JP4538637B2 - アポリポタンパクe遺伝子多型検出方法、アポリポタンパクe遺伝子多型のゲノタイプ判定方法及び試薬 - Google Patents
アポリポタンパクe遺伝子多型検出方法、アポリポタンパクe遺伝子多型のゲノタイプ判定方法及び試薬 Download PDFInfo
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Description
先ず、セプラテック社のSepracell-MN gradientsを用いて血液から白血球を取り出す。次いで、白血球を5%のSDSと100μg/mlのプロテイナーゼKで55℃、16時間処理する。そして、フェノール抽出を行い、その後エタノールでDNAを精製する。
上記方法により抽出したDNAから、既に報告されている(非特許文献6)の塩基配列を用いた下記のApoE遺伝子に特異的なプライマー対(pair of primers)を用いて、PCRによってApoE特定の領域を増幅する。増幅は、Taqポリメラーゼ(Parkin Elmer Cetus社)を用い、その供給元の指定の条件に従って行う。
a)プライマー対
F4(5’−ACAGAATTCGCCCCCGGCCTGGTACAC−3’)
F6(5’−TAAGCTTGGCACGGCTGTCCAAGGA−3’)
b)PCR反応混合物
白血球より抽出したゲノムDNA: 1μg
プライマー対: 1μM
DMSO(dimethyl sulfoxide): 10%
Taqポリメラーゼ: 0.025units/μl
総反応量: 30μl
c)PCRサイクルの条件
95℃、5分間(変性)
次いで、以下のサイクルを30回繰り返す。
95℃,1分間(変性)
60℃,1分間(プライマーアニーリング)
70℃,2分間(伸長反応)
上記PCR条件にて増幅されたDNAフラグメントの量は約300ngである。
RFLPによってApoE遺伝子多型のゲノタイピングを行なうために、上記PCR産物に直接制限酵素HhaIを5nuit加え、37℃で3時間以上反応させて、該制限酵素による切断を行う。非特許文献5には、斯かる方法で、ほとんどのDNA試料において切断が成功したと記述されている。
制限酵素HhaIによるDNA制限断片を8%非変性ポリアクリルアミドゲル (polyacrylamaide non-denaturing gel)(厚さ1.5mm×長さ25cm)で3時間電気泳動する。電気泳動後のゲルをエチジウムブロマイドで処理した後、DNA制限断片のパターンをUV照射により可視化してゲノタイピングを行う。
F5’−TCCAAGGAGCTGCAGGCGGCGCA
R5’−GCCCCGGCCTGGTACACTGCCA
を用いてPCRにて218bpのApoE遺伝子特異的な領域を増幅し、2種類の制限酵素AflIII、HaeIIを用いて断片化する。そして、このDNA断片をアガロースゲル電気泳動で分離して、DNA制限断片の長さからApoE遺伝子多型のゲノタイピングを行うことを開示する。この方法によれば、それぞれE3、E2、E4に特異的な145bp、168bp、195bpのDNA制限断片が得られる。しかしながら、本発明者の検討によれば、詳しくは後述するように、斯かる方法は、機械化、製品化を考慮すると、正確性、信頼性の点で満足ゆくものではなかった。
Corder E.H., Saunders A.M., Strittmatter W.J., Schmechel D.E., Gaskell P.C., Small G.W., Roses A.D., Haines J.L., Pericak-Vance M.A. Gene dose of apolipoprotein E type 4 allele and the risk of Alzheimer's disease in late onset families. Science 1993 Aug 13;261(5123):921-3 Ueki A., Kawano M., Namba Y., Kawakami M., Ikeda K. A high frequency of apolipoprotein E4 isoprotein in Japanese patients with late-onset nonfamilial Alzheimer's disease. Neurosci Lett 1993 Dec 12;163(2):166-8 Saunders A. M., Strittmatter W. J., Schmechel D., St. George-Hyslop P. H., Pericak-Vance M. A., Joo S. H., Rosi B. L., Gusella J. F., Crapper-MacLachlan D. R., Alberts M. J., Hulette C., Crain B., Goldgaber D., Roses A. D. Association of apolipoprotein E allele E4 with late-onset familial and sporadic Alzheimer's disease. Neurology 1993;43:1467-1472. Eichner J.E., Dunn S.T., Perveen G., Thompson D.M., Stewart K.E., Stroehla B.C. Apolipoprotein E polymorphism and cardiovascular disease: a HuGE review. Am J Epidemiol 2002 Mar 15;155(6):487-95 James E. H. and Daniel T. V. Restriction of human apolipoprotein E by gene amplification and cleavage with HhaI. J. Lipid. Res .1990; 31: 545-548. Emi M., L. L. Wu ,M. A. Robertson, R. L. Myers,R. A. Hegele, R. R. Williams,R. White, and J-M. Lalouel. Genotyping and sequence analysis of apolipoprotein E isoforms. Genomics. 