JP3965872B2 - New quantitative polymorphism analysis method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な定量的多型解析方法、それに用いるリアルタイムモニタリング定量的PCR方法、及びそれに用いる蛍光消光プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】
PCR方法(蛋白質・核酸・酵素;35巻、17号、1990年、共立出版株式会社)で標的遺伝子を増幅し、それを多型解析する方法は、格段の技術的改良がなされて、現在、医学等の各分野で広く活用されている(実験医学、15巻、7号、1997年、羊土社)。そして、各種疾病、特に免疫に係る病気の遺伝子からの解明がなされ、成果が得られている。
【0003】
しかしながら、従来の多型解析方法においては、定量性をもたないPCRを用いてなされていたために、また配列の類似した遺伝子の中で一つの標的遺伝子のみを増幅させる(例えば、活性汚泥から抽出した全DNAから一つの特定微生物種の16SrRNAの遺伝子(DNA)配列だけを増幅させる)ほど特異性がないために、標的遺伝子を増幅する前の初期の遺伝子の量や多型の構成比まで解析することが出来なかった。
【0004】
【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、増幅前の標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比の測定を簡便かつ迅速に行う新規な多型解析方法、当該方法に用いる新規な定量的PCR方法、当該定量的PCR方法に用いる蛍光消光プローブ、当該定量的PCR方法によって得られるデータを解析する新規な解析方法、定量的PCR方法用試薬キット、定量的多型解析方法用試薬キット、定量的PCR方法によって得られるデータを解析する方法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み取り可能なPCR方法のデータ解析のための記録媒体、定量的多型解析方法で得られるデータを解析する方法をコンピュータに実行させるための手順のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、定量的PCR方法のための解析装置および定量的多型解析のための解析装置を提供することである。
【0005】
【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鋭意努力した結果、リアルタイムモニタリング定量的PCR方法(遺伝子増幅方法を用いて標的遺伝子を増幅したのち、その標的遺伝子について多型の解析を行うことにより、増幅前の標的遺伝子の量と該遺伝子の多型の構成比の測定が簡便、迅速かつ定量性よく行うことができるという知見を得た。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
【0006】
すなわち、本発明は、
1)標的遺伝子を、リアルタイムモニタリング定量的PCR方法で増幅し、標的遺伝子量の初期の濃度を測定して、その増幅された標的遺伝子について、T-RFLP(terminal restriction fragment length polymorphism)、RFLP(restriction fragment length polymorphism)方法、SSCP(single strand conformation)方法、またはCFLP(cleavase fragment length polymorphism)方法で、多型解析することにより初期の標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比もしくはその量の測定を行う定量的多型解析方法において、前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法を、下記の蛍光消光プローブをプライマーとして用いて反応を行い、蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする定量的多型解析方法、
蛍光消光プローブ:その5’末端において、又はその5’末端のリン酸基において、 6-joe BODIPY TMR BODIPY FL BODIPY FL/C3 BODIPY FL/C6 Alexa 488 Alexa 532 の何れかの蛍光色素で標識した当該プローブが当該末端部において標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたとき、当該プローブにハイブリダイゼーションした標的遺伝子の末端塩基対部分から1ないし3塩基離れて、標的遺伝子の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列が設計され、当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、蛍光強度を減少させる蛍光消光プローブ。
又は、
2)前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法が、標的遺伝子の増幅反応を指数関数的増幅期で停止させるものである前記1)に記載の定量的多型解析方法、又は、
)前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法が、下記の蛍光消光プローブをプライマーとして用いて反応を行い、蛍光色素の発光の減少量を測定するものである前記1)又は2)に記載の定量的多型解析方法、
蛍光消光プローブ:その5’末端において、又はその5’末端のリン酸基において、 6-joe BODIPY TMR BODIPY FL BODIPY FL/C3 BODIPY FL/C6 Alexa 488 Alexa 532 の何れかの蛍光色素で標識されており、当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端において当該プローブと標的遺伝子とのハイブリッド複合体の塩基対が少なくともG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブの塩基配列が設計され、かつ当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、蛍光強度を減少させる蛍光消光プローブ。
を提供する。
【0007】
【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さらに詳細に説明する。
先ず、本発明において使用する用語を以下のように定義する。
“標的遺伝子”とは、存在量の測定・定量若しくは定量的検出の対象である核酸または遺伝子のことをいう。当該遺伝子は、DNA、RNA、オリゴデオキシリボヌクレオチド、オリゴリボヌクレオチドからなっている。また当該遺伝子は、これらの各種遺伝子が混在していてもよく、また、タンパク質類、多糖類等の高分子化合物類、アミノ酸類、糖類、ヌクレオチド類、塩基類、ビタミン類、無機化合物類等の低分子化合物類が混在してもよい。また、細胞の中に存在していてもよい。すなわち、特別な制限はない。細胞は真核細胞、原核細胞を問わない。また、細胞は種々の細胞が混在していてもよい。精製の有無を問わない。また、濃度の大小も問わない。例えば、複合微生物系または共生微生物系における解析目的の特定遺伝子である。なお、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などを使用して行うことができる。
【0008】
“PCR”とは、ポリメラーゼ・チイン・リアクション(polymerase chain reaction)のことであり、現在、分子生物学、分子細胞学、遺伝子工学等などで常用されている反応である。
“定量的PCR方法”とは、PCR前の標的遺伝子の存在量を、PCRを行って測定もしくは検出する方法である。
“蛍光消光プローブ”とは、蛍光色素で標識された核酸プローブで標的遺伝子にハイブリダイズしたとき、蛍光強度が減少するように設計されたプローブである。
【0009】
“PCRにおけるプライマー、核酸プローブおよびハイブリダイズ、ハイブリダイゼーション”とは、現在、分子生物学、遺伝子工学等で使用されている用語と同じ意味である。
【0010】
“多型”とは、生物学的多型(polymorphisms)のことであるが、本発明においては、特に、その多型をもたらしている遺伝子(RNA、DNA、遺伝子)の多型である。現在分子生物学で使用されている意味と同じである。
“多型解析”とは、遺伝子にはどのような多型があるかを分析・解析することである。
【0011】
現在、上記の多型解析方法には、SSOP(sequence specific oligonucleotide probe)方法、RFLP(restriction fragment length polymorphism)方法、T-RFLP(terminal restriction fragment length polymorphism)方法、SSCP(single strand conformation)方法、MPH方法、CFLP(cleavase fragment length polymorphism)方法、SSP(ssequences specific primer)方法、PHFA(preferential homoduplex formation formation assay)方法、SBT(sequence based typing)方法(PCR方法、利用の手引き、中外医学社、1998年;蛋白質・核酸・酵素;35巻、17号、1990年、共立出版株式会社;実験医学、15巻、7号(増刊号)、1997年)などがあるが、本発明においては、現在多型解析に用いられている方法はすべて使用できるが、特にT-RFLP方法、またはCFLP方法が好適に使用できる。
【0012】
以下、本発明を順を追って具体的に説明する。
本発明の第一の特徴は定量的遺伝子増幅方法である。定量的遺伝子増幅方法は、定量性を有する方法であればどの方法でも採用できる。例えば、PCR方法が好適に採用できる。その中でも定量的PCR方法もしくはリアルタイムモニタリング定量的PCR方法がより好ましい方法である。それらの中でも、特に蛍光消光プローブを用いる本発明の新規なリアルタイムモニタリング定量的PCR方法が好適に採用できる。
従来公知の定量的PCR方法には、例えば、RT−PCR、RNA−primed PCR、Stretch PCR、逆PCR、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等の方法などを挙げることができる。
【0013】
これら従来公知の定量的PCR方法は、dATP、dGTP、dCTPおよびdTTP若しくはdUTP、標的遺伝子(DNAまたは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遺伝子を増幅し、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、46〜51ページ、1997年、羊土社)。
【0014】
本発明の蛍光消光プローブを用いる定量的PCR方法は、蛍光色素で標識したプローブを用いる方法であるが、当該プローブが標的遺伝子とハイブリしたときに蛍光発色が減少若しくは消光するように設計されたプローブを用いる定量的PCR方法である。
例えば、蛍光消光プローブは、その末端において蛍光色素で標識されており、当該プローブが当該末端部において標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたとき、当該プローブにハイブリダイゼーションした標的遺伝子の末端塩基対部分から1ないし3塩基離れて、標的遺伝子の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列が設計され、当該プローブが標的標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、蛍光強度を減少させるものが好適である。それらの中でも、蛍光消光プローブが3’末端または5’末端において蛍光色素で標識されているものがより好適である。
【0015】
また、蛍光消光プローブは、その末端において蛍光色素で標識されており、当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端において当該プローブと標的遺伝子のハイブリッド複合体の塩基対が少なくともG(グアニン)とC(シトシン)のペアー(GC塩基対)を形成するように、当該プローブの塩基配列が設計され、かつ当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、蛍光強度を減少させるものが好適である。それらの中でも、蛍光消光プローブが3’末端または5’末端において蛍光色素で標識されているものがより好適である。
【0016】
この場合、標的遺伝子の塩基配列からどうしても5’または3’末端がGまたはCに設計できない場合は、標的遺伝子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’−グアニル酸または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、本発明の蛍光消光プローブとは、標的遺伝子の塩基配列から設計したプローブの他に、当該プローブの3’または5’末端、好ましくは5’末端にに5’−グアニル酸または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。
【0017】
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遺伝子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、すなわち消光す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 isothiocyanate)(FITC)若しくはその誘導体等、Alexa 488、Alexa 532、cy3、cy5、EDANS(5-(2'-aminoethyl)amino-1-naphthalene sulfonic acid)、ローダミン(rhodamine)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(tetramethylrhodamine isothiocyanate)(TMRITC)、x−ローダミン(x-rhodamine)、テキサスレッド(Texas red)、ボデピー(BODIPY)FL(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/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(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)TMR(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)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(Molecular Probes)社製、米国)、ボデピー(BODIPY)R6G(商標名;モレキュラー・プローブ(Molecular Probes)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)、ボデピー(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/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)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。
【0018】
本発明において用いる蛍光色素で標識したプライマーは、オリゴデオキシリボヌクレオチドまたはオリゴリボヌクレオチドで構成されており、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である。そして、標的遺伝子に特異的にハイブリダイズする塩基配列のものであればよい。
【0019】
本発明の蛍光色素で標識した蛍光消光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製造方法で製造できる。化学合成法、またプラスミドベクター若しくはファージベクターなどを使用する微生物法などで調製できる(Tetrahedron letters、22巻、1859〜1862ページ、1981年;Nucleic acids Research、14巻、6227〜6245ページ、1986年)。なお、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))。
蛍光消光プローブを定量的PCR方法のプライマーとして使用する場合は、その調製において、フォワード(forward)型、リバース(reverse)型もしくはバックワード(backward)型のどちらに設計してもよい。
【0020】
