JP3718555B2 - Method for diagnosing bovine factor XIII abnormality - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はウシの出血性疾患である第XIII 因子異常症の診断方法に関する。また本発明は、かかる診断方法を用いるウシ第XIII 因子異常症の診断キットに関する。
【0002】
【従来の技術】
南九州においては和牛の出血性疾患が多発しており、これら出血性疾患のなかにはChediak−Higashi症候群、von Willebrand病、および第XIII 因子異常症といった複数の遺伝性疾患が存在することも多く、臨床症状が重篤であるため畜産上の被害が多い。今後、これまでと同様の交配によって黒毛和牛の生産を続けた場合、第XIII 因子異常症をはじめとする遺伝性出血性疾患の増加によりさらなる生産性の低下が危惧されている。
特に第XIII 因子異常症を発症したウシでは新生児期において臍帯出血を起こし、大量の腹腔内出血で死亡することが多い。また生存した個体においても皮下出血等を繰り返して成長不良となり、重篤例では失血死する。本疾患の発症例は現在までに100例を越えている。
【0003】
第XIII 因子(フィブリン安定化因子、血漿トランスグルタミナーゼ)はフィブリノーゲン、フィブリン、フィブロネクチン、α2 −プラスミンインヒビター、α2 −マクログロブリン、アクチン、変性コラーゲンなどのタンパク質間のアミド架橋形成を触媒するSH酵素の前駆体である。
【0004】
血漿第XIII 因子はA、Bの二つのサブユニットで構成されるA2 2 のヘテロテトラマーである。活性の発現には主にトロンビンによる限定加水分解を必要とし、これによって分子量7.5万のサブユニットAが分子量7.1万のA' に変化したA'22 に変換される。さらにこのときCa 2+ の存在によってA'2とB2 への解離が起こり、A' サブユニット中のSH活性中心が露呈して酵素活性が発現されるようになる。こうして活性化された第XIII 因子は血液凝固カスケードによって生成したフィブリン分子間にアミド結合を形成することによりフィブリン塊を安定化し、血液凝固反応を完成させる。
【0005】
これまでは血漿中の第XIII 因子活性を測定することにより、第XIII 因子異常症の診断が行われてきた。第XIII 因子活性の測定方法としては、(1)精製フィブリノーゲンを用いて生じたフィブリンの酸溶解度で見るもの、(2)検体(血漿)中のフィブリノーゲンを基質とし、希釈系列の第XIII 因子中和抗体存在下での酸不溶性フィブリン形成境界値を求めるもの、(3)精製フィブリンモノマーを基質としてその酸溶解度を見るもの、(4)カゼインへの蛍光性アミン化合物の取り込みを測定するもの、(5)上記蛍光性アミン化合物にかえて放射性同位体を使用するもの、(6)基質カゼインからのアンモニアの遊離を定量するもの、(7)完全合成基質を用いるものなどがある。ウシの血漿について第XIII 因子の酵素活性を測定する場合には上記の測定法のうち主に(2)、(7)が用いられている。
【0006】
しかしながら、上記の第XIII 因子活性測定方法は、基質の調製に非常に時間がかかる、基質の品質が一定していない、検体中の酵素の精製状態によって得られる活性の値が変動するなどの欠点を有している。また、第XIII 因子異常症は常染色体性の劣性遺伝をすることが推定されており、一方の染色体上にのみ異常に関連した遺伝子を有する遺伝子的に第XIII 因子異常症のキャリアーのウシについては従来の酵素活性測定に基づく方法ではその異常を知ることができない。したがって上記の方法による診断では異常の認められないウシどうしを交配させた場合でも産まれてくる子牛に異常が現れることがあり、本疾患の発生を未然に防ぐうえでは問題を有している。
【0007】
ウシの第XIII 因子異常症を予防する手段の1つとしてその疾患の原因である遺伝子のキャリアーを交配に用いることを避けていくという方法が考えられる。そのためには現存するウシの第XIII 因子異常症の診断を遺伝子レベルで行い、疾患遺伝子のキャリアーを早急に見つけだす必要がある。異常を持つウシの疾患遺伝子が正常なものに比べてどのように変異しているのかを明らかにし、様々な遺伝子工学的手法により変異遺伝子を迅速に検出できる手段を得ることができれば、このような遺伝子診断法を確立することができる。
また、ヒトにおいてはサブユニットA遺伝子上の変異がその主な原因であることが知られている[ブラッド(Blood )、第80巻、第937−941頁(1992);同、第84巻、第517−525頁、(1994)]が、ウシの第XIII 因子異常症がA、Bの二つのサブユニットのどちらの異常に起因するかについては知られていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、ウシの第XIII 因子遺伝子を提供することにある。本発明の他の目的は、該遺伝子を利用してウシの第XIII 因子異常症を迅速に診断できる遺伝子診断方法を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、かかる診断方法に利用する、簡便に診断することのできるウシ第XIII 因子遺伝子異常症診断用キットを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、第XIII 因子サブユニットAをコードする遺伝子上の特定の塩基置換が本疾患の原因であることを見出し、さらに、かかる変異により、上記遺伝子上に特定の制限酵素の認識部位が形成されていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
即ち、本発明の要旨は、
〔1〕 配列番号:2で示される、ウシ第XIII因子異常症の第XIII因子サブユニットA遺伝子、
〔2〕 工程(a):ウシの核酸試料を得る工程、
工程(b):工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシ第XIII因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の248位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程、および
工程(c):工程(b)の核酸断片について、ウシ第XIII因子サブユニットAタンパクのアミノ酸配列中83番目のフェニルアラニンがセリンに置換されるアミノ酸配列上の変異をともなう、塩基配列の変異の存在を調べる工程、
を含むウシ第XIII因子異常症の診断方法、
〔3〕 遺伝子増幅反応がPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法によって行われる前記〔2〕記載の診断方法、
〔4〕 塩基配列の変異の存在を制限断片長多型(RFLP)を検出して調べる前記〔2〕又は〔3〕記載の診断方法、
〔5〕 RFLPを制限酵素MboIIを用いて調べることを特徴とする前記〔4〕記載の診断方法、
〔6〕 核酸試料がゲノミックDNA、cDNA、又はmRNAを含む試料である前記〔2〕〜〔5〕いずれか記載の診断方法、ならびに
〔7〕 前記〔4〕記載の診断方法によりウシ第XIII因子異常症を診断するためのキットであって、
(a):ウシ第XIII因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の248位を含む領域を増幅するためのプライマー、及び
(b):RFLPによって、ウシ第XIII因子サブユニットAタンパクのアミノ酸配列中83番目のフェニルアラニンがセリンに置換されるアミノ酸配列上の変異をともなう、塩基配列の変異を検出するための制限酵素、
を含むことを特徴とするキット、に関するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
1.正常及び異常ウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子について
遺伝子上の変異と本疾患との関連を調べるために、まず正常なウシ第XIII 因子サブユニットAをコードする遺伝子を単離し、その塩基配列を明らかにする。該遺伝子が単離された例はこれまで報告されていないが、ヒト第XIII 因子サブユニットA遺伝子とのホモロジーを利用して単離することが可能である。すなわち、ヒト第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列[プロシーディングス
オブ ザ ナショナル アカデミー オブ サイエンス オブ ザ USA(Proceedings of the National Academy of Science of the USA )、第83巻、第8024−8028頁(1986)]をもとに作製したプライマーを用い、ホルスタインより調製したcDNAを鋳型としたPCR反応を行ってヒト第XIII 因子サブユニットA遺伝子とホモロジーを有するいくつかのDNA断片を増幅することができる。
【0012】