1988; 3: 373-379. Murphy G. M. Jr., Taylor J., Kraemer H. C., et al. No association between apolipoprotein E ε4 allele and rate of decline in Alzheimer's disease. Am. J. Psychiatry. 1997; 154: 603-608. Nakagawa Y. and Ogomori K. A Simple Detection Method for Apolipoprotein E ε4 Allele. Int. Med. J. 2000; 7(3): 201-202 Vicente G., Concepcio F., Isabel H., et al. An Enzyme-Linked Immunosorbent Assay Method to Measure Human Apolipoprotein E Levels Using Commercially Available Reagents. Anal. Biochem. 1994; 223: 212-217 Zivelin, A., Rosenberg, N., Peretz, H., Amit, Y., Kornbrot, N., and Seligsohn, U., Improved Method for Genotyping Apolipoprotein E Polymorphisms by a PCR-Based Assay Simultaneously Utilizing Two Distinct Restriction Enzymes. Clinical Chemistry, 43, No9, 1657-1659, 1997
AE−F1プライマー(配列番号1):
5’−AATCGGAACTGGAGGAACAACTG−3’
AE−R1プライマー(配列番号2):
5’−GCCCGCACGCGGCCCTGTTC−3’
本発明にて用いることが可能である制限酵素は下記の条件を満たす。
ApoE遺伝子多型の判定に必要なDNA断片長は、使用する第1、第2の制限酵素によって変化するため、ApoEの多型領域の増幅に必要なプライマー対の設計は、切断されたDNA断片を分離する際に、いずれかのApoE遺伝子多型に特異的なDNA断片のパターンが形成されるように行われなければならない。以下、第1、第2の制限酵素として、上記制限酵素の組み合わせ、つまりAflIII及びHaeIIの2種類を使用する場合(以下「本実施例」という。)に即して説明する。
ここで、図2、図3、図5、図7を参照して、コドン112の一塩基多型部位を含む認識配列での切断位置(以下「第1の切断位置」という。)より上流の配列(配列A)のみを含むDNA断片を「DNA断片A」、コドン158の一塩基多型部位を含む認識配列での切断位置(以下「第2の切断位置」という。)より下流の配列(配列B)のみを含むDNA断片を「DNA断片B」、第1の切断位置と第2の切断位置との間の配列(配列C)のみを含むDNA断片を「DNA断片C」、配列A及び配列Cを含むDNA断片を「DNA断片D」、前記配列B及び配列Cを含むDNA断片を「DNA断片E」とする。
下流側プライマーは、図2中領域bで示す如く、第2の切断位置より、30bp以上、202bp以下の下流の位置(即ち、第2の切断位置より30〜202bp下流の位置)に5’末端を設定する。このような下流側プライマーは、ApoE遺伝子に特異的であり、Tmが上流側のプライマーと同程度ものであればよい。これに限定されるものではないが、プライマーの長さに関しては、プライマーのPCRの特性、他のゲノムの領域における特異性を考慮して、20〜25merが好適である。
E2(第1の切断位置が切断され、第2の切断位置が切断されない)に特異的なDNA断片Eの長さは(B1+145)bp=175〜180bpのいずれかとなる。最下流側のDNA断片B1は、E3及びE4(第2の切断位置が切断される)の場合に生成され、その長さは30bp〜35bpのいずれかとなる。これらの断片は、長さが50bp以下となり短いため、DNA分離法によっては同定不可能となる。E3(第1の切断位置及び第2の切断位置でともに切断される)に特異的なDNA断片Cの長さは145bpとなる。又、E4(第1の切断位置で切断されず、第2の切断位置で切断される)に特異的なDNA断片Dの長さは(A+145)bpとなる。このように、各ApoE遺伝子多型に特異的なDNA断片C、D、Eの長さは互いに重なることはなく、又DNA断片B1の長さも、各ApoE遺伝子多型に特異的なDNA断片のいずれにも重ならないので、ApoE遺伝子多型の判別は容易である。
この場合、E2に特異的なDNA断片Eの長さは180bpとなる。E3及びE4の場合に35bpのDNA断片が生成される。E3に特異的なDNA断片Cの長さは145bpとなり、E4に特異的なDNA断片Dの長さは(A+145)bpとなる。又、いずれのApoE遺伝子多型においても、DNA断片B2が生成されるが、その長さは最長でも20bp以下である(長さが18bp以下の長さのDNA断片、或いは長さが18bpの断片及び長さが13bp以下の断片)。このように、各ApoE遺伝子多型に特異的なDNA断片C、D、Eの長さは互いに重なることはなく、又35bpのDNA断片及びDNA断片B2の長さも、各ApoE遺伝子多型に特異的なDNA断片のいずれにも重ならないので、ApoE遺伝子多型の判別は可能である。尚、上述のように、35bpのDNA断片及びDNA断片B2は、長さが短いため分離法によっては同定不可能となる。