オリゴヌクレオチドに蛍光色素を標識するには、従来公知の標識法で行なうことができる(Nature Biotechnology、14巻、303〜308ページ、1996年;Applied and Environmental Microbiology、63巻、1143〜1147ページ、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’末端を脱リンし、リボースの5’位炭素のOH基にスペーサーもしくはリンカーとして−(CH2)n−SH、−(CH2n-NH2などを導入する。また、リボースの5’または3’位のリン酸基にこれらのスペーサーもしくはリンカーを導入してもよい。それらのスペーサーもしくはリンカーに本発明の色素を結合させる。
【0021】
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(Midland Certified Reagent Company))。この場合、nは3〜12、好ましくは6〜10である。このスペーサーもしくはリンカーのマーカプト基またはアミノ基に反応性を有する蛍光色素またはその誘導体を結合させることにより合成できる。このようにして合成される、蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドは逆相などのクロマトグラフィーなどで精製して本発明の蛍光消光プローブとすることができる。
【0022】
前記した本発明の蛍光消光プローブを使用する定量的PCR方法により、短時間、簡便かつ特異的にで標的遺伝子を増幅することができる。そして、蛍光色素で5’末端が標識されている蛍光消光プローブを用いた場合は、蛍光色素で5’末端が標識された標的遺伝子が増幅されることになる。この場合、定量的PCR方法を採用するが好適である(実験医学、15巻、7号、1997年、羊土社)
【0023】
使用する機器であるサーマルサイクラーは、現在市販されている各種の機器が便利に用いることができる。それは、リアルタイムモニタリングが可能かどうかを問わない。リアルタイムモニタリング可能な機器として、例えば、ABI PRISMTM 7700 Sequence Detection System(SDS 7700)(Perkin Elmer Applied Biosytems社、USA)、LightCyclerTM Sytem(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。
【0024】
遺伝子増幅は、従来公知の増幅反応条件で達成できる。増幅は一般に通常用いられている増幅度まで行うのがよい。標的遺伝子の増幅過程において、蛍光強度値を蛍光光度計で測定する。その変化量は増幅された遺伝子量に比例する。蛍光強度値の変化量を時間(PCR方法の場合はサイクル数)の関数として、通常のグラフにプロットするとS字型(シグモイド)曲線になり、辺対数グラフにプロットすると、最初は指数関数と同様に直線状に増加し、その後穏やかなプラトーに達する曲線になる。
PCR開始前の初期遺伝子量の定量性を向上させるための標的遺伝子の増幅の程度すなわち遺伝子増幅の反応を停止する時期は、多型系解析の目的に依存するので、特に限定されるものではない。すなわち、多型系の優先多型だけを解析する場合には、前記蛍光変化が観察され始めてから前記のプラトーに達する前までの任意の時間まで標的遺伝子を増幅させるのが好適である。最も好適には指数関数的増幅期(シグモイド曲線の中点(曲線の微分値が0になる点)に達する前)で反応を止めることである。しかし、多型系に含まれる多型全部を解析する場合、試行錯誤的に何回かの実験を行い、最良と考えられる増幅度を求め、反応系における多型を示す遺伝子全てが観察され得る程度まで増幅するのがよい。また増幅を複数回に分けて、すなわち複数の増幅度で実験を行い、総合的に結果を解析する方法も好適に採用される。それは、マイナーな多型は時間的に大きなラグ(遅延)を有するシグモイド曲線を描くようになるからである。
【0025】
本発明の蛍光消光プローブをプライマーとして用いて、定量的PCR方法、特にリアルタイムモニタリング定量的PCR方法を行った場合は、プライマーとしての蛍光消光プローブが標的遺伝子の増幅に次から次へと利用され、蛍光色素で5’末端が標識された標的遺伝子が増幅される。そして、増幅された標的遺伝子はお互いに対応する標的遺伝子とハイブリダイズする。ハイブリダイズすると、蛍光強度値が減少する。それで、蛍光強度の減少量をトーレスすることにより前記と同様にして最良な増幅度まで増幅反応を行えばよい。当該定量的PCR方法も通常のPCR方法と同様の反応条件で反応を行うことができる。それで、Mgイオン濃度が低濃度(1〜2mM)もしくは従来公知の高濃度(2〜4mM)である反応系で標的遺伝子の増幅を行うことができる。
【0026】
前記の標的遺伝子の増幅反応前に、標準の遺伝子を用いて遺伝子の検量線を作成しておくのが好ましい。例えば、前記の本発明の蛍光消光プローブをプライマーとして用い、前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法を行った場合について記述する。
そして、蛍光強度の減少量をサイクル数の関数として、通常のグラフにプロットするとS字型(シグモイド)曲線になる。そして、減少速度の最も大きい時点のサイクル数と標的遺伝子量の初期のコピー数(PCR開始前のコピー数)、すなわち初期の標的遺伝子とは指数関数的な関係にある。それらの時点のサイクル数とコピー数の関係の標準直線を作成しておけば、未知試料の標的遺伝子の最初のコピー数、すなわち最初の標的遺伝子量を求めることができる。
なお、前記の蛍光消光プローブを用いる定量的PCR方法は、本発明者らによって開発された新規な方法である。
【0027】
本発明の第二の特徴は、当該定量的PCR方法によって得られるデータを解析する新規な解析方法である。本発明の解析方法は、初期の標的遺伝子量をできるだけ正確に測定するには現在最も好適なものである。
【0028】
先ず、データ解析方法について説明する。
当該方法は3つの特徴からなる。
第一の特徴は、各サイクルにおける増幅した遺伝子が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した遺伝子が蛍光消光プローブとハイブリダイズした、すなわちハイブリッド複合体を形成したときの反応系(例えば、アニーリン反応終了時の反応系、核酸伸長反応進行時またはその終了時の反応系)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リッド複合体が解離したときの反応系(例えば、変性反応終了時の反応系、アニーリング反応開始前の反応系)の蛍光強度値により補正する演算処理過程、すなわち、補正演算処理過程である。
【0029】
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。
【数1】
n=fhyb,n/fden,n ・・・[数式1]
【数2】
n=fden,n/fhyb,n ・・・[数式2]
[式中、
n:[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、
hyb,n:nサイクルにおける、増幅した遺伝子が蛍光色素と結合したとき、あるいは増幅した遺伝子がハイブリッド複合体を形成したときの反応系の蛍光強度値、
den,n:nサイクルにおける、前記の結合したもの、あるいはハイブリッド複合体が解離したときの反応系の蛍光強度値]。
なお、本過程においては、本過程で得られた補正演算処理値も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および/または印字する過程を含むものである。
【0030】
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すなわち蛍光消光率を算出し、それらを比較するデータ解析過程である。
【0031】
【数3】
n=fn/fa ・・・[数式3]
【数4】
n=fa/fn ・・・[数式4]
[式中、
n: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すなわち蛍光消光率、
n:[数式1]あるいは[数式2]による補正演算処理値
a:[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。]。
なお、本過程においては、本過程で得られた算出値、比較値も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および/また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。
【0032】
第三の特徴は、i)[数式3]あるいは[数式4]により算出された蛍光変化割合すなわち蛍光消光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、
【数5】
logb(Fn)、ln(Fn) ・・・[数式5]
【数6】
logb{(1−Fn)×A}、ln{(1−Fn)×b} ・・・[数式6]
【数7】
logb{(Fn−1)×A}、ln{(Fn−1)×A} ・・・[数式7]
【0033】
[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。
n:[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すなわち蛍光消光率]、
【0034】
ii)前記i)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、
iii)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遺伝子のコピー数の関係式を計算する演算処理過程、
iv)未知試料におけるPCR開始時の標的遺伝子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、i)→ii)→iii)→iv)の順からなる過程が好適である。
【0035】
前記i)〜iv)の各過程においては、各過程で得られた演算処理値も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および/または印字する過程を含むものであってもよい。
なお、[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および/または印字されても、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。
【0036】
また、本発明は、前記の定量的PCR方法に用いる試薬キット、前記のデータ解析方法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ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
また、本発明は、前記のデータ解析方法を実施するための手段を有することを特徴とするデータ解析装置である。
【0037】
本発明の第三の特徴は、前記のようにして本発明の定量的PCR方法で増幅された遺伝子について、多型を解析する方法である。
そこで、多型解析方法について具体的に説明する。多型解析の各種方法の中でもT-RFLP方法が本発明において好適に利用できる。そこで、本発明の一つの例として、蛍光消光プローブをプライマーとして用いる定量的PCR方法、特にリアルタイムモニタリング定量的PCR方法で、遺伝子を増幅し、かつPCR前の初期遺伝子量を測定する。そして、その増幅産物について、T-RFLP方法で多型を解析する方法につて記述する。なお、蛍光消光プローブをプライマーとして用いて増幅された遺伝子は5’末端が本発明の蛍光色素で標識されている。
(1)先ず、増幅産物を制限酵素で消化する。このとき制限酵素としては、現在公知のどのようなものでも用いられるが、例えば、Bso FI、Hha I、Hph I、Mnl I、Rca I、Alu I、Msp Iなどを挙げることができる。これらの中でも好ましいものとしては、Hha I、Alu I、Msp Iなど、最も好ましいものとしては、Hha Iである。消化反応条件は現在公知の遺伝子ついての通常の条件でよい。例えば、制限酵素としてHha Iを選んだ場合、10単位の制限酵素濃度にて、37℃、6時間反応させる。
【0038】
(2)前記ようにして消化された遺伝子断片について、加熱変性して、一本鎖化することが好適である。この変性処理も公知の通常の条件で行うことができる。例えば、97℃、5分処理後、氷中にて冷却する。
【0039】
(3)遺伝子断片の分析・解析
本発明の多型解析方法では、蛍光色素で標識された遺伝子断片だけを、電気泳動方法、HPLC方法、シーケンサー方法などで分析し、解析することになる。
すなわち、蛍光強度値で各バンド、各ピークを検出する。検出は現在市販されている通常の分析機器を使って行うことができる。例えば、ABI 373A(ABI社のシークエンサー)、ABI377(ABI社のシークエンサー)、Biofocus 3000(バイオラット社)などを挙げることができる。
【0040】
本発明において、前記分析で、複数のバンド、または複数のピークが出現することは多型が存在することになる。シングルバンドまたはシングルピークの場合は多型が存在しないとになる。各バンドまたは各ピークの蛍光強度値の比は、とりもなおさず多型の存在比になる。前記の本発明の定量的PCR方法ではPCRを行う前の標的遺伝子の量が測定されるので、この測定値に前記の多型の比を乗ずれば、多型の初期存在量が求められることになる。
多型に関して、このようにしてデータを出す方法は、本発明の蛍光消光プローブを用いる定量的PCR方法を使用することにより初めて可能になるものである。
また、前記の定量的PCR方法のための試薬キットを含有するかもしくは添付させることにより、便利な定量的多型解析用試薬キットになる。
また、前記の多型解析方法で得られるデータを解析する方法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み取り可能な記録媒体におて、前記のリアルタイムモニタリング定量的PCRのデータ解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを合わせ記録せることにより、コンピュータ読み取り可能な定量的多型解析方法のデータ解析のためのより便利な記録媒体になる。
また、量的多型解析方法のための手段を有する多型解析装置において、PCR方法のためのデータ解析装置を併設させることにより、便利な多型解析装置になる。
【0041】
【実施例】
次に実施例をもって、本発明をさらに具体的に説明する。しかし、本実施例をもって本発明は限定されるものではない。
実施例1
蛍光消光現象を有する本発明の蛍光消光プローブの標的遺伝子の塩基選択性、即ち、塩基特異性を検討した。下記に示す標的遺伝子(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ABI 394(Perkin Elmer社製、米国)で調製した。
【0042】
更に、上記の標的遺伝子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蛍光消光プローブを調製した。
当該デオキシリボオリゴヌクレオチドの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 Probes)社からフロオ・リポーターキット(FluoReporter Kits)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 succinidyl 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前記デオキシリボオリゴヌクレオチドに作用させて下記のボデピーFLで標識した本発明の蛍光消光プローブprobe a〜d、及びf〜hを合成した。そして対応する標的遺伝子とハイブリダイゼーションしたときに、蛍光強度がどの程度減少するか(すなわち、消光の程度)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。
【0043】
なお、前記合成物の精製は以下のように行った。
合成物を乾固し乾固物を得た。それを0.5M Na2CO3/NaHCO3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。さらに逆相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より目的物を50%の収率で得た。
【0044】
逆相クロマトグラフィーの条件:
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:CAPCELL PAK C18; 6×250mm
溶出速度:1.0ml/min
温度:40℃
検出:254nm
【0045】
名称 標的遺伝子
poly a 5'ATATATATTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTTT3'
poly b 5'ATATATATTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTT3'
poly c 5'ATATATATTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTT3'
poly d 5'ATATATATTTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTT3'
poly e 5'ATATATATTTTTTTTTTTTGTTTTTTTTTT3'
【0046】
名称 標的遺伝子
