JP4314094B2 - Benign familial neonatal seizure-related gene mutation and benign familial neonatal seizure diagnosis method - Google Patents

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Description

この出願の発明は、良性家族性新生児けいれんの関連遺伝子変異とその診断方法に関するものでる。さらに詳しくは、点突然変異および/または欠失変異によって特徴付けられる良性家族性新生児けいれん関連遺伝子由来のポリヌクレオチドと、その遺伝子産物であるポリペプチド、並びにこれらポリヌクレオチドまたはポリペプチドを対象とする良性家族性新生児けいれんの診断方法に関するものである。   The invention of this application relates to a gene mutation associated with benign familial neonatal convulsions and a diagnostic method thereof. More particularly, a polynucleotide derived from a benign familial neonatal seizure-related gene characterized by point mutations and / or deletion mutations, a polypeptide that is a gene product thereof, and a benign subject to these polynucleotides or polypeptides. The present invention relates to a method for diagnosing familial neonatal seizures.

良性家族性新生児けいれん(benign familial neonatal convulsions: BFNC)は新生児早期のけいれんを特徴とし、一般に数ヶ月で自然消退する。しかしながら、新生児のけいれんをきたす疾患には予後不良の急性疾患が多く存在する。このため、けいれん発作を示した新生児に対しては、それがBFNCであるのか、あるいは予後不良な急性疾患によるものであるかを速やかに診断し、後者である場合には早期の治療処理が必要とされる。その診断は現在、国際抗てんかん連盟の分類および用語委員会(Commission on Classification and Terminology of the International League against Epilepsy)により提出されたガイドラインに基づいて行なわれている(非特許文献1)。   Benign familial neonatal convulsions (BFNC) are characterized by early seizures in neonates and generally resolve spontaneously in months. However, there are many acute diseases with a poor prognosis among diseases that cause seizures in newborns. For this reason, newborns with seizures should be promptly diagnosed as to whether it is BFNC or due to an acute disease with a poor prognosis, and if it is the latter, early treatment is necessary. It is said. The diagnosis is currently based on guidelines submitted by the Commission on Classification and Terminology of the International League against Epilepsy (Non-Patent Document 1).

しかしながら、BFNCとその他の急性疾患とは、けいれん発作の状態が極めて類似しているため、初発時の身体症状の観察によって両者を診断することは極めて困難である。そこで、その診断には、遺伝子レベルでの診断に大きな期待が寄せされている。   However, BFNC and other acute diseases are very similar in the state of seizures, and it is very difficult to diagnose them by observing the physical symptoms at the first onset. Therefore, great expectations are placed on the diagnosis at the gene level.

一方、ニューロンの電位依存性K+チャンネル遺伝子(KCNQ2:cDNAはGenBank/ AF033348)の変異と新生児けいれんとの関連性が幾つか報告されている(特許文献1、非特許文献5-8)。またこの出願の発明者らも、BFNCと関連するKCNQ2遺伝子の塩基置換変異を報告している(非特許文献9)。
特表2001-521041号公報 Commission on Classification and Terminology of the ILAE (1989) Epilepsia, 30, 389-399. Biervert,C. et al. Science 279:403-406, 1998 Singh,N.A. et al. Nat. Genet. 18(1):25-29, 1998 Biervert,C. and Steinlein,O.K. Hum. Genet. 104(3):234-240, 1999 Lerche H. et al. Ann Neurol. 46(3):305-312, 1999 Steinlein O.K. et al. Neuroreport. 26;10(6):1163-1166, 1999 Lee W.L. et al. Neuropediatrics. 31(1):9-12, 2000 Miraglia del Giudice E. et al. Eur J Hum Genet. 8(12):994-7, 2000 Hirose S. et al. Ann Neurol. 47(6):822-6, 2000
On the other hand, some relations between mutations in neuronal voltage-dependent K + channel genes (KCNQ2: cDNA is GenBank / AF033348) and neonatal seizures have been reported (Patent Document 1, Non-Patent Documents 5-8). The inventors of this application have also reported a base substitution mutation of the KCNQ2 gene related to BFNC (Non-patent Document 9).
Special table 2001-521041 Commission on Classification and Terminology of the ILAE (1989) Epilepsia, 30, 389-399. Biervert, C. Et al. Science 279: 403-406, 1998 Singh, NA et al. Nat. Genet. 18 (1): 25-29, 1998 Biervert, C. and Steinlein, OK Hum. Genet. 104 (3): 234-240, 1999 Lerche H. et al. Ann Neurol. 46 (3): 305-312, 1999 Steinlein OK et al. Neuroreport. 26; 10 (6): 1163-1166, 1999 Lee WL et al. Neuropediatrics. 31 (1): 9-12, 2000 Miraglia del Giudice E. et al. Eur J Hum Genet. 8 (12): 994-7, 2000 Hirose S. et al. Ann Neurol. 47 (6): 822-6, 2000

遺伝子の突然変異が同定されたことによって、BFNCとその他の予後不良疾患を区別するための診断や、あるいは予後不良疾患に対する早急な予防・治療法の開発に新たな可能性がもたらされている。例えば、けいれん発作を示した新生児を対象として、変異遺伝子の存在や、変異遺伝子が発現する変異タンパク質の存在を調べることによって、そのけいれん発作がBFNCによるものである、または予後不良疾患によるものでるかを事前に高い確率で診断することが可能となる。また、そのような事前診断によって、予後不良疾患である場合は予防や治療のための処置を早い段階から処方することも可能となる。   The identification of gene mutations offers new possibilities for the diagnosis of BFNC and other poor prognosis diseases, or for the rapid development of prevention and treatment for poor prognosis diseases. . For example, by examining the presence of a mutated gene or the presence of a mutated protein expressed by a mutated gene in a neonate who has a convulsive seizure, whether the seizure is due to a BFNC or a poor prognosis disease Can be diagnosed with a high probability in advance. In addition, such a pre-diagnosis makes it possible to prescribe a treatment for prevention or treatment from an early stage if the disease has a poor prognosis.

しかしながら、BFNCの表現型は浸透度が不完全であり、また家族内変異も頻繁にみられるため、遺伝子変異をできる限り多く同定し、複数の変異の総合判断によって診断を行うことが必要である。   However, because the BFNC phenotype has incomplete penetrance and frequent family mutations, it is necessary to identify as many genetic mutations as possible and make a diagnosis by comprehensive judgment of multiple mutations. .

この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであって、KCNQ2遺伝子に存在するBFNCに関連した新規の遺伝子変異と、この遺伝子変異を利用したBFNC診断方法を提供することを課題としている。   The invention of this application was made in view of the circumstances as described above, and provides a novel gene mutation related to BFNC existing in the KCNQ2 gene and a BFNC diagnosis method using this gene mutation. It is an issue.

