wherein the 5′-terminal base of the nucleic acid probe is G or C, and the 5′-terminal is labeled with a fluorescent dye.
【請求項7】 前記核酸プローブが、3’末端のリボー
ス若しくはデオキシリボースの3’炭素の水酸基、また
は3’末端のリボースの3’炭素の水酸基がリン酸化さ
れている請求項1に記載の核酸測定方法。
7. The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid probe is phosphorylated on the 3′-terminal hydroxyl group of ribose or deoxyribose or the 3′-carbon hydroxyl group of 3′-terminal ribose. Measuring method.
【請求項8】 前記核酸プローブのオリゴリボヌクレオ
チドが、2−o−メチルオリゴリボヌクレオチド(2-o-
methyloligoribonucleotide)、PNA、または、他の
化学的に修飾した核酸である請求項1に記載の核酸測定
方法。
8. The oligoribonucleotide of the nucleic acid probe is 2-o-methyl oligoribonucleotide (2-o-
The method for measuring nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleic acid is methyloligoribonucleotide), PNA, or other chemically modified nucleic acid.
【請求項9】 前記核酸プローブのオリゴリボヌクレオ
チドが、リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチド
を含むチメリックオリゴヌクレオチド(chimericoligon
ucleotide)である請求項1に記載の核酸測定方法。
9. The nucleic acid probe oligoribonucleotide is a chimeric oligonucleotide containing ribonucleotides and deoxyribonucleotides.
nucleic acid).
【請求項10】 リボヌクレオチドが、2−o−メチル
オリゴリボヌクレオチドである請求項に記載の核酸測
定方法。
10. The method for measuring nucleic acid according to claim 9 , wherein the ribonucleotide is 2-o-methyloligoribonucleotide.
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