次に、得られた各DNA断片の塩基配列を決定してヒト第XIII 因子サブユニットA遺伝子とのホモロジーを確認したうえ、これらの塩基配列を比較、解析してウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子全体の塩基配列を知ることができる。こうして得られた正常ウシの第XIII 因子サブユニットAをコードするcDNAの塩基配列を配列表の配列番号:1に示す。
【0013】
ウシ第XIII 因子異常症の原因となる遺伝子上の変異は、正常、および第XIII 因子異常症を発症したウシに存在する第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列を比較することによって明らかにすることができる。すなわち、上記の正常ウシの第XIII 因子サブユニットAをコードする塩基配列をもとに該塩基配列全体をいくつかの領域に分けて増幅することが可能な適当なプライマーを合成することができる。次に該プライマーを用い、第XIII 因子異常症を発症したウシより調製したcDNAを鋳型としたPCR反応を行い、得られた増幅DNA断片の塩基配列を決定して両者を比較することにより、第XIII 因子異常症を発症したウシの遺伝子上に存在する、該疾患の原因である変異を確認することができる。
【0014】
本発明では第XIII 因子異常症を発症したウシのcDNA上では配列表の配列番号:2に示されるように、正常ウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列と比較して248番目のチミン(T)がシトシン(C)に、また、261番目のシトシンがチミンに変異していることを見出した。このうち後者はアミノ酸置換をともなわないが、前者ではフェニルアラニンをコードするコドンTTCがセリンをコードするTCCに変化していることから、第XIII 因子異常症のウシではこのアミノ酸置換を含む変異型の第XIII 因子サブユニットAが発現されていることが示される。またこのフェニルアラニンは、ヒトの第XIII 因子サブユニットA等これまでにそのアミノ酸配列が明らかにされた哺乳動物由来のトランスグルタミナーゼのほとんどに存在しており、この遺伝子変異が第XIII 因子異常症の原因であることがわかる。さらに、この変異は塩基配列上に新たな制限酵素MboIIの切断部位を生じることもわかる。なお、ヒトの第XIII 因子異常症ではサブユニットAの681番目のアルギニン〔ブラッド(Blood) 、第80巻、第937−941頁、(1992)〕、661番目のアルギニンあるいは242番目のメチオニン〔ブラッド(Blood) 、第84巻、第517−525頁、(1994)〕に変異が起こっており、本発明で見出されたウシでの変異とは異なるものであった。
【0015】
2.ウシ第XIII 因子異常症の診断方法について
上記のようにして、第XIII 因子異常症の原因となる遺伝子上の変異が解明されたことから、この変異を利用して該疾患の診断を行うことができる。
【0016】
具体的なウシ第XIII 因子異常症の診断方法としては、次のような工程を有する態様が例示される。即ち、
工程(a):ウシの核酸試料を得る工程、
工程(b):工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、第XIII 因子遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程、および
工程(c):工程(b)の核酸断片について変異の存在を調べる工程、である。
【0017】
工程(a)について
本発明において用いられるウシの核酸試料としては、ウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子が含まれるものであれば特に限定されるものではなく、ゲノミックDNA、cDNA、mRNA等が挙げられる。ウシからのゲノミックDNA等の調製は、通常行われる公知の方法により行うことができる。
【0018】
工程(b)について
本工程によって、ウシ第XIII 因子遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅され、所望の核酸断片を得ることができる。本工程で用いられる遺伝子増幅反応の方法としては、該領域を増幅できる方法であれば特に限定されないが、PCR法、RNAポリメラーゼを利用した核酸増幅法(特開平2−5864号公報、特開平7−203999号公報)や鎖置換増幅法(特公平7−114718号公報、特開平7−88242号公報)のような核酸増幅法を利用することができる。なかでもPCR法が好ましく用いられる。
増幅の対象となる、変異部位を含む領域としては、ウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の248位を含む領域であれば特に限定されない。好ましくは、変異が生じた際に制限酵素MboIIの認識部位となる配列、即ち、正常ウシであれば配列番号:1の、罹患ウシであれば配列番号:2の244〜248位を含む領域である。
【0019】
PCR法で用いるプライマーとしては、変異部位、即ちウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の248位を含むDNA断片を増幅できるものであれば、特に限定されない。また、PCRの条件も特に限定されず、通常行われる公知の条件で良い。
【0020】
工程(c)について
本工程において、工程(b)で得られる核酸断片について変異の存在が調べられる。変異の存在の検出方法としては特に限定されないが、制限断片長多型(RFLP)を検出して調べる方法が好ましく用いられる。RFLPを調べる際に用いる制限酵素としては、遺伝子の変異が検出可能なものであれば特に限定されないが、例えば制限酵素MboIIやそのアイソシゾマー、あるいは制限酵素BbrIIやそのアイソシゾマーが挙げられる。制限酵素MboIIによる消化は、MboII消化に適した組成、例えば、10mMトリス−HCl、pH7.5、10mMのMgCl2 、1mMのDTTからなる反応液を使用し、また、消化されるDNAの量に応じて添加するMboIIの量や反応時間を適宜調製して行われる。また、RFLPの検出は、診断されるウシの核酸試料と同様の処理を行った正常ウシの核酸試料を対照として、ゲル電気泳動等の公知の方法によって行うことができる。
【0021】
PCR−RFLP法以外の診断法としては、上記に例示された態様の工程(c)をその他の変異検出方法に変更した方法がある。変異の検出には、例えば変異部位を含む適当なDNA断片をプローブに用いるハイブリダイゼーション法や、SSCP法のような公知の変異検出方法が使用できる。また、特開平7−327698号公報にはMutSタンパク質を用いる変異の検出方法が開示されているが、この方法も本発明の診断方法に適用可能である。さらに、増幅されたDNAを適当なベクターにクローニングしたものの塩基配列を決定することや、あるいは増幅断片そのものを鋳型としてその塩基配列を決定することによっても変異の検出を行うことができる。
【0022】
本発明のウシ第XIII 因子異常症の診断方法により、第XIII 因子異常症を発病しているウシのみならず、発病の予想されるウシ、さらに第XIII 因子異常症のキャリアーのウシについても診断することができる。従って、本発明でいうウシ第XIII 因子異常症とは、遺伝子的に異常であることを意味し、症状の有無を問わず、またキャリアーを含めて広義に解釈するものとする。
【0023】
3.ウシ第XIII 因子異常症診断用キットについて
上記の診断方法を利用することにより、該異常症診断用キットを提供することができる。
具体的には、上記記載の診断方法によりウシ第XIII 因子異常症を診断するためのキットであって、
(a):第XIII 因子遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を増幅するためのプライマー、及び
(b):RFLPによって変異を検出するための制限酵素、
を含むことを特徴とするものである。
かかるキットを用いることにより、簡単にウシ第XIII 因子異常症を診断することができる。本発明のキットに用いられるプライマー、制限酵素は前記の診断方法の項で述べたようなものが例示される。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもってさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0025】
実施例1
正常ウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の決定
PCR法によってウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子を含むDNA断片を取得するための鋳型となるcDNAを、ホルスタインより採取した血液より以下に示す方法によって調製した。
まずウシ全血(クエン酸ナトリウム添加)200mlより比重遠心(約 100g ×20 min. )にて血小板濃縮血漿(PRP 、Platelet rich plasma)を分離し、さらに約 1500g× 5min.の遠心分離により、血小板画分を調製した。リン酸緩衝生理食塩水(PBS )にて3回洗浄した後、RNAzolTMB(バイオテックス ラボラトリーズ社製)を用いて全RNAを抽出した。こうして得られた全RNAのうち1μg を用い、cDNAサイクルキット(インビトロジェン社製)を使用してcDNAの合成を行い、最終的に40μl のTE緩衝液(10mMトリス−HCl、pH8.0、及び1mM EDTA)に溶解したcDNA(Pt cDNA)溶液を得た。