poly f 5'ATATATATTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTTT3'
poly g 5'ATATATATTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTT3'
poly h 5'ATATATATTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTT3'
poly i 5'ATATATATTTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTT3'
poly j 5'ATATATATTTTTTTTTTTTCTTTTTTTTTT3'
【0047】
名称 本発明の蛍光消光プローブ
probe a 3'TATATATAAAAAAAACAA5'-BODIPY FL/C6
probe b 3'TATATATAAAAAAAAACA5'-BODIPY FL/C6
probe c 3'TATATATAAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL/C6
probe d 3'TATATATAAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL/C6
【0048】
名称 本発明の蛍光消光プローブ
probe f 3'TATATATAAAAAAAAGAA5'-BODIPY FL/C6
probe g 3'TATATATAAAAAAAAAGA5'-BODIPY FL/C6
probe h 3'TATATATAAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL/C6
【0049】
(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
【0050】
【表1】

Figure 0003965872
【0051】
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蛍光消光プローブが標的遺伝子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遺伝子とがハイブリダイゼーションした末端塩基対部分においてGCペアーを形成しているか、または末端塩基対部分から1〜3塩基離れて、標的遺伝子の塩基配列に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。
【0052】
実施例2
下記のような塩基配列の標的遺伝子(デオキシリボオリゴヌクレオチド)と本発明の蛍光消光プローブを調製した。標的遺伝子内の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、その結果を表2にまとめた。
【0053】
名称 標的遺伝子
poly k 5'TATATATATATTTTTGGGGG3'
poly l 5'TATATATATATTTTTTGGGG3'
poly m 5'TATATATATTTTTTTTTGGG3'
poly n 5'TATATATATTTTTTTTTTGG3'
poly o 5'TATATATATTTTTTTTTTTG3'
【0054】
名称 標的遺伝子
poly p 5'TATATATATATTTTTCCCCC3'
poly q 5'TATATATATATTTTTTCCCC3'
poly r 5'TATATATATTTTTTTTTCCC3'
poly s 5'TATATATATTTTTTTTTTCC3'
poly t 5'TATATATATTTTTTTTTTTC3'
poly u 5'TATATATATTTTTTTTTTTT3'
【0055】
名称 蛍光消光プローブ
probe k 3'ATATATATATAAAAACCCCC5'-BODIPY FL/C6
probe l 3'ATATATATATAAAAAACCCC5'-BODIPY FL/C6
probe m 3'ATATATATATAAAAAAACCC5'-BODIPY FL/C6
probe n 3'ATATATATATAAAAAAAACC5'-BODIPY FL/C6
probe o 3'ATATATATATAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL/C6
【0056】
名称 蛍光消光プローブ
probe p 3'ATATATATATAAAAAGGGGG5'-BODIPY FL/C6
probe q 3'ATATATATATAAAAAAGGGG5'-BODIPY FL/C6
probe r 3'ATATATATATAAAAAAAGGG5'-BODIPY FL/C6
probe s 3'ATATATATATAAAAAAAAGG5'-BODIPY FL/C6
probe t 3'ATATATATATAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL/C6
probe u 3'ATATATATATAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL/C6
【0057】
【表2】
Figure 0003965872
【0058】
表2から分かるように、蛍光消光プローブが標的遺伝子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分かる。
【0059】
実施例3
下記のような塩基配列の標的遺伝子と蛍光消光プローブを調製した。標的遺伝子内の塩基種および蛍光消光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、その結果を表3にまとめた。
【0060】
名称 標的遺伝子
poly W 5'CCCCCCTTTTTTTTTTTT 3'
poly X 5'GGGGGGAAAAAAAAAAAA 3'
poly Y 5'TTTTTTCCCCCCCCCCCC 3'
poly Z 5'AAAAAAGGGGGGGGGGGG 3'
【0061】
名称 蛍光消光プローブ
probe w BODIPY FL/C6-5'AAAAAAAAAGGGGGG 3'
probe x BODIPY FL/C6-5'TTTTTTTTTCCCCCC 3'
probe y BODIPY FL/C6-5'GGGGGGGGGAAAAAA 3'
probe z BODIPY FL/C6-5'CCCCCCCCCTTTTTT 3'
【0062】
【表3】
Figure 0003965872
表3から、本発明の蛍光消光プローブの蛍光強度の減少にGが深く関与していることが分かる。
【0063】
結果として、前記の実施例から、(A)蛍光色素で標識される蛍光消光プローブの末端がCで構成され、標的遺伝子がハイブリダイゼーションしたとき、GCペアーを形成する場合、(B)蛍光色素で標識される蛍光消光プローブの末端がC以外の塩基で構成されているとき、蛍光色素で標識されている個所の塩基と、標的遺伝子の塩基との末端塩基ペアーより、標的遺伝子の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。
【0064】
実施例4
本発明の蛍光消光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、当該プローブは、前記実施例3の蛍光消光プローブzを、また、標的遺伝子は前記実施例3の標的遺伝子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。
【0065】
【表4】
Figure 0003965872
【0066】
実施例5
蛍光色素BODIPY FLで修飾した蛍光消光プローブEu47FおよびEu1392Rの調製
(5−1)蛍光消光プローブEu47Fの合成
(5')CITAACACATGCAAGTCG(3')(I=inosine)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’末端のリン酸基に、実施例1と同じようにしてボデピーFLで標識した蛍光消光プローブEu47Fを合成した。
【0067】
(5−2)蛍光消光プローブEu1392Rの合成
(5')TTGTACACACCGCCCGTCA(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用いて、前記(5−1)と同様にして、本発明の蛍光消光プローブEu1392Rの合成した。
【0068】
実施例6
(6−1)大腸菌JM109株の培養
53培地(組成:カゼインペプトン(カゼインのトリプシン消化物)、10g;酵母エキス、5g;グルコース、5g;食塩、5g;蒸留水、1000mL)用いて大腸菌JM109株を培養した(培地50mL/250mL容コニカルフラスコ、37℃、12時間、振とう培養)。そして、培養液から菌体を集めた(遠心分離10,000rpm、5分、蒸留水で2回洗浄)。
【0069】
(6−2)16SrRNAのcDNAの調製
菌体から、SOGENキット(ニッポンジーン社)を用いて全RNAを本キットのプロトコルに従って抽出した。
その後、BcaBESTTM RNA PCRキット(宝酒造株式会社)を用い、本キットのプロトコルに従って、前記抽出液について、16sRNAを対象とした増幅と逆転写反応(RT-PCR)を公知の通常の条件で行った。その際、前記の本発明の蛍光消光プローブEu1392Rをプライマーとして用いた。続いて、RNAをRnase Hにより分解し(30℃、20分)、16SrRNA遺伝子の純粋なcDNAを得た。cDNA濃度をOliGreenR ssDNA Quantitationキット(Molecular Probes)を使用して測定した。
【0070】
実施例7
(7−1)定量的PCR、データ解析およびcDNAの検量線の作成
前記cDNA溶液について、本発明の蛍光消光プローブEu47FおよびEu1392Rをプラマーとして用い、リアルタイムモニタリング定量的PCR反応を行った。なお、前者はフォワード(forward)型のプライマーとし、後者をリバース(reverseまたはbackward)型のプライマーとした。
リアルタイムモニタリング定量的PCR装置として、LightCyclerTM Sytem(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社、ドイツ)を使用し、手順書記載の手順に従って反応を行った。なお、DNAポリメラーゼとしてTaKaRaTaq TM (宝酒造株式会社)を使用した。
【0071】
PCRは次のコンポーネントで行った。
Figure 0003965872
なお、cDNAは、図1の注に示される実験区のコピー数で実験を行った。MgCl2の最終濃度は2mMであった。
【0072】
反応条件は次の如くであった。
Figure 0003965872
測定条件は次の如くであった。
励起光 : 543nm
測定蛍光色 : 569nm
【0073】
前記の条件でリアルタイムモニタリング定量的PCRを行って、各サイクルの蛍光強度を実測した。その実測値を本発明のデーター解析方法に従って解析した。すなわち、次の過程でデータを処理した。
(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(すなわち核酸伸長反応終了時(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完全に解離したときの反応系の蛍光強度値(すなわち核酸熱変性反応終了時(96℃)の蛍光強度値)で割る補正演算処理過程、すなわち、実測の蛍光強度値を[数式1]で補正した。
【数8】
n=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96℃の蛍光強度値]
【0074】
(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消光率を算出する演算処理過程、すなわち、下記の[数式10]で演算処理する過程、
【数9】
n=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、f=[数式1]で得られた値で、サイクル数が25回目のもの]。
[数式10]は[数式3]において、a=25とした場合におけるものである。
【0075】
(c)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(減少率または消光率)の対数値を演算処理をする過程、すなわち、下記の[数式11]で演算処理する過程、
【数10】
log10{(1−Fn)×100} ・・・[数式11]
[式中、Fn=[数式10]で得られた値]。
[数式11]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。
【0076】
上記の結果を図1に示した。
図1は、前記(a)、(b)、(c)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。
【0077】
次に、図1のグラフを基に、次の(d)および(e)の過程で処理した。
(d)前記(c)の過程で処理されたデーターの内、0.2をスレッシュホールド(threshhold)し、その値に達したサイクル数を計算する過程。
(e)前記(d)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、すなわち大腸菌cDNAの検量線(図2)を作成する過程。
図2は、本発明の定量的PCR方法で得られるデータを、本発明のデータ解析方法、すなわち、(a)、(b)、(c)、(d)、(e)の過程で処理した最終結果である。図2から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。
【0078】
実施例8
(8−1)多型系(複合微生物系)の構築
(表5に示した10種類の細菌菌株をDSMZ(Deutshe Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH)から購入し、前記の53培地を用いて各々の菌株ついて別個に培養した。培養条件は前記大腸菌の場合と同様である。各々の培養液から菌体を集めた(遠心分離10,000rpm、10分、蒸留水で2回洗浄)。各々の菌体について、前記と同様にしてSOGENキット(ニッポンジーン社)を用いて全RNAを抽出した。
【0079】
Figure 0003965872
【0080】
1:Paracoccus pantotrophus
2:Sphingomonas natatoria
3:Bdellovibrio stolpii
4:Microbacterium imperiale
5:Pseudomonas fluorescens
6:Agromyces medislanum
7:Cellulomonas cellulans
8:Brevibacterium liquefaciens
9:Leminorella grimontii
10:Rhodococcus luteus
【0081】
その後、前記の大腸菌の場合と同様にして、それぞれの菌株の16SrRNA遺伝子の純粋なcDNAを得た。得られた10菌株各々のcDNA濃度を前記の大腸菌の場合と同様にして測定した。cDNA濃度の判明した溶液について、蒸留水にて300,000copy/μLとなるように希釈した。10菌株分について、希釈液を当量づつ混合したものを複合微生物系すなわち多型系(以下、多型系という。)とした。この多型系には、10菌株分のcDNAがそれぞれ300,000copy/μLの濃度で含まれているので、全体として、3,000,000copy/μLの濃度cDNAが含有していることになる。
【0082】
(8−2)リアルタイムモニタリング定量的PCR
前記多型系のcDNAについて、本発明の蛍光消光プローブEu47FおよびEu1392Rを菌株共通のプラマーとして用いて、前記大腸菌と同様にしてリアルタイムモニタリング定量的PCRを行った。
多型系のサンプルを、絶対量で300,000copy/20μL(反応液全体20μL)となるように反応液に添加した。多型系のリアルタイムモニタリング定量的PCRは、蛍光強度の減少が観察され、かつ遺伝子の指数関数的増幅期である22サイクル数で反応を停止させた(図1参照)。スレッシュホールドを、log Rn(蛍光消光率)=0.2と設定したときの、多型系について行ったリアルタイムモニタリング定量的PCRの反応液のcDNAのコピー数は288,000コピーであった(図2参照)。初期添加量すなわち理論値は300,000コピーであるから、本発明の方法によって作成された検量線は良好な定量性を示すことが確認された。
【0083】
実施例9
多型解析
(9−1)T-RFLPによる解析
前記のようにしてPCR反応を行った後、増幅産物をカラム(MicroconPCR、Millipore Corporation Bedford、MA、USA)を用いて精製した。精製物を制限酵素Hha1(認識部位:GCG/C、/=切断個所)でO/N(一晩)処理した。処理終了後、切断断片のみをカラム(Microcon及びMicropure-EZ、Millipore Corporation Bedford、MA、USA)で精製した。制限酵素処理後の各菌株のcDNA断片の大きさは、表5に示した。
