JP4399025B1 - Nucleic acid primer set, kit for detecting genotype of N-acetyltransferase 2 (NAT2), and detection method using the primer set - Google Patents
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Abstract
【課題】NAT2遺伝子の一塩基多型を短時間で簡便、且つ安価に検出できる方法を提供するために、該検出に用いる核酸プライマー及び検出用プローブを提供することを目的とする。
【解決手段】ヒトNAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型を検出するための、LAMP増幅用核酸プライマーセットであって、表5に記載されたプライマーセット1〜10から選択されるFIPプライマー及びBIPプライマー、前記FIPプライマー及びBIPプライマーが表5のプライマーセット1〜5及び10から選択される場合に配列番号39の配列から成り、前記FIPプライマー及びBIPプライマーが表5のプライマーセット6〜9から選択される場合に配列番号41の配列から成るF3プライマー、及び、配列番号40の配列から成るB3プライマーを具備する核酸プライマーセットを提供する。
【選択図】 図1An object of the present invention is to provide a nucleic acid primer and a detection probe used for the detection in order to provide a simple and inexpensive method for detecting a single nucleotide polymorphism of a NAT2 gene in a short time.
A nucleic acid primer set for amplification of LAMP for detecting a genotype in a single nucleotide polymorphism T341C of a human NAT2 gene, the FIP primer selected from the primer sets 1 to 10 described in Table 5, and When the BIP primer, the FIP primer and the BIP primer are selected from the primer sets 1 to 5 and 10 in Table 5, the sequence consists of the sequence of SEQ ID NO: 39, and the FIP primer and the BIP primer are from the primer sets 6 to 9 in Table 5. When selected, a nucleic acid primer set comprising an F3 primer consisting of the sequence of SEQ ID NO: 41 and a B3 primer consisting of the sequence of SEQ ID NO: 40 is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、N-アセチルトランスフェラーゼ2(NAT2)遺伝子の一塩基多型における遺伝子型を検出するために用いられる核酸プライマーセット及び検出用プローブに関する。 The present invention relates to a nucleic acid primer set and a detection probe used for detecting a genotype in a single nucleotide polymorphism of the N-acetyltransferase 2 (NAT2) gene.
N-アセチルトランスフェラーゼ2(NAT2)は、結核治療薬イソニアジド(INH)やサラゾスルファピリジン等の臨床的に重要な薬物の代謝に関与している。サラゾスルファピリジンは、潰瘍性大腸炎や関節リウマチ等の治療薬である。 N-acetyltransferase 2 (NAT2) is involved in the metabolism of clinically important drugs such as the tuberculosis drug isoniazid (INH) and salazosulfapyridine. Salazosulfapyridine is a therapeutic agent for ulcerative colitis and rheumatoid arthritis.
NAT2をコードする遺伝子には遺伝子多型が存在することが知られている。NAT2の活性が高い表現型はRapid Acetylator(RA)と呼ばれ、活性が低い表現型はSlow Acetylator(SA)と呼ばれている。日本人では、野生型NAT2*4を含む4種類の多型(NAT2*4、NAT2*5、NAT*6、NAT2*7)が存在すると言われている。変異アレルNAT2*5、NAT*6、NAT2*7は、各々、一塩基多型T341C、G590A、G857Aにおける遺伝子型を検査することにより判別することができる。この変異アレルのホモ接合体、または複合ヘテロ接合体を有する人はSAの可能性が高く、副作用の発生確率が高くなる。 It is known that there is a genetic polymorphism in the gene encoding NAT2. The phenotype with high NAT2 activity is called Rapid Acetylator (RA), and the phenotype with low activity is called Slow Acetylator (SA). In Japanese, it is said that there are four types of polymorphisms (NAT2 * 4, NAT2 * 5, NAT * 6, NAT2 * 7) including wild type NAT2 * 4. Mutant alleles NAT2 * 5, NAT * 6, and NAT2 * 7 can be distinguished by examining the genotypes of single nucleotide polymorphisms T341C, G590A, and G857A, respectively. A person who has a homozygote or a complex heterozygote of this mutant allele has a high possibility of SA and has a high probability of occurrence of side effects.
このように、NAT2遺伝子の変異を検査することは、薬物の副作用を回避するために有用である。また、NAT2遺伝子の遺伝子型を明らかにすることにより、個々人に適した薬物投与や治療を選択することが出来る。 Thus, testing for mutations in the NAT2 gene is useful to avoid drug side effects. In addition, by clarifying the genotype of the NAT2 gene, drug administration and treatment suitable for each individual can be selected.
一塩基多型の検出は、一般に、PCR(Polymerase chain reaction)法によって標的核酸を増幅し、特異的なプローブで野生型及び変異型のそれぞれの増幅産物を検出することによって行われる(非特許文献1)。しかしながら、PCR法は核酸抽出などの前処理が煩雑である。また、サーマルサイクラーのような複雑な温度制御が必須であり、さらに反応時間に2時間以上を要するなどの不都合がある。また、PCR法による増幅産物は2本鎖であるため、相補鎖が、検出の際にプローブに対するコンペティターとなり、検出感度を低下させるという問題があった。そこで、増幅産物を1本鎖にするため、酵素や磁気ビーズを用いて、相補鎖を分解又は分離する方法がとられているが、いずれも操作が煩雑であり、また費用がかかるという問題がある。 In general, single nucleotide polymorphisms are detected by amplifying a target nucleic acid by a PCR (Polymerase chain reaction) method and detecting each of wild-type and mutant-type amplification products with a specific probe (Non-patent Document). 1). However, PCR requires complicated pretreatments such as nucleic acid extraction. In addition, complicated temperature control like a thermal cycler is essential, and further, there are inconveniences such as a reaction time of 2 hours or more. In addition, since the amplification product by the PCR method is double-stranded, the complementary strand becomes a competitor to the probe during detection, resulting in a problem that the detection sensitivity is lowered. Therefore, in order to make the amplification product into a single strand, a method of decomposing or separating the complementary strand using an enzyme or a magnetic bead has been employed, but in both cases, the operation is complicated and expensive. is there.
上記問題に鑑み、本発明は、NAT2遺伝子の一塩基多型を短時間で簡便、且つ安価に検出できる方法を提供するために、該検出に用いる核酸プライマー及び検出用プローブを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a nucleic acid primer and a detection probe used for the detection in order to provide a simple and inexpensive method for detecting a single nucleotide polymorphism of the NAT2 gene in a short time. And
上記目的を達成するため、本発明によれば、ヒトNAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型を検出するための、LAMP増幅用核酸プライマーセットであって、表5に記載されたプライマーセット1〜10から選択されるFIPプライマー及びBIPプライマー、前記FIPプライマー及びBIPプライマーが表5のプライマーセット1〜5及び10から選択される場合に配列番号39の配列から成り、前記FIPプライマー及びBIPプライマーが表5のプライマーセット6〜9から選択される場合に配列番号41の配列から成るF3プライマー、及び、配列番号40の配列から成るB3プライマーを具備する核酸プライマーセットが提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a nucleic acid primer set for LAMP amplification for detecting the genotype of the single nucleotide polymorphism T341C of the human NAT2 gene, the
ここにおいて、表5に記載されたプライマーセット1〜10は、次のプライマーから成る:
プライマーセット1:配列番号33のFIPプライマー及び配列番号30のBIPプライマー、
プライマーセット2:配列番号33のFIPプライマー及び配列番号31のBIPプライマー、
プライマーセット3:配列番号33のFIPプライマー及び配列番号32のBIPプライマー、
プライマーセット4:配列番号34のFIPプライマー及び配列番号30のBIPプライマー、
プライマーセット5:配列番号34のFIPプライマー及び配列番号31のBIPプライマー、
プライマーセット6:配列番号34のFIPプライマー及び配列番号32のBIPプライマー、
プライマーセット7:配列番号35のFIPプライマー及び配列番号32のBIPプライマー、
プライマーセット8:配列番号36のFIPプライマー及び配列番号32のBIPプライマー、
プライマーセット9:配列番号37のFIPプライマー及び配列番号32のBIPプライマー、
プライマーセット10:配列番号38のFIPプライマー及び配列番号32のBIPプライマー。
Here, primer sets 1-10 listed in Table 5 consist of the following primers:
Primer set 1: FIP primer of SEQ ID NO: 33 and BIP primer of SEQ ID NO: 30
Primer set 2: FIP primer of SEQ ID NO: 33 and BIP primer of SEQ ID NO: 31
Primer set 3: FIP primer of SEQ ID NO: 33 and BIP primer of SEQ ID NO: 32,
Primer set 4: FIP primer of SEQ ID NO: 34 and BIP primer of SEQ ID NO: 30
Primer set 5: FIP primer of SEQ ID NO: 34 and BIP primer of SEQ ID NO: 31
Primer set 6: FIP primer of SEQ ID NO: 34 and BIP primer of SEQ ID NO: 32,
Primer set 7: FIP primer of SEQ ID NO: 35 and BIP primer of SEQ ID NO: 32,
Primer set 8: FIP primer of SEQ ID NO: 36 and BIP primer of SEQ ID NO: 32,
Primer set 9: FIP primer of SEQ ID NO: 37 and BIP primer of SEQ ID NO: 32,
Primer set 10: FIP primer of SEQ ID NO: 38 and BIP primer of SEQ ID NO: 32.
他の態様において、ヒトNAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型を検出するための、上記核酸プライマーセットを具備するキットが提供される。該キットは、上記核酸プライマーセットを用いて標的核酸を増幅することによって得られた増幅産物を検出するための野性型核酸プローブ及び変異型核酸プローブをさらに含んでよい。 In another embodiment, a kit comprising the above nucleic acid primer set for detecting a genotype in the single nucleotide polymorphism T341C of the human NAT2 gene is provided. The kit may further include a wild type nucleic acid probe and a mutant type nucleic acid probe for detecting an amplification product obtained by amplifying the target nucleic acid using the nucleic acid primer set.
他の態様において、上記核酸プライマーセットを使用して標的核酸を増幅する工程と、得られた増幅産物に含まれる、野生型の増幅産物と変異型の増幅産物のそれぞれの量を測定し、比較する工程とを具備するヒトNAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型の検出方法が提供される。 In another embodiment, the step of amplifying the target nucleic acid using the above nucleic acid primer set and the amount of each of the wild-type amplification product and the mutant-type amplification product contained in the obtained amplification product are measured and compared. A method for detecting a genotype in a single nucleotide polymorphism T341C of the human NAT2 gene comprising the steps of:
本発明によれば、NAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型を検出するための核酸プライマーセット、該プライマーセット及び任意に検出用プローブを含むキット、及び該一塩基多型の検出方法が提供される。本発明に従えば、NAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型を、安価で簡便に検出することが可能である。 According to the present invention, there are provided a nucleic acid primer set for detecting a genotype in the single nucleotide polymorphism T341C of the NAT2 gene, a kit including the primer set and optionally a probe for detection, and a method for detecting the single nucleotide polymorphism. Is done. According to the present invention, the genotype of the single nucleotide polymorphism T341C in the NAT2 gene can be easily detected at low cost.
一塩基多型の検出にはPCR法が用いられることが多いが、PCR法には上記したような不都合な点がある。よって、本発明では、PCR法に替わってLAMP(Loop-mediated isothermal amplification)法を利用して一塩基多型を検出する。LAMP法とは、核酸を等温条件下60〜65℃で増幅する技術である。LAMP法はPCR法と比較して、短時間で多量の増幅産物が得られるという利点を有する。また、サンプル中の不純物の影響を受けにくいとも報告されている。LAMP法を用いることによって、簡便に標的核酸を増幅することが可能である。 The PCR method is often used to detect single nucleotide polymorphisms, but the PCR method has the disadvantages described above. Therefore, in the present invention, a single nucleotide polymorphism is detected using a LAMP (Loop-mediated isothermal amplification) method instead of the PCR method. The LAMP method is a technique for amplifying a nucleic acid at 60 to 65 ° C. under isothermal conditions. The LAMP method has an advantage that a large amount of amplification product can be obtained in a short time compared with the PCR method. It has also been reported that it is less susceptible to impurities in the sample. By using the LAMP method, it is possible to easily amplify the target nucleic acid.
本発明の検出方法では、LAMP法によって標的核酸を増幅し、得られた増幅産物中の、野生型の増幅産物と変異型の増幅産物の量をそれぞれ測定する。野生型の増幅産物が多い場合は、試験に供された標的核酸の遺伝子型は野性型であると判定できる。反対に、変異型の増幅産物が多い場合は、該標的核酸は変異型であると判定できる。また、野生型と変異型の増幅産物がほぼ等量である場合は、ヘテロ型の遺伝子であると判定できる。 In the detection method of the present invention, the target nucleic acid is amplified by the LAMP method, and the amounts of the wild-type amplification product and the mutant-type amplification product in the obtained amplification products are measured. When there are many wild-type amplification products, it can be determined that the genotype of the target nucleic acid subjected to the test is a wild type. Conversely, when there are many mutant amplification products, it can be determined that the target nucleic acid is mutant. In addition, when the wild-type and mutant-type amplification products are approximately equal, it can be determined that the gene is a heterogeneous gene.