【0026】
Proceedings of the National Academy of Science of the USA 、第83巻、第8024−8028頁(1986)に記載のヒト第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列、ならびにその他の動物由来のトランスグルタミナーゼの塩基配列の相同性を利用してプライマー1S、2S、3R、5R、6S、および7Rを化学的に合成した。配列表の配列番号:3〜配列番号:8にそれぞれプライマー1S、2S、3R、5R、6S、および7Rの塩基配列を示す。
本実施例及び以下の実施例において実施されたPCR反応は特に断らない限り以下に示す組成の反応液中で実施した:10mM トリス−HCl、pH8.3、50mM KCl、1.5mM MgCl2 、0.25mM dATP、0.25mM
dCTP、0.25mM dGTP、0.25mM dTTP、0.001%ゼラチン、2.5単位 Taq DNAポリメラーゼ(宝酒造社製)。反応液は全量100μl とし、適量の鋳型DNAとともにそれぞれ終濃度10μg/mlの2種のプライマーを添加した。
【0027】
即ち、上記のPt cDNA溶液3μl とプライマー2Sおよび7R(それぞれ終濃度10μg/ml)を含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、42℃で1分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとした35サイクルのPCR反応を行った。この反応液の一部をアガロースゲル電気泳動に供した後、ゲルから回収した約1400bpに相当するDNA断片をプラスミドベクターpCRTMII(インビトロジェン社製)に組み込んだ組換えプラスミドを作製した。得られた組換えプラスミドを鋳型とし、蛍光DNAシークエンサー(ABI社製)を用いてこの組換えプラスミドに組み込まれているDNA断片の塩基配列を決定した。得られた塩基配列を配列表の配列番号:9に示す。
【0028】
また、Pt cDNA溶液3μl とプライマー6S、3Rを含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、37℃で1分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとした35サイクルのPCR反応を行った。増幅された約700bpのDNA断片をアガロースゲル電気泳動によって単離した後、その一部を鋳型として含む上記同様のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、55℃で1分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとした35サイクルのPCR反応を行った。得られたPCR産物をプラスミドベクターpCRTMIIに組み込んだ組換えプラスミドを作製し、上記同様にこの組換えプラスミドに組み込まれているDNA断片の塩基配列を決定した。得られた塩基配列を配列表の配列番号:10に示す。
【0029】
配列表の配列番号:9および配列番号:10に示された2つの塩基配列を比較したところ、両配列は約200bpの塩基配列を共通に含み、両者で約1900bpの塩基配列をカバーしていた。
こうして明らかとなった上記の塩基配列をもとに、さらに2種類のプライマー、8Rおよび9Sを合成した。配列表の配列番号:11および配列番号:12にそれぞれプライマー8R、9Sの塩基配列を示す。
【0030】
上記の2つの断片でカバーされないウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列を明らかにするため、上記のPt cDNA溶液3μl とプライマー1Sおよび3Rを含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、37℃で2分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとした30サイクルのPCR反応を行った。次にこのPCR反応後の反応液1μl とプライマー1Sおよび8Rとを含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、52℃で2分間、72℃で30秒間からなる工程を1サイクルとした30サイクルのPCR反応を行った。この反応液の一部を2%アガロースゲル電気泳動に供し、約300bpのDNA断片を回収して上記のプラスミドベクターpCRTMIIにサブクローニングした後、その塩基配列をジデオキシ法によって調べ、このDNA断片(269bp)の塩基配列がヒト第XIII 因子サブユニットA遺伝子の5’側領域にホモロジーを有することを確認した。配列表の配列番号:13にこのDNA断片の塩基配列を示す。
【0031】
続いて、上記のPt cDNA溶液3μl とプライマー4S(配列番号:14)および5Rを含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、37℃で2分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとした30サイクルのPCR反応を行った。次にこのPCR反応後の反応液1μl とプライマー9Sおよび5Rとを含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、52℃で2分間、72℃で30秒間からなる工程を1サイクルとした30サイクルのPCR反応を行った。この反応液より回収したDNA断片を上記のプラスミドベクターpCRTMIIにサブクローニングした後、その塩基配列をジデオキシ法によって調べた。配列表の配列番号:15にこのDNA断片の塩基配列を示す。
こうして得られた種々のDNA断片の塩基配列を比較、総合してウシ第XIII 因子サブユニットAをコードするcDNA全長の塩基配列(2196bp)を決定した。配列表の配列番号:1にこの2196bpの塩基配列を示す。また、正常ウシ第XIII 因子サブユニットAのアミノ酸配列を配列表の配列番号:16に示す。
【0032】
実施例2
ウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子上の変異の確認
配列表の配列番号:1に示されるウシ第XIII 因子サブユニットA遺伝子の塩基配列を3つの領域に分け、これらのそれぞれをPCRによって増幅することができるプライマーAS、AR、BS、BR、CS、CRを合成した。配列表の配列番号:17〜配列番号:22にそれぞれプライマーAS、AR、BS、BR、CS、CRの塩基配列を示す。
【0033】
第XIII 因子異常症を発症したウシの血液より実施例1と同様の操作によってcDNAを調製し、これを鋳型としてプライマーASおよびAR、プライマーBSおよびBR、プライマーCSおよびCRの3組のプライマー対を用いたPCR反応を行った。実施例1で使用したものと同じ組成で上記の鋳型、プライマー対を含む100μl のPCR反応液を調製し、94℃で1分間、60℃で1分間、72℃で2分間からなる工程を1サイクルとした35サイクルのPCR反応を行った。増幅されたDNA断片について実施例1と同様にしてその塩基配列を決定し、それぞれを配列表の配列番号:1の塩基配列と比較した。また、決定された第XIII 因子異常症ウシの第XIII 因子サブユニットAのcDNAの塩基配列を配列表の配列番号:2に示す。
【0034】
この結果、プライマー対BS、BRおよびCS、CRで増幅された領域の塩基配列には違いは認められなかったが、プライマー対AS、ARで増幅された、第XIII 因子サブユニットAのN末端側をコードする領域では正常、および発症ウシの間でその塩基配列に差が見い出された。すなわち、発症ウシにおいては配列表の配列番号:1に示される塩基配列のうち、248番目のチミン、および261番目のシトシンがそれぞれシトシン、チミンに変異していることが示された。このうち248番目のチミンからシトシンへの変異は第XIII 因子サブユニットAタンパクのアミノ酸配列中、83番目のフェニルアラニンがセリンに置換されるアミノ酸配列上の変異をともなうことから、第XIII 因子異常症を発症したウシではこのアミノ酸置換を有する変異型の第XIII 因子サブユニットAを発現すると考えられ、これが本疾患の原因であることが明らかとなった。
【0035】
実施例3
PCR−RFLP法によるウシ第XIII 因子異常症の診断
実施例2より明らかとなった第XIII 因子異常症ウシの遺伝子上の変異のうち、248番目のチミンからシトシンへの塩基置換により遺伝子上に新たな制限酵素MboIIの認識切断部位が生じた(図1)。この塩基置換部位を含む141bpの領域を増幅するためのプライマーとして上記のプライマーASおよび8Rを使用した。
【0036】