この出願は、前記の課題を解決するものとして、以下の(1)〜(13)の発明を提供する。
(1) 良性家族性新生児けいれんに関連する遺伝子由来のポリヌクレオチドであって、配列番号1の塩基配列において、
(a) 第910-912位ttcが欠失;および
(b) 第967位cがtに置換、
の少なくとも一方の変異を有するポリヌクレオチド。
(2) 前記発明(1)のポリヌクレオチドの一部であって、その変異箇所を含むオリゴヌクレオチド。
(3) 前記発明(1)のポリヌクレオチドまたは請求項2のオリゴヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヒト染色体DNA由来のポリヌクレオチド。
(4) 前記発明(1)または前記発明(3)のポリヌクレオチドをPCR増幅するためのプライマーセットであって、一方のプライマーが、変異箇所を含むオリゴヌクレオチドまたはその相補配列であるプライマーセット。
(5) 前記発明(1)のポリヌクレオチドまたは前記発明(2)のオリゴヌクレオチドを含むことを特徴とするマイクロアレイ。
(6) 良性家族性新生児けいれんに関連する遺伝子由来の前記発明(1)または(3)のポリヌクレオチドの発現産物であって、配列番号2のアミノ酸配列において、
(A) 第304位Pheが欠失;および
(B) 第323位Gln以下が欠失、
の少なくとも一方の変異を有するポリペプチド。
(7) 前記発明(6)のポリペプチドの一部であって、変異箇所を含むオリゴペプチド。
(8) 前記発明(7)のオリゴペプチドを抗原として作製され、変異を含むオリゴペプチドを認識する抗体。
(9) 良性家族性新生児けいれんの診断方法であって、被験者から単離した染色体DNA中に前記発明(3)のポリヌクレオチドが存在するか否かを検出することを特徴とする方法。
(11) 被験者から単離した染色体DNAまたはそのmRNAと、前記発明(1)のポリヌクレオチドまたは前記発明(2)のオリゴヌクレオチドがストリンジェントな条件下でハイブリダイズするか否かを検出する前記発明(9)の方法。
(11) 被験者から単離した染色体DNAまたはmRNAを鋳型とし、前記発明(4)のプライマーセットを用いてPCRを行った場合のPCR産物の有無を検出する前記発明(9)の方法。
(12) 良性家族性新生児けいれんの診断方法であって、被験者から単離した生体試料中に前記発明(6)のポリペプチドが存在するか否かを検出することを特徴とする方法。
(13) 被験者から単離した生体試料中に、前記発明(8)の抗体と反応するポリペプチドが存在するか否かを検出する前記発明(12)の方法。
This application provides the following inventions (1) to (13) to solve the above-mentioned problems.
(1) A polynucleotide derived from a gene related to benign familial neonatal seizure, comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1,
(a) deletion of positions 910-912 ttc; and
(b) 967 c replaced with t
A polynucleotide having at least one of the mutations.
(2) An oligonucleotide which is a part of the polynucleotide of the invention (1) and contains the mutation site.
(3) A polynucleotide derived from human chromosomal DNA that hybridizes with the polynucleotide of the invention (1) or the oligonucleotide of claim 2 under stringent conditions.
(4) A primer set for PCR amplification of the polynucleotide of the invention (1) or the invention (3), wherein one primer is an oligonucleotide containing a mutation site or a complementary sequence thereof.
(5) A microarray comprising the polynucleotide of the invention (1) or the oligonucleotide of the invention (2).
(6) An expression product of the polynucleotide of the invention (1) or (3) derived from a gene related to benign familial neonatal seizure, wherein the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2
(A) deletion of position 304 Phe; and
(B) No. 323 Gln or less deleted,
A polypeptide having at least one of the mutations.
(7) An oligopeptide which is a part of the polypeptide of the invention (6) and contains a mutation site.
(8) An antibody that is prepared using the oligopeptide of the invention (7) as an antigen and recognizes an oligopeptide containing a mutation.
(9) A method for diagnosing benign familial neonatal convulsion, which comprises detecting whether or not the polynucleotide of the invention (3) is present in chromosomal DNA isolated from a subject.
(11) The invention for detecting whether or not the chromosomal DNA or mRNA thereof isolated from a subject and the polynucleotide of the invention (1) or the oligonucleotide of the invention (2) hybridize under stringent conditions. Method (9).
(11) The method according to the invention (9), wherein the presence or absence of a PCR product is detected when PCR is performed using a chromosomal DNA or mRNA isolated from a subject as a template and the primer set according to the invention (4).
(12) A method for diagnosing benign familial neonatal convulsions, comprising detecting whether or not the polypeptide of the invention (6) is present in a biological sample isolated from a subject.
(13) The method of the invention (12), wherein it is detected whether or not a polypeptide that reacts with the antibody of the invention (8) is present in a biological sample isolated from a subject.

すなわち、この出願の発明者らは、臨床経過および脳波所見よりBFNCと診断した日本人61例についてKCNQ2の変異を直接シークエンス方により検索し、前記発明(1)に示したKCNQ2遺伝子の2つの新規ヌクレオチド変異を見出した。また、KCNQ2遺伝子におけるこれらのヌクレオチド変異に伴って、その発現産物であるタンパク質(ポリペプチド)には、前記発明(6)に示した2つのアミノ酸変異が生じることを見出した。すなわち、これらの変異は、文献(Dunnen, J. and Antonarakis, S. (2001) Hum. Genet., 109, 121-124)に従って記載すれば以下のとおりである。
(i)c.910-912delTTC or TTT, F304del
(ii)c.967C>T, Q323X
なお、ヒトKCNQ2遺伝子の転写産物(mRNA:GenBank/AF033348)には4種類のスプライシングバリアント(1:GenBank/NM_172107、2:GenBank/NM_172106、3:GenBank/ NM_004518、4:GenBank/NM_172108)が存在するが、以上の変異(i)(ii)はこれら全ての転写産物にも当てはまる。この出願では、KCNQ2遺伝子のスプライシングバリアント2のcDNAヌクレオチド配列を配列番号1として、またその発現産物(ポリペプチド)のアミノ酸配列を配列番号2として例示する。
Specifically, the inventors of this application searched for 61 mutations of KCNQ2 in 61 Japanese patients diagnosed with BFNC based on clinical course and EEG findings, and directly searched for two novel KCNQ2 genes shown in the invention (1). Nucleotide mutations were found. Further, it was found that the two amino acid mutations shown in the invention (6) occur in the protein (polypeptide) which is an expression product of these nucleotide mutations in the KCNQ2 gene. That is, these mutations are described as follows according to the literature (Dunnen, J. and Antonarakis, S. (2001) Hum. Genet., 109, 121-124).
(i) c.910-912delTTC or TTT, F304del
(ii) c.967C> T, Q323X
The human KCNQ2 gene transcript (mRNA: GenBank / AF033348) has four types of splicing variants (1: GenBank / NM_172107, 2: GenBank / NM_172106, 3: GenBank / NM_004518, 4: GenBank / NM_172108). However, the above mutations (i) and (ii) also apply to all these transcripts. In this application, the cDNA nucleotide sequence of the splicing variant 2 of the KCNQ2 gene is exemplified as SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of its expression product (polypeptide) is exemplified as SEQ ID NO: 2.

前記の発明(1)〜(13)は、以上のとおりの新規な知見に基づいて完成されたものである。   The inventions (1) to (13) have been completed based on the novel findings as described above.