増幅産物の量は、これに限定されないが、例えば核酸プローブを用いて測定することができる。核酸プローブは、野生型の増幅産物と相補的な核酸プローブと、変異型の増幅産物と相補的な核酸プローブを用いる。増幅産物とそれぞれの核酸プローブとをハイブリダイゼーションさせ、それぞれの核酸プローブに結合した増幅産物の量を測定する。野生型の核酸プローブに結合した増幅産物の量と、変異型の核酸プローブに結合した増幅産物の量を比較することによって、標的核酸の遺伝子型を判定することができる。 The amount of the amplification product is not limited to this, but can be measured using, for example, a nucleic acid probe. As the nucleic acid probe, a nucleic acid probe complementary to the wild type amplification product and a nucleic acid probe complementary to the mutant type amplification product are used. The amplification product and each nucleic acid probe are hybridized, and the amount of the amplification product bound to each nucleic acid probe is measured. The genotype of the target nucleic acid can be determined by comparing the amount of the amplification product bound to the wild-type nucleic acid probe with the amount of the amplification product bound to the mutant nucleic acid probe.
<LAMP法の概要>
以下にLAMP法の概要を説明する。なお、本明細書では、一塩基多型の検出に供される核酸(ゲノムDNA等を含む)を検体核酸と称する。また、LAMP法によって増幅されるNAT2遺伝子内の領域を標的核酸と称する。また、LAMP法によって得られた産物を増幅産物と称する。また、ヒトゲノムDNAを含む溶液を試料溶液と称する。
<Outline of LAMP method>
The outline of the LAMP method is described below. In the present specification, nucleic acids (including genomic DNA and the like) subjected to single nucleotide polymorphism detection are referred to as sample nucleic acids. A region in the NAT2 gene amplified by the LAMP method is referred to as a target nucleic acid. A product obtained by the LAMP method is referred to as an amplification product. A solution containing human genomic DNA is referred to as a sample solution.
LAMP法では、標的核酸に対してその5’末端側から順にF3領域、F2領域、F1領域を設定し、3’末端側から順にB3c領域、B2c領域、及びB1c領域を設定する。そして、図1に示すような4種のプライマーを用いて標的核酸を増幅する。なお、F1c、F2c、F3c、B1、B2、及びB3領域はそれぞれ、F1、F2、F3、B1c、B2c、及びB3c領域の相補鎖における領域を示している。 In the LAMP method, an F3 region, an F2 region, and an F1 region are set in order from the 5 'end side of the target nucleic acid, and a B3c region, a B2c region, and a B1c region are set in order from the 3' end side. Then, the target nucleic acid is amplified using four kinds of primers as shown in FIG. The F1c, F2c, F3c, B1, B2, and B3 regions indicate regions in the complementary strands of the F1, F2, F3, B1c, B2c, and B3c regions, respectively.
LAMP法において核酸を増幅するために使用される4種のプライマーとは、(1)3’末端側に前記F2領域と同じ配列を有し、且つ5’末端側に前記F1領域と相補的な配列を有するFIPプライマー;(2)前記F3領域と同じ配列から成るF3プライマー;(3)3’末端側に前記B2c領域と相補的な配列を有し、且つ5’末端側に前記B1c領域と同じ配列を有するBIPプライマー;及び、(4)前記B3c領域と相補的な配列から成るB3プライマーである。一般に、FIPプライマー及びBIPプライマーはインナープライマーと呼ばれ、F3プライマー及びB3プライマーはアウタープライマーと呼ばれる。 The four types of primers used to amplify nucleic acids in the LAMP method are (1) having the same sequence as the F2 region at the 3 ′ end and complementary to the F1 region at the 5 ′ end. A FIP primer having a sequence; (2) an F3 primer comprising the same sequence as the F3 region; (3) a sequence complementary to the B2c region on the 3 ′ end side and the B1c region on the 5 ′ end side; A BIP primer having the same sequence; and (4) a B3 primer comprising a sequence complementary to the B3c region. In general, the FIP primer and the BIP primer are called inner primers, and the F3 primer and the B3 primer are called outer primers.
上記4種のプライマーを用いてLAMP増幅を行うと、図2に示すようなダンベル構造を有する中間産物が生成される。一本鎖ループ内のF2c及びB2c領域にFIP及びBIPプライマーが結合し、該プライマーの3’末端及び中間産物自体の3’末端から伸長反応が進行する。詳細には、特許第3313358号を参照されたい。 When LAMP amplification is performed using the above four types of primers, an intermediate product having a dumbbell structure as shown in FIG. 2 is generated. FIP and BIP primers bind to the F2c and B2c regions in the single-stranded loop, and the extension reaction proceeds from the 3 'end of the primer and the 3' end of the intermediate product itself. For details, see Japanese Patent No. 3313358.
LAMP法ではさらに、ループプライマーと呼ばれるさらなるプライマーを任意に用いることによって、増幅時間を短縮させることができる。この場合、図3に示すように、前記F2領域からF1領域にかけての部分においてLF領域を設定し、前記B2c領域からB1c領域にかけての部分においてLBc領域を設定する。これらはループプライマー領域と称する。そして、上記の4種のプライマーに加えて、LF領域と相補的な配列から成るループプライマーLFc、及び上記LBc領域と同じ配列から成るループプライマーLBcを用いる。詳細には、WO2002/0249028号を参照されたい。これらのループプライマーLFc及びLBcは、同時に用いてもよいが、何れか一方のみを用いてもよい。ループプライマーは、図4に示すように、FIP及びBIPプライマーがアニールするループとは別のループにアニールし、さらなる合成起点を与えることによって増幅を促進させる。 The LAMP method can further shorten the amplification time by optionally using an additional primer called a loop primer. In this case, as shown in FIG. 3, the LF region is set in the portion from the F2 region to the F1 region, and the LBc region is set in the portion from the B2c region to the B1c region. These are referred to as loop primer regions. In addition to the above four types of primers, a loop primer LFc composed of a sequence complementary to the LF region and a loop primer LBc composed of the same sequence as the LBc region are used. For details, refer to WO2002 / 0249028. These loop primers LFc and LBc may be used simultaneously, or only one of them may be used. The loop primer anneals to a different loop than the loop that the FIP and BIP primers anneal, as shown in FIG. 4, to facilitate amplification by providing an additional origin of synthesis.
<LAMP増幅産物の検出;核酸プローブ>
一塩基多型を検出する場合は、検出される多型部位を図5に示すFP領域又はBPc領域に位置させる。或いは、FP領域及びBPc領域のそれぞれに異なる多型を位置させてもよい。図5に記載したように、F2領域からF1領域にかけての部分は、増幅産物中で一本鎖となる部分である。同様に、B2c領域からB1c領域にかけての部分も増幅産物中で一本鎖となる部分である。一本鎖である部分に検出すべき多型部位を位置させることによって、核酸プローブによる検出を簡便にすることができる。
<Detection of LAMP amplification product; Nucleic acid probe>
When detecting a single nucleotide polymorphism, the detected polymorphic site is located in the FP region or BPc region shown in FIG. Alternatively, different polymorphisms may be located in each of the FP region and the BPc region. As described in FIG. 5, the portion from the F2 region to the F1 region is a portion that becomes a single strand in the amplification product. Similarly, the part from the B2c region to the B1c region is also a single-stranded part in the amplification product. By locating a polymorphic site to be detected in a single-stranded part, detection with a nucleic acid probe can be simplified.
核酸プローブは、多型部位を含むFP領域又はBPc領域と結合するように設計する。即ち、核酸プローブは、FP領域又はBPc領域のうち、多型部位を含む領域の配列と相補的な配列を有する。 The nucleic acid probe is designed to bind to the FP region or BPc region containing the polymorphic site. That is, the nucleic acid probe has a sequence complementary to the sequence of the region containing the polymorphic site in the FP region or BPc region.
なお、増幅産物中には、FP領域及びBPc領域とそれぞれ相補的なFPc領域及びBP領域も存在する。よって、これらのFPc領域及びBP領域を検出に利用することも可能である。 In the amplification product, there are also an FPc region and a BP region complementary to the FP region and the BPc region, respectively. Therefore, these FPc region and BP region can be used for detection.
本明細書においては、野生型の増幅産物と相補的な配列を含む核酸プローブを野性型核酸プローブと称し、変異型の増幅産物と相補的な配列を含む核酸プローブを変異型核酸プローブと称する。 In the present specification, a nucleic acid probe including a sequence complementary to a wild-type amplification product is referred to as a wild-type nucleic acid probe, and a nucleic acid probe including a sequence complementary to a mutant-type amplification product is referred to as a mutant-type nucleic acid probe.
核酸プローブは、特に限定されないが、DNA、RNA、PNA、LNA、メチルホスホネート骨格の核酸、その他の人工核酸鎖から構成されて良い。基体に固定化するために、末端をアミノ基、カルボキシル基、ヒドロシル基、チオール基、スルホン基などの反応性官能基で修飾してもよい。該官能基とヌクレオチドの間にスペーサーを導入することも可能である。スペーサーには、例えばアルカン骨格、エチレングリコール骨格などを用いることができる。 The nucleic acid probe is not particularly limited, but may be composed of DNA, RNA, PNA, LNA, methylphosphonate skeleton nucleic acid, or other artificial nucleic acid chain. In order to immobilize the substrate, the terminal may be modified with a reactive functional group such as an amino group, a carboxyl group, a hydrosyl group, a thiol group, or a sulfone group. It is also possible to introduce a spacer between the functional group and the nucleotide. As the spacer, for example, an alkane skeleton, an ethylene glycol skeleton or the like can be used.
<核酸プローブ固定化基体>
核酸プローブは、これに限定されないが、基体上に固定化して用いることができる。核酸プローブ固定化基体は、DNAチップ、DNAマイクロアレイと称されるそれ自身公知の装置を利用しても良い。
<Nucleic acid probe immobilization substrate>
The nucleic acid probe is not limited to this, but can be used by being immobilized on a substrate. For the nucleic acid probe-immobilized substrate, a known device called a DNA chip or DNA microarray may be used.
プローブ固定化基体の一実施態様の模式図を図6に示した。プローブは、基体1上の固定化領域2に固定化される。基体1は例えばシリコン基板などから製造することができるが、これに限定されない。プローブの固定化は、公知の手段によって行えばよい。1つの基体1に固定化されるプローブは1種でも複数種類であってもよく、その配置や数は当業者が必要に応じて適宜設計変更することが可能である。後述するように、プローブを蛍光検出する場合には、本実施態様のようなプローブ固定化基体を用いることができる。
A schematic diagram of one embodiment of the probe-immobilized substrate is shown in FIG. The probe is immobilized on the
プローブ固定化基体の他の実施態様の模式図を図7に示した。本実施態様においては、基体11に電極12が備えられる。プローブは電極12に固定化される。電極12は、電気的情報を取り出すためのパット13に接続される。基体11は例えばシリコン基板などから製造することができるが、これに限定されない。電極の製造及びプローブの固定化は、公知の手段によって行えばよい。電極は、特に限定されるものではないが、金、金の合金、銀、プラチナ、水銀、ニッケル、パラジウム、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム及びタングステン等の金属単体及びそれらの合金、あるいはグラファイト、グラシーカーボンのような炭素、及びこれらの酸化物又は化合物で製造することができる。
A schematic diagram of another embodiment of the probe-immobilized substrate is shown in FIG. In the present embodiment, the
図7の固定化基体は10個の電極を備えるが、これに限定されず、1つの基体に配置される電極の数は任意に変更できる。また電極の配置パターンも図に示したものに限定されず、当業者が必要に応じて適宜設計変更することが可能である。基体1には、必要に応じて、参照電極および対極を設けても良い。後述するように、プローブを電気化学的に検出する場合には、本実施態様のようなプローブ固定化基体を用いることができる。
The immobilization substrate of FIG. 7 includes 10 electrodes, but is not limited thereto, and the number of electrodes arranged on one substrate can be arbitrarily changed. Also, the arrangement pattern of the electrodes is not limited to that shown in the figure, and those skilled in the art can appropriately change the design as necessary. The
<核酸プローブと増幅産物とのハイブリダイゼーション>
核酸プローブと増幅産物とのハイブリダイゼーションは適切な条件下で行う。適切な条件は、増幅産物の種類や構造、検出配列に含まれる塩基の種類、核酸プローブの種類によって異なる。例えば、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液中で行う。反応溶液中には、ハイブリダーゼション促進剤である硫酸デキストラン、並びにサケ精子DNA、牛胸腺DNAやEDTAおよび界面活性剤などを添加しても良い。反応温度は、例えば10℃〜90℃の範囲で行い、攪拌や振盪などで反応効率を高めても良い。反応後の洗浄には、例えばイオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液を用いればよい。
<Hybridization of nucleic acid probe and amplification product>
Hybridization between the nucleic acid probe and the amplification product is performed under appropriate conditions. Appropriate conditions vary depending on the type and structure of the amplification product, the type of base contained in the detection sequence, and the type of nucleic acid probe. For example, it is carried out in a buffer solution having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10. In the reaction solution, dextran sulfate which is a hybridization accelerator, salmon sperm DNA, bovine thymus DNA, EDTA, a surfactant and the like may be added. The reaction temperature is, for example, in the range of 10 ° C. to 90 ° C., and the reaction efficiency may be increased by stirring or shaking. For washing after the reaction, for example, a buffer solution having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10 may be used.