正常ウシおよび第XIII 因子異常症ウシ(計23頭)の全血より、比重遠心法および0.15M 塩化アンモニウムを用いて末梢血単核球を分離し、マニアティス(T.Maniatis)ら編集、コールド スプリング ハーバー ラボラトリー発行のモレキュラー クローニング : ア ラボラトリー マニュアル(Molecular Cloning : A Laboratory Manual )第2版、9.16−9.23に記載の方法に従ってゲノミックDNAを分離した。このゲノミックDNA 50ngと上記のプライマー対(それぞれ終濃度20μg/ml)を含む50μl のPCR反応液(10mM トリス−HCl、pH8.3、50mM KCl、1.5mM MgCl2 、0.2mM各dNTP、1単位 Taq DNAポリメラーゼ)を調製し、まず94℃、5分のインキュベーションの後、94℃で1分間、60℃で1分間、72℃で30秒間からなる工程を1サイクルとした30サイクルの反応を行った。
【0037】
反応後、PCR産物をエタノール沈殿によって回収し、そのうちの1/5量を用いて10μl のMboII消化反応液(10mM トリス−HCl、pH7.5、10mM MgCl2 、1mM DTT)を調製し、4単位のMboII(宝酒造社製)を加えて37℃、1時間のインキュベーションを行った。反応液を3%アガロースゲル上で電気泳動した後、ゲルをエチジウムブロマイドで染色して分離されたDNA断片を分析した。その結果、図2の上の段に示すように、正常ウシ由来のゲノミックDNAより増幅されたDNA断片では約140bpの単一のバンドが検出されたのに対し(No.18〜23)、第XIII 因子異常症ウシにおいてはそのバンドが約80bpと約60bpの2本のバンドに分解されており(No.1〜4)、増幅断片中にMboIIの認識切断部位が生じていることが示された。
【0038】
また、No.5及びNo.6は臨床的には第XIII 因子異常症の症状を示さないウシの分析結果である。これらのサンプルでは、約140bpのバンド及び約80bpと約60bpのバンドの計3本のバンドが確認されたことから、これらのウシは正常及び変異型アリルに関するヘテロザイゴートであることが分かった。したがって、本発明の診断方法によって、見かけ上正常な、第XIII 因子異常症のキャリアーのウシを検出できることが分かった。
また、図2の下の段のNo.7〜17は、発症ウシとの血縁関係が明らかなウシ11頭について同様の方法によって診断をおこなって得られた電気泳動の結果を示す図である。この結果から、11頭のうち5頭が第XIII 因子異常症のキャリアーであることが分かる。
【0039】
また、サンプルNo.1〜23について、PCR−RFLP法による診断結果と血清中の第XIII 因子の活性の相関関係について調べた。
第XIII 因子の活性は、イアトロ−FLF.XIII (ヤトロン社製)を用いたモノダンシルカダベリン(MDC)取込み法により測定した。結果を図3に示す。
【0040】
図3の横軸は、本変異に関する各遺伝子型を示し、−/−は、遺伝子型が変異型のホモ、+/−は正常型・変異型のヘテロ、+/+は正常型のホモを示す。また、縦軸は血清中の第XIII 因子の活性を示す。
この図より、本変異に関する遺伝子型と血清中の第XIII 因子活性との間には明らかな相関が認められることが分かる。
【0041】
【発明の効果】
本発明によりウシの第XIII 因子異常症およびそのキャリアーを簡便かつ迅速に摘発することが可能となった。
【0042】
【配列表】

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【0043】
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【0044】
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【0045】
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【0046】
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【0047】
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【0048】
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【0049】
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【0050】
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【0051】
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【0052】
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【0053】
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【0054】
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【0055】
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【0056】
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【0057】
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【0058】
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【0059】
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【0060】
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【0061】
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【0062】
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【0063】
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【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、塩基の置換による制限酵素MboIIの切断部位の発生を示す模式図である。
【図2】図2は、正常ウシ由来のDNA断片及び第XIII 因子異常症ウシ由来のDNA断片をMboII消化後に電気泳動に付して得られた結果を示す図である。
【図3】図3は、遺伝子型と血清中の第XIII 因子の活性の相関を示すグラフを表した図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for diagnosing factor XIII abnormality, which is a bovine hemorrhagic disease. The present invention also relates to a diagnostic kit for bovine factor XIII abnormality using such a diagnostic method.
[0002]
[Prior art]
In southern Kyushu, there are many bleeding diseases of Wagyu beef. Among these bleeding diseases, there are often multiple genetic diseases such as Chediak-Higashi syndrome, von Willebrand disease, and factor XIII abnormality. There are many livestock damages due to severe symptoms. In the future, if the production of Japanese black beef is continued by the same crossing as before, there is a concern that the productivity will be further lowered due to an increase in hereditary hemorrhagic diseases including factor XIII abnormality.
In particular, cattle that have developed factor XIII abnormalities often develop umbilical cord bleeding in the neonatal period and often die from massive intraperitoneal bleeding. In surviving individuals, repeated hemorrhage, etc. results in poor growth, and in severe cases, blood loss occurs. To date, there have been over 100 cases of this disease.