なお、この発明において「ポリヌクレオチド」とは、プリンまたはピリミジンが糖にβ-N-グリコシド結合したヌクレオシドのリン酸エステル(ヌクレオチドATP、GTP、CTP、UTP;またはdATP、dGTP、dCTP、dTTP)が100個以上結合した分子を言い、「オリゴヌクレオチド」とは2-99個連結した分子を言う。なお、この発明におけるポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドは1本鎖または2本鎖であり、1本鎖の場合はセンス鎖およびアンチセンス鎖のいずれか一方である。   In the present invention, “polynucleotide” refers to a nucleoside phosphate ester (nucleotide ATP, GTP, CTP, UTP; or dATP, dGTP, dCTP, dTTP) in which purine or pyrimidine is β-N-glycoside-linked to a sugar. A molecule in which 100 or more molecules are bound is referred to, and an “oligonucleotide” is a molecule in which 2-99 molecules are linked. The polynucleotide and oligonucleotide in the present invention are single-stranded or double-stranded, and in the case of single-stranded, it is either the sense strand or the antisense strand.

「ポリペプチド」とは、アミド結合(ペプチド結合)によって互いに結合した34個以上のアミノ酸残基から構成された分子を意味し、「オリゴヌクレオチド」は2-33個のアミノ酸残基からなる分子を意味する。   “Polypeptide” means a molecule composed of 34 or more amino acid residues linked to each other by an amide bond (peptide bond), and “oligonucleotide” refers to a molecule composed of 2-33 amino acid residues. means.

この発明におけるその他の用語や概念は、発明の実施形態の説明や実施例において詳しく規定する。またこの発明を実施するために使用する様々な技術は、特にその出典を明示した技術を除いては、公知の文献等に基づいて当業者であれば容易かつ確実に実施可能である。例えば、遺伝子工学および分子生物学的技術はSambrook and Maniatis, in Molecular Cloning-A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989; Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, N.Y, 1995等に記載されている。   Other terms and concepts in the present invention are defined in detail in the description of the embodiments and examples of the invention. Various techniques used for carrying out the present invention can be easily and surely implemented by those skilled in the art based on known documents and the like, except for a technique that clearly indicates the source. For example, genetic engineering and molecular biology techniques are described in Sambrook and Maniatis, in Molecular Cloning-A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989; Ausubel, FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, NY, 1995, etc.

この出願の発明(1)は、ヒトKCNQ2遺伝子に由来する変異ポリヌクレオチドであって、配列番号1のDNA配列において、以下のヌクレオチド変異:
(a) 第910-912位ttcが欠失
(b) 第967位cがtに置換、
の少なくとも一方を有するポリヌクレオチドである。
Invention (1) of this application is a mutated polynucleotide derived from the human KCNQ2 gene, and the following nucleotide mutation in the DNA sequence of SEQ ID NO: 1:
(a) Positions 910-912 ttc deleted
(b) 967 c replaced with t
A polynucleotide having at least one of the following.

この発明(1)のポリヌクレオチドは、例えば、後記の発明(2)のオリゴヌクレオチドをプローブとして、BFNC患者の全mRNAから調製したcDNAライブラリーをスクリーニングすることによって単離することができる。また後記の発明(4)のプライマーセットを用い、BFNC患者のmRNAを鋳型とするRT-PCRによって単離することもできる。あるいは、野生型KCNQ2のcDNAに、市販のミューテーションキット等を用いて前記の塩基置換を導入することによって取得することもできる。得られたcDNAは、例えば、PCR(Polymerase Chain Reaction)法、NASBN(Nucleic acid sequence based amplification)法、TMA(Transcription-mediated amplification)法およびSDA(Strand Displacement Amplification)法などの通常行われる遺伝子増幅法により増幅することができる。   The polynucleotide of this invention (1) can be isolated, for example, by screening a cDNA library prepared from the total mRNA of BFNC patients using the oligonucleotide of the following invention (2) as a probe. It can also be isolated by RT-PCR using the mRNA of a BFNC patient as a template using the primer set of invention (4) described later. Alternatively, it can also be obtained by introducing the above-mentioned base substitution into wild-type KCNQ2 cDNA using a commercially available mutation kit or the like. The obtained cDNA can be obtained by a conventional gene amplification method such as PCR (Polymerase Chain Reaction) method, NASBN (Nucleic acid sequence based amplification) method, TMA (Transcription-mediated amplification) method and SDA (Strand Displacement Amplification) method. Can be amplified.

この発明(1)のポリヌクレオチドは、後記発明(10)のBFNC診断方法に使用することができる。また、後記発明(6)のポリペプチドを遺伝子工学的に作成する場合の材料としても使用することができる。   The polynucleotide of this invention (1) can be used in the BFNC diagnostic method of invention (10) described later. It can also be used as a material for preparing the polypeptide of invention (6) described later by genetic engineering.

この出願の発明(2)は、前記発明(1)のポリヌクレオチドの一部であって、各々の変異箇所を含む20〜99の連続したDNA配列からなるオリゴヌクレオチドである。この発明(2)のオリゴヌクレオチドは、公知の方法(例えば、Carruthers(1982)Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 47:411-418; Adams(1983)J. Am. Chem. Soc. 105:661; Belousov(1997)Nucleic Acid Res. 25:3440-3444; Frenkel(1995)Free Radic. Biol. Med. 19:373-380; Blommers(1994)Biochemistry 33:7886-7896; Narang(1979)Meth. Enzymol. 68:90; Brown(1979)Meth. Enzymol. 68:109; Beaucage(1981)Tetra. Lett. 22:1859; 米国特許第4,458,066号)に記載されているような周知の化学合成技術により、in vitroにおいて合成することができる。また、発明(1)のポリヌクレオチドを適当な制限酵素で切断するなどの方法によって作製することもできる。   The invention (2) of this application is an oligonucleotide which is a part of the polynucleotide of the invention (1) and comprises 20 to 99 consecutive DNA sequences including each mutation site. The oligonucleotide of this invention (2) can be obtained by known methods (for example, Carruthers (1982) Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 47: 411-418; Adams (1983) J. Am. Chem. Soc. 105: 661 Belousov (1997) Nucleic Acid Res. 25: 3440-3444; Frenkel (1995) Free Radic. Biol. Med. 19: 373-380; Blommers (1994) Biochemistry 33: 7886-7896; Narang (1979) Meth. Enzymol 68:90; Brown (1979) Meth. Enzymol. 68: 109; Beaucage (1981) Tetra. Lett. 22: 1859; US Pat. No. 4,458,066). It can be synthesized in vitro. The polynucleotide of the invention (1) can also be prepared by a method such as cleaving with an appropriate restriction enzyme.

このようなオリゴヌクレオチドは、特にプローブとして使用する場合には、標識物質によって標識化することができる。標識は、ラジオアイソトープ(RI)法または非RI法によって行うことができるが、非RI法を用いることが好ましい。非RI法としては、蛍光標識法、ビオチン標識法、化学発光法等が挙げられるが、蛍光標識法を用いることが好ましい。蛍光物質としては、オリゴヌクレオチドの塩基部分と結合できるものを適宜に選択して用いることができるが、シアニン色素(例えば、Cy Dye TMシリーズのCy3、Cy5等)、ローダミン6G試薬、N-アセトキシ-N2-アセチルアミノフルオレン(AAF)、AAIF(AAFのヨウ素誘導体)などを使用することが好ましい。 Such an oligonucleotide can be labeled with a labeling substance, particularly when used as a probe. The labeling can be performed by a radioisotope (RI) method or a non-RI method, but it is preferable to use a non-RI method. Examples of the non-RI method include a fluorescence labeling method, a biotin labeling method, a chemiluminescence method, and the like, but it is preferable to use a fluorescence labeling method. As the fluorescent substance, those capable of binding to the base moiety of the oligonucleotide can be appropriately selected and used. However, cyanine dyes (eg, Cy Dye TM series Cy3, Cy5 etc.), rhodamine 6G reagent, N-acetoxy- N 2 -acetylaminofluorene (AAF), AAIF (iodine derivative of AAF) or the like is preferably used.