<検出方法>
前記基体に固定化されたプローブと増幅産物とがハイブリダイズすると2本鎖核酸が生じる。この2本鎖核酸は、電気化学的に又は蛍光により検出することができる。
<Detection method>
When the probe immobilized on the substrate and the amplification product are hybridized, a double-stranded nucleic acid is generated. This double-stranded nucleic acid can be detected electrochemically or by fluorescence.
(a)電流検出方式
電気化学的に2本鎖核酸を検出する方法を説明する。この方法では、2本鎖核酸を特異的に認識する2本鎖認識体を用いる。2本鎖認識体の例には、例えば、ヘキスト33258、アクリジンオレンジ、キナクリン、ドウノマイシン、メタロインターカレーター、ビスアクリジン等のビスインターカレーター、トリスインターカレーター、ポリインターカレーターなどが含まれるが、これらに限定されない。更に、これらの物質を電気化学的に活性な金属錯体、例えばフェロセン、ビオロゲンなどで修飾することも可能である。
(a) Current detection method A method for electrochemically detecting a double-stranded nucleic acid will be described. In this method, a double-stranded recognizer that specifically recognizes double-stranded nucleic acid is used. Examples of double strand recognizers include, for example, Hoechst 33258, acridine orange, quinacrine, dounomycin, metallointercalators, bisintercalators such as bisacridine, trisintercalators, polyintercalators, etc. Not. Furthermore, these substances can be modified with an electrochemically active metal complex such as ferrocene or viologen.
2本鎖認識体の濃度はその種類によって異なるが、一般的には1ng/mL〜1mg/mLの範囲で使用する。この際には、イオン強度0.001〜5の範囲でpH5〜10の範囲の緩衝液を用いればよい。 The concentration of the double-stranded recognizer varies depending on the type, but is generally used in the range of 1 ng / mL to 1 mg / mL. In this case, a buffer solution having an ionic strength of 0.001 to 5 and a pH of 5 to 10 may be used.
ハイブリダイゼーション反応中又は反応後、反応溶液中に2本鎖認識体を添加する。ハイブリダイズによって2本鎖核酸が生じている場合は、2本鎖認識体がこれに結合する。そこで、例えば2本鎖認識体が電気化学的に反応する電位以上の電位を印加して、2本鎖認識体に由来する反応電流値を測定することができる。この際、電位は定速で印加するか、あるいは、パルスで印加するかあるいな定電位を印加してもよい。測定の際に、例えばポテンショスタット、デジタルマルチメーター、およびファンクションジェネレーターなどの装置を用いて電流、電圧を制御してもよい。例えば特開平10-146183号公報に記載された公知の電気化学的検出手段が好適に用いられる。 During or after the hybridization reaction, a double-stranded recognizer is added to the reaction solution. When a double-stranded nucleic acid is generated by hybridization, a double-stranded recognizer binds to this. Therefore, for example, a reaction current value derived from the double-stranded recognizer can be measured by applying a potential higher than the potential at which the double-stranded recognizer reacts electrochemically. At this time, the potential may be applied at a constant speed, or a constant potential may be applied by applying a pulse. During measurement, the current and voltage may be controlled using a device such as a potentiostat, a digital multimeter, and a function generator. For example, known electrochemical detection means described in JP-A-10-146183 is preferably used.
(b)蛍光検出法
蛍光によって2本鎖核酸を検出する方法を説明する。予め、プライマーを蛍光学的に活性な物質で標識しておく。又は、蛍光学的に活性な物質で標識した2次プローブを用いて検出する。或いは、複数の標識を使用してもよい。蛍光学的に活性な物質は、これらに限定されないが、FITC、Cy3、Cy5、もしくはローダミンなどの蛍光色素を含む。蛍光物質は、例えば蛍光検出器を用いて検出される。標識の種類に応じた適宜の検出装置を用い、標識された検出配列又は2次プローブを検出する。
(b) Fluorescence detection method A method for detecting double-stranded nucleic acid by fluorescence will be described. In advance, the primer is labeled with a fluorescently active substance. Alternatively, detection is performed using a secondary probe labeled with a fluorescently active substance. Alternatively, multiple labels may be used. Fluorologically active materials include, but are not limited to, fluorescent dyes such as FITC, Cy3, Cy5, or rhodamine. The fluorescent substance is detected using, for example, a fluorescence detector. Using a detection device appropriate for the type of label, the labeled detection sequence or secondary probe is detected.
<核酸プライマーの選択>
図8に一塩基多型G590AをF2とF1の間、すなわちFP領域に位置させた場合の模式図を示した。FIPプライマーは、F2領域と同じ配列、及び、F1領域と相補的な配列を有するプライマーである。このF2領域とF1領域とが、G590Aを挟んで位置する限り、様々な種類のプライマーを設計することが可能である。
<Selection of nucleic acid primer>
FIG. 8 shows a schematic diagram when the single nucleotide polymorphism G590A is located between F2 and F1, that is, in the FP region. The FIP primer is a primer having the same sequence as the F2 region and a sequence complementary to the F1 region. Various types of primers can be designed as long as the F2 region and the F1 region are located across G590A.
しかしながら、プライマーの種類によってLAMP法の増幅効率が異なることが、本発明者らの研究によって明らかとなった。例えば、図8に4種のプライマーを例示する。その他の3種のプライマー(BIP、F3、及びB3プライマー)は共通のものを使用してそれぞれ増幅する。その結果、プライマー1は、十分な増幅時間、例えば2時間かけても増幅しない。プライマー2は、約1時間で増幅するが、プライマー同士の非特異的な増幅が起きる。プライマー3はプライマー同士の非特異的な増幅はないが、増幅に1.5〜2時間要する。プライマー4は、プライマー同士の非特異的な増幅もみられず、増幅も1時間以内で終了する。このような場合、増幅のために良好なプライマーは3または4であり、最良のプライマーは4である。即ち、優れたプライマーとは、増幅効率が高く短時間で増幅し、且つ非特異的な増幅が見られないプライマーである。
However, the inventors' study has revealed that the amplification efficiency of the LAMP method varies depending on the type of primer. For example, FIG. 8 illustrates four types of primers. The other three primers (BIP, F3, and B3 primers) are amplified using the common ones. As a result,
さらに、増幅産物を核酸プローブを用いて検出する場合には、増幅産物と核酸プローブとのハイブリダイゼーションが、高効率で生じることが望ましい。よって、ハイブリダイゼーションの効率が優れた増幅産物であるかどうかも、上記プライマーを評価する際に考慮される。 Furthermore, when an amplification product is detected using a nucleic acid probe, it is desirable that hybridization between the amplification product and the nucleic acid probe occurs with high efficiency. Therefore, whether or not the amplification product is excellent in hybridization efficiency is also considered when evaluating the primer.
さらに、ヒトNAT2遺伝子はヒトNAT1と非常に高い相同性を示す。図9A及びBに、NAT2遺伝子及びNAT1遺伝子の配列を示した。NAT2遺伝子はNAT1遺伝子と相同性が高いため、NAT2を特異的に増幅するためには、NAT2とNAT1とで配列が異なる領域にプライマーを設計する必要がある。 Furthermore, the human NAT2 gene shows very high homology with human NAT1. 9A and B show the sequences of the NAT2 gene and NAT1 gene. Since the NAT2 gene has high homology with the NAT1 gene, it is necessary to design primers in regions where the sequences of NAT2 and NAT1 differ in order to specifically amplify NAT2.
よって、何れかのプライマーは、NAT2とNAT1で配列が異なる領域に設計する。好ましくは、F1領域、F2領域、B1領域、B2領域の少なくとも一つがNAT2とNAT1で配列が異なる領域に設計する。また、図9に示したように変異が報告されている箇所にはプライマーを設計しない。場合によって、変異箇所にプライマーを設計せざるを得ない場合には、mixの塩基またはdeoxyinosine(dI)などのユニバーサルな塩基を導入する。一塩基多型を間に挟まないもう一方のインナープライマーについては、F2からB2までの長さが450bp以下、より好ましくは350bp以下となる領域に設計することが好ましい。また、1本鎖ループの長さは、100bp以下、より好ましくは70bp以下となるように両インナープライマーを設計することが好ましい。 Therefore, either primer is designed in a region where the sequences differ between NAT2 and NAT1. Preferably, at least one of the F1 region, F2 region, B1 region, and B2 region is designed as a region having a different sequence between NAT2 and NAT1. In addition, as shown in FIG. 9, no primer is designed at a location where a mutation is reported. In some cases, when it is necessary to design a primer at the mutation site, a base of mix or a universal base such as deoxyinosine (dI) is introduced. The other inner primer that does not sandwich a single nucleotide polymorphism is preferably designed in a region where the length from F2 to B2 is 450 bp or less, more preferably 350 bp or less. In addition, it is preferable to design both inner primers so that the length of the single-stranded loop is 100 bp or less, more preferably 70 bp or less.
プライマー同士の非特異的な増幅はLAMP反応でしばしば見られる現象である。FIPプライマーはF1c領域とF2領域を含むため、長鎖の核酸となる。同じくBIPプライマーもB1c領域とB2領域を含むため、長鎖の核酸となる。よって、FIPプライマー同士、BIPプライマー同士、またはFIPプライマーとBIPプライマーが互いに絡み合い、プライマーを鋳型として増幅してしまう確率が高くなる。また、LAMP反応は、F3プライマー、B3プライマー、さらに場合によってはLFcプライマー、LBcプライマーも反応液中に存在するため、PCR反応と比較して非特異反応の確率はさらに高くなる。このような非特異反応が発生すると、検体核酸を鋳型とする所望のLAMP産物の量が低下する。 Non-specific amplification between primers is a phenomenon often seen in the LAMP reaction. Since the FIP primer contains an F1c region and an F2 region, it becomes a long-chain nucleic acid. Similarly, since the BIP primer also contains a B1c region and a B2 region, it becomes a long-chain nucleic acid. Therefore, there is a high probability that FIP primers, BIP primers, or FIP primer and BIP primer are entangled with each other and amplified using the primer as a template. In addition, since the LAMP reaction includes an F3 primer, a B3 primer, and in some cases, an LFc primer and an LBc primer in the reaction solution, the probability of a nonspecific reaction is further increased as compared with the PCR reaction. When such a nonspecific reaction occurs, the amount of the desired LAMP product using the sample nucleic acid as a template decreases.
また、検体核酸を添加していないネガティブコントロール反応液において非特異反応が発生すると、増幅に伴い放出されるピロリン酸とMgの白色沈殿が、非特異的な増幅によるものなのか、コンタミネーションによって生じたものなのか区別することができない。従って、非特異増幅が発生するプライマーを排除することは重要である。 In addition, when a non-specific reaction occurs in a negative control reaction solution to which no sample nucleic acid has been added, white precipitates of pyrophosphate and Mg that are released along with the amplification are caused by contamination, possibly due to non-specific amplification. It is not possible to distinguish whether it is a product. Therefore, it is important to eliminate primers that cause non-specific amplification.
そこで本発明者らはNAT2遺伝子の一塩基多型G590Aについて、そしてさらにG857A及びT341Cについて、該一塩基多型部分を増幅するために最適な核酸プライマーを選択するための試験を行った。 Therefore, the present inventors conducted a test for selecting an optimal nucleic acid primer for amplifying the single nucleotide polymorphism part of the NAT2 gene single nucleotide polymorphism G590A, and further G857A and T341C.
[試験1−1:G590A用プライマー;FP領域]
NAT2 G590Aの多型部位をFP領域に設計した6種類の核酸プライマーセットを用い、63℃で1時間及び2時間、増幅反応させた。反応は表1に記載した組成で行った。鋳型DNAにはヒトゲノムを用いた。コンタミネーションの有無、及び非特異的な増幅の有無を確認するため、全てのセットでヒトゲノムの代わりに滅菌超純水を添加したネガティブコントロールを作製した。増幅反応後、3%アガロース電気泳動により増幅産物を確認した。
[Test 1-1: Primer for G590A; FP region]
An amplification reaction was performed at 63 ° C. for 1 hour and 2 hours using six types of nucleic acid primer sets in which the polymorphic site of NAT2 G590A was designed in the FP region. The reaction was carried out with the composition described in Table 1. A human genome was used as the template DNA. In order to confirm the presence or absence of contamination and the presence or absence of non-specific amplification, negative controls were prepared by adding sterilized ultrapure water instead of the human genome in all sets. After the amplification reaction, the amplification product was confirmed by 3% agarose electrophoresis.
用いた核酸プライマーセットを表2に示す。
F3プライマーは配列番号8、B3プライマーは配列番号9を用い、全てのセットに共通で使用した。 SEQ ID NO: 8 was used for the F3 primer, and SEQ ID NO: 9 was used for the B3 primer, which were commonly used for all sets.