[0003]
Factor XIII (fibrin stabilizing factor, plasma transglutaminase) is fibrinogen, fibrin, fibronectin, α2-Plasmin inhibitor, alpha2-A precursor of the SH enzyme that catalyzes the formation of amide bridges between proteins such as macroglobulin, actin and denatured collagen.
[0004]
Plasma factor XIII is composed of two subunits, A and B.2B2Is a heterotetramer. The expression of the activity mainly requires limited hydrolysis with thrombin, which changed the subunit A having a molecular weight of 75,000 to A 'having a molecular weight of 71,000.2B2Is converted to At this time, Ca2+A 'by the presence of2And B2Dissociates into SH, and the SH activity center in the A ′ subunit is exposed, and the enzyme activity is expressed. The activated factor XIII thus stabilizes the fibrin clot by forming an amide bond between fibrin molecules generated by the blood coagulation cascade, and completes the blood coagulation reaction.
[0005]
Until now, factor XIII abnormality has been diagnosed by measuring factor XIII activity in plasma. Factor XIII activity can be measured by (1) checking the acid solubility of fibrin produced using purified fibrinogen, (2) neutralizing factor XIII in a dilution series using fibrinogen in the sample (plasma) as a substrate. (3) A method for determining an acid-insoluble fibrin formation boundary value in the presence of an antibody, (3) A method for measuring acid solubility using purified fibrin monomer as a substrate, (4) A method for measuring incorporation of a fluorescent amine compound into casein, (5 There are those that use a radioisotope instead of the fluorescent amine compound, (6) those that quantify the release of ammonia from the substrate casein, and (7) those that use a completely synthetic substrate. When measuring the enzyme activity of factor XIII in bovine plasma, (2) and (7) are mainly used among the above measurement methods.
[0006]
However, the above factor XIII activity measuring method has drawbacks such as the time required for preparation of the substrate, the quality of the substrate is not constant, and the activity value obtained varies depending on the state of enzyme purification in the sample. have. In addition, it is estimated that factor XIII abnormality has autosomal recessive inheritance, and about the bovine of genetically factor XIII abnormality carrier that has a gene related to abnormality only on one chromosome The conventional method based on enzyme activity measurement cannot know the abnormality. Therefore, in the diagnosis by the above method, even when cattle that do not have any abnormality are mated, abnormalities may appear in calves that are born, and this has a problem in preventing the occurrence of this disease.
[0007]
One method for preventing bovine factor XIII abnormality is to avoid using the carrier of the gene responsible for the disease for mating. For this purpose, it is necessary to diagnose existing bovine factor XIII abnormality at the gene level and to quickly find a carrier of the disease gene. If it is possible to clarify how the disease gene of an abnormal bovine disease is mutated compared to a normal one, and to obtain a means that can quickly detect the mutated gene by various genetic engineering techniques, A genetic diagnostic method can be established.
In humans, mutations in the subunit A gene are known to be the main cause [Blood, 80, 937-941 (1992); i., 84, Pp. 517-525 (1994)] is not known as to which of the two subunits, A and B, is associated with bovine factor XIII abnormalities.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a bovine factor XIII gene. Another object of the present invention is to provide a genetic diagnosis method capable of rapidly diagnosing bovine factor XIII abnormality using the gene. Still another object of the present invention is to provide a kit for diagnosing bovine factor XIII gene abnormality that can be easily diagnosed and is used in such a diagnostic method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a specific base substitution on the gene encoding factor XIII subunit A is responsible for this disease. It was found that a recognition site for a specific restriction enzyme was formed on the gene due to the mutation, and the present invention was completed.
[0010]
  That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A bovine factor XIII abnormality factor XIII subunit A gene represented by SEQ ID NO: 2;
[2] Step (a): A step of obtaining a bovine nucleic acid sample,
Step (b): subjecting the nucleic acid sample obtained in step (a) to a gene amplification reaction,Position 248 of the base sequence of bovine factor XIII subunit A geneObtaining a nucleic acid fragment in which the region containing is amplified, and
Step (c): About the nucleic acid fragment of step (b)A nucleotide sequence having a mutation in the amino acid sequence in which the 83rd phenylalanine in the amino acid sequence of bovine factor XIII subunit A protein is substituted with serine;Examining the presence of the mutation,
A method for diagnosing bovine factor XIII abnormality comprising
[3] Gene amplification reaction is performed by PCR (polymerase chain reaction) method[2]The diagnostic method described,
[4]Base sequenceDetect mutations by detecting restriction fragment length polymorphism (RFLP)[2] or [3]The diagnostic method described,
[5] It is characterized by examining RFLP using restriction enzyme MboII[4]The diagnostic method described,
[6] The nucleic acid sample is a sample containing genomic DNA, cDNA, or mRNA.[2] to [5]Any of the diagnostic methods,And
[7][4]A kit for diagnosing bovine factor XIII abnormality by the described diagnostic method,
(A):Position 248 of the base sequence of bovine factor XIII subunit A genePrimers for amplifying the region containing
(B): By RFLPA nucleotide sequence having a mutation in the amino acid sequence in which the 83rd phenylalanine in the amino acid sequence of bovine factor XIII subunit A protein is substituted with serine;Restriction enzymes for detecting mutations,
It is related with the kit characterized by including.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. About normal and abnormal bovine factor XIII subunit A gene
In order to examine the relationship between genetic variation and this disease, first, a gene encoding normal bovine factor XIII subunit A is isolated and its nucleotide sequence is clarified. Although an example in which the gene was isolated has not been reported so far, it can be isolated using homology with the human factor XIII subunit A gene. That is, the base sequence of the human factor XIII subunit A gene [Proceedings
CDNA prepared from Holstein using primers prepared based on the National Academy of Science of the USA (USA), Volume 83, pages 8024-8028 (1986)] A DNA reaction having a homology with the human factor XIII subunit A gene can be amplified by performing a PCR reaction using as a template.
[0012]
Next, the base sequence of each of the obtained DNA fragments was determined to confirm homology with the human factor XIII subunit A gene, and these base sequences were compared and analyzed to obtain a bovine factor XIII subunit A gene. The entire base sequence can be known. The base sequence of the cDNA encoding the normal bovine factor XIII subunit A thus obtained is shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
[0013]
To clarify the mutation in the gene causing bovine factor XIII abnormality by comparing the nucleotide sequences of normal and factor XIII subunit A genes present in cattle that have developed factor XIII abnormality Can do. That is, based on the base sequence encoding the normal bovine factor XIII subunit A described above, an appropriate primer that can be amplified by dividing the entire base sequence into several regions can be synthesized. Next, using the primer, PCR reaction was performed using cDNA prepared from a cattle that developed factor XIII abnormality as a template, and the base sequence of the obtained amplified DNA fragment was determined and compared with each other. It is possible to confirm the mutation that is present on the bovine gene that developed factor XIII abnormality and that causes the disease.