発明(2)のオリゴヌクレオチドもまた、後記発明(10)のBFNC診断方法に使用することができる。あるいは、後記発明(7)のオリゴペプチドを遺伝子工学的に作成するための材料として使用することもできる。   The oligonucleotide of the invention (2) can also be used in the BFNC diagnostic method of the invention (10) described later. Alternatively, the oligopeptide of the invention (7) described later can also be used as a material for genetic engineering.

この出願の発明(3)は、前記発明(1)ポリヌクレオチドまたは前記発明(2)のオリゴヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヒト染色体DNA由来のポリヌクレオチド(ゲノムDNA)である。ここで、ストリンジェント(stringent)な条件とは、前記のポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドと、染色体由来のゲノムDNAとの選択的かつ検出可能な特異的結合を可能とする条件である。ストリンジェント条件は、塩濃度、有機溶媒(例えば、ホルムアミド)、温度、およびその他公知の条件によって定義される。すなわち、塩濃度を減じるか、有機溶媒濃度を増加させるか、またはハイブリダイゼーション温度を上昇させるかによってストリンジェンシー(stringency)は増加する。例えば、ストリンジェントな塩濃度は、通常、NaCl約750 mM以下およびクエン酸三ナトリウム約75 mM以下、より好ましくはNaCl約500 mM以下およびクエン酸三ナトリウム約50 mM以下、最も好ましくはNaCl約250 mM以下およびクエン酸三ナトリウム約25 mM以下である。ストリンジェントな有機溶媒濃度は、ホルムアミド約35%以上、最も好ましくは約50%以上である。ストリンジェントな温度条件は、約30℃以上、より好ましくは約37℃以上、最も好ましくは約42℃以上である。その他の条件としては、ハイブリダイゼーション時間、洗浄剤(例えば、SDS)の濃度、およびキャリアーDNAの存否等であり、これらの条件を組み合わせることによって、様々なストリンジェンシーを設定することができる。1つの好まし態様としては、750 mM NaCl、75 mM クエン酸三ナトリウムおよび1% SDSの条件で、30℃の温度によりハイブリダイゼーションを行う。より好ましい態様としては、500 mM NaCl、50 mM クエン酸三ナトリウム、1% SDS、35%ホルムアミド、100 μg/mlの変性サケ精子DNAの条件で、37℃の温度によりハイブリダイゼーションを行う。最も好ましい態様としては、250 mM NaCl、25 mM クエン酸三ナトリウム、1% SDS、50%ホルムアミド、200 μg/mlの変性サケ精子DNAの条件で、42℃の温度によりハイブリダイゼーションを行う。また、ハイブリダイゼーション後の洗浄の条件もストリンジェンシーに影響する。この洗浄条件もまた、塩濃度と温度によって定義され、塩濃度の減少と温度の上昇によって洗浄のストリンジェンシーは増加する。例えば、洗浄のためのストリンジェントな塩条件は、好ましくはNaCl約30 mM以下およびクエン酸三ナトリウム約3 mM以下、最も好ましくはNaCl約15 mM以下およびクエン酸三ナトリウム約1.5 mM以下である。洗浄のためのストリンジェントな温度条件は、約25℃以上、より好ましくは約42℃以上、最も好ましくは約68℃以上である。1つの好ましい態様としては、30 mM NaCl、3 mM クエン酸三ナトリウムおよび0.1% SDSの条件で、25℃の温度により洗浄を行う。より好ましい態様としては、15 mM NaCl、1.5 mMクエン酸三ナトリウムおよび0.1% SDSの条件で、42℃の温度により洗浄を行う。最も好ましい態様としては、15 mM NaCl、1.5 mMクエン酸三ナトリウムおよび0.1% SDSの条件で、68℃の温度により洗浄を行うことである。   Invention (3) of this application is a polynucleotide (genomic DNA) derived from human chromosomal DNA that hybridizes with the polynucleotide of the invention (1) or the oligonucleotide of the invention (2) under stringent conditions. Here, the stringent conditions are conditions that enable selective and detectable specific binding between the polynucleotide or oligonucleotide and genomic DNA derived from a chromosome. Stringent conditions are defined by salt concentration, organic solvent (eg, formamide), temperature, and other known conditions. That is, stringency increases depending on whether the salt concentration is reduced, the organic solvent concentration is increased, or the hybridization temperature is increased. For example, stringent salt concentrations are generally about 750 mM or less NaCl and about 75 mM or less trisodium citrate, more preferably about 500 mM or less NaCl and about 50 mM or less trisodium citrate, most preferably about 250 or less NaCl. less than mM and trisodium citrate less than about 25 mM. The stringent organic solvent concentration is about 35% or more, most preferably about 50% or more of formamide. The stringent temperature condition is about 30 ° C. or higher, more preferably about 37 ° C. or higher, and most preferably about 42 ° C. or higher. Other conditions include hybridization time, detergent (eg, SDS) concentration, presence / absence of carrier DNA, and various stringencies can be set by combining these conditions. In one preferred embodiment, hybridization is performed at a temperature of 30 ° C. under conditions of 750 mM NaCl, 75 mM trisodium citrate and 1% SDS. In a more preferred embodiment, hybridization is performed at a temperature of 37 ° C. under conditions of 500 mM NaCl, 50 mM trisodium citrate, 1% SDS, 35% formamide, and 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA. In the most preferred embodiment, hybridization is performed at a temperature of 42 ° C. under conditions of 250 mM NaCl, 25 mM trisodium citrate, 1% SDS, 50% formamide, and 200 μg / ml denatured salmon sperm DNA. In addition, washing conditions after hybridization also affect stringency. This wash condition is also defined by salt concentration and temperature, and the stringency of the wash increases with decreasing salt concentration and increasing temperature. For example, stringent salt conditions for washing are preferably no more than about 30 mM NaCl and no more than about 3 mM trisodium citrate, most preferably no more than about 15 mM NaCl and no more than about 1.5 mM trisodium citrate. Stringent temperature conditions for washing are about 25 ° C. or higher, more preferably about 42 ° C. or higher, and most preferably about 68 ° C. or higher. In one preferred embodiment, washing is performed at a temperature of 25 ° C. under conditions of 30 mM NaCl, 3 mM trisodium citrate and 0.1% SDS. In a more preferred embodiment, washing is performed at a temperature of 42 ° C. under conditions of 15 mM NaCl, 1.5 mM trisodium citrate and 0.1% SDS. In the most preferred embodiment, washing is performed at a temperature of 68 ° C. under conditions of 15 mM NaCl, 1.5 mM trisodium citrate and 0.1% SDS.