[試験1−1:結果]
表2の6種類のプライマーセットを用いて得られた増幅産物を電気泳動に供した。その結果を図10に示す。1時間増幅した場合、プライマーセット3および4で十分量の増幅産物が得られた(レーン5,6)。2時間増幅した場合、プライマーセット1、2、3及び4で十分量の増幅産物が得られた(レーン1,2,5及び6)。プライマーセット18、19(レーン3及び4)では、増幅産物が少ないか、または増幅が確認されなかった。また、全てのセットにおいて、非特異増幅は見られなかった。以上から、良好なプライマーセットは1、2、3、4であり、最良のプライマーセットは3、4であることが明らかになった。上記の結果を表2にまとめた。
[Test 1-1: Results]
The amplification products obtained using the six types of primer sets shown in Table 2 were subjected to electrophoresis. The result is shown in FIG. When amplified for 1 hour, sufficient amplification products were obtained with primer sets 3 and 4 (
[試験1−2:G590A用プライマー;BP領域]
NAT2 G590Aの多型部位をBP領域に設計した16種類のプライマーセットを用い、63℃で1時間及び2時間、増幅反応させた。反応は表1に記載した組成で行った。鋳型DNAにはヒトゲノムを用いた。コンタミネーションの有無、及び非特異的な増幅の有無を確認するため、全てのセットでヒトゲノムの代わりに滅菌超純水を添加したネガティブコントロールを作製した。増幅反応後、3%アガロース電気泳動により増幅産物を確認した。
[Test 1-2: Primer for G590A; BP region]
An amplification reaction was performed at 63 ° C. for 1 hour and 2 hours using 16 types of primer sets in which the polymorphic site of NAT2 G590A was designed in the BP region. The reaction was carried out with the composition described in Table 1. A human genome was used as the template DNA. In order to confirm the presence or absence of contamination and the presence or absence of non-specific amplification, negative controls were prepared by adding sterilized ultrapure water instead of the human genome in all sets. After the amplification reaction, the amplification product was confirmed by 3% agarose electrophoresis.
用いた核酸プライマーセットを表3に示す。
F3プライマーは配列番号18、B3プライマーは配列番号19を用い、全てのセットに共通で使用した。 SEQ ID NO: 18 was used for the F3 primer, and SEQ ID NO: 19 was used for the B3 primer, which were used in common for all sets.
[試験1−2:結果]
表3の16種類のプライマーセットを用いて得られた増幅産物を電気泳動に供した。その結果を図11に示す。1時間増幅した場合、プライマーセット9で十分量の増幅産物が得られた(レーン7)。2時間増幅した場合、プライマーセット5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、21で十分量の増幅産物が得られた。プライマーセット22、23では、増幅が見られなかった。プライマーセット20、21においては、図12に示すような非特異増幅が見られた。以上から、良好なプライマーセットは5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15及び16であり、最良のプライマーセットは9であることが明らかになった。上記の結果を表3にまとめた。
[Test 1-2: Results]
The amplification products obtained using the 16 types of primer sets shown in Table 3 were subjected to electrophoresis. The result is shown in FIG. When amplified for 1 hour, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer set 9 (lane 7). When amplified for 2 hours, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 21. No amplification was observed with primer sets 22 and 23. In the primer sets 20 and 21, non-specific amplification as shown in FIG. 12 was observed. From the above, it was revealed that good primer sets were 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, and 16, and the best primer set was 9. The results are summarized in Table 3.
[試験2:G857A用プライマー;BP領域]
NAT2 G857Aの多型部位をBP領域に設計した6種類のプライマーセットを用い、63℃で1時間及び2時間、増幅反応させた。反応は表1に記載した組成で行った。鋳型DNAにはヒトゲノムを用いた。コンタミネーションの有無、及び非特異的な増幅の有無を確認するため、全てのセットでヒトゲノムの代わりに滅菌超純水を添加したネガティブコントロールを作製した。増幅反応後、3%アガロース電気泳動により増幅産物を確認した。
[Test 2: Primer for G857A; BP region]
An amplification reaction was performed at 63 ° C. for 1 hour and 2 hours using six types of primer sets in which the polymorphic site of NAT2 G857A was designed in the BP region. The reaction was carried out with the composition described in Table 1. A human genome was used as the template DNA. In order to confirm the presence or absence of contamination and the presence or absence of non-specific amplification, negative controls were prepared by adding sterilized ultrapure water instead of the human genome in all sets. After the amplification reaction, the amplification product was confirmed by 3% agarose electrophoresis.
用いた核酸プライマーセットを表4に示す。
F3プライマーは配列番号27、B3プライマーは配列番号28を用い、全てのセットに共通で使用した。 SEQ ID NO: 27 was used for the F3 primer, and SEQ ID NO: 28 was used for the B3 primer, which were commonly used for all sets.
[試験2:結果]
表4の6種類のプライマーセットを用いて得られた増幅産物を電気泳動に供した。1時間増幅した場合、プライマーセット1、2、3、4及び5で十分量の増幅産物が得られた。2時間増幅した場合にも、同様にプライマーセット1、2、3、4及び5で十分量の増幅産物が得られた。プライマーセット6では、2時間増幅した場合でも増幅は見られなかった。また、全てのセットにおいて、非特異増幅は見られなかった。以上から、最良のプライマーセットは1、2、3、4、及び5であることが明らかになった。上記の結果を表4にまとめた。
[Test 2: Results]
The amplification products obtained using the six types of primer sets shown in Table 4 were subjected to electrophoresis. When amplified for 1 hour, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 1, 2, 3, 4 and 5. When amplification was performed for 2 hours, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 1, 2, 3, 4, and 5 in the same manner. In primer set 6, amplification was not observed even when amplified for 2 hours. Moreover, non-specific amplification was not seen in all sets. From the above, it was revealed that the best primer sets were 1, 2, 3, 4, and 5. The above results are summarized in Table 4.
[試験3:T341C用プライマー;BP領域]
NAT2 T341Cの多型部位をBP領域に設計した13種類の核酸プライマーセットを用い、63℃で1時間及び2時間、増幅反応させた。反応は表1に記載した組成で行った。鋳型DNAにはヒトゲノムを用いた。コンタミネーションの有無、及び非特異的な増幅の有無を確認するため、全てのセットでヒトゲノムの代わりに滅菌超純水を添加したネガティブコントロールを作製した。増幅反応後、3%アガロース電気泳動により増幅産物を確認した。
[Test 3: Primer for T341C; BP region]
The amplification reaction was performed at 63 ° C. for 1 hour and 2 hours using 13 types of nucleic acid primer sets in which the polymorphic site of NAT2 T341C was designed in the BP region. The reaction was carried out with the composition described in Table 1. A human genome was used as the template DNA. In order to confirm the presence or absence of contamination and the presence or absence of non-specific amplification, negative controls were prepared by adding sterilized ultrapure water instead of the human genome in all sets. After the amplification reaction, the amplification product was confirmed by 3% agarose electrophoresis.
用いた核酸プライマーセットを表5に示す。
F3プライマーは、プライマーセット1、2、3、4、5、10、11、12および13については、配列番号39を用いた。プライマーセット6、7、8および9については、配列番号41を用いた。B3プライマーは配列番号40を用い、全てのセットに共通で使用した。 As F3 primer, SEQ ID NO: 39 was used for primer sets 1, 2, 3, 4, 5, 10 , 11 , 12, and 13 . For primer sets 6, 7, 8, and 9, SEQ ID NO: 41 was used. The B3 primer used SEQ ID NO: 40 and was commonly used for all sets.
[試験3:結果]
表5の13種類のプライマーセットを用いて得られた増幅産物を電気泳動に供した。1時間増幅した場合、プライマーセット3、6、9、10で十分量の増幅産物が得られた。2時間増幅した場合には、プライマーセット1、2、3、4、5、6、7、8、9、10及び11で十分量の増幅産物が得られた。プライマーセット12、13では、2時間増幅した場合でも増幅は見られなかった。プライマーセットセット11においては、非特異増幅が見られた。プライマーセット1、2、3、4、5、6、7、8、9、10においては、非特異増幅が見られなかった。このことから、良好なプライマーセットは1、2、3、4、5、6、7、8、9及び10であり、最良のプライマーセットは3、6、9、10であることが明らかになった。上記の結果を表5にまとめた。
[Test 3: Results]
The amplification products obtained using the 13 types of primer sets shown in Table 5 were subjected to electrophoresis. When amplified for 1 hour, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 3, 6, 9, and 10. When amplified for 2 hours, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11. In primer sets 12 and 13, amplification was not observed even when amplified for 2 hours. In the primer set set 11, non-specific amplification was observed. In the primer sets 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10, no non-specific amplification was observed. This reveals that good primer sets are 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10, and the best primer sets are 3, 6, 9, and 10. It was. The results are summarized in Table 5.
<G590A及びG857Aの多型部位を同時に増幅するための核酸プライマーの選択>
多型部位は、FP領域とBP領域の各々に配置することもできる。これにより、1つの増幅産物で、2箇所以上の一塩基多型を測定することができる。例えば、G590AとG857Aの場合、G590AをFP領域に設計し、G857AをFPc領域に設計することができる。G590AとG857Aは少し離れて位置するため、ターゲット長(F2からB2までの長さ)は350bp程度となり、若干増幅効率は低下するものの、ループプライマーの導入などにより、1時間以内で増幅することができる。G590AとG857Aを同時に増幅する方法として、1つの反応チューブで各々の産物をマルチ増幅する方法もあるが、マルチ増幅は、条件設定を厳密に制御しなくてはならない。また、厳密に制御しても片方の産物のみが優先的に増幅し、もう一方の産物が増幅しない場合もありうる。よって、上述の方法により1つの増幅産物で2箇所以上の一塩基多型を測定できることは、大きな利点となる。
<Selection of nucleic acid primers for simultaneous amplification of polymorphic sites of G590A and G857A>
Polymorphic sites can also be placed in each of the FP region and the BP region. Thereby, two or more single nucleotide polymorphisms can be measured with one amplification product. For example, in the case of G590A and G857A, G590A can be designed in the FP region, and G857A can be designed in the FPc region. Since G590A and G857A are located slightly apart, the target length (length from F2 to B2) is about 350 bp, and although amplification efficiency is slightly reduced, amplification can be performed within 1 hour by introducing loop primers, etc. it can. As a method for simultaneously amplifying G590A and G857A, there is a method in which each product is multi-amplified in one reaction tube, but in multi-amplification, the condition setting must be strictly controlled. Further, even when strictly controlled, only one product may be preferentially amplified and the other product may not be amplified. Therefore, it is a great advantage that two or more single nucleotide polymorphisms can be measured with one amplification product by the above-described method.
[試験4:G590A用プライマー(FP領域)、G857A用プライマー(BP領域)]
NAT2 G590Aの多型部位をFP領域に設計し、NAT2 G857Aの多型部位をBPc領域に設計した11種類の核酸プライマーセットを用い、63℃で1時間、1.5時間及び2時間、増幅反応させた。反応は表1に記載した組成で行った。鋳型DNAにはヒトゲノムを用いた。コンタミネーションの有無、及び非特異的な増幅の有無を確認するため、全てのセットでヒトゲノムの代わりに滅菌超純水を添加したネガティブコントロールを作製した。増幅反応後、3%アガロース電気泳動により増幅産物を確認した。
[Test 4: Primer for G590A (FP region), Primer for G857A (BP region)]
Using 11 types of nucleic acid primer sets that designed the NAT2 G590A polymorphic site in the FP region and the NAT2 G857A polymorphic site in the BPc region, amplification reaction was performed at 63 ° C for 1 hour, 1.5 hours, and 2 hours. . The reaction was carried out with the composition described in Table 1. A human genome was used as the template DNA. In order to confirm the presence or absence of contamination and the presence or absence of non-specific amplification, negative controls were prepared by adding sterilized ultrapure water instead of the human genome in all sets. After the amplification reaction, the amplification product was confirmed by 3% agarose electrophoresis.
用いた核酸プライマーセットを表6に示す。
F3プライマーは配列番号49、B3プライマーは配列番号50を用いて全てのセットに共通で使用した。 The F3 primer was used in common for all sets, using SEQ ID NO: 49 and the B3 primer using SEQ ID NO: 50.
[試験4:結果]
表6の11種類のプライマーセットを用いて得られた増幅産物を電気泳動に供した。1時間増幅した場合、いずれのプライマーセットにおいても増幅は見られなかった。1.5時間増幅した場合、プライマーセット1、6、7、8で十分量の増幅産物が得られた。2時間増幅した場合には、プライマーセット1、2、3、4、5、6、7、8及び10で十分量の増幅産物が得られた。プライマーセット9、11では、2時間増幅した場合でも増幅は見られなかった。プライマーセットセット10においては、非特異増幅が見られた。1、2、3、4、5、6、7、8においては、非特異増幅が見られなかった。このことから、良好なプライマーセットは1、2、3、4、5、6、7及び8であり、最良のプライマーセットは1、6、7、8であることが明らかになった。上記の結果を表6にまとめた。
[Test 4: Results]
The amplification products obtained using the 11 types of primer sets shown in Table 6 were subjected to electrophoresis. When amplified for 1 hour, no amplification was observed in any of the primer sets. When amplified for 1.5 hours, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 1, 6, 7, and 8. When amplified for 2 hours, a sufficient amount of amplification product was obtained with primer sets 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 10. With primer sets 9 and 11, no amplification was observed even when amplified for 2 hours. In the primer set set 10, nonspecific amplification was observed. In 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8, no non-specific amplification was observed. This revealed that the good primer sets were 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8, and the best primer sets were 1, 6, 7, and 8. The results are summarized in Table 6.