[0014]
In the present invention, as shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, the 248th thymine (compared with the base sequence of the normal bovine factor XIII subunit A gene) on the cDNA of the bovine that developed factor XIII abnormality. T) was found to be mutated to cytosine (C), and the 261st cytosine was mutated to thymine. Of these, the latter is not accompanied by amino acid substitution, but in the former, the codon TTC encoding phenylalanine is changed to TCC encoding serine. It is shown that factor XIII subunit A is expressed. This phenylalanine is present in most mammalian transglutaminases whose amino acid sequences have been clarified so far, such as human factor XIII subunit A, and this gene mutation causes factor XIII abnormality. It can be seen that it is. Further, it can be seen that this mutation generates a new restriction enzyme MboII cleavage site on the base sequence. In human factor XIII abnormality, the 681st arginine of subunit A [Blood, 80, 937-941, (1992)], the 661th arginine or the 242nd methionine [Blood]. (Blood), Vol. 84, pp. 517-525, (1994)], which was different from the bovine mutation found in the present invention.
[0015]
2. About the diagnostic method of bovine factor XIII abnormality
As described above, since the mutation on the gene causing the factor XIII abnormality has been elucidated, the mutation can be used to diagnose the disease.
[0016]
As a specific method for diagnosing bovine factor XIII abnormality, an embodiment having the following steps is exemplified. That is,
Step (a): obtaining a bovine nucleic acid sample;
Step (b): subjecting the nucleic acid sample obtained in step (a) to a gene amplification reaction to obtain a nucleic acid fragment in which a region containing a mutation site that may be present in the factor XIII gene is amplified; and
Step (c): A step of examining the presence of mutation in the nucleic acid fragment of step (b).
[0017]
About process (a)
The bovine nucleic acid sample used in the present invention is not particularly limited as long as it contains the bovine factor XIII subunit A gene, and includes genomic DNA, cDNA, mRNA and the like. Preparation of genomic DNA and the like from bovine can be performed by a commonly known method.
[0018]
About step (b)
By this step, a region containing a mutation site that may be present in the bovine factor XIII gene is amplified, and a desired nucleic acid fragment can be obtained. The method of gene amplification reaction used in this step is not particularly limited as long as it can amplify the region, but PCR method, nucleic acid amplification method using RNA polymerase (Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-5864 and 7). -209999) and strand displacement amplification methods (JP-B-7-114718, JP-A-7-88242) can be used. Of these, the PCR method is preferably used.
The region including the mutation site to be amplified is not particularly limited as long as it includes the position 248 of the base sequence of the bovine factor XIII subunit A gene. Preferably, a sequence that becomes a recognition site for the restriction enzyme MboII when a mutation occurs, that is, a region containing positions 244 to 248 of SEQ ID NO: 1 for normal cattle and SEQ ID NO: 2 for affected cattle. is there.
[0019]
The primer used in the PCR method is not particularly limited as long as it can amplify a mutation site, that is, a DNA fragment containing position 248 of the base sequence of bovine factor XIII subunit A gene. Also, the PCR conditions are not particularly limited, and may be known conditions that are usually performed.
[0020]
About process (c)
In this step, the presence of mutation is examined for the nucleic acid fragment obtained in step (b). The method for detecting the presence of the mutation is not particularly limited, but a method of detecting and examining a restriction fragment length polymorphism (RFLP) is preferably used. The restriction enzyme used for examining RFLP is not particularly limited as long as it can detect a gene mutation, and examples thereof include restriction enzyme MboII and its isoschizomer, or restriction enzyme BbrII and its isoschizomer. Digestion with the restriction enzyme MboII can be performed using a composition suitable for MboII digestion, eg, 10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl.2A reaction solution composed of 1 mM DTT is used, and the amount of MboII added and the reaction time are appropriately adjusted according to the amount of DNA to be digested. RFLP can be detected by a known method such as gel electrophoresis using a normal bovine nucleic acid sample treated in the same manner as the bovine nucleic acid sample to be diagnosed as a control.
[0021]
As a diagnostic method other than the PCR-RFLP method, there is a method in which the step (c) of the embodiment exemplified above is changed to another mutation detection method. For the detection of mutation, for example, a known mutation detection method such as a hybridization method using an appropriate DNA fragment containing a mutation site as a probe or the SSCP method can be used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-327698 discloses a method for detecting a mutation using MutS protein, and this method is also applicable to the diagnostic method of the present invention. Furthermore, mutation can also be detected by determining the base sequence of the amplified DNA cloned into an appropriate vector, or by determining the base sequence using the amplified fragment itself as a template.
[0022]
According to the method for diagnosing bovine factor XIII abnormality of the present invention, not only cattle that cause factor XIII abnormality but also cattle that are expected to develop disease, and cows that are carriers of factor XIII abnormality are diagnosed. be able to. Therefore, bovine factor XIII abnormality as used in the present invention means that it is genetically abnormal, and it should be interpreted in a broad sense including the presence or absence of a symptom.
[0023]
3. About bovine factor XIII abnormality diagnosis kit
By utilizing the above diagnostic method, the kit for diagnosing abnormalities can be provided.
Specifically, a kit for diagnosing bovine factor XIII abnormality by the diagnostic method described above,
(A): a primer for amplifying a region containing a mutation site that may be present in the factor XIII gene; and
(B): a restriction enzyme for detecting mutations by RFLP,
It is characterized by including.
By using such a kit, bovine factor XIII abnormality can be easily diagnosed. Examples of the primers and restriction enzymes used in the kit of the present invention include those described in the above-mentioned section of the diagnostic method.
[0024]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these Examples.
[0025]
Example 1
Determination of the base sequence of normal bovine factor XIII subunit A gene
A cDNA serving as a template for obtaining a DNA fragment containing the bovine factor XIII subunit A gene by PCR was prepared from blood collected from Holstein by the method described below.
First, platelet-rich plasma (PRP, Platelet rich plasma) is separated from 200 ml of bovine whole blood (sodium citrate added) by specific gravity centrifugation (about 100 g x 20 min.), And further centrifuged by about 1500 g x 5 min. Fractions were prepared. After washing 3 times with phosphate buffered saline (PBS), RNAzolTMTotal RNA was extracted using B (Biotex Laboratories). 1 μg of the total RNA thus obtained was used to synthesize cDNA using a cDNA cycle kit (Invitrogen), and finally 40 μl of TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0, and 1 mM). A cDNA (Pt cDNA) solution dissolved in EDTA was obtained.
[0026]
Proceedings of the National Academy of Science of the USA, Vol. 83, pp. 8024-8028 (1986), as well as the base sequence of human factor XIII subunit A gene, as well as the base sequence of transglutaminase derived from other animals. Primers 1S, 2S, 3R, 5R, 6S, and 7R were chemically synthesized using homology. The base sequences of primers 1S, 2S, 3R, 5R, 6S, and 7R are shown in SEQ ID NO: 3 to SEQ ID NO: 8, respectively.