カラム精製を施したcDNA溶液について、加熱変性処理を行った後、シーケンサー(ABI PRISMTH 310、PE Applied Biosystems)にてT-RFLP解析を行った。そのピークパターンを図3に示した。各ピークを濃度が既知である標準BODIPY FL修飾断片を用いて定量した。各ピークのモル構成率を求めた結果、すべてのモル構成率は、9.4〜10.8の範囲に収まっており、PCR増幅効率の極端な差異認められなかった(表5参照)。定量的PCRで求めてた全cDNAのコピー数にモル構成率を掛け、それぞれの菌株の初期のcDNAのコピー数を求めた(表5参照)。定量により求めたコピー数/初期添加コピーは0.89〜1.04(表5参照)であった。よって、本方法により多型系における多型の初期コピーを正確に定量できることが判明した。
【0084】
【発明の効果】
本発明の定量的多型解析方法は、上記のような構成であるために次のような効果を有する。
1)標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比の測定を簡便、迅速かつ定量性よく行うことができる。
2)本発明の定量的PCR方法の一つは新規なものであり、かつ定量性が優れたものである。
3)定量的PCR方法で得られたデータを解析する解析方法の一つも新規な方法であり、PCR反応前の初期の遺伝子のコピー数を正確に求めることができる。
4)本発明の新規な定量的PCR方法においては、増幅核酸は蛍光色素で標識されている。それで、多型の解析では蛍光色素をマーカとして分析できる。
5)2)〜4)の結果、特に定量性の優れた多型解析方法になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の定量的PCR方法を用いた16SrRNA遺伝子(cDNA)の増幅曲線
実線:大腸菌のcDNA;点線:多型系のcDNA
102、103、104、105、106:コピー数を表示する。
【図2】 本発明のデータ解析方法によって作成されたcDNAの検量線
a:288000コピー
【図3】 本発明の多型系のT-RFLPの解析パターン
bp:塩基数(base pair)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a novel quantitative polymorphism analysis method,Real-time monitoring quantitative PCR method used therefor and fluorescence quenching probe used thereforAbout.
[0002]
[Prior art]
The method of amplifying a target gene by PCR method (protein / nucleic acid / enzyme; Volume 35, No. 17, 1990, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.) and polymorphism analysis of the target gene has been greatly improved. Widely used in various fields such as medicine (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, 1997, Yodosha). And elucidation from genes of various diseases, especially diseases related to immunity, has been achieved.
[0003]
However, in the conventional polymorphism analysis method, since it was made by using non-quantitative PCR, only one target gene is amplified among genes having similar sequences (for example, extracted from activated sludge). (It amplifies only the 16S rRNA gene (DNA) sequence of one specific microbial species from the total DNA obtained), so analysis of the initial gene amount and polymorphic composition ratio before amplifying the target gene I could not do it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a novel polymorphism analysis method for simply and rapidly measuring the amount of a target gene before amplification and the polymorphism ratio of the gene, and a novel quantification used in the method. PCR method, fluorescence quenching probe used in the quantitative PCR method, novel analysis method for analyzing data obtained by the quantitative PCR method, reagent kit for quantitative PCR method, reagent kit for quantitative polymorphism analysis method, A computer-readable recording medium for data analysis of a PCR method that records a program for causing a computer to execute a method for analyzing data obtained by a quantitative PCR method, and analysis of data obtained by a quantitative polymorphism analysis method Computer-readable recording medium having recorded program of procedure for causing computer to execute method to perform, quantitative PC And to provide an analysis device for analysis apparatus and quantitative polymorphism analysis for the process.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of diligent efforts to solve the above problems, the present inventors haveReal-time monitoringquantitativePCR method (Gene amplification method)After the target gene is amplified using, the polymorphism of the target gene is analyzed, so that the amount of the target gene before amplification and the composition ratio of the polymorphism of the gene can be measured easily, quickly and quantitatively.LineI got the knowledge that I can. The present invention has been completed based on such findings.
[0006]
  That is, the present invention
1) A target gene is amplified by a real-time monitoring quantitative PCR method, the initial concentration of the target gene amount is measured, and T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism), RFLP (restriction) fragment length polymorphism) method, SSCP (single strand conformation) method, or CFLP (cleavase fragment length polymorphism) method to analyze the amount of the initial target gene and the polymorphism composition ratio or the amount of the gene. MeasureDefiniteQuantitative polymorphism analysis methodThe quantitative polymorphism analysis method, characterized in that the real-time monitoring quantitative PCR method is a reaction using the following fluorescence quenching probe as a primer to measure the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye,
  Fluorescence quenching probe: at its 5 ′ end or at its 5 ′ end phosphate group 6-joe , BODIPY TMR , BODIPY FL , BODIPY FL / C3 , BODIPY FL / C6 , Alexa 488 , Alexa 532 When the probe labeled with any of the fluorescent dyes is hybridized to the target gene at the end, the base sequence of the target gene is separated from the terminal base pair part of the target gene hybridized to the probe by 1 to 3 bases A fluorescence quenching probe in which the fluorescent dye reduces the fluorescence intensity when the probe base sequence is designed so that at least one base of G (guanine) is present in the probe and the probe hybridizes to the target gene.
Or
2) The real-time monitoring quantitative PCR method described above in 1), wherein the amplification reaction of the target gene is stopped at the exponential amplification phase.FixedQuantitative polymorphism analysis method, or
3) The real-time monitoring quantitative PCR method comprises:following1) or 2), wherein the reaction is carried out using the fluorescence quenching probe as a primer to measure the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye.FixedQuantitative polymorphism analysis method,
  Fluorescence quenching probe: at its 5 ′ end or at its 5 ′ end phosphate group 6-joe , BODIPY TMR , BODIPY FL , BODIPY FL / C3 , BODIPY FL / C6 , Alexa 488 , Alexa 532 When the probe is hybridized to the target gene, the base pair of the hybrid complex of the probe and the target gene is at least G (guanine) and C (cytosine) at the terminal. A fluorescence quenching probe in which the fluorescent dye decreases the fluorescence intensity when the base sequence of the probe is designed to form a pair of and the probe hybridizes to a target gene.
I will provide a.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
First, terms used in the present invention are defined as follows.
“Target gene” refers to a nucleic acid or gene that is the target of measurement / quantification or quantitative detection of an abundance. The gene consists of DNA, RNA, oligodeoxyribonucleotide, and oligoribonucleotide. In addition, the gene may be a mixture of these various genes, such as proteins, high molecular compounds such as polysaccharides, amino acids, saccharides, nucleotides, bases, vitamins, inorganic compounds, etc. Low molecular weight compounds may be mixed. Moreover, you may exist in a cell. That is, there are no special restrictions. The cells may be eukaryotic cells or prokaryotic cells. Moreover, various cells may be mixed. Regardless of purification. Moreover, the magnitude | size of a density | concentration does not ask | require. For example, a specific gene for analysis in a complex microbial system or a symbiotic microbial system. When purification is necessary, it can be performed by a conventionally known method. For example, it can be performed using a commercially available purification kit.
[0008]
“PCR” is a polymerase chain reaction, and is currently a reaction commonly used in molecular biology, molecular cytology, genetic engineering, and the like.
The “quantitative PCR method” is a method for measuring or detecting the abundance of a target gene before PCR by performing PCR.
A “fluorescence quenching probe” is a probe designed to reduce the fluorescence intensity when hybridized to a target gene with a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye.