以上の試験から、本発明で提供される好ましいインナープライマーが決定された。当業者には明らかなように、LAMP反応において最も重要なプライマーはインナープライマーである。増幅反応にインナープライマーは必須であるが、アウタープライマー、ループプライマーは必須ではない。アウタープライマー、ループプライマーを増幅反応液に入れることで、増幅効率は高まるが、位置による増幅効率の変化はインナープライマーと比較して少ない。よって、アウタープライマー(F3及びB3プライマー)は、任意の配列を用いてよい。例えば、F2領域の5’末端から60塩基以内の領域及びB2c領域の3’末端から60塩基以内の領域に結合するように設計されることが好ましい。即ち、F3プライマーと同じ配列であるF3領域が、F2領域の5’末端から60塩基以内に位置し、B3プライマーと相補的な配列であるB3c領域が、B2c領域の3’末端から60塩基以内に位置することが好ましい。また、ループプライマーはインナープライマーが結合するループとは別のループに結合するように設計し、インナープライマー領域と重ならない領域に設計されていればよい。 From the above tests, the preferred inner primer provided in the present invention was determined. As will be apparent to those skilled in the art, the most important primer in the LAMP reaction is the inner primer. An inner primer is essential for the amplification reaction, but an outer primer and a loop primer are not essential. Amplification efficiency is increased by putting the outer primer and loop primer in the amplification reaction solution, but the change in amplification efficiency depending on the position is less than that of the inner primer. Therefore, any sequence may be used as the outer primer (F3 and B3 primer). For example, it is preferably designed to bind to a region within 60 bases from the 5 'end of the F2 region and a region within 60 bases from the 3' end of the B2c region. That is, the F3 region that is the same sequence as the F3 primer is located within 60 bases from the 5 'end of the F2 region, and the B3c region that is complementary to the B3 primer is within 60 bases from the 3' end of the B2c region. It is preferable to be located at. In addition, the loop primer may be designed so as to bind to a loop different from the loop to which the inner primer is bound, and may be designed in a region that does not overlap with the inner primer region.
<核酸プローブの選択>
核酸プローブの鎖長は、短すぎても長すぎても好ましくない。塩基の種類により結合力に差はあるが、一般的に鎖長は長くなれば長くなるほど結合力は増加する。核酸プローブの鎖長が短すぎる場合、核酸プローブと増幅産物とハイブリ効率は低くなる。一方、核酸プローブの鎖長が長すぎる場合、野生型核酸プローブと変異型核酸プローブとの1塩基の差が小さくなる。そのため、野生型増幅産物と変異型核酸プローブとの非特異的な結合、また、変異型増幅産物と野生型核酸プローブとの非特異的な結合が増加する。よって、一塩基多型を検出するためには、例えば10〜35塩基のような、適切な鎖長の核酸プローブを用いることが好ましい。
<Selection of nucleic acid probe>
It is not preferable that the length of the nucleic acid probe is too short or too long. Although there is a difference in binding strength depending on the type of base, in general, the longer the chain length, the higher the binding strength. When the chain length of the nucleic acid probe is too short, the hybridization efficiency between the nucleic acid probe and the amplification product is lowered. On the other hand, when the chain length of the nucleic acid probe is too long, the difference of one base between the wild-type nucleic acid probe and the mutant nucleic acid probe becomes small. Therefore, non-specific binding between the wild-type amplification product and the mutant nucleic acid probe, and non-specific binding between the mutant amplification product and the wild-type nucleic acid probe are increased. Therefore, in order to detect a single nucleotide polymorphism, it is preferable to use a nucleic acid probe having an appropriate chain length such as 10 to 35 bases.
上記結合力は、2本鎖核酸が解離する温度Tm値によって表すことができる。Tm値を計算する手法としては、例えば、最近接塩基対法、Wallance法、GC%法などがある。本発明では、最近接塩基対法(Breslauer et. al. 1986、Freier et.al. 1986, Schildkraut et.al. 1965)を採用する。本発明においては、Na+濃度:50mM、核酸プローブ(オリゴヌクレオチド)の濃度:0.5μMという条件下で算出した。 The binding force can be represented by a temperature Tm value at which the double-stranded nucleic acid dissociates. As a technique for calculating the Tm value, for example, there are a nearest neighbor pairing method, a wallance method, a GC% method, and the like. In the present invention, the closest base pair method (Breslauer et. Al. 1986, Freier et. Al. 1986, Schildkraut et.al. 1965) is adopted. In the present invention, the calculation was performed under the conditions of Na + concentration: 50 mM and nucleic acid probe (oligonucleotide) concentration: 0.5 μM.
以下、本発明に従って得られた増幅産物の検出に好適に用いられる核酸プローブを選択するための試験を行った。 Hereinafter, a test for selecting a nucleic acid probe suitably used for detection of an amplification product obtained according to the present invention was conducted.
[試験5−1:G590A検出用プローブ]
PCR-RFLP(Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism)解析によってヘテロ型であると判明したヒトゲノムを鋳型に用い、G590A検出用プライマーセット9を用いて、63℃で1時間LAMP増幅を行った。G590A検出用プライマーセット9は上記試験1−2の結果、最良のプライマーであることが判明したセットである。得られた増幅産物を、電流検出型のDNAチップで検出した。
[Test 5-1: Probe for G590A detection]
LAMP amplification was performed at 63 ° C. for 1 hour using primer set 9 for G590A detection using a human genome that was found to be heterozygous by PCR-RFLP (Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism) analysis as a template. G590A detection primer set 9 is a set that was found to be the best primer as a result of test 1-2 above. The obtained amplification product was detected with a current detection type DNA chip.
核酸プローブ:
試験した核酸プローブの塩基配列を表7に示した。核酸プローブは、プラス鎖のものを用いた。核酸プローブは、電極に固定化するために3’末端をチオール修飾した。ネガティブコントロールプローブについては、NAT2遺伝子配列とは全く無関係な配列を示すものを使用した。
Table 7 shows the nucleotide sequences of the nucleic acid probes tested. The nucleic acid probe used was a plus strand. The nucleic acid probe was thiol-modified at the 3 ′ end for immobilization on the electrode. A negative control probe having a sequence completely unrelated to the NAT2 gene sequence was used.
核酸プローブ固定化基体:
DNAチップ上に金電極を作製し、これに核酸プローブを固定化した。固定化は、チオールと金との強い結合性を利用して行った。末端をチオール修飾した核酸プローブを含むプローブ溶液を金電極上にスポットし、1時間静置後、1mMメルカプトヘキサノール溶液に浸し、その後、0.2×SSC溶液で洗浄した。同一プローブは2電極ずつスポットした。洗浄後、超純水で洗浄、風乾し、核酸プローブ固定化基体とした。
Nucleic acid probe immobilization substrate:
A gold electrode was prepared on a DNA chip, and a nucleic acid probe was immobilized thereon. Immobilization was performed using the strong bond between thiol and gold. A probe solution containing a nucleic acid probe whose end was thiol-modified was spotted on a gold electrode, allowed to stand for 1 hour, immersed in a 1 mM mercaptohexanol solution, and then washed with a 0.2 × SSC solution. The same probe spotted two electrodes. After washing, the substrate was washed with ultrapure water and air-dried to obtain a nucleic acid probe-immobilized substrate.
核酸プローブは以下の通りに各電極に割り当てた:
1−2電極 ネガティブプローブ(配列番号51)
3−4電極 野生型核酸プローブ 17mer (配列番号52)
5−6電極 野生型核酸プローブ 21mer (配列番号53)
7−8電極 野生型核酸プローブ 26mer (配列番号54)
9−10電極 野生型核酸プローブ 29mer (配列番号55)
11−12電極 変異型核酸プローブ 19mer (配列番号56)
13−14電極 変異型核酸プローブ 21mer (配列番号57)
15−16電極 変異型核酸プローブ 23mer (配列番号58)
17−18電極 変異型核酸プローブ 27mer (配列番号59)
19−20電極 変異型核酸プローブ 30mer (配列番号60)
増幅産物と核酸プローブのハイブリダイゼーション及び検出:
上記増幅によって得られた増幅産物に終濃度2×SSCの塩を添加し、電極に固定化された核酸プローブとハイブリダイゼーション反応させた。反応温度は、35℃、45℃、50℃、55℃、60℃とし、60分間反応させた。その後、超純水で軽く洗浄した。電極を挿入剤であるヘキスト33258溶液を50μM含むリン酸緩衝液中に10分間浸漬した後、洗浄し、ヘキスト33258分子の酸化電流応答を測定した。
Nucleic acid probes were assigned to each electrode as follows:
1-2 electrode Negative probe (SEQ ID NO: 51)
3-4 electrode Wild type nucleic acid probe 17mer (SEQ ID NO: 52)
5-6 electrode Wild type nucleic acid probe 21mer (SEQ ID NO: 53)
7-8 electrode Wild type nucleic acid probe 26mer (SEQ ID NO: 54)
9-10 electrode Wild type nucleic acid probe 29mer (SEQ ID NO: 55)
11-12 electrodes Mutant nucleic acid probe 19mer (SEQ ID NO: 56)
13-14 electrodes Mutant nucleic acid probe 21mer (SEQ ID NO: 57)
15-16 electrode Mutant nucleic acid probe 23mer (SEQ ID NO: 58)
17-18 electrode Mutant nucleic acid probe 27mer (SEQ ID NO: 59)
19-20 electrode Mutant nucleic acid probe 30mer (SEQ ID NO: 60)
Hybridization and detection of amplification products and nucleic acid probes:
A salt having a final concentration of 2 × SSC was added to the amplification product obtained by the above amplification, and a hybridization reaction was carried out with the nucleic acid probe immobilized on the electrode. The reaction temperature was 35 ° C., 45 ° C., 50 ° C., 55 ° C., 60 ° C., and the reaction was performed for 60 minutes. Thereafter, it was gently washed with ultrapure water. The electrode was immersed in a phosphate buffer containing 50 μM Hoechst 33258 as an intercalating agent for 10 minutes, washed, and the oxidation current response of Hoechst 33258 molecules was measured.
[試験5−1:結果]
結果を図13に示す。反応温度が上昇すると共に、得られる信号が増加した。よって、反応温度が高い程、ハイブリダイゼーションの効率が上昇することが示された。反応温度55℃と60℃では、ほぼ同じ結果であった。
[Test 5-1: Results]
The results are shown in FIG. As the reaction temperature increased, the resulting signal increased. Therefore, it was shown that the higher the reaction temperature, the higher the hybridization efficiency. The reaction temperature was 55 ° C and 60 ° C.
[試験5−2:G590A検出用プローブ]
次に、反応温度を55℃とし、反応時間を10分、20分、40分、60分、120分間として、試験5−1と同様に行った。
[Test 5-2: Probe for G590A detection]
Next, the reaction temperature was 55 ° C., and the reaction time was 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes, 60 minutes, and 120 minutes.
[試験5−2:結果]
結果を図14に示す。反応時間10分と120分により得られた結果は、ほぼ同じであった。このことから、反応時間10分でハイブリダイゼーション反応が飽和状態に達することが明らかになった。
[Test 5-2: Results]
The results are shown in FIG. The results obtained with the reaction time of 10 minutes and 120 minutes were almost the same. This revealed that the hybridization reaction reached saturation in a reaction time of 10 minutes.
鎖長が比較的短い野生型核酸プローブ(17G:配列番号52)及び変異型核酸プローブ(19A:配列番号56、21A:配列番号57、23A:配列番号58)は、得られた信号が比較的低かった。野生型核酸プローブ(21G:配列番号53、26G:配列番号54、29G:配列番号55)及び変異型核酸プローブ(27A:配列番号59、30A:配列番号60)はほぼ同程度の高い信号が得られた。 The wild-type nucleic acid probe (17G: SEQ ID NO: 52) and the mutant nucleic acid probe (19A: SEQ ID NO: 56, 21A: SEQ ID NO: 57, 23A: SEQ ID NO: 58) having a relatively short chain length are relatively It was low. The wild-type nucleic acid probe (21G: SEQ ID NO: 53, 26G: SEQ ID NO: 54, 29G: SEQ ID NO: 55) and the mutant nucleic acid probe (27A: SEQ ID NO: 59, 30A: SEQ ID NO: 60) give almost the same high signal. It was.
[試験5−3:G590A検出用プローブ]
次に、反応温度55℃、反応時間20分で、試験5−1と同様にハイブリダイゼーションを行った。その後、核酸プローブ固定化基体を40℃、45℃、50℃の0.2×SSC洗浄バッファーに20分間浸漬して洗浄した。なお、本試験で増幅に用いた検体核酸は、PCR-RFLP解析により、野生ホモ型、変異ホモ型、ヘテロ型であると判明している3種類のヒトゲノムを用いた。
[Test 5-3: Probe for G590A detection]
Next, hybridization was performed in the same manner as in Test 5-1, with a reaction temperature of 55 ° C. and a reaction time of 20 minutes. Subsequently, the nucleic acid probe-immobilized substrate was washed by immersing in 0.2 × SSC washing buffer at 40 ° C., 45 ° C., and 50 ° C. for 20 minutes. The sample nucleic acids used for amplification in this test were three types of human genomes that were found to be wild homozygous, mutant homozygous, and heterozygous by PCR-RFLP analysis.