PCR reactions carried out in this example and in the following examples were carried out in reaction solutions having the following composition unless otherwise specified: 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl20.25 mM dATP, 0.25 mM
dCTP, 0.25 mM dGTP, 0.25 mM dTTP, 0.001% gelatin, 2.5 units Taq DNA polymerase (Takara Shuzo). The total volume of the reaction solution was 100 μl, and two primers each having a final concentration of 10 μg / ml were added together with an appropriate amount of template DNA.
[0027]
That is, 100 μl of a PCR reaction solution containing 3 μl of the above Pt cDNA solution and primers 2S and 7R (each final concentration of 10 μg / ml) was prepared. From 94 ° C. for 1 minute, 42 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes. The PCR reaction of 35 cycles was performed with the following step as one cycle. A portion of this reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis, and then a DNA fragment corresponding to about 1400 bp recovered from the gel was transformed into plasmid vector pCR.TMA recombinant plasmid incorporated into II (manufactured by Invitrogen) was prepared. Using the obtained recombinant plasmid as a template, the base sequence of the DNA fragment incorporated in this recombinant plasmid was determined using a fluorescent DNA sequencer (manufactured by ABI). The obtained base sequence is shown in SEQ ID NO: 9 in the sequence listing.
[0028]
In addition, 100 μl of a PCR reaction solution containing 3 μl of Pt cDNA solution and primers 6S and 3R was prepared, and the cycle consisting of 94 ° C. for 1 minute, 37 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes was 35 cycles. PCR reaction was performed. After isolating the amplified DNA fragment of about 700 bp by agarose gel electrophoresis, the same PCR reaction solution containing a part thereof as a template was prepared, and it was 94 ° C. for 1 minute, 55 ° C. for 1 minute, 72 ° C. The PCR reaction of 35 cycles was performed with 1 step consisting of 2 minutes. The obtained PCR product was transformed into plasmid vector pCR.TMA recombinant plasmid incorporated into II was prepared, and the base sequence of the DNA fragment incorporated into this recombinant plasmid was determined as described above. The obtained base sequence is shown in SEQ ID NO: 10 in the sequence listing.
[0029]
When the two base sequences shown in SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10 in the sequence listing were compared, both sequences contained a common base sequence of about 200 bp, and both covered a base sequence of about 1900 bp. .
Two types of primers, 8R and 9S, were further synthesized based on the above-described nucleotide sequences. The base sequences of primers 8R and 9S are shown in SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 12 in the sequence listing, respectively.
[0030]
In order to clarify the nucleotide sequence of the bovine factor XIII subunit A gene not covered by the above two fragments, 100 μl of a PCR reaction solution containing 3 μl of the above Pt cDNA solution and primers 1S and 3R was prepared at 94 ° C. A 30-cycle PCR reaction was carried out with 1 cycle consisting of 1 minute, 2 minutes at 37 ° C and 2 minutes at 72 ° C. Next, 100 μl of a PCR reaction solution containing 1 μl of the reaction solution after the PCR reaction and primers 1S and 8R is prepared, and one cycle consisting of 94 ° C. for 1 minute, 52 ° C. for 2 minutes, and 72 ° C. for 30 seconds. The PCR reaction of 30 cycles was performed. A part of this reaction solution was subjected to 2% agarose gel electrophoresis, and a DNA fragment of about 300 bp was recovered to obtain the above plasmid vector pCR.TMAfter subcloning into II, the base sequence was examined by the dideoxy method, and it was confirmed that the base sequence of this DNA fragment (269 bp) had homology in the 5 'region of the human factor XIII subunit A gene. The nucleotide sequence of this DNA fragment is shown in SEQ ID NO: 13 in the sequence listing.
[0031]
Subsequently, 100 μl of a PCR reaction solution containing 3 μl of the above Pt cDNA solution and primers 4S (SEQ ID NO: 14) and 5R was prepared, consisting of 94 ° C. for 1 minute, 37 ° C. for 2 minutes, and 72 ° C. for 2 minutes. A 30-cycle PCR reaction was performed with the process as one cycle. Next, 100 μl of a PCR reaction solution containing 1 μl of the reaction solution after the PCR reaction and primers 9S and 5R is prepared, and one cycle of the process consisting of 94 ° C. for 1 minute, 52 ° C. for 2 minutes, and 72 ° C. for 30 seconds. The PCR reaction of 30 cycles was performed. The DNA fragment recovered from this reaction solution was transformed into the above plasmid vector pCR.TMAfter subcloning into II, the base sequence was examined by the dideoxy method. The nucleotide sequence of this DNA fragment is shown in SEQ ID NO: 15 of the sequence listing.
The nucleotide sequences of the various DNA fragments thus obtained were compared and combined to determine the full-length nucleotide sequence (2196 bp) encoding bovine factor XIII subunit A. The base sequence of 2196 bp is shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. The amino acid sequence of normal bovine factor XIII subunit A is shown in SEQ ID NO: 16 in the sequence listing.
[0032]
Example 2
Confirmation of mutation on bovine factor XIII subunit A gene
The base sequence of the bovine factor XIII subunit A gene shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing is divided into three regions, each of which can be amplified by PCR, primers AS, AR, BS, BR, CS, CR was synthesized. The base sequences of primers AS, AR, BS, BR, CS, CR are shown in SEQ ID NO: 17 to SEQ ID NO: 22 in the sequence listing, respectively.
[0033]
CDNA was prepared from bovine blood that developed factor XIII abnormality by the same procedure as in Example 1, and using this as a template, primer pairs of primers AS and AR, primers BS and BR, primers CS and CR were used. The PCR reaction used was performed. A step of preparing 100 μl of a PCR reaction solution containing the above template and primer pair with the same composition as used in Example 1 and consisting of 94 ° C. for 1 minute, 60 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 2 minutes. A cycle of 35 cycles of PCR reaction was performed. The base sequence of the amplified DNA fragment was determined in the same manner as in Example 1, and each was compared with the base sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. Further, the determined nucleotide sequence of the factor XIII subunit bovine factor XIII subunit A cDNA is shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
[0034]
As a result, there was no difference in the base sequence of the region amplified with primer pair BS, BR and CS, CR, but the N-terminal side of factor XIII subunit A amplified with primer pair AS, AR. In the region coding for, a difference was found in the nucleotide sequence between normal and affected cattle. That is, in the affected cattle, it was shown that 248th thymine and 261st cytosine were mutated to cytosine and thymine, respectively, in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. Of these, the mutation from 248th thymine to cytosine is accompanied by a mutation in the amino acid sequence in which the 83rd phenylalanine is substituted with serine in the amino acid sequence of the factor XIII subunit A protein. The affected cattle are thought to express a mutant form of factor XIII subunit A having this amino acid substitution, which has been shown to be the cause of this disease.