発明(3)のポリヌクレオチドは、例えば、発明(2)のオリゴヌクレオチドをプローブとして、以上のとおりのストリンジェントはハイブリダイゼーションおよび洗浄処理により、BFNC患者の染色体DNAから調製したゲノムライブラリーをスクリーニングすることによって単離することができる。   For the polynucleotide of the invention (3), for example, using the oligonucleotide of the invention (2) as a probe, the stringent as described above is screened for a genomic library prepared from chromosomal DNA of BFNC patients by hybridization and washing treatment Can be isolated.

この発明(3)のポリヌクレオチドは、後記発明(9)の診断方法において検出対象等となる。   The polynucleotide of this invention (3) becomes a detection target in the diagnostic method of invention (9) described later.

この出願の発明(4)は、前記発明(3)のポリヌクレオチドとその相補配列からなる二本鎖ポリヌクレオチド(ゲノムDNA)、または前記発明(3)ポリヌクレオチドから転写されるmRNAをPCR増幅するためのプライマーセットである。そしてこれらのプライマーセットは、一方のオリゴヌクレオチドプライマーが、配列番号1(KCNQ2)のそれぞれの変異(置換または欠失)箇所を含む15〜30ntの連続したDNA配列またはその相補配列からなっている。他方のプライマーは、配列番号1の各変異箇所の5'側または3'側の任意の連続DNA配列またはその相補配列とすることができる。   Invention (4) of this application PCR amplifies a double-stranded polynucleotide (genomic DNA) comprising the polynucleotide of the invention (3) and its complementary sequence, or mRNA transcribed from the polynucleotide of the invention (3) It is a primer set for. In these primer sets, one oligonucleotide primer is composed of a 15-30 nt continuous DNA sequence including each mutation (substitution or deletion) site of SEQ ID NO: 1 (KCNQ2) or a complementary sequence thereof. The other primer can be any continuous DNA sequence 5 ′ or 3 ′ of each mutation site of SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof.

これらのプライマーセットは、それぞれの変異箇所含む配列番号1に基づいて公知のDNA合成法により作製することができる。また、プライマーの端部にはリンカー配列等を付加することもできる。さらに、配列の設計には、市販のソフトウェア、例えばOligoTM[National Bioscience Inc.(米国)製]、GENETYX[ソフトウェア開発(株)(日本)製]等を用いることもできる。   These primer sets can be prepared by a known DNA synthesis method based on SEQ ID NO: 1 including each mutation site. A linker sequence or the like can also be added to the end of the primer. Furthermore, commercially available software such as Oligo ™ [manufactured by National Bioscience Inc. (USA)], GENETYX [manufactured by Software Development Co., Ltd. (Japan)] and the like can also be used for sequence design.

この発明(4)のプライマーセットは、後記発明(12)のBFNC診断方法等に使用することができる。   The primer set of the invention (4) can be used for the BFNC diagnosis method of the invention (12) described later.

この出願の発明(5)は、前記のポリヌクレオチドおよび/またはオリゴヌクレオチドをキャプチャープローブとして備えているマイクロアレイ(DNAチップ)である。マイクロアレイの作製方法としては、固相担体表面で直接オリゴヌクレオチドを合成する方法(オン・チップ法)と、予め調製したオリゴヌクレオチドを固相担体表面に固定する方法とが知られている。この発明のマイクロアレイは、このいずれの方法でも作成することができる。オン・チップ法としては、光照射で選択的に除去される保護基の使用と、半導体製造に利用されるフォトリソグラフィー技術および固相合成技術とを組み合わせて、微少なマトリックスの所定の領域での選択的合成を行う方法(マスキング技術:例えば、Fodor, S.P.A. Science 251:767, 1991)等によって行うことができる。一方、予め調製したオリゴヌクレオチドを固相担体表面に固定する場合には、官能基を導入したオリゴヌクレオチドを合成し、表面処理した固相担体表面にオリゴヌクレオチドを点着し、共有結合させる(例えば、Lamture, J.B. et al. Nucl. Acids Res. 22:2121-2125, 1994; Guo, Z. et al. Nucl. Acids Res. 22:5456-5465, 1994)。オリゴヌクレオチドは、一般的には、表面処理した固相担体にスペーサーやクロスリンカーを介して共有結合させる。ガラス表面にポリアクリルアミドゲルの微小片を整列させ、そこに合成オリゴヌクレオチドを共有結合させる方法も知られている(Yershov, G. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:4913, 1996)。また、シリカマイクロアレイ上に微小電極のアレイを作製し、電極上にはストレプトアビジンを含むアガロースの浸透層を設けて反応部位とし、この部位をプラスに荷電させることでビオチン化オリゴヌクレオチドを固定し、部位の荷電を制御することで、高速で厳密なハイブリダイゼーションを可能にする方法も知られている(Sosnowski, R.G. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:1119-1123, 1997)。この発明のマイクロアレイは、以上のいずれの方法によっても作製することができる。   Invention (5) of this application is a microarray (DNA chip) provided with the polynucleotide and / or oligonucleotide as a capture probe. As a method for producing a microarray, a method of directly synthesizing an oligonucleotide on the surface of a solid phase carrier (on-chip method) and a method of fixing a previously prepared oligonucleotide on the surface of a solid phase carrier are known. The microarray of the present invention can be produced by any of these methods. As an on-chip method, a combination of the use of a protective group that is selectively removed by light irradiation and the photolithography technology and solid-phase synthesis technology used in semiconductor manufacturing can be combined in a predetermined area of a minute matrix. It can be performed by a method of performing selective synthesis (masking technique: for example, Fodor, SPA Science 251: 767, 1991). On the other hand, when immobilizing an oligonucleotide prepared in advance on the surface of a solid phase carrier, an oligonucleotide into which a functional group has been introduced is synthesized, and the oligonucleotide is spotted on the surface of the surface of the solid phase carrier and covalently bonded (for example Lamture, JB et al. Nucl. Acids Res. 22: 2121-2125, 1994; Guo, Z. et al. Nucl. Acids Res. 22: 5456-5465, 1994). Oligonucleotides are generally covalently bound to a surface-treated solid support via a spacer or a crosslinker. A method is also known in which polyacrylamide gel fragments are aligned on a glass surface and a synthetic oligonucleotide is covalently bound thereto (Yershov, G. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 4913, 1996). ). In addition, an array of microelectrodes was prepared on a silica microarray, an agarose permeation layer containing streptavidin was provided on the electrode as a reaction site, and this site was charged positively to immobilize the biotinylated oligonucleotide. There is also known a method that enables precise hybridization at high speed by controlling the site charge (Sosnowski, RG et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 1119-1123, 1997). The microarray of the present invention can be produced by any of the above methods.

この出願の発明(6)は、発明(1)または発明(3)のポリヌクレオチドの発現産物であって、配列番号2のアミノ酸配列において、以下のアミノ酸変異:
(A) 第304位Pheが欠失
(B) 第323位Gln以下が欠失
の少なくとも一方を有するポリペプチドである。
Invention (6) of this application is an expression product of the polynucleotide of invention (1) or invention (3), wherein the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 has the following amino acid mutation:
(A) No. 304 Phe deleted
(B) A polypeptide having at least one of deletions at position 323 and below Gln.