[試験5−3:結果]
結果を図15A〜Cに示す。洗浄なし(超純粋で軽く洗浄しただけのもの)の場合、野生型の増幅産物が変異型核酸プローブによって検出され、同様に変異型の増幅産物が野生型核酸プローブから検出され、非特異的なハイブリダイゼーションが確認された。洗浄温度40℃の結果は、洗浄なしとほぼ同一であった。
[Test 5-3: Results]
The results are shown in FIGS. Without washing (ultra-pure and only lightly washed), wild-type amplification products are detected by the mutant nucleic acid probe, and similarly mutant-type amplification products are detected from the wild-type nucleic acid probe and are non-specific. Hybridization was confirmed. The result at a washing temperature of 40 ° C. was almost the same as that without washing.
洗浄温度45℃では、野生型増幅産物では、野生型核酸プローブ(21G、26G)によって高い信号値が検出され、変異型核酸プローブ(27A)によってはほとんど信号値が検出されなかった。同様に、変異型増幅産物では、変異型核酸プローブ(27A)によって高い信号値が検出され、野生型核酸プローブ(21G、26G)によってはほとんど信号値が検出されなかった。よって、45℃の洗浄により、非特異的なハイブリダイゼーションによる結合が剥離されたことが示された。また、ヘテロ型の増幅産物では、野生型核酸プローブ(21G、26G)および変異型核酸プローブ(27A)の双方により高い信号値が検出された。 At a washing temperature of 45 ° C., in the wild-type amplification product, a high signal value was detected by the wild-type nucleic acid probe (21G, 26G), and almost no signal value was detected by the mutant nucleic acid probe (27A). Similarly, in the mutant amplification product, a high signal value was detected by the mutant nucleic acid probe (27A), and almost no signal value was detected by the wild type nucleic acid probes (21G, 26G). Therefore, it was shown that the binding due to nonspecific hybridization was released by washing at 45 ° C. In the hetero amplification product, a high signal value was detected by both the wild type nucleic acid probe (21G, 26G) and the mutant type nucleic acid probe (27A).
洗浄温度50℃では、検出される電流値が低く、洗浄によって増幅産物が核酸プローブから剥離することが確認された。洗浄温度50℃において、野生型核酸プローブ(29G)は、野生型の増幅産物の信号値が減少したにも関わらず、変異型の増幅産物の信号値が残り、非特異的な結合が依然としてあることが示された。同様に、変異型核酸プローブ(30A)も、変異型の増幅産物の信号値が減少したにも関わらず、野生型の増幅産物の信号値が残った。 At the washing temperature of 50 ° C., the detected current value was low, and it was confirmed that the amplification product was detached from the nucleic acid probe by washing. At a washing temperature of 50 ° C., the wild-type nucleic acid probe (29G) has a signal value of the mutant-type amplification product remaining despite the decrease of the signal value of the wild-type amplification product, and still has non-specific binding. It was shown that. Similarly, the signal value of the wild-type amplification product remained in the mutant nucleic acid probe (30A) even though the signal value of the mutant-type amplification product decreased.
以上の結果、野生型核酸プローブ(21G、26G)及び変異型核酸プローブ(27A)によって理想的な検出パターンが得られることが判明した。よって、本発明に従って用いられる最適な核酸プローブは、野生型核酸プローブ(21G:配列番号53、26G:配列番号54)及び変異型核酸プローブ(27A:配列番号59)である。 As a result, it was found that an ideal detection pattern can be obtained by the wild type nucleic acid probe (21G, 26G) and the mutant type nucleic acid probe (27A). Thus, the optimal nucleic acid probes used in accordance with the present invention are wild type nucleic acid probes (21G: SEQ ID NO: 53, 26G: SEQ ID NO: 54) and mutant nucleic acid probes (27A: SEQ ID NO: 59).
表7に、試験に用いた核酸プローブのTm値を併せて示した。表7から分かるように、本発明において好適に用いられる核酸プローブは、Tm値が62〜70℃、好ましくは62〜66℃である野生型核酸プローブであり、Tm値が61〜69℃、好ましくは66〜67℃である変異型核酸プローブである。 Table 7 also shows the Tm values of the nucleic acid probes used in the test. As can be seen from Table 7, the nucleic acid probe suitably used in the present invention is a wild-type nucleic acid probe having a Tm value of 62 to 70 ° C, preferably 62 to 66 ° C, and a Tm value of 61 to 69 ° C, preferably Is a mutant nucleic acid probe at 66-67 ° C.
[試験6−1:G857A検出用プローブ]
PCR-RFLP解析によってヘテロ型であると判明したヒトゲノムを鋳型に用い、G857A検出用プライマーセット1及び5を用いて、63℃で1時間LAMP増幅を行った。G857A検出用プライマーセット1及び5は上記試験2の結果、最良のプライマーであることが判明したセットである。得られた増幅産物を、電流検出型のDNAチップで検出した。
[Test 6-1: Probe for G857A detection]
Using a human genome that was found to be heterozygous by PCR-RFLP analysis as a template, LAMP amplification was performed at 63 ° C. for 1 hour using G857A detection primer sets 1 and 5. G857A detection primer sets 1 and 5 are the sets that were found to be the best primers as a result of
核酸プローブ:
試験した核酸プローブの塩基配列を表8に示した。核酸プローブは、プラス鎖のものを用いた。核酸プローブは、電極に固定化するために3’末端をチオール修飾した。ネガティブコントロールプローブについては、NAT2遺伝子配列とは全く無関係な配列を示すものを使用した。
Table 8 shows the nucleotide sequences of the nucleic acid probes tested. The nucleic acid probe used was a plus strand. The nucleic acid probe was thiol-modified at the 3 ′ end for immobilization on the electrode. A negative control probe having a sequence completely unrelated to the NAT2 gene sequence was used.
核酸プローブ固定化基体:
核酸プローブ固定化基体は試験5−1と同様に作製した。
Nucleic acid probe immobilization substrate:
The nucleic acid probe-immobilized substrate was prepared in the same manner as in Test 5-1.
核酸プローブは以下の通りに各電極に割り当てた:
1−2電極 ネガティブプローブ(配列番号51)
3−4電極 野生型核酸プローブ 20mer (配列番号61)
5−6電極 野生型核酸プローブ 23mer (配列番号62)
7−8電極 野生型核酸プローブ 24mer (配列番号63)
9−10電極 野生型核酸プローブ 25mer (配列番号64)
11−12電極 野生型核酸プローブ 30mer (配列番号65)
13−14電極 変異型核酸プローブ 24mer (配列番号66)
15−16電極 変異型核酸プローブ 26mer (配列番号67)
17−18電極 変異型核酸プローブ 28mer (配列番号68)
19−20電極 変異型核酸プローブ 29mer (配列番号69)
21−22電極 変異型核酸プローブ 31mer (配列番号70)
増幅産物と核酸プローブのハイブリダイゼーション及び検出:
上記増幅によって得られた増幅産物に終濃度2×SSCの塩を添加し、電極に固定化された核酸プローブとハイブリダイゼーション反応させた。反応温度は、35℃、45℃、50℃、55℃、60℃とし、20分間反応させた。その後、超純水で軽く洗浄した。電極を挿入剤であるヘキスト33258溶液を50μM含むリン酸緩衝液中に10分間浸漬した後、洗浄し、ヘキスト33258分子の酸化電流応答を測定した。
Nucleic acid probes were assigned to each electrode as follows:
1-2 electrode Negative probe (SEQ ID NO: 51)
3-4 electrode Wild type nucleic acid probe 20mer (SEQ ID NO: 61)
5-6 electrode Wild type nucleic acid probe 23mer (SEQ ID NO: 62)
7-8 electrode Wild type nucleic acid probe 24mer (SEQ ID NO: 63)
9-10 electrode Wild type nucleic acid probe 25mer (SEQ ID NO: 64)
11-12 electrode Wild type nucleic acid probe 30mer (SEQ ID NO: 65)
13-14 electrode Mutant nucleic acid probe 24mer (SEQ ID NO: 66)
15-16 electrode Mutant nucleic acid probe 26mer (SEQ ID NO: 67)
17-18 electrode Mutant nucleic acid probe 28mer (SEQ ID NO: 68)
19-20 electrode Mutant nucleic acid probe 29mer (SEQ ID NO: 69)
21-22 electrode Mutant nucleic acid probe 31mer (SEQ ID NO: 70)
Hybridization and detection of amplification products and nucleic acid probes:
A salt having a final concentration of 2 × SSC was added to the amplification product obtained by the above amplification, and a hybridization reaction was carried out with the nucleic acid probe immobilized on the electrode. The reaction temperature was 35 ° C., 45 ° C., 50 ° C., 55 ° C., 60 ° C., and the reaction was performed for 20 minutes. Thereafter, it was gently washed with ultrapure water. The electrode was immersed in a phosphate buffer containing 50 μM Hoechst 33258 as an intercalating agent for 10 minutes, washed, and the oxidation current response of Hoechst 33258 molecules was measured.
[試験6−1:結果]
結果を図16に示す。図16Aはプライマーセット1の結果であり、図16Bはプライマーセット5の結果である。反応温度が上昇すると共に、得られる信号が増加した。よって、反応温度が高い程、ハイブリダイゼーションの効率が上昇することが示された。反応温度55℃と60℃では、ほぼ同じ結果であった。
G857A検出用プライマーセット1および5を用いて増幅したLAMP産物を検出した結果、G857A検出用プライマーセット1と比較して5の方がよりハイブリに伴う信号増加が高かった。プライマーセット1と5で、信号増加量が異なる理由は不明である。原因の一つとして、増幅産物中の一本鎖部分の長さや、核酸プローブと結合する位置によって、ハイブリダイゼーションの効率が変化することが考えられる。或いは、増幅産物中に挿入されるヘキスト33258の量が若干異なる可能性も考えられる。
[Test 6-1: Results]
The results are shown in FIG. FIG. 16A shows the result of primer set 1, and FIG. 16B shows the result of
As a result of detecting the amplified LAMP product using primer sets 1 and 5 for G857A detection, the signal increase accompanying hybridization was higher in 5 compared to primer set 1 for G857A detection. The reason for the difference in signal increase between primer sets 1 and 5 is unknown. As one of the causes, it is considered that the efficiency of hybridization changes depending on the length of the single-stranded portion in the amplification product and the position where it binds to the nucleic acid probe. Alternatively, the amount of Hoechst 33258 inserted into the amplification product may be slightly different.
[試験6−2:G857A検出用プローブ]
次に、プライマーセット5を用いて増幅した産物について、反応温度55℃、反応時間20分で、試験5−3と同様にハイブリダイゼーションを行った。その後、核酸プローブ固定化基体を45℃の0.2×SSC洗浄バッファーに20分間浸漬して洗浄した。なお、本試験で増幅に用いた検体核酸は、PCR-RFLP解析により、野生ホモ型、変異ホモ型、ヘテロ型であると判明している3種類のヒトゲノムを用いた。
[Test 6-2: G857A detection probe]
Next, the product amplified using the primer set 5 was hybridized in the same manner as in Test 5-3 at a reaction temperature of 55 ° C. and a reaction time of 20 minutes. Thereafter, the nucleic acid probe-immobilized substrate was washed by immersion in a 0.2 × SSC washing buffer at 45 ° C. for 20 minutes. The sample nucleic acids used for amplification in this test were three types of human genomes that were found to be wild homozygous, mutant homozygous, and heterozygous by PCR-RFLP analysis.
[試験6−2:結果]
結果を図17に示す。野生型増幅産物では、野生型核酸プローブ(23G、24G、25G)によって高い信号値が検出され、変異型核酸プローブ(26A、28A、29A)によってはほとんど信号値が検出されなかった。同様に、変異型増幅産物では、変異型核酸プローブ(26A、28A、29A)によって高い信号値が検出され、野生型核酸プローブ(23G、24G、25G)によってはほとんど信号値が検出されなかった。また、ヘテロ型の増幅産物では、野生型核酸プローブ(23G、24G、25G)および変異型核酸プローブ(26A、28A、29A)の双方により高い信号値が検出された。
[Test 6-2: Results]
The results are shown in FIG. In the wild-type amplification product, a high signal value was detected by the wild-type nucleic acid probe (23G, 24G, 25G), and almost no signal value was detected by the mutant-type nucleic acid probe (26A, 28A, 29A). Similarly, in the mutant amplification product, a high signal value was detected by the mutant nucleic acid probe (26A, 28A, 29A), and almost no signal value was detected by the wild type nucleic acid probe (23G, 24G, 25G). In the hetero amplification product, high signal values were detected by both the wild type nucleic acid probe (23G, 24G, 25G) and the mutant type nucleic acid probe (26A, 28A, 29A).