この場合、E2に特異的なDNA断片Eの長さは180bpとなる。E3及びE4の場合に35bpのDNA断片が生成される。E3に特異的なDNA断片Cの長さは145bpとなり、E4に特異的なDNA断片Dの長さは(A+145)bpとなる。又、いずれのApoE遺伝子多型においても、18bp、13bpのDNA断片が生成される。35bpのDNA断片及び18bp、13bpのDNA断片は、長さが短いためDNA分離法によっては同定不可能となる。更に、いずれのApoE遺伝子多型においても最下流側DNA断片B3が生成され、その長さは最長でも136bp以下(好ましくは120bp以下)となる。ここで、(a)DNA断片B3がDNA断片Aと分離可能な場合は、DNA断片AがE2及びE3で生成され、E4では生成されないので、DNA断片Aは、ApoE遺伝子多型の判別の根拠の一つとして利用可能となる。一方、(b)DNA断片B3とDNA断片Aとが分離可能でない場合、DNA断片Aの有無の情報はApoE遺伝子多型の判定に利用できないが、180bp(DNA断片E)、145bp(DNA断片C)、(A+145)bp(DNA断片D)のDNA断片が、それぞれE2、E3、E4に特異的であるので、これらの有無のみでもApoE遺伝子多型の判別は可能、且つ、容易である。
X(%)=[(α−2β)/α]×100
となる。即ち、ヘテロ二本鎖に特異的なDNA断片の生成しないE2/E3の場合は、ヘテロ二本鎖以外の二本鎖のみに由来する各DNA断片の量(測定値)(ヘテロ二本鎖以外の二本鎖全体の量はその2倍と推定できる。)と、80bpのDNA断片の量(測定値)(即ち、反応DNA全量)とから、ヘテロ二本鎖の生成割合を求める。
180bpの(DNA断片E)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α+(α×X×0.01)
145bp(DNA断片C)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
106bp(DNA断片A)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×2×α+(α×X×0.01)
35bp(DNA断片B1)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
により各DNA断片の量を推定することができる。
X(%)=[(α−2β)/α]×100
となる。そして、上記E2/E3の場合と同様に考えて、各DNA断片の推定量は、下記、
251bp(DNA断片D)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α+(α×X×0.01)
145bp(DNA断片C)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
106bp(DNA断片A)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
35bp(DNA断片B1)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×2×α+(α×X×0.01)
となる。
X(%)=γ/α×100
となる。即ち、ヘテロ二本鎖に特異的な断片の生成するE2/E4の場合は、ヘテロ二本鎖のみに由来するDNA断片の量(測定値)と、80bpのDNA断片(DNA断片B3)の量(測定値)(即ち、反応DNA全量)とから、ヘテロ二本鎖の生成割合を求めることができる。
X(%)=[(α−2β)/α]×100
となる。
251bp(DNA断片D)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
180bp(DNA断片E)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
106bp(DNA断片A)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
35bp(DNA断片B1)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×α
となる。
X(%)=[(α’−3β)/(α’−β)]×100
となる。即ち、E2/E2二本鎖及びヘテロ二本鎖からはDNA断片B3(表中35(b))のみが生成するが、E3/E3二本鎖からはDNA断片B1(表中35(a))及びDNA断片B3(表中35(b))が生成する。このE3/E3二本鎖から生成するDNA断片B1(表中35(a)))の量は、E3/E3二本鎖のみから生成する145bpのDNA断片(DNA断片C)の量と同じである(表中35(b)も同じ量である)ので、35bpのDNA断片の量(α’)からβを差し引いたものが、反応DNA全量となる。つまり、35bpのDNA断片の量α’は、表1を参照して説明した例における(α+β)に相当する。
180bpの(DNA断片E)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’−β)+[(α’−β)×X×0.01]
145bp(DNA断片C)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’−β)