[0009]
“Primers, nucleic acid probes and hybridization, hybridization in PCR” have the same meaning as currently used in molecular biology, genetic engineering, and the like.
[0010]
“Polymorphism” refers to biological polymorphisms. In the present invention, it is particularly a polymorphism of a gene (RNA, DNA, gene) that causes the polymorphism. The meaning is currently used in molecular biology.
“Polymorphism analysis” is to analyze and analyze what kind of polymorphism a gene has.
[0011]
Currently, polymorphism analysis methods include SSOP (sequence specific oligonucleotide probe) method, RFLP (restriction fragment length polymorphism) method, T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism) method, SSCP (single strand conformation) method, MPH Method, CFLP (cleavase fragment length polymorphism) method, SSP (ssequences specific primer) method, PHFA (preferential homoduplex formation formation assay) method, SBT (sequence based typing) method (PCR method, usage guide, Chugaisha, 1998) 35; No. 17, 1990, Kyoritsu Publishing Co., Ltd .; Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7 (extra number, 1997), etc. Although all methods used for the analysis can be used, in particular, the T-RFLP method or the CFLP method can be preferably used.
[0012]
Hereinafter, the present invention will be specifically described step by step.
The first feature of the present invention is a quantitative gene amplification method. As the quantitative gene amplification method, any method having quantitativeness can be adopted. For example, a PCR method can be suitably employed. Among them, the quantitative PCR method or the real-time monitoring quantitative PCR method is a more preferable method. Among these, the novel real-time monitoring quantitative PCR method of the present invention using a fluorescence quenching probe can be suitably employed.
Conventionally known quantitative PCR methods include, for example, RT-PCR, RNA-primed PCR, Stretch PCR, reverse PCR, PCR using Alu sequences, multiplex PCR, PCR using mixed primers, PCR using PNA, etc. The method of etc. can be mentioned.
[0013]
These conventionally known quantitative PCR methods use dATP, dGTP, dCTP and dTTP or dUTP, a target gene (DNA or RNA), Taq polymerase, a primer, and a nucleic acid probe or intercalator labeled with a fluorescent dye. In the presence of, the target gene is amplified while repeating the temperature at low and high temperatures, and the increase in the emission of the fluorescent dye in the amplification process is monitored in real time (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, 46-51). Page, 1997, Yodosha).
[0014]
The quantitative PCR method using the fluorescence quenching probe of the present invention is a method using a probe labeled with a fluorescent dye, and a probe designed to reduce or quench fluorescence when the probe is hybridized with a target gene. Is a quantitative PCR method using
For example, the fluorescence quenching probe is labeled with a fluorescent dye at its end, and when the probe hybridizes to the target gene at the end, 1 to 3 from the terminal base pair portion of the target gene hybridized to the probe. The base sequence of the probe is designed so that there is at least one base G (guanine) in the base sequence of the target gene, and when the probe hybridizes to the target target gene, the fluorescent dye is fluorescent. Those that reduce the strength are preferred. Among these, those in which the fluorescence quenching probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 'end or 5' end are more preferable.
[0015]
The fluorescence quenching probe is labeled with a fluorescent dye at its end, and when the probe is hybridized to the target gene, the base pair of the hybrid complex of the probe and target gene is at least G (guanine) at the end. That the base sequence of the probe is designed to form a C (cytosine) pair (GC base pair) and the probe reduces the fluorescence intensity when the probe is hybridized to the target gene Is preferred. Among them, those in which the fluorescence quenching probe is labeled with a fluorescent dye at the 3 'end or the 5' end are more preferable.
[0016]
In this case, if the 5 ′ or 3 ′ end cannot be designed as G or C from the base sequence of the target gene, 5′-guanylic acid or 5 ′ at the 5 ′ end of the oligonucleotide that is a primer designed from the base sequence of the target gene Even when 5′-cytidylic acid is added, the object of the present invention can be preferably achieved. Therefore, the fluorescence quenching probe of the present invention is a probe designed from the base sequence of a target gene, and 5′-guanylic acid or 5′- at the 3 ′ or 5 ′ end, preferably 5 ′ end of the probe. It is defined as including a probe formed by adding cytidylic acid.
[0017]
In the present invention, a fluorescent dye generally labeled with a nucleic acid probe and used for nucleic acid measurement / detection can be conveniently used. However, when a nucleic acid probe labeled with a fluorescent dye is hybridized to a target gene, As the fluorescent dye labeled with, a fluorescent dye whose emission is reduced, that is, a quenching substance is preferably used. For example, fluorescein or derivatives thereof (for example, fluorescein isothiocyanate (FITC) or derivatives thereof, such as Alexa 488, Alexa 532, cy3, cy5, EDANS (5- (2'-aminoethyl) amino- 1-naphthalene sulfonic acid, rhodamine 6G (R6G) or derivatives thereof (eg, teramethylrhodamine (TMR), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TMRITC), x-rhodamine (x- rhodamine, Texas red, BODIPY FL (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C3 (trade name; molecular probes) Manufactured by the United States), BODIPY FL / C6 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY 5-FAM (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY TMR (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), or a derivative thereof ( For example, BODIPY TR (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY R6G (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY 564 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY 581 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), and the like. FITC, EDANS, 6-joe, TMR, Alexa 488, Alexa 532, BODIPY FL / C3 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA), BODIPY FL / C6 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA) and the like are suitable, and FITC, TMR, 6-jeo, BODIPY FL / C3 (trade name; molecular probe (Molecular Probes) Probes), USA, and BODIPY FL / C6 (trade name; manufactured by Molecular Probes, USA) can be mentioned as more preferable examples.
[0018]
The primer labeled with the fluorescent dye used in the present invention is composed of oligodeoxyribonucleotide or oligoribonucleotide, and the number of bases thereof is 5 to 50, preferably 10 to 25, particularly preferably 15 to 20. Any base sequence that specifically hybridizes to the target gene may be used.
[0019]
The oligonucleotide of the fluorescence quenching probe labeled with the fluorescent dye of the present invention can be produced by an ordinary general oligonucleotide production method. Can be prepared by chemical synthesis methods or by microbial methods using plasmid vectors or phage vectors (Tetrahedron letters, 22, 1859-1862, 1981; Nucleic acids Research, 14, 6227-6245, 1986) . It is preferable to use a commercially available nucleic acid synthesizer (for example, ABI394 (manufactured by Perkin Elmer)).
When a fluorescence quenching probe is used as a primer for a quantitative PCR method, it may be designed to be either a forward type, a reverse type, or a backward type.
[0020]
The fluorescent dye can be labeled on the oligonucleotide by a conventionally known labeling method (Nature Biotechnology, 14, 303-308, 1996; Applied and Environmental Microbiology, 63, 1143-1147, 1997). Year; Nucleic acids Research, 24, 4532-4535, 1996). For example, when a fluorescent dye molecule is bonded to the 5 'end, first, the 5' end is dephosphorized according to a conventional method, and-(CH as a spacer or linker is added to the OH group at the 5'-position carbon of ribose.2)n-SH,-(CH2)n-NH2And so on. These spacers or linkers may be introduced into the phosphate group at the 5 'or 3' position of ribose. The dye of the present invention is bound to these spacers or linkers.
[0021]
These introducers are commercially available and may be purchased commercially (Midland Certified Reagent Company). In this case, n is 3 to 12, preferably 6 to 10. The spacer or linker can be synthesized by binding a reactive fluorescent dye or a derivative thereof to the marker group or amino group. The oligonucleotide labeled with a fluorescent dye synthesized in this way can be purified by chromatography such as reverse phase to obtain the fluorescence quenching probe of the present invention.
[0022]
By the quantitative PCR method using the above-described fluorescence quenching probe of the present invention, a target gene can be amplified in a short time, simply and specifically. When a fluorescence quenching probe labeled with a fluorescent dye at the 5 'end is used, the target gene labeled with the fluorescent dye at the 5' end is amplified. In this case, it is preferable to employ a quantitative PCR method (Experimental Medicine, Vol. 15, No. 7, 1997, Yodosha)
[0023]
As the thermal cycler to be used, various commercially available devices can be used conveniently. It does not matter whether real-time monitoring is possible. For example, ABI PRISMTM 7700 Sequence Detection System (SDS 7700) (Perkin Elmer Applied Biosytems, USA), LightCyclerTMSytem (Roche Diagnostics Inc., Germany) can be mentioned as a particularly suitable one.
[0024]
Gene amplification can be achieved under conventionally known amplification reaction conditions. Amplification is preferably performed up to the amplification level generally used. In the amplification process of the target gene, the fluorescence intensity value is measured with a fluorometer. The amount of change is proportional to the amount of amplified gene. When the amount of change in fluorescence intensity is plotted as a function of time (number of cycles in the case of PCR method) on a normal graph, it becomes a sigmoid (sigmoid) curve, and when plotted on an edge logarithmic graph, it is similar to the exponential function at first. The curve increases linearly and then reaches a gentle plateau.
The degree of amplification of the target gene to improve the quantification of the initial gene amount before the start of PCR, that is, the timing of stopping the gene amplification reaction depends on the purpose of the polymorphism analysis and is not particularly limited. . That is, when analyzing only the polymorphic preferential polymorphism, it is preferable to amplify the target gene from an arbitrary time until the plateau is reached after the fluorescence change is observed. Most preferably, the reaction is stopped at the exponential amplification period (before reaching the midpoint of the sigmoid curve (the point at which the differential value of the curve reaches 0)). However, when analyzing all the polymorphisms included in the polymorphism system, trials and errors are performed several times, the amplification degree considered to be the best is obtained, and all genes showing polymorphism in the reaction system can be observed. It is better to amplify to the extent. In addition, a method of dividing the amplification into a plurality of times, that is, performing an experiment with a plurality of amplification degrees and comprehensively analyzing the results is also suitably employed. This is because minor polymorphisms draw sigmoid curves with large lags (delays) in time.
[0025]
When the fluorescent quenching probe of the present invention is used as a primer and a quantitative PCR method, particularly a real-time monitoring quantitative PCR method, is performed, the fluorescence quenching probe as a primer is used from one to the next for amplification of a target gene, The target gene labeled at the 5 ′ end with a fluorescent dye is amplified. The amplified target genes are hybridized with target genes corresponding to each other. When hybridized, the fluorescence intensity value decreases. Therefore, the amplification reaction may be performed up to the best amplification degree in the same manner as described above by controlling the amount of decrease in fluorescence intensity. In the quantitative PCR method, the reaction can be carried out under the same reaction conditions as those in the normal PCR method. Thus, the target gene can be amplified in a reaction system in which the Mg ion concentration is low (1-2 mM) or a conventionally known high concentration (2-4 mM).
[0026]
It is preferable to prepare a standard curve of a gene using a standard gene before the amplification reaction of the target gene. For example, the case where the above-mentioned fluorescence quenching probe of the present invention is used as a primer and the real-time monitoring quantitative PCR method is performed will be described.