以上の結果、野生型核酸プローブ(23G、24G、25G)及び変異型核酸プローブ(26A、28A、29A)によって理想的な検出パターンが得られることが判明した。よって、本発明に従って用いられる最適な核酸プローブは、野生型核酸プローブ(23G:配列番号62、24G:配列番号63、25G:配列番号64)及び変異型核酸プローブ(26A:配列番号67、28A:配列番号68、29A:配列番号69)である。 As a result, it was found that an ideal detection pattern can be obtained with the wild type nucleic acid probe (23G, 24G, 25G) and the mutant type nucleic acid probe (26A, 28A, 29A). Therefore, the optimal nucleic acid probe used in accordance with the present invention is a wild type nucleic acid probe (23G: SEQ ID NO: 62, 24G: SEQ ID NO: 63, 25G: SEQ ID NO: 64) and a mutant nucleic acid probe (26A: SEQ ID NO: 67, 28A: SEQ ID NO: 68, 29A: SEQ ID NO: 69).
表8には、試験に用いた核酸プローブのTm値を併せて示した。表8から分かるように、本発明において好適に用いられる核酸プローブは、Tm値が59〜68℃、好ましくは64〜65℃である野生型核酸プローブであり、Tm値が58〜68℃、好ましくは64〜66℃である変異型核酸プローブである。 Table 8 also shows the Tm values of the nucleic acid probes used in the test. As can be seen from Table 8, the nucleic acid probe suitably used in the present invention is a wild-type nucleic acid probe having a Tm value of 59 to 68 ° C, preferably 64 to 65 ° C, and a Tm value of 58 to 68 ° C, preferably Is a mutant nucleic acid probe at 64 to 66 ° C.
[試験7−1:T341C検出用プローブ]
シークエンス解析によって野生ホモ型、変異ホモ型、ヘテロ型であると判明したヒトゲノムを鋳型に用い、T341C検出用プライマーセット6及び10を用いて、63℃で1時間LAMP増幅を行った。T341C検出用プライマーセット6及び10は上記試験3の結果、最良のプライマーであることが判明したセットである。得られた増幅産物を、電流検出型のDNAチップで検出した。
[Test 7-1: Probe for detecting T341C]
LAMP amplification was performed at 63 ° C. for 1 hour using the T341C detection primer sets 6 and 10 using the human genomes that were found to be wild homozygous, mutant homozygous and heterozygous by sequencing analysis as templates. T341C detection primer sets 6 and 10 are the sets that were found to be the best primers as a result of
核酸プローブ:
試験した核酸プローブの塩基配列を表9に示した。核酸プローブは、プラス鎖のものを用いた。核酸プローブは、電極に固定化するために3’末端をチオール修飾した。ネガティブコントロールプローブについては、NAT2遺伝子配列とは全く無関係な配列を示すものを使用した。
Table 9 shows the nucleotide sequences of the nucleic acid probes tested. The nucleic acid probe used was a plus strand. The nucleic acid probe was thiol-modified at the 3 ′ end for immobilization on the electrode. A negative control probe having a sequence completely unrelated to the NAT2 gene sequence was used.
核酸プローブ固定化基体:
核酸プローブ固定化基体は試験5−1と同様に作製した。
Nucleic acid probe immobilization substrate:
The nucleic acid probe-immobilized substrate was prepared in the same manner as in Test 5-1.
核酸プローブは以下の通りに各電極に割り当てた:
1−2電極 ネガティブプローブ(配列番号51)
3−4電極 野生型核酸プローブ 16mer (配列番号71)
5−6電極 野生型核酸プローブ 18mer (配列番号72)
7−8電極 野生型核酸プローブ 19mer (配列番号73)
9−10電極 野生型核酸プローブ 20mer (配列番号74)
11−12電極 変異型核酸プローブ 16mer (配列番号75)
13−14電極 変異型核酸プローブ 17mer (配列番号76)
15−16電極 変異型核酸プローブ 18mer (配列番号77)
17−18電極 変異型核酸プローブ 19mer (配列番号78)
19−20電極 変異型核酸プローブ 20mer (配列番号79)
増幅産物と核酸プローブのハイブリダイゼーション及び検出:
上記増幅によって得られた増幅産物に終濃度2×SSCの塩を添加し、電極に固定化された核酸プローブとハイブリダイゼーション反応させた。反応温度は、55℃で20分間反応させた。その後、45℃で20分洗浄した。この電極を挿入剤であるヘキスト33258溶液を50μM含むリン酸緩衝液中に10分間浸漬した後、洗浄し、ヘキスト33258分子の酸化電流応答を測定した。
Nucleic acid probes were assigned to each electrode as follows:
1-2 electrode Negative probe (SEQ ID NO: 51)
3-4 electrode Wild type nucleic acid probe 16mer (SEQ ID NO: 71)
5-6 electrode Wild type nucleic acid probe 18mer (SEQ ID NO: 72)
7-8 electrode Wild type nucleic acid probe 19mer (SEQ ID NO: 73)
9-10 electrode Wild type nucleic acid probe 20mer (SEQ ID NO: 74)
11-12 electrode Mutant nucleic acid probe 16mer (SEQ ID NO: 75)
13-14 electrode Mutant nucleic acid probe 17mer (SEQ ID NO: 76)
15-16 electrode Mutant nucleic acid probe 18mer (SEQ ID NO: 77)
17-18 electrode Mutant nucleic acid probe 19mer (SEQ ID NO: 78)
19-20 electrode Mutant nucleic acid probe 20mer (SEQ ID NO: 79)
Hybridization and detection of amplification products and nucleic acid probes:
A salt having a final concentration of 2 × SSC was added to the amplification product obtained by the above amplification, and a hybridization reaction was carried out with the nucleic acid probe immobilized on the electrode. The reaction temperature was 55 ° C. for 20 minutes. Thereafter, it was washed at 45 ° C. for 20 minutes. This electrode was immersed in a phosphate buffer containing 50 μM Hoechst 33258 as an intercalating agent for 10 minutes, washed, and the oxidation current response of Hoechst 33258 molecules was measured.
[試験7−1:結果]
結果を図18に示す。図18Aはプライマーセット6の結果であり、図18Bはプライマーセット10の結果である。野生型検出用核酸プローブ(18T、19T)及び、変異型検出用核酸プローブ(17C、18C、19C)で理想的な検出パターンを示した。野生型増幅産物においては、野生型検出用核酸プローブ(18T、19T)から高い信号増加が検出され、変異型検出用核酸プローブ(17C、18C、19C)では非特異的なハイブリが剥離され、信号増加はほとんど見られなかった。同様に、変異型増幅産物においては、変異型検出用核酸プローブ(17C、18C、19C)から高い信号増加が検出され、野生型検出用核酸プローブ(18T、19T)では非特異的なハイブリが剥離され、信号増加はほとんど見られなかった。また、ヘテロ型の増幅産物においては、野生型検出用核酸プローブ(18T、19T)および変異型検出用核酸プローブ(17C、18C、19C)から高い信号増加が検出された。また、T341C検出用プライマーセット6及び10のそれぞれを用いて得られた増幅産物は、ほぼ同一の検出パターンを示した。
[Test 7-1: Results]
The results are shown in FIG. FIG. 18A shows the result of primer set 6, and FIG. 18B shows the result of primer set 10. The wild type detection nucleic acid probe (18T, 19T) and the mutant type detection nucleic acid probe (17C, 18C, 19C) showed ideal detection patterns. In the wild-type amplification product, a high signal increase was detected from the wild-type detection nucleic acid probe (18T, 19T), and the non-specific hybrid was stripped by the mutation-type detection nucleic acid probe (17C, 18C, 19C), and the signal Little increase was seen. Similarly, in the mutant amplification product, a high signal increase was detected from the nucleic acid probe for mutation detection (17C, 18C, 19C), and non-specific hybrids were detached with the nucleic acid probe for wild type detection (18T, 19T). There was little increase in signal. In the hetero amplification product, a high signal increase was detected from the wild type detection nucleic acid probe (18T, 19T) and the mutant type detection nucleic acid probe (17C, 18C, 19C). In addition, amplification products obtained using T341C detection primer sets 6 and 10 showed almost the same detection pattern.
以上の結果、本発明に従って用いられる最適な核酸プローブは、野生型検出用核酸プローブ(18T:配列番号72、19T:配列番号73)及び変異型検出用核酸プローブ(17C:配列番号76、18C:配列番号77、19C:配列番号78)である。 As a result, the optimal nucleic acid probe used in accordance with the present invention is the wild type detection nucleic acid probe (18T: SEQ ID NO: 72, 19T: SEQ ID NO: 73) and the mutant type detection nucleic acid probe (17C: SEQ ID NO: 76, 18C: SEQ ID NO: 77, 19C: SEQ ID NO: 78).
表9には、試験に用いた核酸プローブのTm値を併せて示した。表9から分かるように、本発明において好適に用いられる核酸プローブは、Tm値が61〜69℃、好ましくは66〜68℃である野生型核酸プローブであり、Tm値が58〜70℃、好ましくは63〜69℃である変異型核酸プローブである。 Table 9 also shows the Tm values of the nucleic acid probes used in the test. As can be seen from Table 9, the nucleic acid probe suitably used in the present invention is a wild-type nucleic acid probe having a Tm value of 61 to 69 ° C, preferably 66 to 68 ° C, and a Tm value of 58 to 70 ° C, preferably Is a mutant nucleic acid probe at 63-69 ° C.
[試験8−1:G590A及びG857A検出用プローブ]
PCR-RFLP解析によって野生ホモ型、変異ホモ型、ヘテロ型であると判明したヒトゲノムを鋳型に用い、G590AおよびG857A検出用プライマーセット6を用いて、63℃でLAMP増幅を行った。G590AおよびG857A検出用プライマーセット6は上記試験4の結果、最良のプライマーであることが判明したセットである。得られた増幅産物を、電流検出型のDNAチップで検出した。
[Test 8-1: G590A and G857A detection probe]
LAMP amplification was performed at 63 ° C. using the primer set 6 for detection of G590A and G857A, using the human genome that was found to be wild homozygous, mutant homozygous, and heterozygous by PCR-RFLP analysis as a template. G590A and G857A detection primer set 6 is a set that was found to be the best primer as a result of
ループプライマーによる増幅時間の短縮:
G590A及びG857A検出用プライマーセットは、増幅に1.5時間近くかかる。よって、ループプライマーを導入し、増幅時間の短縮を検証した。ループプライマーは表6に記載のLBプライマー(配列番号80)を用い、25μl反応液中、40pmol添加した。増幅の結果、ループプライマーの導入により1時間以内で増幅することが明らかになった。
Shorten amplification time with loop primers:
The G590A and G857A detection primer sets require nearly 1.5 hours for amplification. Therefore, a loop primer was introduced to verify the shortening of the amplification time. As a loop primer, the LB primer (SEQ ID NO: 80) shown in Table 6 was used, and 40 pmol was added in a 25 μl reaction solution. As a result of amplification, it became clear that amplification was performed within 1 hour by introduction of the loop primer.
DNAチップ検出結果:
ループプライマーを導入して増幅したG590A及びG857A検出用プライマーセット6の増幅産物について、試験5及び6における検討の結果、最適な核酸プローブであることが判明している以下の核酸プローブを用いて検出した。
DNA chip detection results:
Detection of amplification products of G590A and G857A detection primer set 6 amplified by introducing loop primers using the following nucleic acid probes that have been found to be optimal nucleic acid probes as a result of studies in
核酸プローブ:
G590Aについては、表7に示す野生型検出用プローブ(配列番号54)、変異型検出用プローブ(配列番号59)を用い、G857Aについては、表8に示す野生型検出用プローブ(配列番号62)、変異型検出用プローブ(配列番号67)を用いた。G590A検出用核酸プローブはマイナス鎖のもの、G857A検出用核酸プローブはプラス鎖のものを用いた。核酸プローブは、電極に固定化するために3’末端をチオール修飾した。
Nucleic acid probe:
For G590A, the wild type detection probe (SEQ ID NO: 54) and mutant detection probe (SEQ ID NO: 59) shown in Table 7 were used, and for G857A, the wild type detection probe (SEQ ID NO: 62) shown in Table 8 was used. A mutant detection probe (SEQ ID NO: 67) was used. The G590A detection nucleic acid probe was a minus strand, and the G857A detection nucleic acid probe was a plus strand. The nucleic acid probe was thiol-modified at the 3 ′ end for immobilization on the electrode.
核酸プローブ固定化基体:
核酸プローブ固定化基体は試験5−1と同様に作製した。
Nucleic acid probe immobilization substrate:
The nucleic acid probe-immobilized substrate was prepared in the same manner as in Test 5-1.
核酸プローブは以下の通りに各電極に割り当てた:
1−2電極 ネガティブプローブ(配列番号51)
3−4電極 野生型核酸プローブ 26mer (配列番号54)
5−6電極 変異型核酸プローブ 27mer (配列番号59)
7−8電極 野生型核酸プローブ 23mer (配列番号62)
9−10電極 変異型核酸プローブ 26mer (配列番号67)
増幅産物と核酸プローブのハイブリダイゼーション及び検出:
上記試験7と同様の方法で行った。
Nucleic acid probes were assigned to each electrode as follows:
1-2 electrode Negative probe (SEQ ID NO: 51)
3-4 electrode Wild type nucleic acid probe 26mer (SEQ ID NO: 54)
5-6 electrode Mutant nucleic acid probe 27mer (SEQ ID NO: 59)
7-8 electrode Wild type nucleic acid probe 23mer (SEQ ID NO: 62)
9-10 electrode Mutant nucleic acid probe 26mer (SEQ ID NO: 67)
Hybridization and detection of amplification products and nucleic acid probes:
The same method as in
[試験8−1:結果]
結果を図19に示す。G590A野生型検出用プローブ(配列番号54)、変異型検出用プローブ(配列番号59)、G857A野生型検出用プローブ(配列番号62)、変異型検出用プローブ(配列番号67)を用いることで、理想的な検出結果が得られた。
[Test 8-1: Results]
The results are shown in FIG. By using the G590A wild type detection probe (SEQ ID NO: 54), the mutant type detection probe (SEQ ID NO: 59), the G857A wild type detection probe (SEQ ID NO: 62), and the mutation type detection probe (SEQ ID NO: 67), An ideal detection result was obtained.