106bp(DNA断片A)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×2×(α’−β)
+[(α’−β)×X×0.01]
により各DNA断片の量を推定することができる。
X(%)=[(α’’/2)−2β]/(α’’/2)]×100
となる。即ち、E3/E3二本鎖、E4/E4二本鎖及びヘテロ二本鎖の全てから、DNA断片B1(表中35(a))及びDNA断片B3(表中35(b))が生成する。従って、35bpのDNA断片の量(α’’)の1/2が反応DNA全量となる。つまり、35bpのDNA断片の量α’’は、表2を参照して説明した例における2αに相当する。
251bp(DNA断片D)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’’/2)+[(α’’/2)×X×0.01]
145bp(DNA断片C)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’’/2)
106bp(DNA断片A)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’’/2)
となる。
X(%)=γ/(α’−β)×100
となる。即ち、E2/E2二本鎖及びヘテロ二本鎖からはDNA断片B3(表中35(b))のみが生成するが、E4/E4二本鎖からは、DNA断片B1(表中35(a))及びDNA断片B3(表中35(b))が生成する。このE4/E4二本鎖から生成するDNA断片B1(表中35(a)))の量は、E4/E4二本鎖のみから生成する251bpのDNA断片(或いは、E2/E2二本鎖からのみ生成する106bp、180bpのそれのDNA断片)の量と同じであるので、35bpのDNA断片の量(α’)からβを差し引いたものが、反応DNA全量となる。つまり、35bpのDNA断片の量α’は、表3の場合の(α+β)に相当する。
X(%)=[(α’−3β)/(α’−β)]×100
となる。
251bp(DNA断片D)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’−β)
180bp(DNA断片E)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’−β)
106bp(DNA断片A)の推定量:
{[(100−X)×0.01]/2}×(α’−β)
により各DNA断片の量を推定することができる。
F5’−TCCAAGGAGCTGCAGGCGGCGCA
R5’−GCCCCGGCCTGGTACACTGCCA
を用いてApoE遺伝子特異的な領域を増幅し、2種類の制限酵素AflIII、HaeIIを用いて断片化する。そして、図27に示すように、それぞれE3、E2、E4に特異的な145bp、168bp、195bpのDNA制限断片が得られる。
[DNA抽出]
先ず、ヒト検体の血液を試料として、白血球由来のゲノムDNAを抽出する。ここでは、プロメガ社のDNA精製キットであるWizard Plus Midipreps DNA Purification Systemを用いて、末梢血液から白血球を分離し、その白血球からゲノムDNAを抽出した。各検体毎に、PCR法によるApoE遺伝子の多型領域の増幅に十分量のゲノムDNAを抽出した。抽出の操作は付属のプロトコールに従って行った。
上記方法により抽出したゲノムDNAをテンプレートとして、下記の条件にてPCR法によりApoE遺伝子の多型領域を増幅した。尚、プライマー対は、DNA(オリゴヌクレオチド)合成装置により合成して得た。又、耐熱性DNAポリメラーゼとしては、Taqポリメラーゼ(Parkin Elmer Cetus社)を用いた。
a)プライマー対
AE−F1(5’−AATCGGAACTGGAGGAACAACTG−3’)
・・・・・(配列番号1)
AE−R1(5’−GCCCGCACGCGGCCCTGTTC−3’)
・・・・・(配列番号2)
b)PCR反応混合物
白血球より抽出したゲノムDNA: 50ng
プライマー対: 1μM
dNTP 200μM
緩衝液(10倍濃縮標準PCR緩衝液) 1μl
DMSO(dimethyl sulfoxide): 10%
Taqポリメラーゼ: 0.025units/μl
総反応量: 10μl
c)PCRサイクルの条件
94℃,1分間(変性)
次いで、下記のサイクルを35回繰り返す。
94℃,30秒間(変性)
60℃,30秒間(プライマーアニーリング)
72℃,1分間(伸長反応)
次いで、次の条件で最終的に2本鎖を形成する。
72℃,5分間(最終伸長反応)
上記PCR条件にて増幅されたDNAフラグメントの量は約100ngであった。
本発明のApoE遺伝子多型検出方法に、代表的ないくつかの電気泳動法を適用可能であるか確認した。それぞれの電気泳動法に関する詳細な実験方法を以下に述べる。
約50〜100ngのPCR産物、制限酵素AflIII(New England biolabs社:以下同様。)(3unit)及びHaeII(New England biolabs社:以下同様。)(6unit)、1×NEBuffer 3、1×BSAを含む反応溶液を、全量が10μlになるように調製し、37℃で2時間以上反応させた。反応液全量を4%アガロースゲル(厚さ7mm×長さ6cm)のウェルに充填し、100Vで30分間電気泳動した。泳動終了後ゲルをエチジウムブロマイドで染色し、UV照射によりバンドを記録した。代表的なDNA制限断片の分離結果を図9に示す。図中左端のレーンはマーカー、次いで左から順にE2/E3、E2/E3、E3/E4、E4/E4の各ゲノタイプのDNA制限断片の分離パターンを示す。