すなわち、これらのポリペプチドにおけるアミノ酸変異は、前記発明(1)のポリヌクレオチドにおけるミスセンス変異または欠失変異によって、正常(野生型)ポリペプチド(配列番号2)のアミノ酸が変異するか、または停止コドンによって短鎖のポリペプチドとなっている。   That is, the amino acid mutation in these polypeptides may be caused by a missense mutation or deletion mutation in the polynucleotide of the invention (1), whereby the amino acid of a normal (wild-type) polypeptide (SEQ ID NO: 2) is mutated, or a stop codon. It becomes a short-chain polypeptide.

これらのポリペプチドは、BFNC患者の生体試料から公知の方法に従って単離する方法、それぞれの変異アミノ酸残基を含む配列番号2のアミノ酸配列に基づき化学合成によってペプチドを調製する方法、あるいは前記発明(1)のポリヌクレオチド(変異cDNA)を用いて組換えDNA技術で生産する方法などにより取得することができる。この発明(6)のポリペプチドは、例えば、後記発明(23)のBFNC診断方法の検査対象とすることができる。   These polypeptides can be isolated from a biological sample of a BFNC patient according to a known method, a method of preparing a peptide by chemical synthesis based on the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 containing each mutated amino acid residue, or the invention ( It can be obtained by the method of producing by recombinant DNA technology using the polynucleotide (mutant cDNA) of 1). The polypeptide of this invention (6) can be used as a test object of the BFNC diagnostic method of the following invention (23), for example.

この出願の発明(7)は、前記発明(6)のポリペプチドの一部であって、各々のアミノ酸変異を含む5-30の連続したアミノ酸配列を有するオリゴペプチドである。これらのオリゴペプチドは、所定のアミノ酸配列に基づいて化学的に合成する方法、あるいは発明(6)のポリペプチドを適当なプロテアーゼによって消化する方法等によって作製することができる。これらのオリゴペプチドは、例えば、後記発明(8)の抗体作製のための抗原として使用することができる。   The invention (7) of this application is an oligopeptide which is a part of the polypeptide of the invention (6) and has a 5-30 continuous amino acid sequence containing each amino acid mutation. These oligopeptides can be prepared by a method of chemically synthesizing based on a predetermined amino acid sequence or a method of digesting the polypeptide of the invention (6) with an appropriate protease. These oligopeptides can be used, for example, as antigens for antibody production of invention (8) described later.

発明(8)の抗体は、前記発明(7)のオリゴペプチドを抗原として作製されたポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であり、発明(6)のポリペプチドのエピトープに結合することができる全体分子、およびFab、F(ab')2、Fv断片等が全て含まれる。このような抗体は、例えばポリクローナル抗体の場合には、前記のオリゴペプチドを免疫原として動物を免役した後、血清から得ることができる。あるいは、上記の真核細胞用発現ベクターを注射や遺伝子銃によって、動物の筋肉や皮膚に導入した後、血清を採取することによって作製することができる。動物としては、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ニワトリなどが用いられる。また、モノクローナル抗体は、公知のモノクローナル抗体作成法(「単クローン抗体」、長宗香明、寺田弘共著、廣川書店、1990年; "Monoclonal Antibody" James W. Goding, third edition, Academic Press, 1996)に従って作成することができる。これらの抗体は、発明(6)のポリペプチドを特異的に認識することができ、後記発明(12)の診断方法等に使用することができる。 The antibody of the invention (8) is a polyclonal antibody or a monoclonal antibody prepared using the oligopeptide of the invention (7) as an antigen, a whole molecule capable of binding to the epitope of the polypeptide of the invention (6), and a Fab , F (ab ′) 2 , Fv fragment, etc. are all included. For example, in the case of a polyclonal antibody, such an antibody can be obtained from serum after immunizing an animal using the oligopeptide as an immunogen. Alternatively, it can be prepared by introducing the expression vector for eukaryotic cells into animal muscle or skin by injection or gene gun, and then collecting serum. As the animal, mouse, rat, rabbit, goat, chicken and the like are used. Monoclonal antibodies are known monoclonal antibody production methods ("monoclonal antibodies", Kamei Nagamune, Hiroaki Terada, Yodogawa Shoten, 1990; "Monoclonal Antibody" James W. Goding, third edition, Academic Press, 1996) Can be created according to. These antibodies can specifically recognize the polypeptide of the invention (6) and can be used in the diagnostic method of the invention (12) described later.

この出願の発明(9)は、被験者(新生児)のけいれん発作がBFNCであるか否かを診断する方法である。すなわち、被験者の生体試料から染色体DNAを単離し、このDNA中に、発明(3)のポリヌクレオチドが存在する場合に、この被験者をBFNC患者と判定する。ポリヌクレオチドの検出は、それを直接シークエンシングする方法によっても行うことができるが、発明(10)または(11)の方法が好ましい。   Invention (9) of this application is a method for diagnosing whether or not a convulsive seizure in a subject (newborn) is BFNC. That is, chromosomal DNA is isolated from a biological sample of a subject, and when the polynucleotide of the invention (3) is present in this DNA, this subject is determined to be a BFNC patient. The polynucleotide can also be detected by a method of directly sequencing it, but the method of the invention (10) or (11) is preferred.

発明(10)の方法では、被験者から単離した染色体DNAまたはそのmRNAと、前記発明(1)のポリヌクレオチドまたは発明(2)のオリゴヌクレオチドがストリンジェントな条件下でハイブリダイズするか否かを検出する。被験者がBFNCに関連した遺伝子変異を有している場合には、染色体DNAまたはそのmRNAとポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドは、ストリンジェントな条件下でもハイブリダイズする。ハイブリダイゼーションは、例えば、前記の標識プローブやマイクロアレイを用いて簡便かつ高精度で行うことができる。標識DNAプローブを用いたハイブリダイゼーション法としては、具体的には、例えばAllele-specific Oligonucleotide Probe法、Oligonucleotide Ligation Assay法、Invader法等の公知の方法を採用することができる。また、マイクロアレイでの診断は、例えば以下のとおりに行うことができる。すなわち、被験者の生体試料(例えば血液等)から単離したmRNAを鋳型として、cDNAを合成し、PCR増幅する。その際に、標識dNTPを取り込ませて標識cDNAとする。この標識cDNAをマクロアレイに接触させ、マイクロアレイのキャプチャープローブ(オリゴヌクレオチド)にハイブリダイズしたcDNAを検出する。ハイブリダイゼーションは、96穴もしくは384穴プラスチックプレートに分注して標識cDNA水性液を、マイクロアレイ上に点着することによって実施することができる。点着の量は、1〜100nl程度とすることができる。ハイブリダイゼーションは、室温〜70℃の温度範囲で、6〜20時間の範囲で実施することが好ましい。ハイブリダイゼーション終了後、界面活性剤と緩衝液との混合溶液を用いて洗浄を行い、未反応の標識cDNAを除去する。界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を用いることが好ましい。緩衝液としては、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、トリス緩衝液、グッド緩衝液等を用いることができるが、クエン酸緩衝液を用いることが好ましい。   In the method of the invention (10), it is determined whether or not the chromosomal DNA or mRNA thereof isolated from the subject and the polynucleotide of the invention (1) or the oligonucleotide of the invention (2) hybridize under stringent conditions. To detect. When the subject has a gene mutation associated with BFNC, the chromosomal DNA or mRNA thereof and the polynucleotide or oligonucleotide hybridize even under stringent conditions. Hybridization can be performed easily and with high accuracy using, for example, the above-described labeled probe or microarray. Specifically, as a hybridization method using a labeled DNA probe, for example, a known method such as the Allele-specific Oligonucleotide Probe method, Oligonucleotide Ligation Assay method, Invader method or the like can be employed. Diagnosis using a microarray can be performed, for example, as follows. That is, cDNA is synthesized and amplified by PCR using mRNA isolated from a biological sample (eg, blood) of a subject as a template. At that time, labeled dNTP is incorporated into labeled cDNA. The labeled cDNA is brought into contact with the macroarray, and the cDNA hybridized with the capture probe (oligonucleotide) of the microarray is detected. Hybridization can be performed by dispensing a 96- or 384-well plastic plate and spotting a labeled cDNA aqueous solution on the microarray. The amount of spotting can be about 1 to 100 nl. Hybridization is preferably performed in the temperature range of room temperature to 70 ° C. for 6 to 20 hours. After completion of hybridization, washing is performed using a mixed solution of a surfactant and a buffer to remove unreacted labeled cDNA. As the surfactant, sodium dodecyl sulfate (SDS) is preferably used. As the buffer solution, a citrate buffer solution, a phosphate buffer solution, a borate buffer solution, a Tris buffer solution, a Good buffer solution, or the like can be used, and a citrate buffer solution is preferably used.