When the amount of decrease in fluorescence intensity is plotted on a normal graph as a function of the number of cycles, an S-shaped (sigmoid) curve is obtained. The number of cycles at the time of the greatest decrease rate and the initial copy number of the target gene amount (copy number before starting PCR), that is, the initial target gene has an exponential relationship. If a standard straight line of the relationship between the number of cycles and the copy number at these time points is prepared, the initial copy number of the target gene of the unknown sample, that is, the initial target gene amount can be determined.
The quantitative PCR method using the fluorescence quenching probe is a novel method developed by the present inventors.
[0027]
The second feature of the present invention is a novel analysis method for analyzing data obtained by the quantitative PCR method. The analysis method of the present invention is currently most suitable for measuring the initial target gene amount as accurately as possible.
[0028]
First, a data analysis method will be described.
The method consists of three features.
The first feature is the reaction system when the amplified gene in each cycle is bound to the fluorescent dye, or when the amplified gene is hybridized with the fluorescence quenching probe, that is, when a hybrid complex is formed (for example, the end of the annealing reaction). Fluorescence intensity value of the reaction system at the time of the reaction, the reaction system at the time of the nucleic acid extension reaction proceeding or at the end thereof, the combined one in each cycle, or the reaction system when the hybrid complex is dissociated (for example, This is an arithmetic processing step that corrects based on the fluorescence intensity values of the reaction system at the end of the denaturation reaction and the reaction system before the start of the annealing reaction, ie, a correction arithmetic processing step.
[0029]
The correction calculation process in the correction calculation process may be any process that meets the object of the present invention. Specifically, the process according to the following [Formula 1] or [Formula 2] Can be exemplified.
[Expression 1]
fn= Fhyb, n/ Fden, n      ... [Formula 1]
[Expression 2]
fn= Fden, n/ Fhyb, n      ... [Formula 2]
[Where:
fn: Correction calculation processing value in n cycles calculated by [Equation 1] or [Equation 2],
fhyb, n: The fluorescence intensity value of the reaction system when the amplified gene binds to the fluorescent dye in the n cycle or when the amplified gene forms a hybrid complex,
fden, n: Fluorescence intensity value of the reaction system when the bound or hybrid complex is dissociated in n cycles].
This process includes a process of plotting the correction calculation processing value or the value obtained in this process on a graph with respect to each cycle number, and displaying and / or printing on a computer display.
[0030]
The second feature is that the correction calculation processing value according to [Equation 1] or [Equation 2] in each cycle is substituted into the following [Equation 3] or [Equation 4], and the fluorescence change rate between samples, that is, the fluorescence quenching rate Is a data analysis process of calculating and comparing them.
[0031]
[Equation 3]
Fn= Fn/ Fa      ... [Formula 3]
[Expression 4]
Fn= Fa/ Fn      ... [Formula 4]
[Where:
Fn: In n cycles, the fluorescence change rate calculated by [Equation 3] or [Equation 4], that is, the fluorescence quenching rate,
fn: Correction calculation processing value according to [Formula 1] or [Formula 2]
fa: Correction calculation processing value according to [Formula 1] or [Formula 2], fnAny number of cycles before the change is observed, but typically 10 to 40 cycles, preferably 15 to 30 cycles, more preferably 20 to 30 cycles. Adopted. ].
In this process, the calculated value, the comparison value or the value obtained in this process is plotted on a graph with respect to each cycle number, and displayed and / or printed on a computer display. , [Numerical expression 1] or [Numerical expression 2] may be included or not included in the correction calculation process value.
[0032]
The third feature is: i) Calculation by [Formula 5], [Formula 6] or [Formula 7] using the data of the fluorescence change rate calculated by [Formula 3] or [Formula 4], that is, the fluorescence quenching rate. Process,
[Equation 5]
logb(Fn), Ln (Fn) [Formula 5]
[Formula 6]
logb{(1-Fn) × A}, ln {(1-Fn) × b} [Formula 6]
[Expression 7]
logb{(Fn−1) × A}, ln {(Fn−1) × A} [Formula 7]
[0033]
[Where:
A, b: Any numerical value, preferably an integer value, more preferably a natural number. When A = 100 and b = 10, {(Fn−1) × A} represents a percentage (%).
Fn: Fluorescence change rate in n cycles calculated by [Equation 3] or [Equation 4], ie, fluorescence quenching rate],
[0034]
ii) an arithmetic processing step for obtaining the number of cycles in which the arithmetic processing value of i) has reached a certain value;
iii) a calculation process for calculating a relational expression between the number of cycles in a nucleic acid sample of a known concentration and the copy number of the target gene at the start of the reaction,
iv) a process of calculating the target gene copy number at the start of PCR in an unknown sample,
Is a data analysis method. A process consisting of i) → ii) → iii) → iv) is preferable.
[0035]
In each of the above steps i) to iv), a calculation process value obtained in each step or the value is plotted on a graph with respect to each cycle number, and displayed and / or printed on a computer display. It may be included.
It should be noted that the correction calculation processing value according to [Formula 1] or [Formula 2] and the calculation processing value according to [Formula 3] or [Formula 4] are plotted on a graph for each cycle number and displayed on a computer display. These processes may be added as necessary because they may or may not be printed.
[0036]
The present invention also provides a computer-readable recording medium in which a reagent kit used in the quantitative PCR method and a program for causing a computer to execute the data analysis method are recorded.
In addition, the present invention is a data analysis apparatus characterized by having means for performing the data analysis method.
[0037]
The third feature of the present invention is a method for analyzing polymorphisms of genes amplified by the quantitative PCR method of the present invention as described above.
Therefore, the polymorphism analysis method will be specifically described. Among various methods of polymorphism analysis, the T-RFLP method can be suitably used in the present invention. Therefore, as one example of the present invention, a gene is amplified and the initial gene amount before PCR is measured by a quantitative PCR method using a fluorescence quenching probe as a primer, particularly a real-time monitoring quantitative PCR method. The amplification product is described as a method for analyzing polymorphisms by the T-RFLP method. The gene amplified using a fluorescence quenching probe as a primer is labeled with the fluorescent dye of the present invention at the 5 'end.
(1) First, the amplification product is digested with a restriction enzyme. At this time, any currently known restriction enzyme can be used.Bso FI,Hha I,Hph I,Mnl I,Rca I,Alu I,Msp I can be mentioned. Among these, preferred are:Hha I,Alu I,Msp The most preferable ones such as I areHha I. The digestion reaction conditions may be normal conditions for currently known genes. For example, as a restriction enzymeHha When I is selected, the reaction is performed at a restriction enzyme concentration of 10 units at 37 ° C. for 6 hours.
[0038]
(2) The gene fragment digested as described above is preferably heat-denatured to be single-stranded. This modification treatment can also be performed under known normal conditions. For example, after treatment at 97 ° C. for 5 minutes, it is cooled in ice.
[0039]
(3) Analysis and analysis of gene fragments
In the polymorphism analysis method of the present invention, only a gene fragment labeled with a fluorescent dye is analyzed and analyzed by an electrophoresis method, an HPLC method, a sequencer method, or the like.
That is, each band and each peak are detected by the fluorescence intensity value. Detection can be performed using conventional analytical instruments currently on the market. Examples include ABI 373A (ABI sequencer), ABI377 (ABI sequencer), Biofocus 3000 (Biorat).
[0040]
In the present invention, the appearance of a plurality of bands or a plurality of peaks in the analysis means that a polymorphism exists. In the case of a single band or a single peak, no polymorphism exists. The ratio of the fluorescence intensity values of each band or each peak is the polymorph abundance ratio. In the quantitative PCR method of the present invention, since the amount of the target gene before PCR is measured, the initial abundance of the polymorphism can be obtained by multiplying the measured value by the ratio of the polymorphism. become.
With respect to polymorphisms, a method for generating data in this way can be realized only by using a quantitative PCR method using the fluorescence quenching probe of the present invention.
In addition, a reagent kit for quantitative polymorphism analysis that is convenient can be obtained by containing or attaching a reagent kit for the quantitative PCR method.
Further, the real-time monitoring quantitative PCR data analysis method is recorded on a computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute the method for analyzing data obtained by the polymorphism analysis method. By recording the program to be executed together, the computer-readable quantitative polymorphism analysis method becomes a more convenient recording medium for data analysis.
In addition, in a polymorphism analyzer having means for a quantitative polymorphism analysis method, a data analysis apparatus for the PCR method is provided together with the apparatus, thereby providing a convenient polymorphism analyzer.
[0041]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by this embodiment.
Example 1
The base selectivity of the target gene of the fluorescence quenching probe of the present invention having the fluorescence quenching phenomenon, that is, the base specificity was examined. Ten types of poly a to j of the target gene (deoxyribooligonucleotide) (30 mer) shown below were prepared with a DNA synthesizer ABI 394 (Perkin Elmer, USA).
[0042]
Furthermore, the following fluorescence quenching probe of the present invention labeled with bodepy FL was prepared at the 5 'end of the deoxyribooligonucleotide corresponding to the above target gene.
To the phosphate group at the 5 'end of the deoxyribooligonucleotide,-(CH2)6-NH2The product was purchased from Medland Certified Reagent Company (USA). In addition to the Fluo Reporter Kits F-6082 (BODIPY FL propionic acid succinidyl esters) from Molecular Probes, the compounds can be used as amine derivatives of oligonucleotides. Purchased a kit containing a reagent to be bound to. The kit was allowed to act on the purchased deoxyribooligonucleotide to synthesize the fluorescence quenching probes probe a to d and f to h of the present invention labeled with the following Bodepy FL. Then, the degree of fluorescence intensity (that is, the extent of quenching) when hybridized with the corresponding target gene was examined under the following conditions to examine the specificity of the probe of the present invention.
[0043]
The synthesis product was purified as follows.
The synthesized product was dried to obtain a dried product. 0.5M Na2COThree/ NaHCOThreeDissolved in buffer (pH 9.0). The lysate was subjected to gel filtration with a NAP-25 column (Pharmacia) to remove unreacted substances. Further, reverse phase HPLC (B gradient: 15 to 65%, 25 minutes) was performed under the following conditions. And the main peak which eluted was fractionated. The fraction obtained was freeze-dried to obtain the desired product in a yield of 50% from 2 mM of the first oligonucleotide raw material.