約10〜20ngのPCR産物、制限酵素AflIII(3unit)及びHaeII(6unit)、1×NEBuffer 3、1×BSAを含む反応溶液を、全量が10μlになるように調製し、37℃で30分以上反応させた。その後50mM EDTAを2.5μl加え、制限酵素を失活させた。各サンプルについて、上記反応液の1μlを、測定用のマイクロチップとしてDNA 500 LabChip(登録商標)及びDNA 1000 LabChip(登録商標)(マイクロチップ及び付属試薬キット)を用いたAgilent2100によるDNA制限断片の分離、検出に供した。測定手順は、装置供給元の指示に従った。DNA制限断片の分離結果は、当該装置に接続されたコンピュータのディスプレイ上に表示される。代表的なDNA制限断片の分離結果を図10に示す。図中上から順に、E2/E3、E3/E4、E3/E3、E4/E4の各ゲノタイプのDNA制限断片の分離パターンを示す。
各サンプルについて、上記b)と同様にして制限酵素を作用させた後該制限酵素を失活させた反応溶液の1μlを、下記の条件での日立SV1210によるDNA制限断片の分離、検出に供した。
測定用マイクロチップ: i−チップ IC−1100
試薬キット: IC−9101
測定手順は、装置供給元の指示に従った。DNA制限断片の分離結果は、当該装置に接続されたコンピュータのディスプレイ上に表示される。代表的なDNA制限断片の分離結果を図11、図23〜図25に示す。図11中上から順に、図中に付記したように、E2/E3、E3/E4、E3/E3、E4/E4の各ゲノタイプのDNA制限断片の分離パターンを示す。同様に図23〜25についても、それぞれの結果がいずれのゲノタイプのDNA制限断片パターンを示すかは図中に付記したとおりである。図11、図23は、50bpの内部標準を用いた例を示し、図24及び図25は、10bpの内部標準を用いた場合を示す。
キャピラリー電気泳動に供するサンプルの調製のために、上記PCRを行うに際し、PCR反応混合物中のdNTPとして、R6G,R110で蛍光ラベルされたもの(Applied Biosystems社製)を用いた。その後、上記a)のアガロースゲル電気泳動の場合と同様にしてPCR産物を制限酵素で処理した。各サンプルについて、得られた反応溶液の5μlを、下記の条件でのABI3100によるDNA制限断片の分離、検出に供した。
キャピラリー: 3100 Capillary Array 36cm
セパレーションポリマー: 3100 POP−6
試薬キット: DNA Sequencing Kit(BigDye Terminator
Ver. 3 Cycle Suquencing Ready Reaction)
測定手順は、装置供給元の指示に従った。DNA制限断片の分離結果は、当該装置に接続されたコンピュータのディスプレイ上に表示される。代表的なDNA制限断片の分離結果を図12に示す。図中上から順にE2/E3、E3/E4、E4/E4、E3/E3の各ゲノタイプのDNA制限断片の分離パターンを示す。
比較例として、非特許文献5に記載される方法に従って、同一検体由来のゲノムDNAからApoE遺伝子の多型領域を増幅し、制限酵素HhaIを用いてDNA制限断片を得、上記a)〜d)における各DNA分離方法(アガロースゲル電気泳動、Agilent2100、日立SV1210、ABI3100)によりDNA制限断片を分離した。アガロースゲル電気泳動法、ABI3100(キャピラリー電気泳動)によっては、有意なDNA制限断片の分離パターンを得ることはできなかった。Agilent2100、日立SV1210による代表的なDNA制限断片の分離結果を、それぞれ図14、図15に示す。図14中上から順に、E2/E3、E3/E3、E3/E4、E4/E4の各ゲノタイプであることが既知のDNA制限断片の分離パターンを示す。又、図15中上から順に、E3/E3、E3/E3、E3/E3、E3/E4、E2/E3、E3/E3、E3/E3、E3/E3、E3/E3の各ゲノタイプであることが既知のDNA制限断片についての結果を示す。
a)汎用性
本実施例では、本発明に従ってゲノムDNAからApoE遺伝子に特異的なプライマー対、より具体的には、配列番号1及び2の新規プライマー対を用いてPCR法によりApoE遺伝子の多型領域を増幅する。そして、増幅したDNA産物を、本発明にて特徴的な2種類の制限酵素の組み合わせ、より具体的にはAflIIIとHaeIIとで切断する。これらのプライマー対及び制限酵素を用いることによって、上述のように、従来の制限酵素HhaIを用いる方法よりも長いDNA制限断片が出現する。
本発明に従えば、典型的には、アガロースゲル電気泳動を用いる場合で、染色体DNAをテンプレートにしたPCRから、ApoE遺伝子多型のタイピングの結果が判別するまで約3時間と、非特許文献5に記載される従来の方法に比較して、ゲノタイピングにかかる時間を大幅に短縮することができる。上述の近年開発された種々のDNA分離方法を用いれば、更に時間を短縮することができる。又、斯かる従来の方法において用いられるポリアクリルアミドゲル電気泳動法に比較して、アガロースゲル電気泳動、その他上記各種のDNA分離方法は操作が極めて簡便である。
本発明に従って得たApoE遺伝子多型のタイピング結果の正確性を確認するために、本発明に従って上述のようにアガロースゲル電気泳動、Agilent2100、日立SV1210、ABI3100によるApoE遺伝子多型のゲノタイピングに供したものと同一検体からのサンプルについて、従来汎用されてきた非特許文献5に記載の方法(PCR−RFLP法)に従ってゲノムDNAからApoE遺伝子の多型領域を増幅し、増幅したDNAを制限酵素HhaIを用いて切断し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法によりApoE遺伝子多型をゲノタイピングした結果との比較を行った。その結果、96例のサンプルを用いた一致率は100%であった。