また発明(11)の方法では、被験者から単離した染色体DNAまたはmRNAを鋳型とし、前記発明(4)のプライマーセットを用いてPCRを行った場合のPCR産物の有無を検出する。被験者がBFNCに関連した遺伝子変異を有している場合には、プライマーセットによって規定されるポリヌクレオチドのPCR産物が得られる。PCRまたはRT-PCRは公知の方法により行うことができる。ヌクレオチド変異の検出は、PCR産物を直接シークエンシングする方法の他に、例えばPCR-SSCP法、PCR-CFLP法、PCR-PHFA法等を行ってもよい。また、Rolling Circle Amplification法、Primer Oligo Base Extension法の公知の方法を採用することもできる。   In the method of the invention (11), the presence or absence of a PCR product when PCR is carried out using the chromosomal DNA or mRNA isolated from the subject as a template and the primer set of the invention (4) is detected. When the subject has a gene mutation associated with BFNC, a polynucleotide PCR product defined by the primer set is obtained. PCR or RT-PCR can be performed by a known method. In addition to the method of directly sequencing PCR products, for example, PCR-SSCP method, PCR-CFLP method, PCR-PHFA method and the like may be used for detection of nucleotide mutation. Moreover, the well-known methods of Rolling Circle Amplification method and Primer Oligo Base Extension method can also be adopted.

この出願の発明(12)もまた、被験者がBFNC患者であるか否かを診断する方法であり、被験者から単離した生体試料中に、前記発明(6)のポリペプチドが存在する場合に、その被験者をBFNC患者と判定する。ポリペプチドの存在は様々な公知方法によって行うことができるが、発明(13)の方法が好ましい。発明(13)の方法は、発明(8)の抗体を用いる方法であって、特に標識化抗体を用いることによって、簡便かつ高精度の検出が可能となる。標識は、酵素、放射性同位体または蛍光色素を使用することができる。酵素は、turnover numberが大であること、抗体と結合させても安定であること、基質を特異的に着色させる等の条件を満たすものであれば特段の制限はなく、通常のEIAに用いられる酵素、例えば、ペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、グルコースオキシダーゼ、アセチルコリンエステラーゼ、グルコース−6−リン酸化脱水素酵素、リンゴ酸脱水素酵素等を用いることもできる。また、酵素阻害物質や補酵素等を用いることもできる。これら酵素と抗体との結合は、マレイミド化合物等の架橋剤を用いる公知の方法によって行うことができる。基質としては、使用する酵素の種類に応じて公知の物質を使用することができる。例えば酵素としてペルオキシダーゼを使用する場合には、3,3',5,5'−テトラメチルベンジシンを、また酵素としてアルカリフォスファターゼを用いる場合には、パラニトロフェノール等を用いることができる。放射性同位体としては、125Iや3H等の通常のRIAで用いられているものを使用することができる。蛍光色素としては、フルオレッセンスイソチオシアネート(FITC)やテトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC)等の通常の蛍光抗体法に用いられるものを使用することができる。酵素を用いる場合には、酵素作用によって分解して発色する基質を加え、基質の分解量を光学的に測定することによって酵素活性を求め、これを結合抗体量に換算し、標準値との比較から抗体量が算出される。放射生同位体を用いる場合には、放射性同位体の発する放射線量をシンチレーションカウンター等により測定する。また、蛍光色素を用いる場合には、蛍光顕微鏡を組み合わせた測定装置によって蛍光量を測定すればよい。さらに、1次抗体と標識化2次抗体を用いたサンドイッチ法(標識として酵素を用いた場合には「ELISA法」)も好ましく用いることができる。 Invention (12) of this application is also a method for diagnosing whether or not a subject is a BFNC patient, and when the polypeptide of the invention (6) is present in a biological sample isolated from the subject, The subject is determined to be a BFNC patient. The presence of the polypeptide can be carried out by various known methods, but the method of the invention (13) is preferred. The method of the invention (13) is a method using the antibody of the invention (8), and in particular, by using a labeled antibody, simple and highly accurate detection is possible. The label can be an enzyme, a radioisotope or a fluorescent dye. The enzyme is not particularly limited as long as it satisfies the conditions such as a large turnover number, stability even when bound to an antibody, and specific coloring of a substrate, and is used for normal EIA. Enzymes such as peroxidase, β-galactosidase, alkaline phosphatase, glucose oxidase, acetylcholinesterase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, malate dehydrogenase and the like can also be used. Moreover, an enzyme inhibitor, a coenzyme, etc. can also be used. These enzymes and antibodies can be bound by a known method using a crosslinking agent such as a maleimide compound. As the substrate, a known substance can be used according to the type of enzyme used. For example, when peroxidase is used as an enzyme, 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine can be used, and when alkaline phosphatase is used as an enzyme, paranitrophenol or the like can be used. As the radioisotope, those used in usual RIA such as 125 I and 3 H can be used. As the fluorescent dye, those used in usual fluorescent antibody methods such as fluorescein isothiocyanate (FITC) and tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRITC) can be used. When using an enzyme, add a substrate that decomposes due to enzymatic action and develops color, optically measures the amount of degradation of the substrate, obtains the enzyme activity, converts this to the amount of bound antibody, and compares it with the standard value. From this, the antibody amount is calculated. When using a radioactive isotope, the radiation dose emitted by the radioactive isotope is measured with a scintillation counter or the like. In addition, when a fluorescent dye is used, the amount of fluorescence may be measured by a measuring device combined with a fluorescence microscope. Furthermore, a sandwich method using a primary antibody and a labeled secondary antibody (“ELISA method” when an enzyme is used as a label) can be preferably used.