[0044]
Reversed phase chromatography conditions:
Elution solvent A: 0.05N TEAA 5% CHThreeCN
Elution solvent B (for gradient): 0.05N TEAA 40% CHThreeCN
Column: CAPCELL PAK C18; 6 x 250mm
Elution rate: 1.0ml / min
Temperature: 40 ° C
Detection: 254nm
[0045]
Name Target gene
poly a 5'ATATATATTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTTT3 '
poly b 5'ATATATATTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTTT3 '
poly c 5'ATATATATTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTTT3 '
poly d 5'ATATATATTTTTTTTTTTGTTTTTTTTTTT3 '
poly e 5'ATATATATTTTTTTTTTTTGTTTTTTTTTT3 '
[0046]
Name Target gene
poly f 5'ATATATATTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTTT3 '
poly g 5'ATATATATTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTTT3 '
poly h 5'ATATATATTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTTT3 '
poly i 5'ATATATATTTTTTTTTTTCTTTTTTTTTTT3 '
poly j 5'ATATATATTTTTTTTTTTTCTTTTTTTTTT3 '
[0047]
Name Fluorescence quenching probe of the present invention
probe a 3'TATATATAAAAAAAACAA5'-BODIPY FL / C6
probe b 3'TATATATAAAAAAAAACA5'-BODIPY FL / C6
probe c 3'TATATATAAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL / C6
probe d 3'TATATATAAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL / C6
[0048]
Name Fluorescence quenching probe of the present invention
probe f 3'TATATATAAAAAAAAGAA5'-BODIPY FL / C6
probe g 3'TATATATAAAAAAAAAGA5'-BODIPY FL / C6
probe h 3'TATATATAAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL / C6
[0049]
(1) Components of the hybridization solution
Synthetic DNA 320 nM (final concentration)
Nucleic acid probe 80nM (final concentration)
NaCl 50 mM (final concentration)
MgCl2                                       1 mM (final concentration)
Tris-HCl buffer (pH = 7.2) 100 mM (final concentration)
Milli-Q pure water 1.6992ml
Final volume 2.000ml
(2) Hybridization temperature: 51 ° C
(3) Measurement conditions:
Excitation light: 543 nm
Measurement fluorescence color: 569 nm
[0050]
[Table 1]
Figure 0003965872
[0051]
The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, when a fluorescence quenching probe labeled with a fluorescent dye hybridizes to a target gene, a GC pair is formed at the terminal base pair part where the probe and target gene hybridized at the terminal part. It is preferable that the base sequence of the probe is designed so that at least one base or more of G (guanine) exists in the base sequence of the target gene at a distance of 1 to 3 bases from the terminal base pair portion. It is shown that.
[0052]
Example 2
A target gene (deoxyribooligonucleotide) having the following base sequence and the fluorescence quenching probe of the present invention were prepared. The influence of the number of G in the target gene and the number of G in the nucleic acid probe of the present invention was examined in the same manner as in the above Example, and the results are summarized in Table 2.
[0053]
Name Target gene
poly k 5'TATATATATATTTTTGGGGG3 '
poly l 5'TATATATATATTTTTTGGGG3 '
poly m 5'TATATATATTTTTTTTTGGG3 '
poly n 5'TATATATATTTTTTTTTTGG3 '
poly o 5'TATATATATTTTTTTTTTTG3 '
[0054]
Name Target gene
poly p 5'TATATATATATTTTTCCCCC3 '
poly q 5'TATATATATATTTTTTCCCC3 '
poly r 5'TATATATATTTTTTTTTCCC3 '
poly s 5'TATATATATTTTTTTTTTCC3 '
poly t 5'TATATATATTTTTTTTTTTC3 '
poly u 5'TATATATATTTTTTTTTTTT3 '
[0055]
Name Fluorescence quenching probe
probe k 3'ATATATATATAAAAACCCCC5'-BODIPY FL / C6
probe l 3'ATATATATATAAAAAACCCC5'-BODIPY FL / C6
probe m 3'ATATATATATAAAAAAACCC5'-BODIPY FL / C6
probe n 3'ATATATATATAAAAAAAACC5'-BODIPY FL / C6
probe o 3'ATATATATATAAAAAAAAAC5'-BODIPY FL / C6
[0056]
Name Fluorescence quenching probe
probe p 3'ATATATATATAAAAAGGGGG5'-BODIPY FL / C6
probe q 3'ATATATATATAAAAAAGGGG5'-BODIPY FL / C6
probe r 3'ATATATATATAAAAAAAGGG5'-BODIPY FL / C6
probe s 3'ATATATATATAAAAAAAAGG5'-BODIPY FL / C6
probe t 3'ATATATATATAAAAAAAAAG5'-BODIPY FL / C6
probe u 3'ATATATATATAAAAAAAAAA5'-BODIPY FL / C6
[0057]
[Table 2]
Figure 0003965872
[0058]
As can be seen from Table 2, when the fluorescence quenching probe hybridizes to the target gene, 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 terminal portion. It can be seen that it is suitable to be designed.
[0059]
Example 3
A target gene having the following base sequence and a fluorescence quenching probe were prepared. The influence of the base species in the target gene and the base species in the fluorescence quenching probe was examined in the same manner as in the above Example, and the results are summarized in Table 3.
[0060]
Name Target gene
poly W 5'CCCCCCTTTTTTTTTTTT 3 '
poly X 5'GGGGGGAAAAAAAAAAAA 3 '
poly Y 5'TTTTTTCCCCCCCCCCCC 3 '
poly Z 5'AAAAAAGGGGGGGGGGGG 3 '
[0061]
Name Fluorescence quenching probe
probe w BODIPY FL / C6-5'AAAAAAAAAGGGGGG 3 '
probe x BODIPY FL / C6-5'TTTTTTTTTCCCCCC 3 '
probe y BODIPY FL / C6-5'GGGGGGGGGAAAAAA 3 '
probe z BODIPY FL / C6-5'CCCCCCCCCTTTTTT 3 '
[0062]
[Table 3]
Figure 0003965872
From Table 3, it can be seen that G is deeply involved in the decrease in the fluorescence intensity of the fluorescence quenching probe of the present invention.
[0063]
As a result, from the above example, when (A) the end of the fluorescence quenching probe labeled with a fluorescent dye is composed of C and a target gene is hybridized to form a GC pair, (B) When the end of the fluorescence quenching probe to be labeled is composed of a base other than C, the 3 ′ end side of the target gene from the terminal base pair of the base labeled with the fluorescent dye and the base of the target gene It can be seen that the fluorescence intensity decrease rate is large when at least one G is present in.
[0064]
Example 4
The kind of the dye labeled on the fluorescence quenching probe of the present invention was examined in the same manner as in the above example. In addition, the fluorescence quenching probe z of the said Example 3 was used for the said probe, and the target gene z of the said Example 3 was used for the target gene.
The results are shown in Table 4. As can be seen from the table, suitable fluorescent dyes for use in the present invention include FITC, BODIPY FL, BODIPY FL / C3, 6-joe, TMR and the like.
[0065]
[Table 4]
Figure 0003965872
[0066]
Example 5
Preparation of fluorescence quenching probes Eu47F and Eu1392R modified with fluorescent dye BODIPY FL
(5-1) Synthesis of fluorescence quenching probe Eu47F
(5 ′) The fluorescence quenching probe Eu47F labeled with bodepy FL in the same manner as in Example 1 on the phosphate group at the 5 ′ end of deoxyribooligonucleotide having the base sequence of CITAACACATGCAAGTCG (3 ′) (I = inosine) Synthesized.
[0067]
(5-2) Synthesis of fluorescence quenching probe Eu1392R
Using the deoxyribooligonucleotide having the base sequence of (5 ′) TTGTACACACCGCCCGTCA (3 ′), the fluorescence quenching probe Eu1392R of the present invention was synthesized in the same manner as in the above (5-1).
[0068]
Example 6
(6-1) Cultivation of E. coli strain JM109
E. coli strain JM109 was cultured in 53 medium (composition: casein peptone (casein digested with trypsin), 10 g; yeast extract, 5 g; glucose, 5 g; salt, 5 g; distilled water, 1000 mL) (medium 50 mL / 250 mL conical) Flask, 37 ° C., 12 hours, shaking culture). Then, the cells were collected from the culture solution (centrifugation 10,000 rpm, 5 minutes, washed twice with distilled water).
[0069]
(6-2) Preparation of 16S rRNA cDNA
Total RNA was extracted from the bacterial cells using the SOGEN kit (Nippon Gene) according to the protocol of this kit.
Then BcaBESTTMUsing the RNA PCR kit (Takara Shuzo Co., Ltd.), according to the protocol of this kit, amplification and reverse transcription reaction (RT-PCR) for 16sRNA were performed on the extract under known normal conditions. At that time, the fluorescence quenching probe Eu1392R of the present invention was used as a primer. Subsequently, RNA was digested with Rnase H (30 ° C., 20 minutes) to obtain a pure cDNA of 16S rRNA gene. cDNA concentration at OliGreenRMeasured using ssDNA Quantitation kit (Molecular Probes).
[0070]
Example 7
(7-1) Quantitative PCR, data analysis, and creation of cDNA calibration curve
The cDNA solution was subjected to a real-time monitoring quantitative PCR reaction using the fluorescence quenching probes Eu47F and Eu1392R of the present invention as a plumer. The former was a forward type primer, and the latter was a reverse type or reverse type primer.
LightCycler as a real-time monitoring quantitative PCR deviceTMUsing Sytem (Roche Diagnostics, Germany), the reaction was carried out according to the procedure described in the procedure manual. As DNA polymeraseTaKaRaTaq TM (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used.
[0071]
PCR was performed with the following components.
Figure 0003965872
The cDNA was tested with the copy number in the experimental group shown in the note of FIG. MgCl2The final concentration of was 2 mM.
[0072]
The reaction conditions were as follows.
Figure 0003965872
The measurement conditions were as follows.
Excitation light: 543 nm
Measurement fluorescence color: 569nm
[0073]
Real-time monitoring quantitative PCR was performed under the above conditions to measure the fluorescence intensity of each cycle. The measured values were analyzed according to the data analysis method of the present invention. That is, the data was processed in the following process.
(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 end of the nucleic acid extension reaction (72 ° C.)) was amplified. The correction calculation process divided by the fluorescence intensity value of the reaction system when the nucleic acid hybridized with the nucleic acid primer is completely dissociated (that is, the fluorescence intensity value at the end of the nucleic acid heat denaturation reaction (96 ° C.)), The fluorescence intensity value was corrected by [Equation 1].
[Equation 8]
fn= Fhyb, n/ Fden, n      ... [Formula 1]
[Where fn= Cycle fluorescence intensity correction value, fhyb, n= 72 ° C fluorescence intensity value for each cycle, fden, n= 96 ° C fluorescence intensity value of each cycle]
[0074]
(B) Substituting the correction calculation processing value in [Formula 1] in each cycle into [Formula 3], and calculating the fluorescence quenching rate between samples in each cycle, that is, in the following [Formula 10] The process of computing,
[Equation 9]
Fn= Fn/ Ftwenty five      ... [Formula 10]
[Where Fn= Arithmetic processing value of each cycle, fn= Value of each cycle obtained by [Equation 1], f = value obtained by [Equation 1] and the number of cycles is 25th].
[Equation 10] is obtained when a = 25 in [Equation 3].
[0075]
(C) The process of calculating the logarithmic value of the change rate (decrease rate or quenching rate) of the fluorescence intensity according to [Equation 6] from the calculation process value of each cycle obtained in the process of (b), that is, The calculation process of [Formula 11] of
[Expression 10]
logTen{(1-Fn) × 100} [Formula 11]
[Where Fn= [Value obtained by [Equation 10]].