上述のように、本発明は、近年開発された種々のDNA分離装置にも適用可能である。例えば、PCRにおいて蛍光ラベルされたdNTPを使用することによりABI等のキャピラリー電気泳動によってApoE遺伝子多型のゲノタイピングが可能であり、従って、大量のサンプルを迅速、且つ、自動でタイピングすることができる。又、例えば、日立SV1210のシステムでは、マイクロチップへの泳動ゲルの分注と充填、内部標準マーカー及びサンプルの分注を短時間で行う分注ロボットの使用が可能であり、ApoE遺伝子多型のゲノタイピングの高速大量化が可能である。
(A)RFLPのDNA制限断片を検出し易くなる。
(B)加えて、上記(A)によって検出方法の汎用性が広がり、自動処理化にあいまって高速大量処理化が可能になる。又、機械化、製品化に際しての正確性、信頼性を更に向上させることができる。
(C)DNAを直接タイピングすることによって、抗体法(非特許文献9)を用いるようなタンパク質のタイピング法に比較して擬陽性(false-positive)が大幅に減少し、それによってタイピングの正確性を増すことができる。
(D)例えば、アルツハイマー型痴呆、その他の心血管疾患など、ApoE遺伝子多型が関連する疾患の診断、治療にとって有用な情報となるゲノタイピングという臨床検査を行う上で、上記各点は極めて重要な要素であり、本発明によれば、斯かる有用な情報を正確、且つ、迅速に提供することができる。
Claims (37)
- アポリポタンパクE遺伝子に特異的なプライマー対を用いてDNAを増幅する段階、
増幅したDNAを、アポリポタンパクE遺伝子のコドン112の一塩基多型部位を認識配列に含む第1の制限酵素と、アポリポタンパクE遺伝子のコドン158の一塩基多型部位を認識配列に含む第2の制限酵素と、を用いて、前記コドン112の一塩基多型部位を含む認識配列での第1の切断位置及び前記コドン158の一塩基多型部位を含む認識配列での第2の切断位置で切断する段階、
切断したDNA断片を分離する段階、
分離されたDNA断片を検出する段階、
を含み、
前記プライマー対及び前記第1、第2の制限酵素は、それぞれのアポリポタンパクE遺伝子多型に特異的なそれぞれ100bp以上のDNA断片を生成し得るように選択され、前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より、60bp以上、136bp以下の上流の位置に5’末端が設定され、前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より70bp以上の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とするアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。 - 前記第1、第2の制限酵素はいずれも、前記コドン112の一塩基多型部位を含む認識配列と、前記コドン158の一塩基多型部位を含む認識配列との間に切断位置を持たないことを特徴とする請求項1のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記第1の制限酵素は前記増幅したDNAにおいてアポリポタンパクE遺伝子のコドン112の一塩基多型部位を含む認識配列より上流に切断位置を持たず、前記第2の制限酵素は前記増幅したDNAにおいてアポリポタンパクE遺伝子のコドン158の一塩基多型部位を含む認識配列より上流に切断位置を持たないことを特徴とする請求項2のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記第1の制限酵素は塩基配列ACRYGT(RはA又はG、YはC又はT)を認識して切断し、前記第2の制限酵素は塩基配列RGCGCY(RはA又はG、YはC又はT)を認識して切断することを特徴とする請求項1、2又は3のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記第1の制限酵素はAflIII、前記第2の制限酵素はHaeIIであることを特徴とする請求項4のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- アポリポタンパクE遺伝子に特異的なプライマー対を用いてDNAを増幅する段階、
増幅したDNAを2種類の制限酵素を用いてアポリポタンパクE遺伝子のコドン112の一塩基多型部位を含む認識配列での第1の切断位置及びアポリポタンパクE遺伝子のコドン158の一塩基多型部位を含む認識配列での第2の切断位置で切断する段階、
切断したDNA断片を分離する段階、
分離されたDNA断片を検出する段階、
を含み、
前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より、60bp以上、136bp以下の上流の位置に5’末端が設定され、前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より70bp以上の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とするアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。 - 前記2種類の制限酵素のうち一方は塩基配列ACRYGT(RはA又はG、YはC又はT)を認識して切断し、他方は塩基配列RGCGCY(RはA又はG、YはC又はT)を認識して切断することを特徴とする請求項6のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記2種類の制限酵素は、AflIII及びHaeIIであることを特徴とする請求項7のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- それぞれのアポリポタンパクE遺伝子多型に特異的なそれぞれ100bp以上のDNA断片が生成されることを特徴とする請求項6、7又は8のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より90bp以上の上流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より100bp以上の上流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より120bp以下の上流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より202bp以下の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜12のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より100bp以上の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜13のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より185bp以下の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜14のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より156bp以下の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項1〜15のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 前記プライマー対の各プライマーは、それぞれ下記の塩基配列、
AATCGGAACTGGAGGAACAACTG(配列番号1)
GCCCGCACGCGGCCCTGTTC(配列番号2)
を有するオリゴヌクレオチドであることを特徴とする請求項1〜16のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。 - 切断したDNA断片を電気泳動で分離することを特徴とする請求項1〜17のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法。
- 請求項1〜18のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型検出方法により検出したDNA断片長の存否の組み合わせからアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプを判定することを特徴とするアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。
- 前記第1の切断位置より上流の配列Aのみを含むDNA断片を断片A、前記第2の切断位置より下流の配列Bのみを含むDNA断片を断片B、前記第1の切断位置と前記第2の切断位置との間の配列Cのみを含むDNA断片を断片C、前記配列A及びCを含むDNA断片を断片D、前記配列B及びCを含むDNA断片を断片Eとしたとき、断片C、断片D及び断片Eの存否をアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプの判定に用い、
(a)断片Eのみの存在によりゲノタイプE2/E2を判定し、
(b)断片Cのみの存在によりゲノタイプE3/E3を判定し、
(c)断片Dのみの存在によりゲノタイプE4/E4を判定し、
(d)断片E及び断片Cのみの存在によりゲノタイプE2/E3を判定し、
(e)断片D及び断片Eのみの存在によりゲノタイプE2/E4を判定し、
(f)断片D及び断片Cのみの存在によりゲノタイプE3/E4を判定する、
ことを特徴とする請求項19のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。 - 前記第1の切断位置より上流の配列Aのみを含むDNA断片を断片A、前記第2の切断位置より下流の配列Bのみを含むDNA断片を断片B、前記第1の切断位置と前記第2の切断位置との間の配列Cのみを含むDNA断片を断片C、前記配列A及びCを含むDNA断片を断片D、前記配列B及びCを含むDNA断片を断片Eとしたとき、断片A、断片C、断片D及び断片Eの存否をアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプの判定に用い、
(a)断片E及び断片Aのみの存在によりゲノタイプE2/E2を判定し、
(b)断片C及び断片Aのみの存在によりゲノタイプE3/E3を判定し、
(c)断片Dの存在及び断片Aの非存在によりゲノタイプE4/E4を判定し、
(d)断片E、断片C及び断片Aのみの存在によりゲノタイプE2/E3を判定し、
(e)断片D、断片E及び断片Aのみの存在によりゲノタイプE2/E4を判定し、
(f)断片D、断片C及び断片Aのみの存在によりゲノタイプE3/E4を判定する、
ことを特徴とする請求項19のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。 - 更に、前記配列A、配列B及び配列Cを含むヘテロ二本鎖の存否をアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプの判定に用い、該ヘテロ二本鎖の存在によりゲノタイプE2/E4を判定することを特徴とする請求項20又は21のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。