なお、以上のBFNC診断は、これまでに知られているKCNQ2遺伝子の変異またはその発現産物の変異の検出と組み合わせて行うこともできる。   The above BFNC diagnosis can also be performed in combination with the detection of the mutation of the KCNQ2 gene or its expression product known so far.

以下、前記発明の基礎となった遺伝子変異を確認したスクリーニングの手続と結果を示す。
1.方法
1-1.患者
BFNCの診断は、小児神経科医により、国際抗てんかん連盟の分類および用語委員会のガイドライン(非特許文献1)等における基準に従って行った。調査は、BFNC患者61例と健康なボランティア100例を対象に行った。
1-2.遺伝子分析
EDTA処理した全血標本より、QIAamp DNA Blood kit(Qiagen社、ドイツ)を用いてゲノムDNAを調製した。KCNQ2およびKCNQ3の遺伝子異常のスクリーニングは、自動シーケンサーによる直接的な配列決定法を用いて行った。遺伝子の全てのエクソンをPCR増幅するためのプライマーおよびPCR反応条件は非特許文献9に記載されたものを使用した。各mRNAの参考配列は、ヒトKCNQ2:GenBank/NM_172106を用いた。
1-3.統計的分析
異常の発生率の差は、χ2検定を用いた統計的有意性に基づき判定した。P値が0.05未満の場合に統計的有意差とした。
2.結果
BFNC患者の遺伝子分析の結果、KCNQ2遺伝子における以下の新規変異が見出された。
(i)c.910-912delTTC or TTT, F304del
(ii)c.967C>T, Q323X
変異(i)は、結果として停止コドンを生じるフレームシフトであり、配列番号2の第304位以下が欠失した短鎖ペプチドを生じさせる。また変異(ii)は配列番号2の第304位のPhe残基が欠失した変異ペプチドを生じさせる。このPhe残基はKCNQ2タンパク質において種を超えて高度に保存されているアミノ酸残基であり、このPhe残基の欠失はKCNQ2タンパク質の機能に大きな影響を及ぼす。
Hereinafter, screening procedures and results for confirming the gene mutation that is the basis of the invention will be described.
1. Method
1-1. patient
Diagnosis of BFNC was performed by a pediatric neurologist according to the criteria in the International Anti-Epileptic Federation classification and terminology committee guidelines (Non-Patent Document 1) and the like. The survey was conducted on 61 BFNC patients and 100 healthy volunteers.
1-2. Genetic analysis
Genomic DNA was prepared from an EDTA-treated whole blood sample using a QIAamp DNA Blood kit (Qiagen, Germany). Screening for KCNQ2 and KCNQ3 gene abnormalities was performed using a direct sequencing method with an automated sequencer. The primers and PCR reaction conditions for PCR amplification of all exons of the gene were those described in Non-Patent Document 9. Human KCNQ2: GenBank / NM_172106 was used as a reference sequence for each mRNA.
1-3. Statistical analysis Differences in the incidence of abnormalities were determined based on statistical significance using the χ 2 test. Statistical significance was obtained when the P value was less than 0.05.
2. result
As a result of genetic analysis of BFNC patients, the following novel mutations in the KCNQ2 gene were found.
(i) c.910-912delTTC or TTT, F304del
(ii) c.967C> T, Q323X
Mutation (i) is a frameshift that results in a stop codon, resulting in a short peptide lacking positions 304 and below in SEQ ID NO: 2. Mutation (ii) also results in a mutant peptide lacking the Phe residue at position 304 of SEQ ID NO: 2. This Phe residue is an amino acid residue highly conserved across species in the KCNQ2 protein, and deletion of this Phe residue greatly affects the function of the KCNQ2 protein.

これらの変異は、健常者100名には全く認められなかった。   None of these mutations were observed in 100 healthy subjects.

以上の結果から、前記のKCNQ2遺伝子変異(i)および(ii)がBFNCに密接に関連した変異であることが確認された。   From the above results, it was confirmed that the aforementioned KCNQ2 gene mutations (i) and (ii) were mutations closely related to BFNC.

以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、KCNQ2遺伝子に存在する良性家族性新生児けいれんに関連した新規な遺伝子変異と、この遺伝子変異を利用した良性家族性新生児けいれん診断方法が提供される。これらの発明によって、良性家族性新生児けいれんと予後不良疾患とを識別するための診断を確実に行うことが可能となる。   As described above in detail, the invention of this application provides a novel gene mutation associated with benign familial neonatal seizures present in the KCNQ2 gene and a method for diagnosing benign familial neonatal seizures using this gene mutation. By these inventions, it is possible to reliably perform a diagnosis for distinguishing benign familial neonatal seizure from a disease having a poor prognosis.

Claims (6)

良性家族性新生児けいれんに関連する遺伝子由来のポリヌクレオチドであって、配列番
号1の塩基配列において、第910-912位ttcが欠失しているポリヌクレオチド。
A polynucleotide derived from a gene related to benign familial neonatal seizure, wherein the ttc positions 910 to 912 are deleted in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
請求項1のポリヌクレオチドの一部であって、配列番号1における第910-912位ttcの前後の塩基配列からなり、かつ当該ttcを含まない20〜99の連続したDNA配列からなるオリゴヌクレオチド。 An oligonucleotide comprising a part of the polynucleotide of claim 1 and comprising a base sequence before and after positions 910 to 912 in SEQ ID NO: 1 and comprising 20 to 99 consecutive DNA sequences not containing said ttc . 請求項1ポリヌクレオチドをPCR増幅するためのプライマーセットであって、一方のプライマーが、配列番号1における第910-912位ttcの前後の塩基配列からなり、かつ当該ttcを含まない15〜30の連続したDNA配列からなるオリゴヌクレオチドまたはその相補配列であるプライマーセット。 The polynucleotide according to claim 1 a primer set for PCR amplification, one primer is made from the front and back of the base sequence of the 910-912 of ttc in SEQ ID NO: 1, and does not include the ttc 15 to 30 A primer set which is an oligonucleotide consisting of a continuous DNA sequence or a complementary sequence thereof. 請求項1のポリヌクレオチドまたは請求項2のオリゴヌクレオチドを含むことを特徴とするマイクロアレイ。   A microarray comprising the polynucleotide of claim 1 or the oligonucleotide of claim 2. 良性家族性新生児けいれんの検査方法であって、被験者から単離した染色体DNAまたはそのmRNAと、請求項1のポリヌクレオチドまたは請求項2のオリゴヌクレオチドがストリンジェントな条件下でハイブリダイズするか否かを検出することを特徴とする方法。 A method for testing benign familial neonatal convulsions, wherein chromosomal DNA or mRNA thereof isolated from a subject and whether or not the polynucleotide of claim 1 or the oligonucleotide of claim 2 hybridizes under stringent conditions A method characterized by detecting. 良性家族性新生児けいれんの検査方法であって、被験者から単離した染色体DNAまたはmRNAを鋳型とし、請求項のプライマーセットを用いてPCRを行った場合のPCR産物の有無を検出することを特徴とする方法。 A method for testing benign familial neonatal seizures , characterized by detecting the presence or absence of a PCR product when PCR is performed using a chromosomal DNA or mRNA isolated from a subject as a template and using the primer set of claim 3. And how to.
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