<検体試料>
本発明が対象とする検体は特に限定される物ではなく、例えば、ヒトから採取した血液、血清、白血球、毛根、口腔粘膜などを用いることができる。これら検体試料から核酸成分の抽出を行い、標的核酸の検出試験に供される試料溶液を調製する。抽出方法は特に限定されないが、例えば、市販の核酸抽出方法QIAamp(QIAGEN社製)、スマイテスト(住友金属社製)等を利用することも可能である。
<Sample sample>
The specimen targeted by the present invention is not particularly limited, and for example, blood, serum, leukocytes, hair roots, oral mucosa and the like collected from humans can be used. Nucleic acid components are extracted from these specimen samples to prepare a sample solution for use in a target nucleic acid detection test. Although the extraction method is not particularly limited, for example, a commercially available nucleic acid extraction method QIAamp (manufactured by QIAGEN), Sumitest (manufactured by Sumitomo Metals) or the like can also be used.
<キット>
本発明の他の側面から、本発明の検出方法に用いるための、LAMP法のための上記プライマーセットを具備するキットが提供される。該キットは、任意に、鎖置換型DNA合成酵素、合成基質、及び緩衝溶液などを具備することができる。
<Kit>
From another aspect of the present invention, there is provided a kit comprising the above primer set for the LAMP method for use in the detection method of the present invention. The kit can optionally include a strand displacement type DNA synthase, a synthetic substrate, a buffer solution, and the like.
他の側面から、LAMP法のための上記プライマーセットによって増幅された増幅産物を検出するための核酸プローブが提供される。さらに、該核酸プローブが固定化された核酸プローブ固定化基体が提供される。該プローブ固定化基体は、好ましくはDNAチップ又はDNAマイクロアレイとして提供される。
また、該核酸プローブ又は核酸プローブ固定化基体をさらに具備する上記キットも提供される。
From another aspect, a nucleic acid probe for detecting an amplification product amplified by the primer set for the LAMP method is provided. Furthermore, a nucleic acid probe-immobilized substrate on which the nucleic acid probe is immobilized is provided. The probe-immobilized substrate is preferably provided as a DNA chip or a DNA microarray.
Also provided is the above kit further comprising the nucleic acid probe or nucleic acid probe-immobilized substrate.
また、本発明の他の態様において、NAT2の一塩基多型G590A、G857A及びT341Cを同時に検出する方法が提供される。本態様においては、上記の通りにG590A、G857A及びT341Cについて別々に増幅工程を行い、その後、増幅産物を混合して混合液を調製する。この混合液を上記と同様の検出方法に供する。本態様に従えば、G590A、G857A及びT341Cについての遺伝子型を同時に検出することができる。 In another embodiment of the present invention, a method for simultaneously detecting NAT2 single nucleotide polymorphisms G590A, G857A and T341C is provided. In this embodiment, as described above, G590A, G857A and T341C are separately subjected to an amplification step, and then the amplification products are mixed to prepare a mixed solution. This mixed solution is subjected to the same detection method as described above. According to this embodiment, the genotypes for G590A, G857A and T341C can be detected simultaneously.
[G590A、G857A、T341Cの同時検出]
G590A、G857A、T341Cを同時に検出する試験を行った。G590A検出用核酸プライマーセット9(試験1−2)、G857A検出用核酸プライマーセット5(試験2)、又はT341C検出用核酸プライマーセット6及び10(試験3)のそれぞれを用いて、ヒトゲノムを63℃で1時間増幅した。ヒトゲノムは、PCR-RFLP解析またはシークエンス解析により、野生ホモ型、変異ホモ型、ヘテロ型であると判明している3種類のヒトゲノムを用いた。増幅反応後、3つの増幅産物を混合し、混合反応液を調製した。
[Simultaneous detection of G590A, G857A, T341C]
A test was performed to detect G590A, G857A, and T341C simultaneously. Using the G590A detection nucleic acid primer set 9 (Test 1-2), G857A detection nucleic acid primer set 5 (Test 2), or T341C detection nucleic acid primer set 6 and 10 (Test 3), the human genome was 63 ° C. For 1 hour. As the human genome, three types of human genomes that were found to be wild homotype, mutant homotype, and heterotype by PCR-RFLP analysis or sequence analysis were used. After the amplification reaction, the three amplification products were mixed to prepare a mixed reaction solution.
核酸プローブ:
この混合反応液を、G590A用の核酸プローブ、G857A用の核酸プローブ、及びT341C用の核酸プローブを用いる検出に供した。用いた核酸プローブは、次の通りである:
G590A 野生型核酸プローブ(配列番号54)、変異型核酸プローブ(配列番号59)、
G857A 野生型核酸プローブ(配列番号62)、変異型核酸プローブ(配列番号67)
T341C 野生型核酸プローブ(配列番号72)、変異型核酸プローブ(配列番号76)
核酸プローブは全てプラス鎖のものを用い、3’末端をチオール修飾した。
Nucleic acid probe:
This mixed reaction solution was subjected to detection using a nucleic acid probe for G590A, a nucleic acid probe for G857A, and a nucleic acid probe for T341C. The nucleic acid probes used are as follows:
G590A wild-type nucleic acid probe (SEQ ID NO: 54), mutant nucleic acid probe (SEQ ID NO: 59),
G857A wild-type nucleic acid probe (SEQ ID NO: 62), mutant nucleic acid probe (SEQ ID NO: 67)
T341C wild-type nucleic acid probe (SEQ ID NO: 72), mutant nucleic acid probe (SEQ ID NO: 76)
All nucleic acid probes were positive strands, and the 3 ′ end was thiol-modified.
プローブ核酸固定化電極の作製:
上記試験5−1に記載の方法と同様にプローブ核酸固定化電極を作製した。
Preparation of probe nucleic acid immobilized electrode:
A probe nucleic acid-immobilized electrode was prepared in the same manner as described in Test 5-1 above.
核酸プローブは以下の通りに各電極に割り当てた:
1−2電極 ネガティブプローブ(配列番号51)
3−4電極 G590A野生型核酸プローブ 26mer (配列番号54)
5−6電極 G590A 変異型核酸プローブ 27mer (配列番号59)
7−8電極 G857A 野生型核酸プローブ 23mer (配列番号62)
9−10電極 G857A 変異型核酸プローブ 26mer (配列番号67)
11−12電極 T341C 野生型核酸プローブ 18mer (配列番号72)
13−14電極 T341C 変異型核酸プローブ 17mer (配列番号76)
増幅産物と核酸プローブのハイブリダイゼーション及び検出:
上記試験7と同様に行った。
Nucleic acid probes were assigned to each electrode as follows:
1-2 electrode Negative probe (SEQ ID NO: 51)
3-4 electrode G590A wild type nucleic acid probe 26mer (SEQ ID NO: 54)
5-6 electrode G590A mutant nucleic acid probe 27mer (SEQ ID NO: 59)
7-8 electrode G857A wild type nucleic acid probe 23mer (SEQ ID NO: 62)
9-10 electrode G857A mutant nucleic acid probe 26mer (SEQ ID NO: 67)
11-12 electrode T341C wild type nucleic acid probe 18mer (SEQ ID NO: 72)
13-14 electrode T341C mutant nucleic acid probe 17mer (SEQ ID NO: 76)
Hybridization and detection of amplification products and nucleic acid probes:
It carried out similarly to the said
[結果]
結果を図20に示す。図20Aはプライマーセット9,5,6を用いた結果であり、図20Bはプライマーセット9,5,10を用いた結果である。G590A、G857A、T341Cの各型において、理想的な検出パターンを示した。このことから、DNAチップを用いてG590A、G857A、T341Cを同時検出できることが示された。
[result]
The results are shown in FIG. FIG. 20A shows the results using primer sets 9, 5, and 6, and FIG. 20B shows the results using primer sets 9, 5, and 10. An ideal detection pattern was shown for each type of G590A, G857A, and T341C. This indicates that G590A, G857A, and T341C can be detected simultaneously using a DNA chip.
1…基体、2…固定化領域、11…基体、12…電極、13…パット
DESCRIPTION OF
Claims (13)
標的核酸の5’末端側から順にF3領域、F2領域及びF1領域、及び3’末端側から順にB3c領域、B2c領域及びB1c領域とし、
核酸プライマーが3’末端側に前記F2領域と同じ配列を有し且つ5’末端側に前記F1領域と相補的な配列を有するFIPプライマー、前記F3領域と同じ配列から成るF3プライマー、3’末端側に前記B2c領域と相補的な配列を有し且つ5’末端側に前記B1c領域と同じ配列を有するBIPプライマー、及び、前記B3c領域と相補的な配列から成るB3プライマーである場合に、
表5に記載されたプライマーセット1〜10から選択されるFIPプライマー及びBIPプライマー、
前記FIPプライマー及びBIPプライマーが表5のプライマーセット1〜5及び10から選択される場合に配列番号39の配列から成り、前記FIPプライマー及びBIPプライマーが表5のプライマーセット6〜9から選択される場合に配列番号41の配列から成るF3プライマー、及び、
配列番号40の配列から成るB3プライマー、
を具備する、核酸プライマーセット。 A nucleic acid primer set for LAMP amplification for detecting the genotype of the single nucleotide polymorphism T341C of the human NAT2 gene,
F3 region, F2 region and F1 region in order from the 5 ′ end side of the target nucleic acid, and B3c region, B2c region and B1c region in order from the 3 ′ end side,
A FIP primer having a nucleic acid primer having the same sequence as the F2 region on the 3 ′ end side and a sequence complementary to the F1 region on the 5 ′ end side, an F3 primer comprising the same sequence as the F3 region, and a 3 ′ end In the case of a BIP primer having a sequence complementary to the B2c region on the side and a BIP primer having the same sequence as the B1c region on the 5 ′ end side, and a B3 primer consisting of a sequence complementary to the B3c region,
FIP primers and BIP primers selected from the primer sets 1 to 10 listed in Table 5,
When the FIP primer and BIP primer are selected from the primer sets 1 to 5 and 10 of Table 5, the sequence consists of the sequence of SEQ ID NO: 39, and the FIP primer and BIP primer are selected from the primer sets 6 to 9 of Table 5 Optionally an F3 primer consisting of the sequence SEQ ID NO: 41, and
B3 primer consisting of the sequence of SEQ ID NO: 40,
A nucleic acid primer set comprising:
前記野性型核酸プローブが、野生型の増幅産物と相補的であり、61〜69℃のTm値を有し、且つ、前記一塩基多型T341C部位がその末端から3塩基以上内側に位置することを特徴とし、
前記変異型核酸プローブが、変異型の増幅産物と相補的であり、58〜70℃のTm値を有し、且つ、前記一塩基多型T341C部位がその末端から3塩基以上内側に位置することを特徴とする、請求項4に記載のキット。 A wild type nucleic acid probe and a mutant type nucleic acid probe for detecting an amplification product obtained by amplifying a target nucleic acid using the nucleic acid primer set;
The wild-type nucleic acid probe is complementary to a wild-type amplification product, has a Tm value of 61-69 ° C., and the single nucleotide polymorphism T341C site is located at least 3 bases from the end. Features
The mutant nucleic acid probe is complementary to the mutant amplification product, has a Tm value of 58 to 70 ° C., and the single nucleotide polymorphism T341C site is located 3 or more bases from the end. The kit according to claim 4, wherein
得られた増幅産物に含まれる、野生型の増幅産物と変異型の増幅産物のそれぞれの量を測定し、比較する工程と
を具備する、ヒトNAT2遺伝子の一塩基多型T341Cにおける遺伝子型の検出方法。 Amplifying a target nucleic acid using the nucleic acid primer set according to any one of claims 1 to 3,
Genotype detection in the single nucleotide polymorphism T341C of the human NAT2 gene comprising the steps of measuring and comparing the amount of each of the wild-type amplification product and the mutant-type amplification product contained in the obtained amplification product Method.
該核酸プローブが、前記野生型の増幅産物と相補的な野性型核酸プローブ、及び、前記変異型の増幅産物と相補的な変異型核酸プローブであることを特徴とする、請求項8に記載の検出方法。 The measurement of the amplification product is performed by hybridizing the nucleic acid probe immobilized on the substrate and the amplification product, and measuring the amount of the amplification product bound to the nucleic acid probe,
9. The nucleic acid probe according to claim 8, wherein the nucleic acid probe is a wild-type nucleic acid probe complementary to the wild-type amplification product and a mutant nucleic acid probe complementary to the mutant-type amplification product. Detection method.
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