- 更に、アポリポタンパクE遺伝子多型E2、E3、E4の全てについて生成する断片Bの存在により、前記切断段階における有効な切断反応の存在を判断し、該有効な切断の存在を判断した場合に、DNA断片長の存否の組み合わせからアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプを判定することを特徴とする請求項20、21又は22のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。
- 更に、アポリポタンパクE遺伝子多型E2、E3、E4の全てについて生成する断片Bを定量した結果に基づいて、断片A、断片C、断片D及び/又は断片Eの存否を判断することを特徴とする請求項20〜23のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。
- 更に、前記(d)、(e)又は(f)の各場合の判定に際し、アポリポタンパクE遺伝子多型E2、E3、E4の全てについて生成する断片Bを定量した結果に基づいて求めたヘテロ二本鎖の生成割合に基づいて、断片A、断片C、断片D及び/又は断片Eの存否を判断することを特徴とする請求項20又は21のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。
- 前記第1の切断位置より上流の配列Aのみを含むDNA断片を断片Aとしたとき、断片Aの存否をアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプの判定に用い、断片Aの非存在によりゲノタイプE4/E4を判定することを特徴とする請求項19のアポリポタンパクE遺伝子多型のゲノタイプ判定方法。
- アポリポタンパクE遺伝子の制限酵素切断断片を検出することでアポリポタンパクE遺伝子多型を検出するために用い得る、アポリポタンパクE遺伝子増幅用のプライマー対を備えるアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬であって、前記プライマー対のうち上流側プライマーは、アポリポタンパクE遺伝子のコドン112の一塩基多型部位を含む認識配列での第1の切断位置より、60bp以上、136bp以下の上流の位置に5’末端が設定され、前記プライマー対のうち下流側プライマーは、アポリポタンパクE遺伝子のコドン158の一塩基多型部位を含む認識配列での第2の切断位置より70bp以上の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とするアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より90bp以上の上流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より100bp以上の上流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27又は28のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち上流側プライマーは、前記第1の切断位置より120bp以下の上流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27、28又は29のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より202bp以下の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27〜30のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より100bp以上の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27〜31のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より185bp以下の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27〜32のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対のうち下流側プライマーは、前記第2の切断位置より156bp以下の下流の位置に5’末端が設定されることを特徴とする請求項27〜33のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 前記プライマー対の各プライマーは、それぞれ下記の塩基配列、
AATCGGAACTGGAGGAACAACTG(配列番号1)
GCCCGCACGCGGCCCTGTTC(配列番号2)
を有するオリゴヌクレオチドであることを特徴とする請求項27〜34のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。 - 更に、塩基配列ACRYGT(RはA又はG、YはC又はT)を認識して切断する制限酵素及び塩基配列RGCGCY(RはA又はG、YはC又はT)を認識して切断する制限酵素と組み合わせて成ることを特徴とする請求項27〜35のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
- 更に、制限酵素AflIII及びHaeIIと組み合わされて成ることを特徴とする請求項27〜35のいずれかの項に記載のアポリポタンパクE遺伝子多型の検出試薬。
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