[0035]
Example 3
Diagnosis of bovine factor XIII abnormality by PCR-RFLP method
Of the mutations in the factor XIII abnormal cattle clarified in Example 2, the base substitution from 248th thymine to cytosine resulted in the recognition and cleavage of a new restriction enzyme MboII on the gene (Fig. 1). The primers AS and 8R described above were used as primers for amplifying a 141 bp region containing this base substitution site.
[0036]
Peripheral blood mononuclear cells were isolated from whole blood of normal and factor XIII abnormal cows (total 23) using specific gravity centrifugation and 0.15 M ammonium chloride, edited by T. Maniatis et al., Molecular cloning published by Cold Spring Harbor Laboratory: Genomic DNA was isolated according to the method described in Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, 9.16-9.23. 50 μl of PCR reaction solution (10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl) containing 50 ng of this genomic DNA and the above primer pair (each final concentration 20 μg / ml)2, 0.2 mM each dNTP, 1 unit Taq DNA polymerase), followed by incubation at 94 ° C. for 5 minutes, followed by 1 step at 94 ° C. for 1 minute, 60 ° C. for 1 minute, 72 ° C. for 30 seconds. 30 cycles of reaction were performed.
[0037]
After the reaction, the PCR product was recovered by ethanol precipitation, and using 1/5 of the amount, 10 μl of MboII digestion reaction solution (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl) was used.21 mM DTT), 4 units of MboII (Takara Shuzo) were added, and incubation was performed at 37 ° C. for 1 hour. After electrophoresis of the reaction solution on a 3% agarose gel, the separated DNA fragment was analyzed by staining the gel with ethidium bromide. As a result, as shown in the upper stage of FIG. 2, a single band of about 140 bp was detected in the DNA fragment amplified from genomic DNA derived from normal cattle (No. 18-23), In cattle with XIII factor abnormality, the band was decomposed into two bands of about 80 bp and about 60 bp (No. 1 to 4), indicating that a recognition cleavage site of MboII was generated in the amplified fragment. It was.
[0038]
No. 5 and no. 6 is the analysis result of cattle clinically showing no symptoms of factor XIII abnormality. In these samples, a total of three bands of about 140 bp and about 80 bp and about 60 bp were confirmed, indicating that these cows are heterozygotes for normal and mutant alleles. Therefore, it was found that the diagnostic method of the present invention enables detection of apparently normal bovine carriers of factor XIII abnormality.
In addition, No. in the lower row of FIG. 7-17 is a figure which shows the result of the electrophoresis obtained by diagnosing with the same method about 11 cattle whose blood relations with onset cattle are clear. From this result, it can be seen that 5 out of 11 are carriers of factor XIII abnormality.
[0039]
Sample No. About 1-23, the correlation of the diagnostic result by PCR-RFLP method and the activity of factor XIII in serum was investigated.
The activity of factor XIII is Iatro-FLF. It was measured by a monodansyl cadaverine (MDC) uptake method using XIII (manufactured by Yatron). The results are shown in FIG.
[0040]
The horizontal axis of FIG. 3 shows each genotype related to this mutation,-/-indicates the homozygous genotype, +/- indicates the normal / mutant heterozygous, + / + indicates the normal homozygous Show. The vertical axis shows the activity of factor XIII in serum.
From this figure, it can be seen that there is a clear correlation between the genotype for this mutation and the factor XIII activity in serum.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, bovine factor XIII abnormality and its carrier can be detected easily and rapidly.
[0042]
[Sequence Listing]
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[0043]
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[0062]
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[0063]
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the generation of a restriction enzyme MboII cleavage site by base substitution.
FIG. 2 is a view showing the results obtained by subjecting a normal bovine-derived DNA fragment and a factor XIII abnormal cow-derived DNA fragment to electrophoresis after digestion with MboII.
FIG. 3 is a graph showing a correlation between genotype and factor XIII activity in serum.

Claims (7)

配列番号:2で示される、ウシ第XIII因子異常症の第XIII因子サブユニットA遺伝子。  The bovine factor XIII abnormality factor XIII subunit A gene shown in SEQ ID NO: 2. 工程(a):ウシの核酸試料を得る工程、
工程(b):工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシ第XIII因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の248位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程、および
工程(c):工程(b)の核酸断片について、ウシ第XIII因子サブユニットAタンパクのアミノ酸配列中83番目のフェニルアラニンがセリンに置換されるアミノ酸配列上の変異をともなう、塩基配列の変異の存在を調べる工程、
を含むウシ第XIII因子異常症の診断方法。
Step (a): obtaining a bovine nucleic acid sample;
Step (b): The nucleic acid sample obtained in step (a) is subjected to a gene amplification reaction to obtain a nucleic acid fragment in which the region containing position 248 of the base sequence of bovine factor XIII subunit A gene is amplified. Step and Step (c): Regarding the nucleic acid fragment of Step (b) , the nucleotide sequence having a mutation on the amino acid sequence in which the 83rd phenylalanine in the amino acid sequence of bovine factor XIII subunit A protein is substituted with serine Examining the presence of the mutation,
A method for diagnosing bovine factor XIII abnormality.
遺伝子増幅反応がPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法によって行われる請求項記載の診断方法。The diagnostic method according to claim 2 , wherein the gene amplification reaction is performed by a PCR (polymerase chain reaction) method. 塩基配列の変異の存在を制限断片長多型(RFLP)を検出して調べる請求項2又は3記載の診断方法。The diagnostic method according to claim 2 or 3 , wherein the presence of a mutation in the base sequence is examined by detecting a restriction fragment length polymorphism (RFLP). RFLPを制限酵素MboIIを用いて調べることを特徴とする請求項記載の診断方法。The diagnostic method according to claim 4 , wherein RFLP is examined using a restriction enzyme MboII. 核酸試料がゲノミックDNA、cDNA、又はmRNAを含む試料である請求項2〜5いずれか記載の診断方法。The diagnostic method according to claim 2 , wherein the nucleic acid sample is a sample containing genomic DNA, cDNA, or mRNA. 請求項記載の診断方法によりウシ第XIII因子異常症を診断するためのキットであって、
(a):ウシ第XIII因子サブユニットA遺伝子の塩基配列の248位を含む領域を増幅するためのプライマー、及び
(b):RFLPによって、ウシ第XIII因子サブユニットAタンパクのアミノ酸配列中83番目のフェニルアラニンがセリンに置換されるアミノ酸配列上の変異をともなう、塩基配列の変異を検出するための制限酵素、
を含むことを特徴とするキット。
A kit for diagnosing bovine factor XIII abnormality by the diagnostic method according to claim 4 ,
(A): a primer for amplifying a region containing position 248 of the base sequence of bovine factor XIII subunit A gene , and (b): the 83rd position in the amino acid sequence of bovine factor XIII subunit A protein by RFLP A restriction enzyme for detecting a nucleotide sequence mutation, with a mutation in the amino acid sequence in which phenylalanine is substituted with serine ,
A kit comprising:
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