[Formula 11] is obtained when b = 10 and A = 100 in [Formula 6].
[0076]
The results are shown in FIG.
FIG. 1 shows the values calculated in the processes (a), (b) and (c) plotted against the number of cycles and printed.
[0077]
Next, it processed in the process of following (d) and (e) based on the graph of FIG.
(D) A process of thresholding 0.2 of the data processed in the process of (c) and calculating the number of cycles reaching the value.
(E) A process of preparing a graph in which the value calculated in the process of (d) is plotted on the X axis and the copy number before starting the reaction is plotted on the Y axis, that is, a calibration curve of E. coli cDNA (FIG. 2).
FIG. 2 shows that data obtained by the quantitative PCR method of the present invention was processed in the data analysis method of the present invention, that is, in the process of (a), (b), (c), (d), and (e). The final result. It can be seen from FIG. 2 that the copy number before starting the reaction can be obtained with high accuracy for the nucleic acid sample having an unknown copy number.
[0078]
Example 8
(8-1) Construction of polymorphic system (complex microbial system)
(Ten types of bacterial strains shown in Table 5 were purchased from DSMZ (Deutshe Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH) and cultured separately for each strain using the above-mentioned 53 medium. The bacterial cells were collected from each culture solution (centrifugation 10,000 rpm, 10 minutes, washed twice with distilled water) For each bacterial cell, the SOGEN kit (Nippon Gene) was used in the same manner as described above. To extract total RNA.
[0079]
Figure 0003965872
[0080]
1: Paracoccus pantotrophus
2: Sphingomonas natatoria
3: Bdellovibrio stolpii
4: Microbacterium imperiale
5: Pseudomonas fluorescens
6: Agromyces medislanum
7: Cellulomonas cellulans
8: Brevibacterium liquefaciens
9: Leminorella grimontii
10: Rhodococcus luteus
[0081]
Thereafter, pure cDNA of 16S rRNA gene of each strain was obtained in the same manner as in the case of E. coli. The cDNA concentration of each of the obtained 10 strains was measured in the same manner as in the case of E. coli. The solution whose cDNA concentration was found was diluted with distilled water to 300,000 copies / μL. For 10 strains, a mixture of the diluted solutions in an equivalent amount was defined as a complex microbial system, that is, a polymorphic system (hereinafter referred to as a polymorphic system). In this polymorphism system, 10 strains of cDNA are contained at a concentration of 300,000 copies / μL, respectively, and as a whole, a concentration cDNA of 3,000,000 copies / μL is contained.
[0082]
(8-2) Real-time monitoring quantitative PCR
For the polymorphic cDNA, real-time monitoring quantitative PCR was performed in the same manner as in E. coli using the fluorescence quenching probes Eu47F and Eu1392R of the present invention as a common strainer.
The polymorphic sample was added to the reaction solution in an absolute amount of 300,000 copies / 20 μL (20 μL of the entire reaction solution). In the real-time monitoring quantitative PCR of the polymorphic system, a decrease in fluorescence intensity was observed, and the reaction was stopped at the number of 22 cycles which is an exponential amplification phase of the gene (see FIG. 1). When the threshold was set as log Rn (fluorescence quenching rate) = 0.2, the copy number of cDNA in the reaction solution of the real-time monitoring quantitative PCR performed on the polymorphic system was 288,000 copies (FIG. 2). Since the initial addition amount, that is, the theoretical value is 300,000 copies, it was confirmed that the calibration curve prepared by the method of the present invention showed good quantitativeness.
[0083]
Example 9
Polymorphism analysis
(9-1) Analysis by T-RFLP
After performing the PCR reaction as described above, the amplified product was purified using a column (MicroconPCR, Millipore Corporation Bedford, MA, USA). The purified product was treated with restriction enzyme Hha1 (recognition site: GCG / C, / = cutting site) O / N (overnight). After the treatment, only the cleaved fragment was purified with a column (Microcon and Micropure-EZ, Millipore Corporation Bedford, MA, USA). The size of the cDNA fragment of each strain after the restriction enzyme treatment is shown in Table 5.
The column-purified cDNA solution was subjected to heat denaturation treatment and then subjected to T-RFLP analysis with a sequencer (ABI PRISMTH 310, PE Applied Biosystems). The peak pattern is shown in FIG. Each peak was quantified using a standard BODIPY FL modified fragment of known concentration. As a result of obtaining the molar composition ratio of each peak, all the molar composition ratios were within the range of 9.4 to 10.8, and no extreme difference in PCR amplification efficiency was observed (see Table 5). The total cDNA copy number determined by quantitative PCR was multiplied by the molar composition ratio to determine the initial cDNA copy number of each strain (see Table 5). The copy number / initial addition copy determined by quantification was 0.89 to 1.04 (see Table 5). Therefore, it was found that the initial copy of the polymorphism in the polymorphism system can be accurately quantified by this method.
[0084]
【The invention's effect】
Since the quantitative polymorphism analysis method of the present invention is configured as described above, it has the following effects.
1) The amount of the target gene and the composition ratio of the polymorphism of the gene can be measured simply, rapidly and with good quantitativeness.
2) One of the quantitative PCR methods of the present invention is novel and has excellent quantitative properties.
3) One of the analysis methods for analyzing the data obtained by the quantitative PCR method is also a novel method, and the initial gene copy number before the PCR reaction can be accurately determined.
4) In the novel quantitative PCR method of the present invention, the amplified nucleic acid is labeled with a fluorescent dye. Therefore, in the analysis of polymorphism, the fluorescent dye can be analyzed as a marker.
5) As a result of 2) to 4), the polymorphic analysis method is particularly excellent in quantification.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Amplification curve of 16S rRNA gene (cDNA) using quantitative PCR method of the present invention
Solid line: E. coli cDNA; Dotted line: Polymorphic cDNA
10210Three10Four10Five106: Displays the number of copies.
FIG. 2 is a calibration curve of cDNA prepared by the data analysis method of the present invention.
a: 288000 copies
Fig. 3 Analysis pattern of polymorphic T-RFLP of the present invention
bp: Number of bases (base pair)

Claims (3)

標的遺伝子を、リアルタイムモニタリング定量的PCR方法で増幅し、標的遺伝子量の初期の濃度を測定して、その増幅された標的遺伝子について、T-RFLP(terminal restriction fragment length polymorphism)、RFLP(restriction fragment length polymorphism)方法、SSCP(single strand conformation)方法、またはCFLP(cleavase fragment length polymorphism)方法で、多型解析することにより初期の標的遺伝子の量及び該遺伝子の多型の構成比もしくはその量の測定を行う定量的多型解析方法において、
前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法を、下記の蛍光消光プローブをプライマーとして用いて反応を行い、蛍光色素の発光の減少量を測定することを特徴とする定量的多型解析方法。
蛍光消光プローブ:その5’末端において、又はその5’末端のリン酸基において、 6-joe BODIPY TMR (商標)、 BODIPY FL (商標)、 BODIPY FL/C3 (商標)、 BODIPY FL/C6 (商標)、 Alexa 488 (商標)、 Alexa 532 (商標)の何れかの蛍光色素で標識した当該プローブが当該末端部において標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたとき、当該プローブにハイブリダイゼーションした標的遺伝子の末端塩基対部分から1ないし3塩基離れて、標的遺伝子の塩基配列にG(グアニン)が少なくとも1塩基存在するように、当該プローブの塩基配列が設計され、当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、蛍光強度を減少させる蛍光消光プローブ。
The target gene is amplified by a real-time monitoring quantitative PCR method, the initial concentration of the target gene amount is measured, and for the amplified target gene, T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism), RFLP (restriction fragment length polymorphism), SSCP (single strand conformation) method, or CFLP (cleavase fragment length polymorphism) method to measure the amount of the initial target gene and the polymorphism ratio or the amount of the gene. in line Ujo quantitative polymorphism analysis method,
A quantitative polymorphism analysis method, characterized in that the real-time monitoring quantitative PCR method is reacted using the following fluorescence quenching probe as a primer, and the amount of decrease in the emission of the fluorescent dye is measured.
Fluorescence quenching probe: 6-joe , BODIPY TMR (trademark), BODIPY FL (trademark), BODIPY FL / C3 (trademark), BODIPY FL / C6 (at the 5 'end or at the phosphate group at the 5' end Trademark), Alexa 488 (trademark), Alexa 532 (trademark) When the probe labeled with the fluorescent dye hybridizes to the target gene at the terminal portion, the terminal base pair of the target gene hybridized to the probe When the base sequence of the probe is designed so that at least one base of G (guanine) exists in the base sequence of the target gene 1 to 3 bases away from the portion, and the probe hybridizes to the target gene, fluorescence A fluorescence quenching probe in which the dye reduces the fluorescence intensity.
前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法が、標的遺伝子の増幅反応を指数関数的増幅期で停止させるものである請求項1に記載の定量的多型解析方法。The real-time monitoring quantitative PCR method, quantitative polymorphism analysis method according to claim 1 is intended to stop the amplification reaction of the target gene in exponential amplification phase. 前記リアルタイムモニタリング定量的PCR方法が、下記の蛍光消光プローブをプライマーとして用いて反応を行い、蛍光色素の発光の減少量を測定するものである請求項1又は2に記載の定量的多型解析方法。
蛍光消光プローブ:その5’末端において、又はその5’末端のリン酸基において、 6-joe BODIPY TMR (商標)、 BODIPY FL (商標)、 BODIPY FL/C3 (商標)、 BODIPY FL/C6 (商標)、 Alexa 488 (商標)、 Alexa 532 (商標)の何れかの蛍光色素で標識されており、当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたとき、当該末端において当該プローブと標的遺伝子とのハイブリッド複合体の塩基対が少なくともG(グアニン)とC(シトシン)のペアーを形成するように、当該プローブの塩基配列が設計され、かつ当該プローブが標的遺伝子にハイブリダイゼーションしたときに、蛍光色素が、蛍光強度を減少させる蛍光消光プローブ。
The real-time monitoring quantitative PCR method, to carry out the reaction using a fluorescence quenching probe below as primers, quantitative polymorphism analysis according to claim 1 or 2 which measures the amount of decrease in light emission of the fluorescent dye Method.
Fluorescence quenching probe: 6-joe , BODIPY TMR (trademark), BODIPY FL (trademark), BODIPY FL / C3 (trademark), BODIPY FL / C6 (at the 5 'end or at the phosphate group at the 5' end Trademark), Alexa 488 (trademark), Alexa 532 (trademark) labeled with any fluorescent dye, and when the probe is hybridized to the target gene, a hybrid complex of the probe and the target gene at the end When the base sequence of the probe is designed so that at least a G (guanine) and C (cytosine) pair is formed, and the probe is hybridized to the target gene, Reduce fluorescence quenching probe.
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